Quelle  vgic-v2.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * Copyright (C) 2015, 2016 ARM Ltd.
 */

#include <linux/irqchip/arm-gic.h>
#include <linux/kvm.h>
#include <linux/kvm_host.h>
#include <kvm/arm_vgic.h>
#include <asm/kvm_mmu.h>

#include "vgic.h"

static inline void vgic_v2_write_lr(int lr, u32 val)
{
 void __iomem *base = kvm_vgic_global_state.vctrl_base;

 writel_relaxed(val, base + GICH_LR0 + (lr * 4));
}

void vgic_v2_init_lrs(void)
{
 int i;

 for (i = 0; i < kvm_vgic_global_state.nr_lr; i++)
  vgic_v2_write_lr(i, 0);
}

void vgic_v2_set_underflow(struct kvm_vcpu *vcpu)
{
 struct vgic_v2_cpu_if *cpuif = &vcpu->arch.vgic_cpu.vgic_v2;

 cpuif->vgic_hcr |= GICH_HCR_UIE;
}

static bool lr_signals_eoi_mi(u32 lr_val)
{
 return !(lr_val & GICH_LR_STATE) && (lr_val & GICH_LR_EOI) &&
        !(lr_val & GICH_LR_HW);
}

/*
 * transfer the content of the LRs back into the corresponding ap_list:
 * - active bit is transferred as is
 * - pending bit is
 *   - transferred as is in case of edge sensitive IRQs
 *   - set to the line-level (resample time) for level sensitive IRQs
 */
void vgic_v2_fold_lr_state(struct kvm_vcpu *vcpu)
{
 struct vgic_cpu *vgic_cpu = &vcpu->arch.vgic_cpu;
 struct vgic_v2_cpu_if *cpuif = &vgic_cpu->vgic_v2;
 int lr;

 DEBUG_SPINLOCK_BUG_ON(!irqs_disabled());

 cpuif->vgic_hcr &= ~GICH_HCR_UIE;

 for (lr = 0; lr < vgic_cpu->vgic_v2.used_lrs; lr++) {
  u32 val = cpuif->vgic_lr[lr];
  u32 cpuid, intid = val & GICH_LR_VIRTUALID;
  struct vgic_irq *irq;
  bool deactivated;

  /* Extract the source vCPU id from the LR */
  cpuid = val & GICH_LR_PHYSID_CPUID;
  cpuid >>= GICH_LR_PHYSID_CPUID_SHIFT;
  cpuid &= 7;

  /* Notify fds when the guest EOI'ed a level-triggered SPI */
  if (lr_signals_eoi_mi(val) && vgic_valid_spi(vcpu->kvm, intid))
   kvm_notify_acked_irq(vcpu->kvm, 0,
          intid - VGIC_NR_PRIVATE_IRQS);

  irq = vgic_get_vcpu_irq(vcpu, intid);

  raw_spin_lock(&irq->irq_lock);

  /* Always preserve the active bit, note deactivation */
  deactivated = irq->active && !(val & GICH_LR_ACTIVE_BIT);
  irq->active = !!(val & GICH_LR_ACTIVE_BIT);

  if (irq->active && vgic_irq_is_sgi(intid))
   irq->active_source = cpuid;

  /* Edge is the only case where we preserve the pending bit */
  if (irq->config == VGIC_CONFIG_EDGE &&
      (val & GICH_LR_PENDING_BIT)) {
   irq->pending_latch = true;

   if (vgic_irq_is_sgi(intid))
    irq->source |= (1 << cpuid);
  }

  /*
 * Clear soft pending state when level irqs have been acked.
 */
  if (irq->config == VGIC_CONFIG_LEVEL && !(val & GICH_LR_STATE))
   irq->pending_latch = false;

  /* Handle resampling for mapped interrupts if required */
  vgic_irq_handle_resampling(irq, deactivated, val & GICH_LR_PENDING_BIT);

  raw_spin_unlock(&irq->irq_lock);
  vgic_put_irq(vcpu->kvm, irq);
 }

 cpuif->used_lrs = 0;
}

/*
 * Populates the particular LR with the state of a given IRQ:
 * - for an edge sensitive IRQ the pending state is cleared in struct vgic_irq
 * - for a level sensitive IRQ the pending state value is unchanged;
 *   it is dictated directly by the input level
 *
 * If @irq describes an SGI with multiple sources, we choose the
 * lowest-numbered source VCPU and clear that bit in the source bitmap.
 *
 * The irq_lock must be held by the caller.
 */
void vgic_v2_populate_lr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vgic_irq *irq, int lr)
{
 u32 val = irq->intid;
 bool allow_pending = true;

 if (irq->active) {
  val |= GICH_LR_ACTIVE_BIT;
  if (vgic_irq_is_sgi(irq->intid))
   val |= irq->active_source << GICH_LR_PHYSID_CPUID_SHIFT;
  if (vgic_irq_is_multi_sgi(irq)) {
   allow_pending = false;
   val |= GICH_LR_EOI;
  }
 }

 if (irq->group)
  val |= GICH_LR_GROUP1;

 if (irq->hw && !vgic_irq_needs_resampling(irq)) {
  val |= GICH_LR_HW;
  val |= irq->hwintid << GICH_LR_PHYSID_CPUID_SHIFT;
  /*
 * Never set pending+active on a HW interrupt, as the
 * pending state is kept at the physical distributor
 * level.
 */
  if (irq->active)
   allow_pending = false;
 } else {
  if (irq->config == VGIC_CONFIG_LEVEL) {
   val |= GICH_LR_EOI;

   /*
 * Software resampling doesn't work very well
 * if we allow P+A, so let's not do that.
 */
   if (irq->active)
    allow_pending = false;
  }
 }

 if (allow_pending && irq_is_pending(irq)) {
  val |= GICH_LR_PENDING_BIT;

  if (irq->config == VGIC_CONFIG_EDGE)
   irq->pending_latch = false;

  if (vgic_irq_is_sgi(irq->intid)) {
   u32 src = ffs(irq->source);

   if (WARN_RATELIMIT(!src, "No SGI source for INTID %d\n",
        irq->intid))
    return;

   val |= (src - 1) << GICH_LR_PHYSID_CPUID_SHIFT;
   irq->source &= ~(1 << (src - 1));
   if (irq->source) {
    irq->pending_latch = true;
    val |= GICH_LR_EOI;
   }
  }
 }

 /*
 * Level-triggered mapped IRQs are special because we only observe
 * rising edges as input to the VGIC.  We therefore lower the line
 * level here, so that we can take new virtual IRQs.  See
 * vgic_v2_fold_lr_state for more info.
 */
 if (vgic_irq_is_mapped_level(irq) && (val & GICH_LR_PENDING_BIT))
  irq->line_level = false;

 /* The GICv2 LR only holds five bits of priority. */
 val |= (irq->priority >> 3) << GICH_LR_PRIORITY_SHIFT;

 vcpu->arch.vgic_cpu.vgic_v2.vgic_lr[lr] = val;
}

void vgic_v2_clear_lr(struct kvm_vcpu *vcpu, int lr)
{
 vcpu->arch.vgic_cpu.vgic_v2.vgic_lr[lr] = 0;
}

void vgic_v2_set_vmcr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vgic_vmcr *vmcrp)
{
 struct vgic_v2_cpu_if *cpu_if = &vcpu->arch.vgic_cpu.vgic_v2;
 u32 vmcr;

 vmcr = (vmcrp->grpen0 << GICH_VMCR_ENABLE_GRP0_SHIFT) &
  GICH_VMCR_ENABLE_GRP0_MASK;
 vmcr |= (vmcrp->grpen1 << GICH_VMCR_ENABLE_GRP1_SHIFT) &
  GICH_VMCR_ENABLE_GRP1_MASK;
 vmcr |= (vmcrp->ackctl << GICH_VMCR_ACK_CTL_SHIFT) &
  GICH_VMCR_ACK_CTL_MASK;
 vmcr |= (vmcrp->fiqen << GICH_VMCR_FIQ_EN_SHIFT) &
  GICH_VMCR_FIQ_EN_MASK;
 vmcr |= (vmcrp->cbpr << GICH_VMCR_CBPR_SHIFT) &
  GICH_VMCR_CBPR_MASK;
 vmcr |= (vmcrp->eoim << GICH_VMCR_EOI_MODE_SHIFT) &
  GICH_VMCR_EOI_MODE_MASK;
 vmcr |= (vmcrp->abpr << GICH_VMCR_ALIAS_BINPOINT_SHIFT) &
  GICH_VMCR_ALIAS_BINPOINT_MASK;
 vmcr |= (vmcrp->bpr << GICH_VMCR_BINPOINT_SHIFT) &
  GICH_VMCR_BINPOINT_MASK;
 vmcr |= ((vmcrp->pmr >> GICV_PMR_PRIORITY_SHIFT) <<
   GICH_VMCR_PRIMASK_SHIFT) & GICH_VMCR_PRIMASK_MASK;

 cpu_if->vgic_vmcr = vmcr;
}

void vgic_v2_get_vmcr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vgic_vmcr *vmcrp)
{
 struct vgic_v2_cpu_if *cpu_if = &vcpu->arch.vgic_cpu.vgic_v2;
 u32 vmcr;

 vmcr = cpu_if->vgic_vmcr;

 vmcrp->grpen0 = (vmcr & GICH_VMCR_ENABLE_GRP0_MASK) >>
  GICH_VMCR_ENABLE_GRP0_SHIFT;
 vmcrp->grpen1 = (vmcr & GICH_VMCR_ENABLE_GRP1_MASK) >>
  GICH_VMCR_ENABLE_GRP1_SHIFT;
 vmcrp->ackctl = (vmcr & GICH_VMCR_ACK_CTL_MASK) >>
  GICH_VMCR_ACK_CTL_SHIFT;
 vmcrp->fiqen = (vmcr & GICH_VMCR_FIQ_EN_MASK) >>
  GICH_VMCR_FIQ_EN_SHIFT;
 vmcrp->cbpr = (vmcr & GICH_VMCR_CBPR_MASK) >>
  GICH_VMCR_CBPR_SHIFT;
 vmcrp->eoim = (vmcr & GICH_VMCR_EOI_MODE_MASK) >>
  GICH_VMCR_EOI_MODE_SHIFT;

 vmcrp->abpr = (vmcr & GICH_VMCR_ALIAS_BINPOINT_MASK) >>
   GICH_VMCR_ALIAS_BINPOINT_SHIFT;
 vmcrp->bpr  = (vmcr & GICH_VMCR_BINPOINT_MASK) >>
   GICH_VMCR_BINPOINT_SHIFT;
 vmcrp->pmr  = ((vmcr & GICH_VMCR_PRIMASK_MASK) >>
   GICH_VMCR_PRIMASK_SHIFT) << GICV_PMR_PRIORITY_SHIFT;
}

void vgic_v2_enable(struct kvm_vcpu *vcpu)
{
 /*
 * By forcing VMCR to zero, the GIC will restore the binary
 * points to their reset values. Anything else resets to zero
 * anyway.
 */
 vcpu->arch.vgic_cpu.vgic_v2.vgic_vmcr = 0;

 /* Get the show on the road... */
 vcpu->arch.vgic_cpu.vgic_v2.vgic_hcr = GICH_HCR_EN;
}

/* check for overlapping regions and for regions crossing the end of memory */
static bool vgic_v2_check_base(gpa_t dist_base, gpa_t cpu_base)
{
 if (dist_base + KVM_VGIC_V2_DIST_SIZE < dist_base)
  return false;
 if (cpu_base + KVM_VGIC_V2_CPU_SIZE < cpu_base)
  return false;

 if (dist_base + KVM_VGIC_V2_DIST_SIZE <= cpu_base)
  return true;
 if (cpu_base + KVM_VGIC_V2_CPU_SIZE <= dist_base)
  return true;

 return false;
}

int vgic_v2_map_resources(struct kvm *kvm)
{
 struct vgic_dist *dist = &kvm->arch.vgic;
 int ret = 0;

 if (IS_VGIC_ADDR_UNDEF(dist->vgic_dist_base) ||
     IS_VGIC_ADDR_UNDEF(dist->vgic_cpu_base)) {
  kvm_debug("Need to set vgic cpu and dist addresses first\n");
  return -ENXIO;
 }

 if (!vgic_v2_check_base(dist->vgic_dist_base, dist->vgic_cpu_base)) {
  kvm_debug("VGIC CPU and dist frames overlap\n");
  return -EINVAL;
 }

 /*
 * Initialize the vgic if this hasn't already been done on demand by
 * accessing the vgic state from userspace.
 */
 ret = vgic_init(kvm);
 if (ret) {
  kvm_err("Unable to initialize VGIC dynamic data structures\n");
  return ret;
 }

 if (!static_branch_unlikely(&vgic_v2_cpuif_trap)) {
  ret = kvm_phys_addr_ioremap(kvm, dist->vgic_cpu_base,
         kvm_vgic_global_state.vcpu_base,
         KVM_VGIC_V2_CPU_SIZE, true);
  if (ret) {
   kvm_err("Unable to remap VGIC CPU to VCPU\n");
   return ret;
  }
 }

 return 0;
}

DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(vgic_v2_cpuif_trap);

/**
 * vgic_v2_probe - probe for a VGICv2 compatible interrupt controller
 * @info: pointer to the GIC description
 *
 * Returns 0 if the VGICv2 has been probed successfully, returns an error code
 * otherwise
 */
int vgic_v2_probe(const struct gic_kvm_info *info)
{
 int ret;
 u32 vtr;

 if (is_protected_kvm_enabled()) {
  kvm_err("GICv2 not supported in protected mode\n");
  return -ENXIO;
 }

 if (!info->vctrl.start) {
  kvm_err("GICH not present in the firmware table\n");
  return -ENXIO;
 }

 if (!PAGE_ALIGNED(info->vcpu.start) ||
     !PAGE_ALIGNED(resource_size(&info->vcpu))) {
  kvm_info("GICV region size/alignment is unsafe, using trapping (reduced performance)\n");

  ret = create_hyp_io_mappings(info->vcpu.start,
          resource_size(&info->vcpu),
          &kvm_vgic_global_state.vcpu_base_va,
          &kvm_vgic_global_state.vcpu_hyp_va);
  if (ret) {
   kvm_err("Cannot map GICV into hyp\n");
   goto out;
  }

  static_branch_enable(&vgic_v2_cpuif_trap);
 }

 ret = create_hyp_io_mappings(info->vctrl.start,
         resource_size(&info->vctrl),
         &kvm_vgic_global_state.vctrl_base,
         &kvm_vgic_global_state.vctrl_hyp);
 if (ret) {
  kvm_err("Cannot map VCTRL into hyp\n");
  goto out;
 }

 vtr = readl_relaxed(kvm_vgic_global_state.vctrl_base + GICH_VTR);
 kvm_vgic_global_state.nr_lr = (vtr & 0x3f) + 1;

 ret = kvm_register_vgic_device(KVM_DEV_TYPE_ARM_VGIC_V2);
 if (ret) {
  kvm_err("Cannot register GICv2 KVM device\n");
  goto out;
 }

 kvm_vgic_global_state.can_emulate_gicv2 = true;
 kvm_vgic_global_state.vcpu_base = info->vcpu.start;
 kvm_vgic_global_state.type = VGIC_V2;
 kvm_vgic_global_state.max_gic_vcpus = VGIC_V2_MAX_CPUS;

 kvm_debug("vgic-v2@%llx\n", info->vctrl.start);

 return 0;
out:
 if (kvm_vgic_global_state.vctrl_base)
  iounmap(kvm_vgic_global_state.vctrl_base);
 if (kvm_vgic_global_state.vcpu_base_va)
  iounmap(kvm_vgic_global_state.vcpu_base_va);

 return ret;
}

static void save_lrs(struct kvm_vcpu *vcpu, void __iomem *base)
{
 struct vgic_v2_cpu_if *cpu_if = &vcpu->arch.vgic_cpu.vgic_v2;
 u64 used_lrs = cpu_if->used_lrs;
 u64 elrsr;
 int i;

 elrsr = readl_relaxed(base + GICH_ELRSR0);
 if (unlikely(used_lrs > 32))
  elrsr |= ((u64)readl_relaxed(base + GICH_ELRSR1)) << 32;

 for (i = 0; i < used_lrs; i++) {
  if (elrsr & (1UL << i))
   cpu_if->vgic_lr[i] &= ~GICH_LR_STATE;
  else
   cpu_if->vgic_lr[i] = readl_relaxed(base + GICH_LR0 + (i * 4));

  writel_relaxed(0, base + GICH_LR0 + (i * 4));
 }
}

void vgic_v2_save_state(struct kvm_vcpu *vcpu)
{
 void __iomem *base = kvm_vgic_global_state.vctrl_base;
 u64 used_lrs = vcpu->arch.vgic_cpu.vgic_v2.used_lrs;

 if (!base)
  return;

 if (used_lrs) {
  save_lrs(vcpu, base);
  writel_relaxed(0, base + GICH_HCR);
 }
}

void vgic_v2_restore_state(struct kvm_vcpu *vcpu)
{
 struct vgic_v2_cpu_if *cpu_if = &vcpu->arch.vgic_cpu.vgic_v2;
 void __iomem *base = kvm_vgic_global_state.vctrl_base;
 u64 used_lrs = cpu_if->used_lrs;
 int i;

 if (!base)
  return;

 if (used_lrs) {
  writel_relaxed(cpu_if->vgic_hcr, base + GICH_HCR);
  for (i = 0; i < used_lrs; i++) {
   writel_relaxed(cpu_if->vgic_lr[i],
           base + GICH_LR0 + (i * 4));
  }
 }
}

void vgic_v2_load(struct kvm_vcpu *vcpu)
{
 struct vgic_v2_cpu_if *cpu_if = &vcpu->arch.vgic_cpu.vgic_v2;

 writel_relaxed(cpu_if->vgic_vmcr,
         kvm_vgic_global_state.vctrl_base + GICH_VMCR);
 writel_relaxed(cpu_if->vgic_apr,
         kvm_vgic_global_state.vctrl_base + GICH_APR);
}

void vgic_v2_put(struct kvm_vcpu *vcpu)
{
 struct vgic_v2_cpu_if *cpu_if = &vcpu->arch.vgic_cpu.vgic_v2;

 cpu_if->vgic_vmcr = readl_relaxed(kvm_vgic_global_state.vctrl_base + GICH_VMCR);
 cpu_if->vgic_apr = readl_relaxed(kvm_vgic_global_state.vctrl_base + GICH_APR);
}