SSL pci_irq.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
#define KMSG_COMPONENT "zpci"
#define pr_fmt(fmt) KMSG_COMPONENT ": " fmt

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/irq.h>
#include <linux/kernel_stat.h>
#include <linux/pci.h>
#include <linux/msi.h>
#include <linux/smp.h>

#include <asm/isc.h>
#include <asm/airq.h>
#include <asm/tpi.h>

static enum {FLOATING, DIRECTED} irq_delivery;

/*
 * summary bit vector
 * FLOATING - summary bit per function
 * DIRECTED - summary bit per cpu (only used in fallback path)
 */
static struct airq_iv *zpci_sbv;

/*
 * interrupt bit vectors
 * FLOATING - interrupt bit vector per function
 * DIRECTED - interrupt bit vector per cpu
 */
static struct airq_iv **zpci_ibv;

/* Modify PCI: Register floating adapter interruptions */
static int zpci_set_airq(struct zpci_dev *zdev)
{
 u64 req = ZPCI_CREATE_REQ(zdev->fh, 0, ZPCI_MOD_FC_REG_INT);
 struct zpci_fib fib = {0};
 u8 status;

 fib.fmt0.isc = PCI_ISC;
 fib.fmt0.sum = 1; /* enable summary notifications */
 fib.fmt0.noi = airq_iv_end(zdev->aibv);
 fib.fmt0.aibv = virt_to_phys(zdev->aibv->vector);
 fib.fmt0.aibvo = 0; /* each zdev has its own interrupt vector */
 fib.fmt0.aisb = virt_to_phys(zpci_sbv->vector) + (zdev->aisb / 64) * 8;
 fib.fmt0.aisbo = zdev->aisb & 63;
 fib.gd = zdev->gisa;

 return zpci_mod_fc(req, &fib, &status) ? -EIO : 0;
}

/* Modify PCI: Unregister floating adapter interruptions */
static int zpci_clear_airq(struct zpci_dev *zdev)
{
 u64 req = ZPCI_CREATE_REQ(zdev->fh, 0, ZPCI_MOD_FC_DEREG_INT);
 struct zpci_fib fib = {0};
 u8 cc, status;

 fib.gd = zdev->gisa;

 cc = zpci_mod_fc(req, &fib, &status);
 if (cc == 3 || (cc == 1 && status == 24))
  /* Function already gone or IRQs already deregistered. */
  cc = 0;

 return cc ? -EIO : 0;
}

/* Modify PCI: Register CPU directed interruptions */
static int zpci_set_directed_irq(struct zpci_dev *zdev)
{
 u64 req = ZPCI_CREATE_REQ(zdev->fh, 0, ZPCI_MOD_FC_REG_INT_D);
 struct zpci_fib fib = {0};
 u8 status;

 fib.fmt = 1;
 fib.fmt1.noi = zdev->msi_nr_irqs;
 fib.fmt1.dibvo = zdev->msi_first_bit;
 fib.gd = zdev->gisa;

 return zpci_mod_fc(req, &fib, &status) ? -EIO : 0;
}

/* Modify PCI: Unregister CPU directed interruptions */
static int zpci_clear_directed_irq(struct zpci_dev *zdev)
{
 u64 req = ZPCI_CREATE_REQ(zdev->fh, 0, ZPCI_MOD_FC_DEREG_INT_D);
 struct zpci_fib fib = {0};
 u8 cc, status;

 fib.fmt = 1;
 fib.gd = zdev->gisa;
 cc = zpci_mod_fc(req, &fib, &status);
 if (cc == 3 || (cc == 1 && status == 24))
  /* Function already gone or IRQs already deregistered. */
  cc = 0;

 return cc ? -EIO : 0;
}

/* Register adapter interruptions */
static int zpci_set_irq(struct zpci_dev *zdev)
{
 int rc;

 if (irq_delivery == DIRECTED)
  rc = zpci_set_directed_irq(zdev);
 else
  rc = zpci_set_airq(zdev);

 return rc;
}

/* Clear adapter interruptions */
static int zpci_clear_irq(struct zpci_dev *zdev)
{
 int rc;

 if (irq_delivery == DIRECTED)
  rc = zpci_clear_directed_irq(zdev);
 else
  rc = zpci_clear_airq(zdev);

 return rc;
}

static int zpci_set_irq_affinity(struct irq_data *data, const struct cpumask *dest,
     bool force)
{
 struct msi_desc *entry = irq_data_get_msi_desc(data);
 struct msi_msg msg = entry->msg;
 int cpu_addr = smp_cpu_get_cpu_address(cpumask_first(dest));

 msg.address_lo &= 0xff0000ff;
 msg.address_lo |= (cpu_addr << 8);
 pci_write_msi_msg(data->irq, &msg);

 return IRQ_SET_MASK_OK;
}

static struct irq_chip zpci_irq_chip = {
 .name = "PCI-MSI",
 .irq_unmask = pci_msi_unmask_irq,
 .irq_mask = pci_msi_mask_irq,
};

static void zpci_handle_cpu_local_irq(bool rescan)
{
 struct airq_iv *dibv = zpci_ibv[smp_processor_id()];
 union zpci_sic_iib iib = {{0}};
 unsigned long bit;
 int irqs_on = 0;

 for (bit = 0;;) {
  /* Scan the directed IRQ bit vector */
  bit = airq_iv_scan(dibv, bit, airq_iv_end(dibv));
  if (bit == -1UL) {
   if (!rescan || irqs_on++)
    /* End of second scan with interrupts on. */
    break;
   /* First scan complete, re-enable interrupts. */
   if (zpci_set_irq_ctrl(SIC_IRQ_MODE_D_SINGLE, PCI_ISC, &iib))
    break;
   bit = 0;
   continue;
  }
  inc_irq_stat(IRQIO_MSI);
  generic_handle_irq(airq_iv_get_data(dibv, bit));
 }
}

struct cpu_irq_data {
 call_single_data_t csd;
 atomic_t scheduled;
};
static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct cpu_irq_data, irq_data);

static void zpci_handle_remote_irq(void *data)
{
 atomic_t *scheduled = data;

 do {
  zpci_handle_cpu_local_irq(false);
 } while (atomic_dec_return(scheduled));
}

static void zpci_handle_fallback_irq(void)
{
 struct cpu_irq_data *cpu_data;
 union zpci_sic_iib iib = {{0}};
 unsigned long cpu;
 int irqs_on = 0;

 for (cpu = 0;;) {
  cpu = airq_iv_scan(zpci_sbv, cpu, airq_iv_end(zpci_sbv));
  if (cpu == -1UL) {
   if (irqs_on++)
    /* End of second scan with interrupts on. */
    break;
   /* First scan complete, re-enable interrupts. */
   if (zpci_set_irq_ctrl(SIC_IRQ_MODE_SINGLE, PCI_ISC, &iib))
    break;
   cpu = 0;
   continue;
  }
  cpu_data = &per_cpu(irq_data, cpu);
  if (atomic_inc_return(&cpu_data->scheduled) > 1)
   continue;

  INIT_CSD(&cpu_data->csd, zpci_handle_remote_irq, &cpu_data->scheduled);
  smp_call_function_single_async(cpu, &cpu_data->csd);
 }
}

static void zpci_directed_irq_handler(struct airq_struct *airq,
          struct tpi_info *tpi_info)
{
 bool floating = !tpi_info->directed_irq;

 if (floating) {
  inc_irq_stat(IRQIO_PCF);
  zpci_handle_fallback_irq();
 } else {
  inc_irq_stat(IRQIO_PCD);
  zpci_handle_cpu_local_irq(true);
 }
}

static void zpci_floating_irq_handler(struct airq_struct *airq,
          struct tpi_info *tpi_info)
{
 union zpci_sic_iib iib = {{0}};
 unsigned long si, ai;
 struct airq_iv *aibv;
 int irqs_on = 0;

 inc_irq_stat(IRQIO_PCF);
 for (si = 0;;) {
  /* Scan adapter summary indicator bit vector */
  si = airq_iv_scan(zpci_sbv, si, airq_iv_end(zpci_sbv));
  if (si == -1UL) {
   if (irqs_on++)
    /* End of second scan with interrupts on. */
    break;
   /* First scan complete, re-enable interrupts. */
   if (zpci_set_irq_ctrl(SIC_IRQ_MODE_SINGLE, PCI_ISC, &iib))
    break;
   si = 0;
   continue;
  }

  /* Scan the adapter interrupt vector for this device. */
  aibv = zpci_ibv[si];
  for (ai = 0;;) {
   ai = airq_iv_scan(aibv, ai, airq_iv_end(aibv));
   if (ai == -1UL)
    break;
   inc_irq_stat(IRQIO_MSI);
   airq_iv_lock(aibv, ai);
   generic_handle_irq(airq_iv_get_data(aibv, ai));
   airq_iv_unlock(aibv, ai);
  }
 }
}

static int __alloc_airq(struct zpci_dev *zdev, int msi_vecs,
   unsigned long *bit)
{
 if (irq_delivery == DIRECTED) {
  /* Allocate cpu vector bits */
  *bit = airq_iv_alloc(zpci_ibv[0], msi_vecs);
  if (*bit == -1UL)
   return -EIO;
 } else {
  /* Allocate adapter summary indicator bit */
  *bit = airq_iv_alloc_bit(zpci_sbv);
  if (*bit == -1UL)
   return -EIO;
  zdev->aisb = *bit;

  /* Create adapter interrupt vector */
  zdev->aibv = airq_iv_create(msi_vecs, AIRQ_IV_DATA | AIRQ_IV_BITLOCK, NULL);
  if (!zdev->aibv)
   return -ENOMEM;

  /* Wire up shortcut pointer */
  zpci_ibv[*bit] = zdev->aibv;
  /* Each function has its own interrupt vector */
  *bit = 0;
 }
 return 0;
}

int arch_setup_msi_irqs(struct pci_dev *pdev, int nvec, int type)
{
 unsigned int hwirq, msi_vecs, irqs_per_msi, i, cpu;
 struct zpci_dev *zdev = to_zpci(pdev);
 struct msi_desc *msi;
 struct msi_msg msg;
 unsigned long bit;
 int cpu_addr;
 int rc, irq;

 zdev->aisb = -1UL;
 zdev->msi_first_bit = -1U;

 msi_vecs = min_t(unsigned int, nvec, zdev->max_msi);
 if (msi_vecs < nvec) {
  pr_info("%s requested %d irqs, allocate system limit of %d",
   pci_name(pdev), nvec, zdev->max_msi);
 }

 rc = __alloc_airq(zdev, msi_vecs, &bit);
 if (rc < 0)
  return rc;

 /*
 * Request MSI interrupts:
 * When using MSI, nvec_used interrupt sources and their irq
 * descriptors are controlled through one msi descriptor.
 * Thus the outer loop over msi descriptors shall run only once,
 * while two inner loops iterate over the interrupt vectors.
 * When using MSI-X, each interrupt vector/irq descriptor
 * is bound to exactly one msi descriptor (nvec_used is one).
 * So the inner loops are executed once, while the outer iterates
 * over the MSI-X descriptors.
 */
 hwirq = bit;
 msi_for_each_desc(msi, &pdev->dev, MSI_DESC_NOTASSOCIATED) {
  if (hwirq - bit >= msi_vecs)
   break;
  irqs_per_msi = min_t(unsigned int, msi_vecs, msi->nvec_used);
  irq = __irq_alloc_descs(-1, 0, irqs_per_msi, 0, THIS_MODULE,
     (irq_delivery == DIRECTED) ?
     msi->affinity : NULL);
  if (irq < 0)
   return -ENOMEM;

  for (i = 0; i < irqs_per_msi; i++) {
   rc = irq_set_msi_desc_off(irq, i, msi);
   if (rc)
    return rc;
   irq_set_chip_and_handler(irq + i, &zpci_irq_chip,
       handle_percpu_irq);
  }

  msg.data = hwirq - bit;
  if (irq_delivery == DIRECTED) {
   if (msi->affinity)
    cpu = cpumask_first(&msi->affinity->mask);
   else
    cpu = 0;
   cpu_addr = smp_cpu_get_cpu_address(cpu);

   msg.address_lo = zdev->msi_addr & 0xff0000ff;
   msg.address_lo |= (cpu_addr << 8);

   for_each_possible_cpu(cpu) {
    for (i = 0; i < irqs_per_msi; i++)
     airq_iv_set_data(zpci_ibv[cpu],
        hwirq + i, irq + i);
   }
  } else {
   msg.address_lo = zdev->msi_addr & 0xffffffff;
   for (i = 0; i < irqs_per_msi; i++)
    airq_iv_set_data(zdev->aibv, hwirq + i, irq + i);
  }
  msg.address_hi = zdev->msi_addr >> 32;
  pci_write_msi_msg(irq, &msg);
  hwirq += irqs_per_msi;
 }

 zdev->msi_first_bit = bit;
 zdev->msi_nr_irqs = hwirq - bit;

 rc = zpci_set_irq(zdev);
 if (rc)
  return rc;

 return (zdev->msi_nr_irqs == nvec) ? 0 : zdev->msi_nr_irqs;
}

void arch_teardown_msi_irqs(struct pci_dev *pdev)
{
 struct zpci_dev *zdev = to_zpci(pdev);
 struct msi_desc *msi;
 unsigned int i;
 int rc;

 /* Disable interrupts */
 rc = zpci_clear_irq(zdev);
 if (rc)
  return;

 /* Release MSI interrupts */
 msi_for_each_desc(msi, &pdev->dev, MSI_DESC_ASSOCIATED) {
  for (i = 0; i < msi->nvec_used; i++) {
   irq_set_msi_desc(msi->irq + i, NULL);
   irq_free_desc(msi->irq + i);
  }
  msi->msg.address_lo = 0;
  msi->msg.address_hi = 0;
  msi->msg.data = 0;
  msi->irq = 0;
 }

 if (zdev->aisb != -1UL) {
  zpci_ibv[zdev->aisb] = NULL;
  airq_iv_free_bit(zpci_sbv, zdev->aisb);
  zdev->aisb = -1UL;
 }
 if (zdev->aibv) {
  airq_iv_release(zdev->aibv);
  zdev->aibv = NULL;
 }

 if ((irq_delivery == DIRECTED) && zdev->msi_first_bit != -1U)
  airq_iv_free(zpci_ibv[0], zdev->msi_first_bit, zdev->msi_nr_irqs);
}

bool arch_restore_msi_irqs(struct pci_dev *pdev)
{
 struct zpci_dev *zdev = to_zpci(pdev);

 zpci_set_irq(zdev);
 return true;
}

static struct airq_struct zpci_airq = {
 .handler = zpci_floating_irq_handler,
 .isc = PCI_ISC,
};

static void __init cpu_enable_directed_irq(void *unused)
{
 union zpci_sic_iib iib = {{0}};
 union zpci_sic_iib ziib = {{0}};

 iib.cdiib.dibv_addr = virt_to_phys(zpci_ibv[smp_processor_id()]->vector);

 zpci_set_irq_ctrl(SIC_IRQ_MODE_SET_CPU, 0, &iib);
 zpci_set_irq_ctrl(SIC_IRQ_MODE_D_SINGLE, PCI_ISC, &ziib);
}

static int __init zpci_directed_irq_init(void)
{
 union zpci_sic_iib iib = {{0}};
 unsigned int cpu;

 zpci_sbv = airq_iv_create(num_possible_cpus(), 0, NULL);
 if (!zpci_sbv)
  return -ENOMEM;

 iib.diib.isc = PCI_ISC;
 iib.diib.nr_cpus = num_possible_cpus();
 iib.diib.disb_addr = virt_to_phys(zpci_sbv->vector);
 zpci_set_irq_ctrl(SIC_IRQ_MODE_DIRECT, 0, &iib);

 zpci_ibv = kcalloc(num_possible_cpus(), sizeof(*zpci_ibv),
      GFP_KERNEL);
 if (!zpci_ibv)
  return -ENOMEM;

 for_each_possible_cpu(cpu) {
  /*
 * Per CPU IRQ vectors look the same but bit-allocation
 * is only done on the first vector.
 */
  zpci_ibv[cpu] = airq_iv_create(cache_line_size() * BITS_PER_BYTE,
            AIRQ_IV_DATA |
            AIRQ_IV_CACHELINE |
            (!cpu ? AIRQ_IV_ALLOC : 0), NULL);
  if (!zpci_ibv[cpu])
   return -ENOMEM;
 }
 on_each_cpu(cpu_enable_directed_irq, NULL, 1);

 zpci_irq_chip.irq_set_affinity = zpci_set_irq_affinity;

 return 0;
}

static int __init zpci_floating_irq_init(void)
{
 zpci_ibv = kcalloc(ZPCI_NR_DEVICES, sizeof(*zpci_ibv), GFP_KERNEL);
 if (!zpci_ibv)
  return -ENOMEM;

 zpci_sbv = airq_iv_create(ZPCI_NR_DEVICES, AIRQ_IV_ALLOC, NULL);
 if (!zpci_sbv)
  goto out_free;

 return 0;

out_free:
 kfree(zpci_ibv);
 return -ENOMEM;
}

int __init zpci_irq_init(void)
{
 union zpci_sic_iib iib = {{0}};
 int rc;

 irq_delivery = sclp.has_dirq ? DIRECTED : FLOATING;
 if (s390_pci_force_floating)
  irq_delivery = FLOATING;

 if (irq_delivery == DIRECTED)
  zpci_airq.handler = zpci_directed_irq_handler;

 rc = register_adapter_interrupt(&zpci_airq);
 if (rc)
  goto out;
 /* Set summary to 1 to be called every time for the ISC. */
 *zpci_airq.lsi_ptr = 1;

 switch (irq_delivery) {
 case FLOATING:
  rc = zpci_floating_irq_init();
  break;
 case DIRECTED:
  rc = zpci_directed_irq_init();
  break;
 }

 if (rc)
  goto out_airq;

 /*
 * Enable floating IRQs (with suppression after one IRQ). When using
 * directed IRQs this enables the fallback path.
 */
 zpci_set_irq_ctrl(SIC_IRQ_MODE_SINGLE, PCI_ISC, &iib);

 return 0;
out_airq:
 unregister_adapter_interrupt(&zpci_airq);
out:
 return rc;
}

void __init zpci_irq_exit(void)
{
 unsigned int cpu;

 if (irq_delivery == DIRECTED) {
  for_each_possible_cpu(cpu) {
   airq_iv_release(zpci_ibv[cpu]);
  }
 }
 kfree(zpci_ibv);
 if (zpci_sbv)
  airq_iv_release(zpci_sbv);
 unregister_adapter_interrupt(&zpci_airq);
}