arch/powerpc/kernel/irq_64.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  *  Derived from arch/i386/kernel/irq.c
   4  *    Copyright (C) 1992 Linus Torvalds
   5  *  Adapted from arch/i386 by Gary Thomas
   6  *    Copyright (C) 1995-1996 Gary Thomas ([email protected])
   7  *  Updated and modified by Cort Dougan <[email protected]>
   8  *    Copyright (C) 1996-2001 Cort Dougan
   9  *  Adapted for Power Macintosh by Paul Mackerras
  10  *    Copyright (C) 1996 Paul Mackerras ([email protected])
  11  *
  12  * This file contains the code used by various IRQ handling routines:
  13  * asking for different IRQ's should be done through these routines
  14  * instead of just grabbing them. Thus setups with different IRQ numbers
  15  * shouldn't result in any weird surprises, and installing new handlers
  16  * should be easier.
  17  */
  18
  19 #undef DEBUG
  20
  21 #include <linux/export.h>
  22 #include <linux/threads.h>
  23 #include <linux/kernel_stat.h>
  24 #include <linux/signal.h>
  25 #include <linux/sched.h>
  26 #include <linux/ptrace.h>
  27 #include <linux/ioport.h>
  28 #include <linux/interrupt.h>
  29 #include <linux/timex.h>
  30 #include <linux/init.h>
  31 #include <linux/slab.h>
  32 #include <linux/delay.h>
  33 #include <linux/irq.h>
  34 #include <linux/seq_file.h>
  35 #include <linux/cpumask.h>
  36 #include <linux/profile.h>
  37 #include <linux/bitops.h>
  38 #include <linux/list.h>
  39 #include <linux/radix-tree.h>
  40 #include <linux/mutex.h>
  41 #include <linux/pci.h>
  42 #include <linux/debugfs.h>
  43 #include <linux/of.h>
  44 #include <linux/of_irq.h>
  45 #include <linux/vmalloc.h>
  46 #include <linux/pgtable.h>
  47 #include <linux/static_call.h>
  48
  49 #include <linux/uaccess.h>
  50 #include <asm/interrupt.h>
  51 #include <asm/io.h>
  52 #include <asm/irq.h>
  53 #include <asm/cache.h>
  54 #include <asm/ptrace.h>
  55 #include <asm/machdep.h>
  56 #include <asm/udbg.h>
  57 #include <asm/smp.h>
  58 #include <asm/hw_irq.h>
  59 #include <asm/softirq_stack.h>
  60 #include <asm/ppc_asm.h>
  61
  62 #include <asm/paca.h>
  63 #include <asm/firmware.h>
  64 #include <asm/lv1call.h>
  65 #include <asm/dbell.h>
  66 #include <asm/trace.h>
  67 #include <asm/cpu_has_feature.h>
  68
  69 int distribute_irqs = 1;
  70
  71 static inline void next_interrupt(struct pt_regs *regs)
  72 {
  73         /*
  74          * Softirq processing can enable/disable irqs, which will leave
  75          * MSR[EE] enabled and the soft mask set to IRQS_DISABLED. Fix
  76          * this up.
  77          */
  78         if (!(local_paca->irq_happened & PACA_IRQ_HARD_DIS))
  79                 hard_irq_disable();
  80         else
  81                 irq_soft_mask_set(IRQS_ALL_DISABLED);
  82
  83         /*
  84          * We are responding to the next interrupt, so interrupt-off
  85          * latencies should be reset here.
  86          */
  87         trace_hardirqs_on();
  88         trace_hardirqs_off();
  89 }
  90
  91 static inline bool irq_happened_test_and_clear(u8 irq)
  92 {
  93         if (local_paca->irq_happened & irq) {
  94                 local_paca->irq_happened &= ~irq;
  95                 return true;
  96         }
  97         return false;
  98 }
  99
 100 void replay_soft_interrupts(void)
 101 {
 102         struct pt_regs regs;
 103
 104         /*
 105          * Be careful here, calling these interrupt handlers can cause
 106          * softirqs to be raised, which they may run when calling irq_exit,
 107          * which will cause local_irq_enable() to be run, which can then
 108          * recurse into this function. Don't keep any state across
 109          * interrupt handler calls which may change underneath us.
 110          *
 111          * Softirqs can not be disabled over replay to stop this recursion
 112          * because interrupts taken in idle code may require RCU softirq
 113          * to run in the irq RCU tracking context. This is a hard problem
 114          * to fix without changes to the softirq or idle layer.
 115          *
 116          * We use local_paca rather than get_paca() to avoid all the
 117          * debug_smp_processor_id() business in this low level function.
 118          */
 119
 120         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_IRQ_SOFT_MASK_DEBUG)) {
 121                 WARN_ON_ONCE(mfmsr() & MSR_EE);
 122                 WARN_ON(!(local_paca->irq_happened & PACA_IRQ_HARD_DIS));
 123         }
 124
 125         ppc_save_regs(&regs);
 126         regs.softe = IRQS_ENABLED;
 127         regs.msr |= MSR_EE;
 128
 129 again:
 130         /*
 131          * Force the delivery of pending soft-disabled interrupts on PS3.
 132          * Any HV call will have this side effect.
 133          */
 134         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_PS3_LV1)) {
 135                 u64 tmp, tmp2;
 136                 lv1_get_version_info(&tmp, &tmp2);
 137         }
 138
 139         /*
 140          * Check if an hypervisor Maintenance interrupt happened.
 141          * This is a higher priority interrupt than the others, so
 142          * replay it first.
 143          */
 144         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_BOOK3S) &&
 145             irq_happened_test_and_clear(PACA_IRQ_HMI)) {
 146                 regs.trap = INTERRUPT_HMI;
 147                 handle_hmi_exception(&regs);
 148                 next_interrupt(&regs);
 149         }
 150
 151         if (irq_happened_test_and_clear(PACA_IRQ_DEC)) {
 152                 regs.trap = INTERRUPT_DECREMENTER;
 153                 timer_interrupt(&regs);
 154                 next_interrupt(&regs);
 155         }
 156
 157         if (irq_happened_test_and_clear(PACA_IRQ_EE)) {
 158                 regs.trap = INTERRUPT_EXTERNAL;
 159                 do_IRQ(&regs);
 160                 next_interrupt(&regs);
 161         }
 162
 163         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_DOORBELL) &&
 164             irq_happened_test_and_clear(PACA_IRQ_DBELL)) {
 165                 regs.trap = INTERRUPT_DOORBELL;
 166                 doorbell_exception(&regs);
 167                 next_interrupt(&regs);
 168         }
 169
 170         /* Book3E does not support soft-masking PMI interrupts */
 171         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_BOOK3S) &&
 172             irq_happened_test_and_clear(PACA_IRQ_PMI)) {
 173                 regs.trap = INTERRUPT_PERFMON;
 174                 performance_monitor_exception(&regs);
 175                 next_interrupt(&regs);
 176         }
 177
 178         /*
 179          * Softirq processing can enable and disable interrupts, which can
 180          * result in new irqs becoming pending. Must keep looping until we
 181          * have cleared out all pending interrupts.
 182          */
 183         if (local_paca->irq_happened & ~PACA_IRQ_HARD_DIS)
 184                 goto again;
 185 }
 186
 187 #if defined(CONFIG_PPC_BOOK3S_64) && defined(CONFIG_PPC_KUAP)
 188 static inline void replay_soft_interrupts_irqrestore(void)
 189 {
 190         unsigned long kuap_state = get_kuap();
 191
 192         /*
 193          * Check if anything calls local_irq_enable/restore() when KUAP is
 194          * disabled (user access enabled). We handle that case here by saving
 195          * and re-locking AMR but we shouldn't get here in the first place,
 196          * hence the warning.
 197          */
 198         kuap_assert_locked();
 199
 200         if (kuap_state != AMR_KUAP_BLOCKED)
 201                 set_kuap(AMR_KUAP_BLOCKED);
 202
 203         replay_soft_interrupts();
 204
 205         if (kuap_state != AMR_KUAP_BLOCKED)
 206                 set_kuap(kuap_state);
 207 }
 208 #else
 209 #define replay_soft_interrupts_irqrestore() replay_soft_interrupts()
 210 #endif
 211
 212 notrace void arch_local_irq_restore(unsigned long mask)
 213 {
 214         unsigned char irq_happened;
 215
 216         /* Write the new soft-enabled value if it is a disable */
 217         if (mask) {
 218                 irq_soft_mask_set(mask);
 219                 return;
 220         }
 221
 222         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_IRQ_SOFT_MASK_DEBUG))
 223                 WARN_ON_ONCE(in_nmi() || in_hardirq());
 224
 225         /*
 226          * After the stb, interrupts are unmasked and there are no interrupts
 227          * pending replay. The restart sequence makes this atomic with
 228          * respect to soft-masked interrupts. If this was just a simple code
 229          * sequence, a soft-masked interrupt could become pending right after
 230          * the comparison and before the stb.
 231          *
 232          * This allows interrupts to be unmasked without hard disabling, and
 233          * also without new hard interrupts coming in ahead of pending ones.
 234          */
 235         asm_volatile_goto(
 236 "1:                                     \n"
 237 "               lbz     9,%0(13)        \n"
 238 "               cmpwi   9,0             \n"
 239 "               bne     %l[happened]    \n"
 240 "               stb     9,%1(13)        \n"
 241 "2:                                     \n"
 242                 RESTART_TABLE(1b, 2b, 1b)
 243         : : "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_happened)),
 244             "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_soft_mask))
 245         : "cr0", "r9"
 246         : happened);
 247
 248         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_IRQ_SOFT_MASK_DEBUG))
 249                 WARN_ON_ONCE(!(mfmsr() & MSR_EE));
 250
 251         return;
 252
 253 happened:
 254         irq_happened = READ_ONCE(local_paca->irq_happened);
 255         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_IRQ_SOFT_MASK_DEBUG))
 256                 WARN_ON_ONCE(!irq_happened);
 257
 258         if (irq_happened == PACA_IRQ_HARD_DIS) {
 259                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_IRQ_SOFT_MASK_DEBUG))
 260                         WARN_ON_ONCE(mfmsr() & MSR_EE);
 261                 irq_soft_mask_set(IRQS_ENABLED);
 262                 local_paca->irq_happened = 0;
 263                 __hard_irq_enable();
 264                 return;
 265         }
 266
 267         /* Have interrupts to replay, need to hard disable first */
 268         if (!(irq_happened & PACA_IRQ_HARD_DIS)) {
 269                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_IRQ_SOFT_MASK_DEBUG)) {
 270                         if (!(mfmsr() & MSR_EE)) {
 271                                 /*
 272                                  * An interrupt could have come in and cleared
 273                                  * MSR[EE] and set IRQ_HARD_DIS, so check
 274                                  * IRQ_HARD_DIS again and warn if it is still
 275                                  * clear.
 276                                  */
 277                                 irq_happened = READ_ONCE(local_paca->irq_happened);
 278                                 WARN_ON_ONCE(!(irq_happened & PACA_IRQ_HARD_DIS));
 279                         }
 280                 }
 281                 __hard_irq_disable();
 282                 local_paca->irq_happened |= PACA_IRQ_HARD_DIS;
 283         } else {
 284                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_IRQ_SOFT_MASK_DEBUG)) {
 285                         if (WARN_ON_ONCE(mfmsr() & MSR_EE))
 286                                 __hard_irq_disable();
 287                 }
 288         }
 289
 290         /*
 291          * Disable preempt here, so that the below preempt_enable will
 292          * perform resched if required (a replayed interrupt may set
 293          * need_resched).
 294          */
 295         preempt_disable();
 296         irq_soft_mask_set(IRQS_ALL_DISABLED);
 297         trace_hardirqs_off();
 298
 299         replay_soft_interrupts_irqrestore();
 300
 301         trace_hardirqs_on();
 302         irq_soft_mask_set(IRQS_ENABLED);
 303         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_IRQ_SOFT_MASK_DEBUG))
 304                 WARN_ON(local_paca->irq_happened != PACA_IRQ_HARD_DIS);
 305         local_paca->irq_happened = 0;
 306         __hard_irq_enable();
 307         preempt_enable();
 308 }
 309 EXPORT_SYMBOL(arch_local_irq_restore);
 310
 311 /*
 312  * This is a helper to use when about to go into idle low-power
 313  * when the latter has the side effect of re-enabling interrupts
 314  * (such as calling H_CEDE under pHyp).
 315  *
 316  * You call this function with interrupts soft-disabled (this is
 317  * already the case when ppc_md.power_save is called). The function
 318  * will return whether to enter power save or just return.
 319  *
 320  * In the former case, it will have notified lockdep of interrupts
 321  * being re-enabled and generally sanitized the lazy irq state,
 322  * and in the latter case it will leave with interrupts hard
 323  * disabled and marked as such, so the local_irq_enable() call
 324  * in arch_cpu_idle() will properly re-enable everything.
 325  */
 326 bool prep_irq_for_idle(void)
 327 {
 328         /*
 329          * First we need to hard disable to ensure no interrupt
 330          * occurs before we effectively enter the low power state
 331          */
 332         __hard_irq_disable();
 333         local_paca->irq_happened |= PACA_IRQ_HARD_DIS;
 334
 335         /*
 336          * If anything happened while we were soft-disabled,
 337          * we return now and do not enter the low power state.
 338          */
 339         if (lazy_irq_pending())
 340                 return false;
 341
 342         /* Tell lockdep we are about to re-enable */
 343         trace_hardirqs_on();
 344
 345         /*
 346          * Mark interrupts as soft-enabled and clear the
 347          * PACA_IRQ_HARD_DIS from the pending mask since we
 348          * are about to hard enable as well as a side effect
 349          * of entering the low power state.
 350          */
 351         local_paca->irq_happened &= ~PACA_IRQ_HARD_DIS;
 352         irq_soft_mask_set(IRQS_ENABLED);
 353
 354         /* Tell the caller to enter the low power state */
 355         return true;
 356 }
 357
 358 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S
 359 /*
 360  * This is for idle sequences that return with IRQs off, but the
 361  * idle state itself wakes on interrupt. Tell the irq tracer that
 362  * IRQs are enabled for the duration of idle so it does not get long
 363  * off times. Must be paired with fini_irq_for_idle_irqsoff.
 364  */
 365 bool prep_irq_for_idle_irqsoff(void)
 366 {
 367         WARN_ON(!irqs_disabled());
 368
 369         /*
 370          * First we need to hard disable to ensure no interrupt
 371          * occurs before we effectively enter the low power state
 372          */
 373         __hard_irq_disable();
 374         local_paca->irq_happened |= PACA_IRQ_HARD_DIS;
 375
 376         /*
 377          * If anything happened while we were soft-disabled,
 378          * we return now and do not enter the low power state.
 379          */
 380         if (lazy_irq_pending())
 381                 return false;
 382
 383         /* Tell lockdep we are about to re-enable */
 384         trace_hardirqs_on();
 385
 386         return true;
 387 }
 388
 389 /*
 390  * Take the SRR1 wakeup reason, index into this table to find the
 391  * appropriate irq_happened bit.
 392  *
 393  * Sytem reset exceptions taken in idle state also come through here,
 394  * but they are NMI interrupts so do not need to wait for IRQs to be
 395  * restored, and should be taken as early as practical. These are marked
 396  * with 0xff in the table. The Power ISA specifies 0100b as the system
 397  * reset interrupt reason.
 398  */
 399 #define IRQ_SYSTEM_RESET        0xff
 400
 401 static const u8 srr1_to_lazyirq[0x10] = {
 402         0, 0, 0,
 403         PACA_IRQ_DBELL,
 404         IRQ_SYSTEM_RESET,
 405         PACA_IRQ_DBELL,
 406         PACA_IRQ_DEC,
 407         0,
 408         PACA_IRQ_EE,
 409         PACA_IRQ_EE,
 410         PACA_IRQ_HMI,
 411         0, 0, 0, 0, 0 };
 412
 413 void replay_system_reset(void)
 414 {
 415         struct pt_regs regs;
 416
 417         ppc_save_regs(&regs);
 418         regs.trap = 0x100;
 419         get_paca()->in_nmi = 1;
 420         system_reset_exception(&regs);
 421         get_paca()->in_nmi = 0;
 422 }
 423 EXPORT_SYMBOL_GPL(replay_system_reset);
 424
 425 void irq_set_pending_from_srr1(unsigned long srr1)
 426 {
 427         unsigned int idx = (srr1 & SRR1_WAKEMASK_P8) >> 18;
 428         u8 reason = srr1_to_lazyirq[idx];
 429
 430         /*
 431          * Take the system reset now, which is immediately after registers
 432          * are restored from idle. It's an NMI, so interrupts need not be
 433          * re-enabled before it is taken.
 434          */
 435         if (unlikely(reason == IRQ_SYSTEM_RESET)) {
 436                 replay_system_reset();
 437                 return;
 438         }
 439
 440         if (reason == PACA_IRQ_DBELL) {
 441                 /*
 442                  * When doorbell triggers a system reset wakeup, the message
 443                  * is not cleared, so if the doorbell interrupt is replayed
 444                  * and the IPI handled, the doorbell interrupt would still
 445                  * fire when EE is enabled.
 446                  *
 447                  * To avoid taking the superfluous doorbell interrupt,
 448                  * execute a msgclr here before the interrupt is replayed.
 449                  */
 450                 ppc_msgclr(PPC_DBELL_MSGTYPE);
 451         }
 452
 453         /*
 454          * The 0 index (SRR1[42:45]=b0000) must always evaluate to 0,
 455          * so this can be called unconditionally with the SRR1 wake
 456          * reason as returned by the idle code, which uses 0 to mean no
 457          * interrupt.
 458          *
 459          * If a future CPU was to designate this as an interrupt reason,
 460          * then a new index for no interrupt must be assigned.
 461          */
 462         local_paca->irq_happened |= reason;
 463 }
 464 #endif /* CONFIG_PPC_BOOK3S */
 465
 466 /*
 467  * Force a replay of the external interrupt handler on this CPU.
 468  */
 469 void force_external_irq_replay(void)
 470 {
 471         /*
 472          * This must only be called with interrupts soft-disabled,
 473          * the replay will happen when re-enabling.
 474          */
 475         WARN_ON(!arch_irqs_disabled());
 476
 477         /*
 478          * Interrupts must always be hard disabled before irq_happened is
 479          * modified (to prevent lost update in case of interrupt between
 480          * load and store).
 481          */
 482         __hard_irq_disable();
 483         local_paca->irq_happened |= PACA_IRQ_HARD_DIS;
 484
 485         /* Indicate in the PACA that we have an interrupt to replay */
 486         local_paca->irq_happened |= PACA_IRQ_EE;
 487 }
 488
 489 static int __init setup_noirqdistrib(char *str)
 490 {
 491         distribute_irqs = 0;
 492         return 1;
 493 }
 494
 495 __setup("noirqdistrib", setup_noirqdistrib);