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