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