arch/powerpc/kvm/book3s_hv_builtin.c

   1 /*
   2  * Copyright 2011 Paul Mackerras, IBM Corp. <paulus@au1.ibm.com>
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License, version 2, as
   6  * published by the Free Software Foundation.
   7  */
   8
   9 #include <linux/cpu.h>
  10 #include <linux/kvm_host.h>
  11 #include <linux/preempt.h>
  12 #include <linux/export.h>
  13 #include <linux/sched.h>
  14 #include <linux/spinlock.h>
  15 #include <linux/init.h>
  16 #include <linux/memblock.h>
  17 #include <linux/sizes.h>
  18 #include <linux/cma.h>
  19 #include <linux/bitops.h>
  20
  21 #include <asm/cputable.h>
  22 #include <asm/kvm_ppc.h>
  23 #include <asm/kvm_book3s.h>
  24 #include <asm/archrandom.h>
  25 #include <asm/xics.h>
  26 #include <asm/dbell.h>
  27 #include <asm/cputhreads.h>
  28 #include <asm/io.h>
  29 #include <asm/opal.h>
  30 #include <asm/smp.h>
  31
  32 #define KVM_CMA_CHUNK_ORDER     18
  33
  34 /*
  35  * Hash page table alignment on newer cpus(CPU_FTR_ARCH_206)
  36  * should be power of 2.
  37  */
  38 #define HPT_ALIGN_PAGES         ((1 << 18) >> PAGE_SHIFT) /* 256k */
  39 /*
  40  * By default we reserve 5% of memory for hash pagetable allocation.
  41  */
  42 static unsigned long kvm_cma_resv_ratio = 5;
  43
  44 static struct cma *kvm_cma;
  45
  46 static int __init early_parse_kvm_cma_resv(char *p)
  47 {
  48         pr_debug("%s(%s)\n", __func__, p);
  49         if (!p)
  50                 return -EINVAL;
  51         return kstrtoul(p, 0, &kvm_cma_resv_ratio);
  52 }
  53 early_param("kvm_cma_resv_ratio", early_parse_kvm_cma_resv);
  54
  55 struct page *kvm_alloc_hpt_cma(unsigned long nr_pages)
  56 {
  57         VM_BUG_ON(order_base_2(nr_pages) < KVM_CMA_CHUNK_ORDER - PAGE_SHIFT);
  58
  59         return cma_alloc(kvm_cma, nr_pages, order_base_2(HPT_ALIGN_PAGES),
  60                          GFP_KERNEL);
  61 }
  62 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvm_alloc_hpt_cma);
  63
  64 void kvm_free_hpt_cma(struct page *page, unsigned long nr_pages)
  65 {
  66         cma_release(kvm_cma, page, nr_pages);
  67 }
  68 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvm_free_hpt_cma);
  69
  70 /**
  71  * kvm_cma_reserve() - reserve area for kvm hash pagetable
  72  *
  73  * This function reserves memory from early allocator. It should be
  74  * called by arch specific code once the memblock allocator
  75  * has been activated and all other subsystems have already allocated/reserved
  76  * memory.
  77  */
  78 void __init kvm_cma_reserve(void)
  79 {
  80         unsigned long align_size;
  81         struct memblock_region *reg;
  82         phys_addr_t selected_size = 0;
  83
  84         /*
  85          * We need CMA reservation only when we are in HV mode
  86          */
  87         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
  88                 return;
  89         /*
  90          * We cannot use memblock_phys_mem_size() here, because
  91          * memblock_analyze() has not been called yet.
  92          */
  93         for_each_memblock(memory, reg)
  94                 selected_size += memblock_region_memory_end_pfn(reg) -
  95                                  memblock_region_memory_base_pfn(reg);
  96
  97         selected_size = (selected_size * kvm_cma_resv_ratio / 100) << PAGE_SHIFT;
  98         if (selected_size) {
  99                 pr_debug("%s: reserving %ld MiB for global area\n", __func__,
 100                          (unsigned long)selected_size / SZ_1M);
 101                 align_size = HPT_ALIGN_PAGES << PAGE_SHIFT;
 102                 cma_declare_contiguous(0, selected_size, 0, align_size,
 103                         KVM_CMA_CHUNK_ORDER - PAGE_SHIFT, false, &kvm_cma);
 104         }
 105 }
 106
 107 /*
 108  * Real-mode H_CONFER implementation.
 109  * We check if we are the only vcpu out of this virtual core
 110  * still running in the guest and not ceded.  If so, we pop up
 111  * to the virtual-mode implementation; if not, just return to
 112  * the guest.
 113  */
 114 long int kvmppc_rm_h_confer(struct kvm_vcpu *vcpu, int target,
 115                             unsigned int yield_count)
 116 {
 117         struct kvmppc_vcore *vc = local_paca->kvm_hstate.kvm_vcore;
 118         int ptid = local_paca->kvm_hstate.ptid;
 119         int threads_running;
 120         int threads_ceded;
 121         int threads_conferring;
 122         u64 stop = get_tb() + 10 * tb_ticks_per_usec;
 123         int rv = H_SUCCESS; /* => don't yield */
 124
 125         set_bit(ptid, &vc->conferring_threads);
 126         while ((get_tb() < stop) && !VCORE_IS_EXITING(vc)) {
 127                 threads_running = VCORE_ENTRY_MAP(vc);
 128                 threads_ceded = vc->napping_threads;
 129                 threads_conferring = vc->conferring_threads;
 130                 if ((threads_ceded | threads_conferring) == threads_running) {
 131                         rv = H_TOO_HARD; /* => do yield */
 132                         break;
 133                 }
 134         }
 135         clear_bit(ptid, &vc->conferring_threads);
 136         return rv;
 137 }
 138
 139 /*
 140  * When running HV mode KVM we need to block certain operations while KVM VMs
 141  * exist in the system. We use a counter of VMs to track this.
 142  *
 143  * One of the operations we need to block is onlining of secondaries, so we
 144  * protect hv_vm_count with get/put_online_cpus().
 145  */
 146 static atomic_t hv_vm_count;
 147
 148 void kvm_hv_vm_activated(void)
 149 {
 150         get_online_cpus();
 151         atomic_inc(&hv_vm_count);
 152         put_online_cpus();
 153 }
 154 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvm_hv_vm_activated);
 155
 156 void kvm_hv_vm_deactivated(void)
 157 {
 158         get_online_cpus();
 159         atomic_dec(&hv_vm_count);
 160         put_online_cpus();
 161 }
 162 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvm_hv_vm_deactivated);
 163
 164 bool kvm_hv_mode_active(void)
 165 {
 166         return atomic_read(&hv_vm_count) != 0;
 167 }
 168
 169 extern int hcall_real_table[], hcall_real_table_end[];
 170
 171 int kvmppc_hcall_impl_hv_realmode(unsigned long cmd)
 172 {
 173         cmd /= 4;
 174         if (cmd < hcall_real_table_end - hcall_real_table &&
 175             hcall_real_table[cmd])
 176                 return 1;
 177
 178         return 0;
 179 }
 180 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_hcall_impl_hv_realmode);
 181
 182 int kvmppc_hwrng_present(void)
 183 {
 184         return powernv_hwrng_present();
 185 }
 186 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_hwrng_present);
 187
 188 long kvmppc_h_random(struct kvm_vcpu *vcpu)
 189 {
 190         if (powernv_get_random_real_mode(&vcpu->arch.gpr[4]))
 191                 return H_SUCCESS;
 192
 193         return H_HARDWARE;
 194 }
 195
 196 static inline void rm_writeb(unsigned long paddr, u8 val)
 197 {
 198         __asm__ __volatile__("stbcix %0,0,%1"
 199                 : : "r" (val), "r" (paddr) : "memory");
 200 }
 201
 202 /*
 203  * Send an interrupt or message to another CPU.
 204  * The caller needs to include any barrier needed to order writes
 205  * to memory vs. the IPI/message.
 206  */
 207 void kvmhv_rm_send_ipi(int cpu)
 208 {
 209         unsigned long xics_phys;
 210         unsigned long msg = PPC_DBELL_TYPE(PPC_DBELL_SERVER);
 211
 212         /* On POWER9 we can use msgsnd for any destination cpu. */
 213         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
 214                 msg |= get_hard_smp_processor_id(cpu);
 215                 __asm__ __volatile__ (PPC_MSGSND(%0) : : "r" (msg));
 216                 return;
 217         }
 218         /* On POWER8 for IPIs to threads in the same core, use msgsnd. */
 219         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_207S) &&
 220             cpu_first_thread_sibling(cpu) ==
 221             cpu_first_thread_sibling(raw_smp_processor_id())) {
 222                 msg |= cpu_thread_in_core(cpu);
 223                 __asm__ __volatile__ (PPC_MSGSND(%0) : : "r" (msg));
 224                 return;
 225         }
 226
 227         /* Else poke the target with an IPI */
 228         xics_phys = paca[cpu].kvm_hstate.xics_phys;
 229         if (xics_phys)
 230                 rm_writeb(xics_phys + XICS_MFRR, IPI_PRIORITY);
 231         else
 232                 opal_int_set_mfrr(get_hard_smp_processor_id(cpu), IPI_PRIORITY);
 233 }
 234
 235 /*
 236  * The following functions are called from the assembly code
 237  * in book3s_hv_rmhandlers.S.
 238  */
 239 static void kvmhv_interrupt_vcore(struct kvmppc_vcore *vc, int active)
 240 {
 241         int cpu = vc->pcpu;
 242
 243         /* Order setting of exit map vs. msgsnd/IPI */
 244         smp_mb();
 245         for (; active; active >>= 1, ++cpu)
 246                 if (active & 1)
 247                         kvmhv_rm_send_ipi(cpu);
 248 }
 249
 250 void kvmhv_commence_exit(int trap)
 251 {
 252         struct kvmppc_vcore *vc = local_paca->kvm_hstate.kvm_vcore;
 253         int ptid = local_paca->kvm_hstate.ptid;
 254         struct kvm_split_mode *sip = local_paca->kvm_hstate.kvm_split_mode;
 255         int me, ee, i;
 256
 257         /* Set our bit in the threads-exiting-guest map in the 0xff00
 258            bits of vcore->entry_exit_map */
 259         me = 0x100 << ptid;
 260         do {
 261                 ee = vc->entry_exit_map;
 262         } while (cmpxchg(&vc->entry_exit_map, ee, ee | me) != ee);
 263
 264         /* Are we the first here? */
 265         if ((ee >> 8) != 0)
 266                 return;
 267
 268         /*
 269          * Trigger the other threads in this vcore to exit the guest.
 270          * If this is a hypervisor decrementer interrupt then they
 271          * will be already on their way out of the guest.
 272          */
 273         if (trap != BOOK3S_INTERRUPT_HV_DECREMENTER)
 274                 kvmhv_interrupt_vcore(vc, ee & ~(1 << ptid));
 275
 276         /*
 277          * If we are doing dynamic micro-threading, interrupt the other
 278          * subcores to pull them out of their guests too.
 279          */
 280         if (!sip)
 281                 return;
 282
 283         for (i = 0; i < MAX_SUBCORES; ++i) {
 284                 vc = sip->master_vcs[i];
 285                 if (!vc)
 286                         break;
 287                 do {
 288                         ee = vc->entry_exit_map;
 289                         /* Already asked to exit? */
 290                         if ((ee >> 8) != 0)
 291                                 break;
 292                 } while (cmpxchg(&vc->entry_exit_map, ee,
 293                                  ee | VCORE_EXIT_REQ) != ee);
 294                 if ((ee >> 8) == 0)
 295                         kvmhv_interrupt_vcore(vc, ee);
 296         }
 297 }
 298
 299 struct kvmppc_host_rm_ops *kvmppc_host_rm_ops_hv;
 300 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_host_rm_ops_hv);
 301
 302 #ifdef CONFIG_KVM_XICS
 303 static struct kvmppc_irq_map *get_irqmap(struct kvmppc_passthru_irqmap *pimap,
 304                                          u32 xisr)
 305 {
 306         int i;
 307
 308         /*
 309          * We access the mapped array here without a lock.  That
 310          * is safe because we never reduce the number of entries
 311          * in the array and we never change the v_hwirq field of
 312          * an entry once it is set.
 313          *
 314          * We have also carefully ordered the stores in the writer
 315          * and the loads here in the reader, so that if we find a matching
 316          * hwirq here, the associated GSI and irq_desc fields are valid.
 317          */
 318         for (i = 0; i < pimap->n_mapped; i++)  {
 319                 if (xisr == pimap->mapped[i].r_hwirq) {
 320                         /*
 321                          * Order subsequent reads in the caller to serialize
 322                          * with the writer.
 323                          */
 324                         smp_rmb();
 325                         return &pimap->mapped[i];
 326                 }
 327         }
 328         return NULL;
 329 }
 330
 331 /*
 332  * If we have an interrupt that's not an IPI, check if we have a
 333  * passthrough adapter and if so, check if this external interrupt
 334  * is for the adapter.
 335  * We will attempt to deliver the IRQ directly to the target VCPU's
 336  * ICP, the virtual ICP (based on affinity - the xive value in ICS).
 337  *
 338  * If the delivery fails or if this is not for a passthrough adapter,
 339  * return to the host to handle this interrupt. We earlier
 340  * saved a copy of the XIRR in the PACA, it will be picked up by
 341  * the host ICP driver.
 342  */
 343 static int kvmppc_check_passthru(u32 xisr, __be32 xirr, bool *again)
 344 {
 345         struct kvmppc_passthru_irqmap *pimap;
 346         struct kvmppc_irq_map *irq_map;
 347         struct kvm_vcpu *vcpu;
 348
 349         vcpu = local_paca->kvm_hstate.kvm_vcpu;
 350         if (!vcpu)
 351                 return 1;
 352         pimap = kvmppc_get_passthru_irqmap(vcpu->kvm);
 353         if (!pimap)
 354                 return 1;
 355         irq_map = get_irqmap(pimap, xisr);
 356         if (!irq_map)
 357                 return 1;
 358
 359         /* We're handling this interrupt, generic code doesn't need to */
 360         local_paca->kvm_hstate.saved_xirr = 0;
 361
 362         return kvmppc_deliver_irq_passthru(vcpu, xirr, irq_map, pimap, again);
 363 }
 364
 365 #else
 366 static inline int kvmppc_check_passthru(u32 xisr, __be32 xirr, bool *again)
 367 {
 368         return 1;
 369 }
 370 #endif
 371
 372 /*
 373  * Determine what sort of external interrupt is pending (if any).
 374  * Returns:
 375  *      0 if no interrupt is pending
 376  *      1 if an interrupt is pending that needs to be handled by the host
 377  *      2 Passthrough that needs completion in the host
 378  *      -1 if there was a guest wakeup IPI (which has now been cleared)
 379  *      -2 if there is PCI passthrough external interrupt that was handled
 380  */
 381 static long kvmppc_read_one_intr(bool *again);
 382
 383 long kvmppc_read_intr(void)
 384 {
 385         long ret = 0;
 386         long rc;
 387         bool again;
 388
 389         do {
 390                 again = false;
 391                 rc = kvmppc_read_one_intr(&again);
 392                 if (rc && (ret == 0 || rc > ret))
 393                         ret = rc;
 394         } while (again);
 395         return ret;
 396 }
 397
 398 static long kvmppc_read_one_intr(bool *again)
 399 {
 400         unsigned long xics_phys;
 401         u32 h_xirr;
 402         __be32 xirr;
 403         u32 xisr;
 404         u8 host_ipi;
 405         int64_t rc;
 406
 407         /* see if a host IPI is pending */
 408         host_ipi = local_paca->kvm_hstate.host_ipi;
 409         if (host_ipi)
 410                 return 1;
 411
 412         /* Now read the interrupt from the ICP */
 413         xics_phys = local_paca->kvm_hstate.xics_phys;
 414         rc = 0;
 415         if (!xics_phys)
 416                 rc = opal_int_get_xirr(&xirr, false);
 417         else
 418                 xirr = _lwzcix(xics_phys + XICS_XIRR);
 419         if (rc < 0)
 420                 return 1;
 421
 422         /*
 423          * Save XIRR for later. Since we get control in reverse endian
 424          * on LE systems, save it byte reversed and fetch it back in
 425          * host endian. Note that xirr is the value read from the
 426          * XIRR register, while h_xirr is the host endian version.
 427          */
 428         h_xirr = be32_to_cpu(xirr);
 429         local_paca->kvm_hstate.saved_xirr = h_xirr;
 430         xisr = h_xirr & 0xffffff;
 431         /*
 432          * Ensure that the store/load complete to guarantee all side
 433          * effects of loading from XIRR has completed
 434          */
 435         smp_mb();
 436
 437         /* if nothing pending in the ICP */
 438         if (!xisr)
 439                 return 0;
 440
 441         /* We found something in the ICP...
 442          *
 443          * If it is an IPI, clear the MFRR and EOI it.
 444          */
 445         if (xisr == XICS_IPI) {
 446                 rc = 0;
 447                 if (xics_phys) {
 448                         _stbcix(xics_phys + XICS_MFRR, 0xff);
 449                         _stwcix(xics_phys + XICS_XIRR, xirr);
 450                 } else {
 451                         opal_int_set_mfrr(hard_smp_processor_id(), 0xff);
 452                         rc = opal_int_eoi(h_xirr);
 453                 }
 454                 /* If rc > 0, there is another interrupt pending */
 455                 *again = rc > 0;
 456
 457                 /*
 458                  * Need to ensure side effects of above stores
 459                  * complete before proceeding.
 460                  */
 461                 smp_mb();
 462
 463                 /*
 464                  * We need to re-check host IPI now in case it got set in the
 465                  * meantime. If it's clear, we bounce the interrupt to the
 466                  * guest
 467                  */
 468                 host_ipi = local_paca->kvm_hstate.host_ipi;
 469                 if (unlikely(host_ipi != 0)) {
 470                         /* We raced with the host,
 471                          * we need to resend that IPI, bummer
 472                          */
 473                         if (xics_phys)
 474                                 _stbcix(xics_phys + XICS_MFRR, IPI_PRIORITY);
 475                         else
 476                                 opal_int_set_mfrr(hard_smp_processor_id(),
 477                                                   IPI_PRIORITY);
 478                         /* Let side effects complete */
 479                         smp_mb();
 480                         return 1;
 481                 }
 482
 483                 /* OK, it's an IPI for us */
 484                 local_paca->kvm_hstate.saved_xirr = 0;
 485                 return -1;
 486         }
 487
 488         return kvmppc_check_passthru(xisr, xirr, again);
 489 }