drivers/hv/hv.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2009, Microsoft Corporation.
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   5  * under the terms and conditions of the GNU General Public License,
   6  * version 2, as published by the Free Software Foundation.
   7  *
   8  * This program is distributed in the hope it will be useful, but WITHOUT
   9  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
  10  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for
  11  * more details.
  12  *
  13  * You should have received a copy of the GNU General Public License along with
  14  * this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple
  15  * Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA.
  16  *
  17  * Authors:
  18  *   Haiyang Zhang <haiyangz@microsoft.com>
  19  *   Hank Janssen  <hjanssen@microsoft.com>
  20  *
  21  */
  22 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
  23
  24 #include <linux/kernel.h>
  25 #include <linux/mm.h>
  26 #include <linux/slab.h>
  27 #include <linux/vmalloc.h>
  28 #include <linux/hyperv.h>
  29 #include <linux/version.h>
  30 #include <linux/random.h>
  31 #include <linux/clockchips.h>
  32 #include <asm/mshyperv.h>
  33 #include "hyperv_vmbus.h"
  34
  35 /* The one and only */
  36 struct hv_context hv_context;
  37
  38 /*
  39  * If false, we're using the old mechanism for stimer0 interrupts
  40  * where it sends a VMbus message when it expires. The old
  41  * mechanism is used when running on older versions of Hyper-V
  42  * that don't support Direct Mode. While Hyper-V provides
  43  * four stimer's per CPU, Linux uses only stimer0.
  44  */
  45 static bool direct_mode_enabled;
  46 static int stimer0_irq;
  47 static int stimer0_vector;
  48
  49 #define HV_TIMER_FREQUENCY (10 * 1000 * 1000) /* 100ns period */
  50 #define HV_MAX_MAX_DELTA_TICKS 0xffffffff
  51 #define HV_MIN_DELTA_TICKS 1
  52
  53 /*
  54  * hv_init - Main initialization routine.
  55  *
  56  * This routine must be called before any other routines in here are called
  57  */
  58 int hv_init(void)
  59 {
  60         hv_context.cpu_context = alloc_percpu(struct hv_per_cpu_context);
  61         if (!hv_context.cpu_context)
  62                 return -ENOMEM;
  63
  64         direct_mode_enabled = ms_hyperv.misc_features &
  65                         HV_STIMER_DIRECT_MODE_AVAILABLE;
  66         return 0;
  67 }
  68
  69 /*
  70  * hv_post_message - Post a message using the hypervisor message IPC.
  71  *
  72  * This involves a hypercall.
  73  */
  74 int hv_post_message(union hv_connection_id connection_id,
  75                   enum hv_message_type message_type,
  76                   void *payload, size_t payload_size)
  77 {
  78         struct hv_input_post_message *aligned_msg;
  79         struct hv_per_cpu_context *hv_cpu;
  80         u64 status;
  81
  82         if (payload_size > HV_MESSAGE_PAYLOAD_BYTE_COUNT)
  83                 return -EMSGSIZE;
  84
  85         hv_cpu = get_cpu_ptr(hv_context.cpu_context);
  86         aligned_msg = hv_cpu->post_msg_page;
  87         aligned_msg->connectionid = connection_id;
  88         aligned_msg->reserved = 0;
  89         aligned_msg->message_type = message_type;
  90         aligned_msg->payload_size = payload_size;
  91         memcpy((void *)aligned_msg->payload, payload, payload_size);
  92
  93         status = hv_do_hypercall(HVCALL_POST_MESSAGE, aligned_msg, NULL);
  94
  95         /* Preemption must remain disabled until after the hypercall
  96          * so some other thread can't get scheduled onto this cpu and
  97          * corrupt the per-cpu post_msg_page
  98          */
  99         put_cpu_ptr(hv_cpu);
 100
 101         return status & 0xFFFF;
 102 }
 103
 104 /*
 105  * ISR for when stimer0 is operating in Direct Mode.  Direct Mode
 106  * does not use VMbus or any VMbus messages, so process here and not
 107  * in the VMbus driver code.
 108  */
 109
 110 static void hv_stimer0_isr(void)
 111 {
 112         struct hv_per_cpu_context *hv_cpu;
 113
 114         hv_cpu = this_cpu_ptr(hv_context.cpu_context);
 115         hv_cpu->clk_evt->event_handler(hv_cpu->clk_evt);
 116         add_interrupt_randomness(stimer0_vector, 0);
 117 }
 118
 119 static int hv_ce_set_next_event(unsigned long delta,
 120                                 struct clock_event_device *evt)
 121 {
 122         u64 current_tick;
 123
 124         WARN_ON(!clockevent_state_oneshot(evt));
 125
 126         current_tick = hyperv_cs->read(NULL);
 127         current_tick += delta;
 128         hv_init_timer(0, current_tick);
 129         return 0;
 130 }
 131
 132 static int hv_ce_shutdown(struct clock_event_device *evt)
 133 {
 134         hv_init_timer(0, 0);
 135         hv_init_timer_config(0, 0);
 136         if (direct_mode_enabled)
 137                 hv_disable_stimer0_percpu_irq(stimer0_irq);
 138
 139         return 0;
 140 }
 141
 142 static int hv_ce_set_oneshot(struct clock_event_device *evt)
 143 {
 144         union hv_stimer_config timer_cfg;
 145
 146         timer_cfg.as_uint64 = 0;
 147         timer_cfg.enable = 1;
 148         timer_cfg.auto_enable = 1;
 149         if (direct_mode_enabled) {
 150                 /*
 151                  * When it expires, the timer will directly interrupt
 152                  * on the specified hardware vector/IRQ.
 153                  */
 154                 timer_cfg.direct_mode = 1;
 155                 timer_cfg.apic_vector = stimer0_vector;
 156                 hv_enable_stimer0_percpu_irq(stimer0_irq);
 157         } else {
 158                 /*
 159                  * When it expires, the timer will generate a VMbus message,
 160                  * to be handled by the normal VMbus interrupt handler.
 161                  */
 162                 timer_cfg.direct_mode = 0;
 163                 timer_cfg.sintx = VMBUS_MESSAGE_SINT;
 164         }
 165         hv_init_timer_config(0, timer_cfg.as_uint64);
 166         return 0;
 167 }
 168
 169 static void hv_init_clockevent_device(struct clock_event_device *dev, int cpu)
 170 {
 171         dev->name = "Hyper-V clockevent";
 172         dev->features = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT;
 173         dev->cpumask = cpumask_of(cpu);
 174         dev->rating = 1000;
 175         /*
 176          * Avoid settint dev->owner = THIS_MODULE deliberately as doing so will
 177          * result in clockevents_config_and_register() taking additional
 178          * references to the hv_vmbus module making it impossible to unload.
 179          */
 180
 181         dev->set_state_shutdown = hv_ce_shutdown;
 182         dev->set_state_oneshot = hv_ce_set_oneshot;
 183         dev->set_next_event = hv_ce_set_next_event;
 184 }
 185
 186
 187 int hv_synic_alloc(void)
 188 {
 189         int cpu;
 190         struct hv_per_cpu_context *hv_cpu;
 191
 192         /*
 193          * First, zero all per-cpu memory areas so hv_synic_free() can
 194          * detect what memory has been allocated and cleanup properly
 195          * after any failures.
 196          */
 197         for_each_present_cpu(cpu) {
 198                 hv_cpu = per_cpu_ptr(hv_context.cpu_context, cpu);
 199                 memset(hv_cpu, 0, sizeof(*hv_cpu));
 200         }
 201
 202         hv_context.hv_numa_map = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(struct cpumask),
 203                                          GFP_KERNEL);
 204         if (hv_context.hv_numa_map == NULL) {
 205                 pr_err("Unable to allocate NUMA map\n");
 206                 goto err;
 207         }
 208
 209         for_each_present_cpu(cpu) {
 210                 hv_cpu = per_cpu_ptr(hv_context.cpu_context, cpu);
 211
 212                 tasklet_init(&hv_cpu->msg_dpc,
 213                              vmbus_on_msg_dpc, (unsigned long) hv_cpu);
 214
 215                 hv_cpu->clk_evt = kzalloc(sizeof(struct clock_event_device),
 216                                           GFP_KERNEL);
 217                 if (hv_cpu->clk_evt == NULL) {
 218                         pr_err("Unable to allocate clock event device\n");
 219                         goto err;
 220                 }
 221                 hv_init_clockevent_device(hv_cpu->clk_evt, cpu);
 222
 223                 hv_cpu->synic_message_page =
 224                         (void *)get_zeroed_page(GFP_ATOMIC);
 225                 if (hv_cpu->synic_message_page == NULL) {
 226                         pr_err("Unable to allocate SYNIC message page\n");
 227                         goto err;
 228                 }
 229
 230                 hv_cpu->synic_event_page = (void *)get_zeroed_page(GFP_ATOMIC);
 231                 if (hv_cpu->synic_event_page == NULL) {
 232                         pr_err("Unable to allocate SYNIC event page\n");
 233                         goto err;
 234                 }
 235
 236                 hv_cpu->post_msg_page = (void *)get_zeroed_page(GFP_ATOMIC);
 237                 if (hv_cpu->post_msg_page == NULL) {
 238                         pr_err("Unable to allocate post msg page\n");
 239                         goto err;
 240                 }
 241
 242                 INIT_LIST_HEAD(&hv_cpu->chan_list);
 243         }
 244
 245         if (direct_mode_enabled &&
 246             hv_setup_stimer0_irq(&stimer0_irq, &stimer0_vector,
 247                                 hv_stimer0_isr))
 248                 goto err;
 249
 250         return 0;
 251 err:
 252         /*
 253          * Any memory allocations that succeeded will be freed when
 254          * the caller cleans up by calling hv_synic_free()
 255          */
 256         return -ENOMEM;
 257 }
 258
 259
 260 void hv_synic_free(void)
 261 {
 262         int cpu;
 263
 264         for_each_present_cpu(cpu) {
 265                 struct hv_per_cpu_context *hv_cpu
 266                         = per_cpu_ptr(hv_context.cpu_context, cpu);
 267
 268                 kfree(hv_cpu->clk_evt);
 269                 free_page((unsigned long)hv_cpu->synic_event_page);
 270                 free_page((unsigned long)hv_cpu->synic_message_page);
 271                 free_page((unsigned long)hv_cpu->post_msg_page);
 272         }
 273
 274         kfree(hv_context.hv_numa_map);
 275 }
 276
 277 /*
 278  * hv_synic_init - Initialize the Synthetic Interrupt Controller.
 279  *
 280  * If it is already initialized by another entity (ie x2v shim), we need to
 281  * retrieve the initialized message and event pages.  Otherwise, we create and
 282  * initialize the message and event pages.
 283  */
 284 int hv_synic_init(unsigned int cpu)
 285 {
 286         struct hv_per_cpu_context *hv_cpu
 287                 = per_cpu_ptr(hv_context.cpu_context, cpu);
 288         union hv_synic_simp simp;
 289         union hv_synic_siefp siefp;
 290         union hv_synic_sint shared_sint;
 291         union hv_synic_scontrol sctrl;
 292
 293         /* Setup the Synic's message page */
 294         hv_get_simp(simp.as_uint64);
 295         simp.simp_enabled = 1;
 296         simp.base_simp_gpa = virt_to_phys(hv_cpu->synic_message_page)
 297                 >> PAGE_SHIFT;
 298
 299         hv_set_simp(simp.as_uint64);
 300
 301         /* Setup the Synic's event page */
 302         hv_get_siefp(siefp.as_uint64);
 303         siefp.siefp_enabled = 1;
 304         siefp.base_siefp_gpa = virt_to_phys(hv_cpu->synic_event_page)
 305                 >> PAGE_SHIFT;
 306
 307         hv_set_siefp(siefp.as_uint64);
 308
 309         /* Setup the shared SINT. */
 310         hv_get_synint_state(VMBUS_MESSAGE_SINT, shared_sint.as_uint64);
 311
 312         shared_sint.vector = HYPERVISOR_CALLBACK_VECTOR;
 313         shared_sint.masked = false;
 314         if (ms_hyperv.hints & HV_DEPRECATING_AEOI_RECOMMENDED)
 315                 shared_sint.auto_eoi = false;
 316         else
 317                 shared_sint.auto_eoi = true;
 318
 319         hv_set_synint_state(VMBUS_MESSAGE_SINT, shared_sint.as_uint64);
 320
 321         /* Enable the global synic bit */
 322         hv_get_synic_state(sctrl.as_uint64);
 323         sctrl.enable = 1;
 324
 325         hv_set_synic_state(sctrl.as_uint64);
 326
 327         /*
 328          * Register the per-cpu clockevent source.
 329          */
 330         if (ms_hyperv.features & HV_MSR_SYNTIMER_AVAILABLE)
 331                 clockevents_config_and_register(hv_cpu->clk_evt,
 332                                                 HV_TIMER_FREQUENCY,
 333                                                 HV_MIN_DELTA_TICKS,
 334                                                 HV_MAX_MAX_DELTA_TICKS);
 335         return 0;
 336 }
 337
 338 /*
 339  * hv_synic_clockevents_cleanup - Cleanup clockevent devices
 340  */
 341 void hv_synic_clockevents_cleanup(void)
 342 {
 343         int cpu;
 344
 345         if (!(ms_hyperv.features & HV_MSR_SYNTIMER_AVAILABLE))
 346                 return;
 347
 348         if (direct_mode_enabled)
 349                 hv_remove_stimer0_irq(stimer0_irq);
 350
 351         for_each_present_cpu(cpu) {
 352                 struct hv_per_cpu_context *hv_cpu
 353                         = per_cpu_ptr(hv_context.cpu_context, cpu);
 354
 355                 clockevents_unbind_device(hv_cpu->clk_evt, cpu);
 356         }
 357 }
 358
 359 /*
 360  * hv_synic_cleanup - Cleanup routine for hv_synic_init().
 361  */
 362 int hv_synic_cleanup(unsigned int cpu)
 363 {
 364         union hv_synic_sint shared_sint;
 365         union hv_synic_simp simp;
 366         union hv_synic_siefp siefp;
 367         union hv_synic_scontrol sctrl;
 368         struct vmbus_channel *channel, *sc;
 369         bool channel_found = false;
 370         unsigned long flags;
 371
 372         hv_get_synic_state(sctrl.as_uint64);
 373         if (sctrl.enable != 1)
 374                 return -EFAULT;
 375
 376         /*
 377          * Search for channels which are bound to the CPU we're about to
 378          * cleanup. In case we find one and vmbus is still connected we need to
 379          * fail, this will effectively prevent CPU offlining. There is no way
 380          * we can re-bind channels to different CPUs for now.
 381          */
 382         mutex_lock(&vmbus_connection.channel_mutex);
 383         list_for_each_entry(channel, &vmbus_connection.chn_list, listentry) {
 384                 if (channel->target_cpu == cpu) {
 385                         channel_found = true;
 386                         break;
 387                 }
 388                 spin_lock_irqsave(&channel->lock, flags);
 389                 list_for_each_entry(sc, &channel->sc_list, sc_list) {
 390                         if (sc->target_cpu == cpu) {
 391                                 channel_found = true;
 392                                 break;
 393                         }
 394                 }
 395                 spin_unlock_irqrestore(&channel->lock, flags);
 396                 if (channel_found)
 397                         break;
 398         }
 399         mutex_unlock(&vmbus_connection.channel_mutex);
 400
 401         if (channel_found && vmbus_connection.conn_state == CONNECTED)
 402                 return -EBUSY;
 403
 404         /* Turn off clockevent device */
 405         if (ms_hyperv.features & HV_MSR_SYNTIMER_AVAILABLE) {
 406                 struct hv_per_cpu_context *hv_cpu
 407                         = this_cpu_ptr(hv_context.cpu_context);
 408
 409                 clockevents_unbind_device(hv_cpu->clk_evt, cpu);
 410                 hv_ce_shutdown(hv_cpu->clk_evt);
 411         }
 412
 413         hv_get_synint_state(VMBUS_MESSAGE_SINT, shared_sint.as_uint64);
 414
 415         shared_sint.masked = 1;
 416
 417         /* Need to correctly cleanup in the case of SMP!!! */
 418         /* Disable the interrupt */
 419         hv_set_synint_state(VMBUS_MESSAGE_SINT, shared_sint.as_uint64);
 420
 421         hv_get_simp(simp.as_uint64);
 422         simp.simp_enabled = 0;
 423         simp.base_simp_gpa = 0;
 424
 425         hv_set_simp(simp.as_uint64);
 426
 427         hv_get_siefp(siefp.as_uint64);
 428         siefp.siefp_enabled = 0;
 429         siefp.base_siefp_gpa = 0;
 430
 431         hv_set_siefp(siefp.as_uint64);
 432
 433         /* Disable the global synic bit */
 434         sctrl.enable = 0;
 435         hv_set_synic_state(sctrl.as_uint64);
 436
 437         return 0;
 438 }