Merge branches 'x86-ras-for-linus', 'x86-uv-for-linus' and 'x86-vdso-for-linus' of...
[cascardo/linux.git] / arch / powerpc / kvm / book3s_xics.c
1 /*
2  * Copyright 2012 Michael Ellerman, IBM Corporation.
3  * Copyright 2012 Benjamin Herrenschmidt, IBM Corporation.
4  *
5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
6  * it under the terms of the GNU General Public License, version 2, as
7  * published by the Free Software Foundation.
8  */
9
10 #include <linux/kernel.h>
11 #include <linux/kvm_host.h>
12 #include <linux/err.h>
13 #include <linux/gfp.h>
14 #include <linux/anon_inodes.h>
15
16 #include <asm/uaccess.h>
17 #include <asm/kvm_book3s.h>
18 #include <asm/kvm_ppc.h>
19 #include <asm/hvcall.h>
20 #include <asm/xics.h>
21 #include <asm/debug.h>
22 #include <asm/time.h>
23
24 #include <linux/debugfs.h>
25 #include <linux/seq_file.h>
26
27 #include "book3s_xics.h"
28
29 #if 1
30 #define XICS_DBG(fmt...) do { } while (0)
31 #else
32 #define XICS_DBG(fmt...) trace_printk(fmt)
33 #endif
34
35 #define ENABLE_REALMODE true
36 #define DEBUG_REALMODE  false
37
38 /*
39  * LOCKING
40  * =======
41  *
42  * Each ICS has a mutex protecting the information about the IRQ
43  * sources and avoiding simultaneous deliveries if the same interrupt.
44  *
45  * ICP operations are done via a single compare & swap transaction
46  * (most ICP state fits in the union kvmppc_icp_state)
47  */
48
49 /*
50  * TODO
51  * ====
52  *
53  * - To speed up resends, keep a bitmap of "resend" set bits in the
54  *   ICS
55  *
56  * - Speed up server# -> ICP lookup (array ? hash table ?)
57  *
58  * - Make ICS lockless as well, or at least a per-interrupt lock or hashed
59  *   locks array to improve scalability
60  */
61
62 /* -- ICS routines -- */
63
64 static void icp_deliver_irq(struct kvmppc_xics *xics, struct kvmppc_icp *icp,
65                             u32 new_irq);
66
67 /*
68  * Return value ideally indicates how the interrupt was handled, but no
69  * callers look at it (given that we don't implement KVM_IRQ_LINE_STATUS),
70  * so just return 0.
71  */
72 static int ics_deliver_irq(struct kvmppc_xics *xics, u32 irq, u32 level)
73 {
74         struct ics_irq_state *state;
75         struct kvmppc_ics *ics;
76         u16 src;
77
78         XICS_DBG("ics deliver %#x (level: %d)\n", irq, level);
79
80         ics = kvmppc_xics_find_ics(xics, irq, &src);
81         if (!ics) {
82                 XICS_DBG("ics_deliver_irq: IRQ 0x%06x not found !\n", irq);
83                 return -EINVAL;
84         }
85         state = &ics->irq_state[src];
86         if (!state->exists)
87                 return -EINVAL;
88
89         /*
90          * We set state->asserted locklessly. This should be fine as
91          * we are the only setter, thus concurrent access is undefined
92          * to begin with.
93          */
94         if (level == 1 || level == KVM_INTERRUPT_SET_LEVEL)
95                 state->asserted = 1;
96         else if (level == 0 || level == KVM_INTERRUPT_UNSET) {
97                 state->asserted = 0;
98                 return 0;
99         }
100
101         /* Attempt delivery */
102         icp_deliver_irq(xics, NULL, irq);
103
104         return 0;
105 }
106
107 static void ics_check_resend(struct kvmppc_xics *xics, struct kvmppc_ics *ics,
108                              struct kvmppc_icp *icp)
109 {
110         int i;
111
112         mutex_lock(&ics->lock);
113
114         for (i = 0; i < KVMPPC_XICS_IRQ_PER_ICS; i++) {
115                 struct ics_irq_state *state = &ics->irq_state[i];
116
117                 if (!state->resend)
118                         continue;
119
120                 XICS_DBG("resend %#x prio %#x\n", state->number,
121                               state->priority);
122
123                 mutex_unlock(&ics->lock);
124                 icp_deliver_irq(xics, icp, state->number);
125                 mutex_lock(&ics->lock);
126         }
127
128         mutex_unlock(&ics->lock);
129 }
130
131 static bool write_xive(struct kvmppc_xics *xics, struct kvmppc_ics *ics,
132                        struct ics_irq_state *state,
133                        u32 server, u32 priority, u32 saved_priority)
134 {
135         bool deliver;
136
137         mutex_lock(&ics->lock);
138
139         state->server = server;
140         state->priority = priority;
141         state->saved_priority = saved_priority;
142         deliver = false;
143         if ((state->masked_pending || state->resend) && priority != MASKED) {
144                 state->masked_pending = 0;
145                 deliver = true;
146         }
147
148         mutex_unlock(&ics->lock);
149
150         return deliver;
151 }
152
153 int kvmppc_xics_set_xive(struct kvm *kvm, u32 irq, u32 server, u32 priority)
154 {
155         struct kvmppc_xics *xics = kvm->arch.xics;
156         struct kvmppc_icp *icp;
157         struct kvmppc_ics *ics;
158         struct ics_irq_state *state;
159         u16 src;
160
161         if (!xics)
162                 return -ENODEV;
163
164         ics = kvmppc_xics_find_ics(xics, irq, &src);
165         if (!ics)
166                 return -EINVAL;
167         state = &ics->irq_state[src];
168
169         icp = kvmppc_xics_find_server(kvm, server);
170         if (!icp)
171                 return -EINVAL;
172
173         XICS_DBG("set_xive %#x server %#x prio %#x MP:%d RS:%d\n",
174                  irq, server, priority,
175                  state->masked_pending, state->resend);
176
177         if (write_xive(xics, ics, state, server, priority, priority))
178                 icp_deliver_irq(xics, icp, irq);
179
180         return 0;
181 }
182
183 int kvmppc_xics_get_xive(struct kvm *kvm, u32 irq, u32 *server, u32 *priority)
184 {
185         struct kvmppc_xics *xics = kvm->arch.xics;
186         struct kvmppc_ics *ics;
187         struct ics_irq_state *state;
188         u16 src;
189
190         if (!xics)
191                 return -ENODEV;
192
193         ics = kvmppc_xics_find_ics(xics, irq, &src);
194         if (!ics)
195                 return -EINVAL;
196         state = &ics->irq_state[src];
197
198         mutex_lock(&ics->lock);
199         *server = state->server;
200         *priority = state->priority;
201         mutex_unlock(&ics->lock);
202
203         return 0;
204 }
205
206 int kvmppc_xics_int_on(struct kvm *kvm, u32 irq)
207 {
208         struct kvmppc_xics *xics = kvm->arch.xics;
209         struct kvmppc_icp *icp;
210         struct kvmppc_ics *ics;
211         struct ics_irq_state *state;
212         u16 src;
213
214         if (!xics)
215                 return -ENODEV;
216
217         ics = kvmppc_xics_find_ics(xics, irq, &src);
218         if (!ics)
219                 return -EINVAL;
220         state = &ics->irq_state[src];
221
222         icp = kvmppc_xics_find_server(kvm, state->server);
223         if (!icp)
224                 return -EINVAL;
225
226         if (write_xive(xics, ics, state, state->server, state->saved_priority,
227                        state->saved_priority))
228                 icp_deliver_irq(xics, icp, irq);
229
230         return 0;
231 }
232
233 int kvmppc_xics_int_off(struct kvm *kvm, u32 irq)
234 {
235         struct kvmppc_xics *xics = kvm->arch.xics;
236         struct kvmppc_ics *ics;
237         struct ics_irq_state *state;
238         u16 src;
239
240         if (!xics)
241                 return -ENODEV;
242
243         ics = kvmppc_xics_find_ics(xics, irq, &src);
244         if (!ics)
245                 return -EINVAL;
246         state = &ics->irq_state[src];
247
248         write_xive(xics, ics, state, state->server, MASKED, state->priority);
249
250         return 0;
251 }
252
253 /* -- ICP routines, including hcalls -- */
254
255 static inline bool icp_try_update(struct kvmppc_icp *icp,
256                                   union kvmppc_icp_state old,
257                                   union kvmppc_icp_state new,
258                                   bool change_self)
259 {
260         bool success;
261
262         /* Calculate new output value */
263         new.out_ee = (new.xisr && (new.pending_pri < new.cppr));
264
265         /* Attempt atomic update */
266         success = cmpxchg64(&icp->state.raw, old.raw, new.raw) == old.raw;
267         if (!success)
268                 goto bail;
269
270         XICS_DBG("UPD [%04x] - C:%02x M:%02x PP: %02x PI:%06x R:%d O:%d\n",
271                  icp->server_num,
272                  old.cppr, old.mfrr, old.pending_pri, old.xisr,
273                  old.need_resend, old.out_ee);
274         XICS_DBG("UPD        - C:%02x M:%02x PP: %02x PI:%06x R:%d O:%d\n",
275                  new.cppr, new.mfrr, new.pending_pri, new.xisr,
276                  new.need_resend, new.out_ee);
277         /*
278          * Check for output state update
279          *
280          * Note that this is racy since another processor could be updating
281          * the state already. This is why we never clear the interrupt output
282          * here, we only ever set it. The clear only happens prior to doing
283          * an update and only by the processor itself. Currently we do it
284          * in Accept (H_XIRR) and Up_Cppr (H_XPPR).
285          *
286          * We also do not try to figure out whether the EE state has changed,
287          * we unconditionally set it if the new state calls for it. The reason
288          * for that is that we opportunistically remove the pending interrupt
289          * flag when raising CPPR, so we need to set it back here if an
290          * interrupt is still pending.
291          */
292         if (new.out_ee) {
293                 kvmppc_book3s_queue_irqprio(icp->vcpu,
294                                             BOOK3S_INTERRUPT_EXTERNAL_LEVEL);
295                 if (!change_self)
296                         kvmppc_fast_vcpu_kick(icp->vcpu);
297         }
298  bail:
299         return success;
300 }
301
302 static void icp_check_resend(struct kvmppc_xics *xics,
303                              struct kvmppc_icp *icp)
304 {
305         u32 icsid;
306
307         /* Order this load with the test for need_resend in the caller */
308         smp_rmb();
309         for_each_set_bit(icsid, icp->resend_map, xics->max_icsid + 1) {
310                 struct kvmppc_ics *ics = xics->ics[icsid];
311
312                 if (!test_and_clear_bit(icsid, icp->resend_map))
313                         continue;
314                 if (!ics)
315                         continue;
316                 ics_check_resend(xics, ics, icp);
317         }
318 }
319
320 static bool icp_try_to_deliver(struct kvmppc_icp *icp, u32 irq, u8 priority,
321                                u32 *reject)
322 {
323         union kvmppc_icp_state old_state, new_state;
324         bool success;
325
326         XICS_DBG("try deliver %#x(P:%#x) to server %#x\n", irq, priority,
327                  icp->server_num);
328
329         do {
330                 old_state = new_state = ACCESS_ONCE(icp->state);
331
332                 *reject = 0;
333
334                 /* See if we can deliver */
335                 success = new_state.cppr > priority &&
336                         new_state.mfrr > priority &&
337                         new_state.pending_pri > priority;
338
339                 /*
340                  * If we can, check for a rejection and perform the
341                  * delivery
342                  */
343                 if (success) {
344                         *reject = new_state.xisr;
345                         new_state.xisr = irq;
346                         new_state.pending_pri = priority;
347                 } else {
348                         /*
349                          * If we failed to deliver we set need_resend
350                          * so a subsequent CPPR state change causes us
351                          * to try a new delivery.
352                          */
353                         new_state.need_resend = true;
354                 }
355
356         } while (!icp_try_update(icp, old_state, new_state, false));
357
358         return success;
359 }
360
361 static void icp_deliver_irq(struct kvmppc_xics *xics, struct kvmppc_icp *icp,
362                             u32 new_irq)
363 {
364         struct ics_irq_state *state;
365         struct kvmppc_ics *ics;
366         u32 reject;
367         u16 src;
368
369         /*
370          * This is used both for initial delivery of an interrupt and
371          * for subsequent rejection.
372          *
373          * Rejection can be racy vs. resends. We have evaluated the
374          * rejection in an atomic ICP transaction which is now complete,
375          * so potentially the ICP can already accept the interrupt again.
376          *
377          * So we need to retry the delivery. Essentially the reject path
378          * boils down to a failed delivery. Always.
379          *
380          * Now the interrupt could also have moved to a different target,
381          * thus we may need to re-do the ICP lookup as well
382          */
383
384  again:
385         /* Get the ICS state and lock it */
386         ics = kvmppc_xics_find_ics(xics, new_irq, &src);
387         if (!ics) {
388                 XICS_DBG("icp_deliver_irq: IRQ 0x%06x not found !\n", new_irq);
389                 return;
390         }
391         state = &ics->irq_state[src];
392
393         /* Get a lock on the ICS */
394         mutex_lock(&ics->lock);
395
396         /* Get our server */
397         if (!icp || state->server != icp->server_num) {
398                 icp = kvmppc_xics_find_server(xics->kvm, state->server);
399                 if (!icp) {
400                         pr_warn("icp_deliver_irq: IRQ 0x%06x server 0x%x not found !\n",
401                                 new_irq, state->server);
402                         goto out;
403                 }
404         }
405
406         /* Clear the resend bit of that interrupt */
407         state->resend = 0;
408
409         /*
410          * If masked, bail out
411          *
412          * Note: PAPR doesn't mention anything about masked pending
413          * when doing a resend, only when doing a delivery.
414          *
415          * However that would have the effect of losing a masked
416          * interrupt that was rejected and isn't consistent with
417          * the whole masked_pending business which is about not
418          * losing interrupts that occur while masked.
419          *
420          * I don't differenciate normal deliveries and resends, this
421          * implementation will differ from PAPR and not lose such
422          * interrupts.
423          */
424         if (state->priority == MASKED) {
425                 XICS_DBG("irq %#x masked pending\n", new_irq);
426                 state->masked_pending = 1;
427                 goto out;
428         }
429
430         /*
431          * Try the delivery, this will set the need_resend flag
432          * in the ICP as part of the atomic transaction if the
433          * delivery is not possible.
434          *
435          * Note that if successful, the new delivery might have itself
436          * rejected an interrupt that was "delivered" before we took the
437          * icp mutex.
438          *
439          * In this case we do the whole sequence all over again for the
440          * new guy. We cannot assume that the rejected interrupt is less
441          * favored than the new one, and thus doesn't need to be delivered,
442          * because by the time we exit icp_try_to_deliver() the target
443          * processor may well have alrady consumed & completed it, and thus
444          * the rejected interrupt might actually be already acceptable.
445          */
446         if (icp_try_to_deliver(icp, new_irq, state->priority, &reject)) {
447                 /*
448                  * Delivery was successful, did we reject somebody else ?
449                  */
450                 if (reject && reject != XICS_IPI) {
451                         mutex_unlock(&ics->lock);
452                         new_irq = reject;
453                         goto again;
454                 }
455         } else {
456                 /*
457                  * We failed to deliver the interrupt we need to set the
458                  * resend map bit and mark the ICS state as needing a resend
459                  */
460                 set_bit(ics->icsid, icp->resend_map);
461                 state->resend = 1;
462
463                 /*
464                  * If the need_resend flag got cleared in the ICP some time
465                  * between icp_try_to_deliver() atomic update and now, then
466                  * we know it might have missed the resend_map bit. So we
467                  * retry
468                  */
469                 smp_mb();
470                 if (!icp->state.need_resend) {
471                         mutex_unlock(&ics->lock);
472                         goto again;
473                 }
474         }
475  out:
476         mutex_unlock(&ics->lock);
477 }
478
479 static void icp_down_cppr(struct kvmppc_xics *xics, struct kvmppc_icp *icp,
480                           u8 new_cppr)
481 {
482         union kvmppc_icp_state old_state, new_state;
483         bool resend;
484
485         /*
486          * This handles several related states in one operation:
487          *
488          * ICP State: Down_CPPR
489          *
490          * Load CPPR with new value and if the XISR is 0
491          * then check for resends:
492          *
493          * ICP State: Resend
494          *
495          * If MFRR is more favored than CPPR, check for IPIs
496          * and notify ICS of a potential resend. This is done
497          * asynchronously (when used in real mode, we will have
498          * to exit here).
499          *
500          * We do not handle the complete Check_IPI as documented
501          * here. In the PAPR, this state will be used for both
502          * Set_MFRR and Down_CPPR. However, we know that we aren't
503          * changing the MFRR state here so we don't need to handle
504          * the case of an MFRR causing a reject of a pending irq,
505          * this will have been handled when the MFRR was set in the
506          * first place.
507          *
508          * Thus we don't have to handle rejects, only resends.
509          *
510          * When implementing real mode for HV KVM, resend will lead to
511          * a H_TOO_HARD return and the whole transaction will be handled
512          * in virtual mode.
513          */
514         do {
515                 old_state = new_state = ACCESS_ONCE(icp->state);
516
517                 /* Down_CPPR */
518                 new_state.cppr = new_cppr;
519
520                 /*
521                  * Cut down Resend / Check_IPI / IPI
522                  *
523                  * The logic is that we cannot have a pending interrupt
524                  * trumped by an IPI at this point (see above), so we
525                  * know that either the pending interrupt is already an
526                  * IPI (in which case we don't care to override it) or
527                  * it's either more favored than us or non existent
528                  */
529                 if (new_state.mfrr < new_cppr &&
530                     new_state.mfrr <= new_state.pending_pri) {
531                         WARN_ON(new_state.xisr != XICS_IPI &&
532                                 new_state.xisr != 0);
533                         new_state.pending_pri = new_state.mfrr;
534                         new_state.xisr = XICS_IPI;
535                 }
536
537                 /* Latch/clear resend bit */
538                 resend = new_state.need_resend;
539                 new_state.need_resend = 0;
540
541         } while (!icp_try_update(icp, old_state, new_state, true));
542
543         /*
544          * Now handle resend checks. Those are asynchronous to the ICP
545          * state update in HW (ie bus transactions) so we can handle them
546          * separately here too
547          */
548         if (resend)
549                 icp_check_resend(xics, icp);
550 }
551
552 static noinline unsigned long kvmppc_h_xirr(struct kvm_vcpu *vcpu)
553 {
554         union kvmppc_icp_state old_state, new_state;
555         struct kvmppc_icp *icp = vcpu->arch.icp;
556         u32 xirr;
557
558         /* First, remove EE from the processor */
559         kvmppc_book3s_dequeue_irqprio(icp->vcpu,
560                                       BOOK3S_INTERRUPT_EXTERNAL_LEVEL);
561
562         /*
563          * ICP State: Accept_Interrupt
564          *
565          * Return the pending interrupt (if any) along with the
566          * current CPPR, then clear the XISR & set CPPR to the
567          * pending priority
568          */
569         do {
570                 old_state = new_state = ACCESS_ONCE(icp->state);
571
572                 xirr = old_state.xisr | (((u32)old_state.cppr) << 24);
573                 if (!old_state.xisr)
574                         break;
575                 new_state.cppr = new_state.pending_pri;
576                 new_state.pending_pri = 0xff;
577                 new_state.xisr = 0;
578
579         } while (!icp_try_update(icp, old_state, new_state, true));
580
581         XICS_DBG("h_xirr vcpu %d xirr %#x\n", vcpu->vcpu_id, xirr);
582
583         return xirr;
584 }
585
586 static noinline int kvmppc_h_ipi(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long server,
587                                  unsigned long mfrr)
588 {
589         union kvmppc_icp_state old_state, new_state;
590         struct kvmppc_xics *xics = vcpu->kvm->arch.xics;
591         struct kvmppc_icp *icp;
592         u32 reject;
593         bool resend;
594         bool local;
595
596         XICS_DBG("h_ipi vcpu %d to server %lu mfrr %#lx\n",
597                  vcpu->vcpu_id, server, mfrr);
598
599         icp = vcpu->arch.icp;
600         local = icp->server_num == server;
601         if (!local) {
602                 icp = kvmppc_xics_find_server(vcpu->kvm, server);
603                 if (!icp)
604                         return H_PARAMETER;
605         }
606
607         /*
608          * ICP state: Set_MFRR
609          *
610          * If the CPPR is more favored than the new MFRR, then
611          * nothing needs to be rejected as there can be no XISR to
612          * reject.  If the MFRR is being made less favored then
613          * there might be a previously-rejected interrupt needing
614          * to be resent.
615          *
616          * If the CPPR is less favored, then we might be replacing
617          * an interrupt, and thus need to possibly reject it as in
618          *
619          * ICP state: Check_IPI
620          */
621         do {
622                 old_state = new_state = ACCESS_ONCE(icp->state);
623
624                 /* Set_MFRR */
625                 new_state.mfrr = mfrr;
626
627                 /* Check_IPI */
628                 reject = 0;
629                 resend = false;
630                 if (mfrr < new_state.cppr) {
631                         /* Reject a pending interrupt if not an IPI */
632                         if (mfrr <= new_state.pending_pri)
633                                 reject = new_state.xisr;
634                         new_state.pending_pri = mfrr;
635                         new_state.xisr = XICS_IPI;
636                 }
637
638                 if (mfrr > old_state.mfrr && mfrr > new_state.cppr) {
639                         resend = new_state.need_resend;
640                         new_state.need_resend = 0;
641                 }
642         } while (!icp_try_update(icp, old_state, new_state, local));
643
644         /* Handle reject */
645         if (reject && reject != XICS_IPI)
646                 icp_deliver_irq(xics, icp, reject);
647
648         /* Handle resend */
649         if (resend)
650                 icp_check_resend(xics, icp);
651
652         return H_SUCCESS;
653 }
654
655 static int kvmppc_h_ipoll(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long server)
656 {
657         union kvmppc_icp_state state;
658         struct kvmppc_icp *icp;
659
660         icp = vcpu->arch.icp;
661         if (icp->server_num != server) {
662                 icp = kvmppc_xics_find_server(vcpu->kvm, server);
663                 if (!icp)
664                         return H_PARAMETER;
665         }
666         state = ACCESS_ONCE(icp->state);
667         kvmppc_set_gpr(vcpu, 4, ((u32)state.cppr << 24) | state.xisr);
668         kvmppc_set_gpr(vcpu, 5, state.mfrr);
669         return H_SUCCESS;
670 }
671
672 static noinline void kvmppc_h_cppr(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cppr)
673 {
674         union kvmppc_icp_state old_state, new_state;
675         struct kvmppc_xics *xics = vcpu->kvm->arch.xics;
676         struct kvmppc_icp *icp = vcpu->arch.icp;
677         u32 reject;
678
679         XICS_DBG("h_cppr vcpu %d cppr %#lx\n", vcpu->vcpu_id, cppr);
680
681         /*
682          * ICP State: Set_CPPR
683          *
684          * We can safely compare the new value with the current
685          * value outside of the transaction as the CPPR is only
686          * ever changed by the processor on itself
687          */
688         if (cppr > icp->state.cppr)
689                 icp_down_cppr(xics, icp, cppr);
690         else if (cppr == icp->state.cppr)
691                 return;
692
693         /*
694          * ICP State: Up_CPPR
695          *
696          * The processor is raising its priority, this can result
697          * in a rejection of a pending interrupt:
698          *
699          * ICP State: Reject_Current
700          *
701          * We can remove EE from the current processor, the update
702          * transaction will set it again if needed
703          */
704         kvmppc_book3s_dequeue_irqprio(icp->vcpu,
705                                       BOOK3S_INTERRUPT_EXTERNAL_LEVEL);
706
707         do {
708                 old_state = new_state = ACCESS_ONCE(icp->state);
709
710                 reject = 0;
711                 new_state.cppr = cppr;
712
713                 if (cppr <= new_state.pending_pri) {
714                         reject = new_state.xisr;
715                         new_state.xisr = 0;
716                         new_state.pending_pri = 0xff;
717                 }
718
719         } while (!icp_try_update(icp, old_state, new_state, true));
720
721         /*
722          * Check for rejects. They are handled by doing a new delivery
723          * attempt (see comments in icp_deliver_irq).
724          */
725         if (reject && reject != XICS_IPI)
726                 icp_deliver_irq(xics, icp, reject);
727 }
728
729 static noinline int kvmppc_h_eoi(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long xirr)
730 {
731         struct kvmppc_xics *xics = vcpu->kvm->arch.xics;
732         struct kvmppc_icp *icp = vcpu->arch.icp;
733         struct kvmppc_ics *ics;
734         struct ics_irq_state *state;
735         u32 irq = xirr & 0x00ffffff;
736         u16 src;
737
738         XICS_DBG("h_eoi vcpu %d eoi %#lx\n", vcpu->vcpu_id, xirr);
739
740         /*
741          * ICP State: EOI
742          *
743          * Note: If EOI is incorrectly used by SW to lower the CPPR
744          * value (ie more favored), we do not check for rejection of
745          * a pending interrupt, this is a SW error and PAPR sepcifies
746          * that we don't have to deal with it.
747          *
748          * The sending of an EOI to the ICS is handled after the
749          * CPPR update
750          *
751          * ICP State: Down_CPPR which we handle
752          * in a separate function as it's shared with H_CPPR.
753          */
754         icp_down_cppr(xics, icp, xirr >> 24);
755
756         /* IPIs have no EOI */
757         if (irq == XICS_IPI)
758                 return H_SUCCESS;
759         /*
760          * EOI handling: If the interrupt is still asserted, we need to
761          * resend it. We can take a lockless "peek" at the ICS state here.
762          *
763          * "Message" interrupts will never have "asserted" set
764          */
765         ics = kvmppc_xics_find_ics(xics, irq, &src);
766         if (!ics) {
767                 XICS_DBG("h_eoi: IRQ 0x%06x not found !\n", irq);
768                 return H_PARAMETER;
769         }
770         state = &ics->irq_state[src];
771
772         /* Still asserted, resend it */
773         if (state->asserted)
774                 icp_deliver_irq(xics, icp, irq);
775
776         kvm_notify_acked_irq(vcpu->kvm, 0, irq);
777
778         return H_SUCCESS;
779 }
780
781 static noinline int kvmppc_xics_rm_complete(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 hcall)
782 {
783         struct kvmppc_xics *xics = vcpu->kvm->arch.xics;
784         struct kvmppc_icp *icp = vcpu->arch.icp;
785
786         XICS_DBG("XICS_RM: H_%x completing, act: %x state: %lx tgt: %p\n",
787                  hcall, icp->rm_action, icp->rm_dbgstate.raw, icp->rm_dbgtgt);
788
789         if (icp->rm_action & XICS_RM_KICK_VCPU)
790                 kvmppc_fast_vcpu_kick(icp->rm_kick_target);
791         if (icp->rm_action & XICS_RM_CHECK_RESEND)
792                 icp_check_resend(xics, icp);
793         if (icp->rm_action & XICS_RM_REJECT)
794                 icp_deliver_irq(xics, icp, icp->rm_reject);
795         if (icp->rm_action & XICS_RM_NOTIFY_EOI)
796                 kvm_notify_acked_irq(vcpu->kvm, 0, icp->rm_eoied_irq);
797
798         icp->rm_action = 0;
799
800         return H_SUCCESS;
801 }
802
803 int kvmppc_xics_hcall(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 req)
804 {
805         struct kvmppc_xics *xics = vcpu->kvm->arch.xics;
806         unsigned long res;
807         int rc = H_SUCCESS;
808
809         /* Check if we have an ICP */
810         if (!xics || !vcpu->arch.icp)
811                 return H_HARDWARE;
812
813         /* These requests don't have real-mode implementations at present */
814         switch (req) {
815         case H_XIRR_X:
816                 res = kvmppc_h_xirr(vcpu);
817                 kvmppc_set_gpr(vcpu, 4, res);
818                 kvmppc_set_gpr(vcpu, 5, get_tb());
819                 return rc;
820         case H_IPOLL:
821                 rc = kvmppc_h_ipoll(vcpu, kvmppc_get_gpr(vcpu, 4));
822                 return rc;
823         }
824
825         /* Check for real mode returning too hard */
826         if (xics->real_mode && is_kvmppc_hv_enabled(vcpu->kvm))
827                 return kvmppc_xics_rm_complete(vcpu, req);
828
829         switch (req) {
830         case H_XIRR:
831                 res = kvmppc_h_xirr(vcpu);
832                 kvmppc_set_gpr(vcpu, 4, res);
833                 break;
834         case H_CPPR:
835                 kvmppc_h_cppr(vcpu, kvmppc_get_gpr(vcpu, 4));
836                 break;
837         case H_EOI:
838                 rc = kvmppc_h_eoi(vcpu, kvmppc_get_gpr(vcpu, 4));
839                 break;
840         case H_IPI:
841                 rc = kvmppc_h_ipi(vcpu, kvmppc_get_gpr(vcpu, 4),
842                                   kvmppc_get_gpr(vcpu, 5));
843                 break;
844         }
845
846         return rc;
847 }
848 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_xics_hcall);
849
850
851 /* -- Initialisation code etc. -- */
852
853 static int xics_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
854 {
855         struct kvmppc_xics *xics = m->private;
856         struct kvm *kvm = xics->kvm;
857         struct kvm_vcpu *vcpu;
858         int icsid, i;
859
860         if (!kvm)
861                 return 0;
862
863         seq_printf(m, "=========\nICP state\n=========\n");
864
865         kvm_for_each_vcpu(i, vcpu, kvm) {
866                 struct kvmppc_icp *icp = vcpu->arch.icp;
867                 union kvmppc_icp_state state;
868
869                 if (!icp)
870                         continue;
871
872                 state.raw = ACCESS_ONCE(icp->state.raw);
873                 seq_printf(m, "cpu server %#lx XIRR:%#x PPRI:%#x CPPR:%#x MFRR:%#x OUT:%d NR:%d\n",
874                            icp->server_num, state.xisr,
875                            state.pending_pri, state.cppr, state.mfrr,
876                            state.out_ee, state.need_resend);
877         }
878
879         for (icsid = 0; icsid <= KVMPPC_XICS_MAX_ICS_ID; icsid++) {
880                 struct kvmppc_ics *ics = xics->ics[icsid];
881
882                 if (!ics)
883                         continue;
884
885                 seq_printf(m, "=========\nICS state for ICS 0x%x\n=========\n",
886                            icsid);
887
888                 mutex_lock(&ics->lock);
889
890                 for (i = 0; i < KVMPPC_XICS_IRQ_PER_ICS; i++) {
891                         struct ics_irq_state *irq = &ics->irq_state[i];
892
893                         seq_printf(m, "irq 0x%06x: server %#x prio %#x save prio %#x asserted %d resend %d masked pending %d\n",
894                                    irq->number, irq->server, irq->priority,
895                                    irq->saved_priority, irq->asserted,
896                                    irq->resend, irq->masked_pending);
897
898                 }
899                 mutex_unlock(&ics->lock);
900         }
901         return 0;
902 }
903
904 static int xics_debug_open(struct inode *inode, struct file *file)
905 {
906         return single_open(file, xics_debug_show, inode->i_private);
907 }
908
909 static const struct file_operations xics_debug_fops = {
910         .open = xics_debug_open,
911         .read = seq_read,
912         .llseek = seq_lseek,
913         .release = single_release,
914 };
915
916 static void xics_debugfs_init(struct kvmppc_xics *xics)
917 {
918         char *name;
919
920         name = kasprintf(GFP_KERNEL, "kvm-xics-%p", xics);
921         if (!name) {
922                 pr_err("%s: no memory for name\n", __func__);
923                 return;
924         }
925
926         xics->dentry = debugfs_create_file(name, S_IRUGO, powerpc_debugfs_root,
927                                            xics, &xics_debug_fops);
928
929         pr_debug("%s: created %s\n", __func__, name);
930         kfree(name);
931 }
932
933 static struct kvmppc_ics *kvmppc_xics_create_ics(struct kvm *kvm,
934                                         struct kvmppc_xics *xics, int irq)
935 {
936         struct kvmppc_ics *ics;
937         int i, icsid;
938
939         icsid = irq >> KVMPPC_XICS_ICS_SHIFT;
940
941         mutex_lock(&kvm->lock);
942
943         /* ICS already exists - somebody else got here first */
944         if (xics->ics[icsid])
945                 goto out;
946
947         /* Create the ICS */
948         ics = kzalloc(sizeof(struct kvmppc_ics), GFP_KERNEL);
949         if (!ics)
950                 goto out;
951
952         mutex_init(&ics->lock);
953         ics->icsid = icsid;
954
955         for (i = 0; i < KVMPPC_XICS_IRQ_PER_ICS; i++) {
956                 ics->irq_state[i].number = (icsid << KVMPPC_XICS_ICS_SHIFT) | i;
957                 ics->irq_state[i].priority = MASKED;
958                 ics->irq_state[i].saved_priority = MASKED;
959         }
960         smp_wmb();
961         xics->ics[icsid] = ics;
962
963         if (icsid > xics->max_icsid)
964                 xics->max_icsid = icsid;
965
966  out:
967         mutex_unlock(&kvm->lock);
968         return xics->ics[icsid];
969 }
970
971 int kvmppc_xics_create_icp(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long server_num)
972 {
973         struct kvmppc_icp *icp;
974
975         if (!vcpu->kvm->arch.xics)
976                 return -ENODEV;
977
978         if (kvmppc_xics_find_server(vcpu->kvm, server_num))
979                 return -EEXIST;
980
981         icp = kzalloc(sizeof(struct kvmppc_icp), GFP_KERNEL);
982         if (!icp)
983                 return -ENOMEM;
984
985         icp->vcpu = vcpu;
986         icp->server_num = server_num;
987         icp->state.mfrr = MASKED;
988         icp->state.pending_pri = MASKED;
989         vcpu->arch.icp = icp;
990
991         XICS_DBG("created server for vcpu %d\n", vcpu->vcpu_id);
992
993         return 0;
994 }
995
996 u64 kvmppc_xics_get_icp(struct kvm_vcpu *vcpu)
997 {
998         struct kvmppc_icp *icp = vcpu->arch.icp;
999         union kvmppc_icp_state state;
1000
1001         if (!icp)
1002                 return 0;
1003         state = icp->state;
1004         return ((u64)state.cppr << KVM_REG_PPC_ICP_CPPR_SHIFT) |
1005                 ((u64)state.xisr << KVM_REG_PPC_ICP_XISR_SHIFT) |
1006                 ((u64)state.mfrr << KVM_REG_PPC_ICP_MFRR_SHIFT) |
1007                 ((u64)state.pending_pri << KVM_REG_PPC_ICP_PPRI_SHIFT);
1008 }
1009
1010 int kvmppc_xics_set_icp(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 icpval)
1011 {
1012         struct kvmppc_icp *icp = vcpu->arch.icp;
1013         struct kvmppc_xics *xics = vcpu->kvm->arch.xics;
1014         union kvmppc_icp_state old_state, new_state;
1015         struct kvmppc_ics *ics;
1016         u8 cppr, mfrr, pending_pri;
1017         u32 xisr;
1018         u16 src;
1019         bool resend;
1020
1021         if (!icp || !xics)
1022                 return -ENOENT;
1023
1024         cppr = icpval >> KVM_REG_PPC_ICP_CPPR_SHIFT;
1025         xisr = (icpval >> KVM_REG_PPC_ICP_XISR_SHIFT) &
1026                 KVM_REG_PPC_ICP_XISR_MASK;
1027         mfrr = icpval >> KVM_REG_PPC_ICP_MFRR_SHIFT;
1028         pending_pri = icpval >> KVM_REG_PPC_ICP_PPRI_SHIFT;
1029
1030         /* Require the new state to be internally consistent */
1031         if (xisr == 0) {
1032                 if (pending_pri != 0xff)
1033                         return -EINVAL;
1034         } else if (xisr == XICS_IPI) {
1035                 if (pending_pri != mfrr || pending_pri >= cppr)
1036                         return -EINVAL;
1037         } else {
1038                 if (pending_pri >= mfrr || pending_pri >= cppr)
1039                         return -EINVAL;
1040                 ics = kvmppc_xics_find_ics(xics, xisr, &src);
1041                 if (!ics)
1042                         return -EINVAL;
1043         }
1044
1045         new_state.raw = 0;
1046         new_state.cppr = cppr;
1047         new_state.xisr = xisr;
1048         new_state.mfrr = mfrr;
1049         new_state.pending_pri = pending_pri;
1050
1051         /*
1052          * Deassert the CPU interrupt request.
1053          * icp_try_update will reassert it if necessary.
1054          */
1055         kvmppc_book3s_dequeue_irqprio(icp->vcpu,
1056                                       BOOK3S_INTERRUPT_EXTERNAL_LEVEL);
1057
1058         /*
1059          * Note that if we displace an interrupt from old_state.xisr,
1060          * we don't mark it as rejected.  We expect userspace to set
1061          * the state of the interrupt sources to be consistent with
1062          * the ICP states (either before or afterwards, which doesn't
1063          * matter).  We do handle resends due to CPPR becoming less
1064          * favoured because that is necessary to end up with a
1065          * consistent state in the situation where userspace restores
1066          * the ICS states before the ICP states.
1067          */
1068         do {
1069                 old_state = ACCESS_ONCE(icp->state);
1070
1071                 if (new_state.mfrr <= old_state.mfrr) {
1072                         resend = false;
1073                         new_state.need_resend = old_state.need_resend;
1074                 } else {
1075                         resend = old_state.need_resend;
1076                         new_state.need_resend = 0;
1077                 }
1078         } while (!icp_try_update(icp, old_state, new_state, false));
1079
1080         if (resend)
1081                 icp_check_resend(xics, icp);
1082
1083         return 0;
1084 }
1085
1086 static int xics_get_source(struct kvmppc_xics *xics, long irq, u64 addr)
1087 {
1088         int ret;
1089         struct kvmppc_ics *ics;
1090         struct ics_irq_state *irqp;
1091         u64 __user *ubufp = (u64 __user *) addr;
1092         u16 idx;
1093         u64 val, prio;
1094
1095         ics = kvmppc_xics_find_ics(xics, irq, &idx);
1096         if (!ics)
1097                 return -ENOENT;
1098
1099         irqp = &ics->irq_state[idx];
1100         mutex_lock(&ics->lock);
1101         ret = -ENOENT;
1102         if (irqp->exists) {
1103                 val = irqp->server;
1104                 prio = irqp->priority;
1105                 if (prio == MASKED) {
1106                         val |= KVM_XICS_MASKED;
1107                         prio = irqp->saved_priority;
1108                 }
1109                 val |= prio << KVM_XICS_PRIORITY_SHIFT;
1110                 if (irqp->asserted)
1111                         val |= KVM_XICS_LEVEL_SENSITIVE | KVM_XICS_PENDING;
1112                 else if (irqp->masked_pending || irqp->resend)
1113                         val |= KVM_XICS_PENDING;
1114                 ret = 0;
1115         }
1116         mutex_unlock(&ics->lock);
1117
1118         if (!ret && put_user(val, ubufp))
1119                 ret = -EFAULT;
1120
1121         return ret;
1122 }
1123
1124 static int xics_set_source(struct kvmppc_xics *xics, long irq, u64 addr)
1125 {
1126         struct kvmppc_ics *ics;
1127         struct ics_irq_state *irqp;
1128         u64 __user *ubufp = (u64 __user *) addr;
1129         u16 idx;
1130         u64 val;
1131         u8 prio;
1132         u32 server;
1133
1134         if (irq < KVMPPC_XICS_FIRST_IRQ || irq >= KVMPPC_XICS_NR_IRQS)
1135                 return -ENOENT;
1136
1137         ics = kvmppc_xics_find_ics(xics, irq, &idx);
1138         if (!ics) {
1139                 ics = kvmppc_xics_create_ics(xics->kvm, xics, irq);
1140                 if (!ics)
1141                         return -ENOMEM;
1142         }
1143         irqp = &ics->irq_state[idx];
1144         if (get_user(val, ubufp))
1145                 return -EFAULT;
1146
1147         server = val & KVM_XICS_DESTINATION_MASK;
1148         prio = val >> KVM_XICS_PRIORITY_SHIFT;
1149         if (prio != MASKED &&
1150             kvmppc_xics_find_server(xics->kvm, server) == NULL)
1151                 return -EINVAL;
1152
1153         mutex_lock(&ics->lock);
1154         irqp->server = server;
1155         irqp->saved_priority = prio;
1156         if (val & KVM_XICS_MASKED)
1157                 prio = MASKED;
1158         irqp->priority = prio;
1159         irqp->resend = 0;
1160         irqp->masked_pending = 0;
1161         irqp->asserted = 0;
1162         if ((val & KVM_XICS_PENDING) && (val & KVM_XICS_LEVEL_SENSITIVE))
1163                 irqp->asserted = 1;
1164         irqp->exists = 1;
1165         mutex_unlock(&ics->lock);
1166
1167         if (val & KVM_XICS_PENDING)
1168                 icp_deliver_irq(xics, NULL, irqp->number);
1169
1170         return 0;
1171 }
1172
1173 int kvm_set_irq(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level,
1174                 bool line_status)
1175 {
1176         struct kvmppc_xics *xics = kvm->arch.xics;
1177
1178         return ics_deliver_irq(xics, irq, level);
1179 }
1180
1181 int kvm_set_msi(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *irq_entry, struct kvm *kvm,
1182                 int irq_source_id, int level, bool line_status)
1183 {
1184         if (!level)
1185                 return -1;
1186         return kvm_set_irq(kvm, irq_source_id, irq_entry->gsi,
1187                            level, line_status);
1188 }
1189
1190 static int xics_set_attr(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr)
1191 {
1192         struct kvmppc_xics *xics = dev->private;
1193
1194         switch (attr->group) {
1195         case KVM_DEV_XICS_GRP_SOURCES:
1196                 return xics_set_source(xics, attr->attr, attr->addr);
1197         }
1198         return -ENXIO;
1199 }
1200
1201 static int xics_get_attr(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr)
1202 {
1203         struct kvmppc_xics *xics = dev->private;
1204
1205         switch (attr->group) {
1206         case KVM_DEV_XICS_GRP_SOURCES:
1207                 return xics_get_source(xics, attr->attr, attr->addr);
1208         }
1209         return -ENXIO;
1210 }
1211
1212 static int xics_has_attr(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr)
1213 {
1214         switch (attr->group) {
1215         case KVM_DEV_XICS_GRP_SOURCES:
1216                 if (attr->attr >= KVMPPC_XICS_FIRST_IRQ &&
1217                     attr->attr < KVMPPC_XICS_NR_IRQS)
1218                         return 0;
1219                 break;
1220         }
1221         return -ENXIO;
1222 }
1223
1224 static void kvmppc_xics_free(struct kvm_device *dev)
1225 {
1226         struct kvmppc_xics *xics = dev->private;
1227         int i;
1228         struct kvm *kvm = xics->kvm;
1229
1230         debugfs_remove(xics->dentry);
1231
1232         if (kvm)
1233                 kvm->arch.xics = NULL;
1234
1235         for (i = 0; i <= xics->max_icsid; i++)
1236                 kfree(xics->ics[i]);
1237         kfree(xics);
1238         kfree(dev);
1239 }
1240
1241 static int kvmppc_xics_create(struct kvm_device *dev, u32 type)
1242 {
1243         struct kvmppc_xics *xics;
1244         struct kvm *kvm = dev->kvm;
1245         int ret = 0;
1246
1247         xics = kzalloc(sizeof(*xics), GFP_KERNEL);
1248         if (!xics)
1249                 return -ENOMEM;
1250
1251         dev->private = xics;
1252         xics->dev = dev;
1253         xics->kvm = kvm;
1254
1255         /* Already there ? */
1256         mutex_lock(&kvm->lock);
1257         if (kvm->arch.xics)
1258                 ret = -EEXIST;
1259         else
1260                 kvm->arch.xics = xics;
1261         mutex_unlock(&kvm->lock);
1262
1263         if (ret) {
1264                 kfree(xics);
1265                 return ret;
1266         }
1267
1268         xics_debugfs_init(xics);
1269
1270 #ifdef CONFIG_KVM_BOOK3S_HV_POSSIBLE
1271         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_206)) {
1272                 /* Enable real mode support */
1273                 xics->real_mode = ENABLE_REALMODE;
1274                 xics->real_mode_dbg = DEBUG_REALMODE;
1275         }
1276 #endif /* CONFIG_KVM_BOOK3S_HV_POSSIBLE */
1277
1278         return 0;
1279 }
1280
1281 struct kvm_device_ops kvm_xics_ops = {
1282         .name = "kvm-xics",
1283         .create = kvmppc_xics_create,
1284         .destroy = kvmppc_xics_free,
1285         .set_attr = xics_set_attr,
1286         .get_attr = xics_get_attr,
1287         .has_attr = xics_has_attr,
1288 };
1289
1290 int kvmppc_xics_connect_vcpu(struct kvm_device *dev, struct kvm_vcpu *vcpu,
1291                              u32 xcpu)
1292 {
1293         struct kvmppc_xics *xics = dev->private;
1294         int r = -EBUSY;
1295
1296         if (dev->ops != &kvm_xics_ops)
1297                 return -EPERM;
1298         if (xics->kvm != vcpu->kvm)
1299                 return -EPERM;
1300         if (vcpu->arch.irq_type)
1301                 return -EBUSY;
1302
1303         r = kvmppc_xics_create_icp(vcpu, xcpu);
1304         if (!r)
1305                 vcpu->arch.irq_type = KVMPPC_IRQ_XICS;
1306
1307         return r;
1308 }
1309
1310 void kvmppc_xics_free_icp(struct kvm_vcpu *vcpu)
1311 {
1312         if (!vcpu->arch.icp)
1313                 return;
1314         kfree(vcpu->arch.icp);
1315         vcpu->arch.icp = NULL;
1316         vcpu->arch.irq_type = KVMPPC_IRQ_DEFAULT;
1317 }
1318
1319 static int xics_set_irq(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1320                         struct kvm *kvm, int irq_source_id, int level,
1321                         bool line_status)
1322 {
1323         return kvm_set_irq(kvm, irq_source_id, e->gsi, level, line_status);
1324 }
1325
1326 int kvm_irq_map_gsi(struct kvm *kvm,
1327                     struct kvm_kernel_irq_routing_entry *entries, int gsi)
1328 {
1329         entries->gsi = gsi;
1330         entries->type = KVM_IRQ_ROUTING_IRQCHIP;
1331         entries->set = xics_set_irq;
1332         entries->irqchip.irqchip = 0;
1333         entries->irqchip.pin = gsi;
1334         return 1;
1335 }
1336
1337 int kvm_irq_map_chip_pin(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin)
1338 {
1339         return pin;
1340 }