arch/s390/pci/pci_irq.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 #define KMSG_COMPONENT "zpci"
   3 #define pr_fmt(fmt) KMSG_COMPONENT ": " fmt
   4
   5 #include <linux/kernel.h>
   6 #include <linux/irq.h>
   7 #include <linux/kernel_stat.h>
   8 #include <linux/pci.h>
   9 #include <linux/msi.h>
  10 #include <linux/smp.h>
  11
  12 #include <asm/isc.h>
  13 #include <asm/airq.h>
  14
  15 static enum {FLOATING, DIRECTED} irq_delivery;
  16
  17 #define SIC_IRQ_MODE_ALL                0
  18 #define SIC_IRQ_MODE_SINGLE             1
  19 #define SIC_IRQ_MODE_DIRECT             4
  20 #define SIC_IRQ_MODE_D_ALL              16
  21 #define SIC_IRQ_MODE_D_SINGLE           17
  22 #define SIC_IRQ_MODE_SET_CPU            18
  23
  24 /*
  25  * summary bit vector
  26  * FLOATING - summary bit per function
  27  * DIRECTED - summary bit per cpu (only used in fallback path)
  28  */
  29 static struct airq_iv *zpci_sbv;
  30
  31 /*
  32  * interrupt bit vectors
  33  * FLOATING - interrupt bit vector per function
  34  * DIRECTED - interrupt bit vector per cpu
  35  */
  36 static struct airq_iv **zpci_ibv;
  37
  38 /* Modify PCI: Register floating adapter interruptions */
  39 static int zpci_set_airq(struct zpci_dev *zdev)
  40 {
  41         u64 req = ZPCI_CREATE_REQ(zdev->fh, 0, ZPCI_MOD_FC_REG_INT);
  42         struct zpci_fib fib = {0};
  43         u8 status;
  44
  45         fib.fmt0.isc = PCI_ISC;
  46         fib.fmt0.sum = 1;       /* enable summary notifications */
  47         fib.fmt0.noi = airq_iv_end(zdev->aibv);
  48         fib.fmt0.aibv = (unsigned long) zdev->aibv->vector;
  49         fib.fmt0.aibvo = 0;     /* each zdev has its own interrupt vector */
  50         fib.fmt0.aisb = (unsigned long) zpci_sbv->vector + (zdev->aisb/64)*8;
  51         fib.fmt0.aisbo = zdev->aisb & 63;
  52
  53         return zpci_mod_fc(req, &fib, &status) ? -EIO : 0;
  54 }
  55
  56 /* Modify PCI: Unregister floating adapter interruptions */
  57 static int zpci_clear_airq(struct zpci_dev *zdev)
  58 {
  59         u64 req = ZPCI_CREATE_REQ(zdev->fh, 0, ZPCI_MOD_FC_DEREG_INT);
  60         struct zpci_fib fib = {0};
  61         u8 cc, status;
  62
  63         cc = zpci_mod_fc(req, &fib, &status);
  64         if (cc == 3 || (cc == 1 && status == 24))
  65                 /* Function already gone or IRQs already deregistered. */
  66                 cc = 0;
  67
  68         return cc ? -EIO : 0;
  69 }
  70
  71 /* Modify PCI: Register CPU directed interruptions */
  72 static int zpci_set_directed_irq(struct zpci_dev *zdev)
  73 {
  74         u64 req = ZPCI_CREATE_REQ(zdev->fh, 0, ZPCI_MOD_FC_REG_INT_D);
  75         struct zpci_fib fib = {0};
  76         u8 status;
  77
  78         fib.fmt = 1;
  79         fib.fmt1.noi = zdev->msi_nr_irqs;
  80         fib.fmt1.dibvo = zdev->msi_first_bit;
  81
  82         return zpci_mod_fc(req, &fib, &status) ? -EIO : 0;
  83 }
  84
  85 /* Modify PCI: Unregister CPU directed interruptions */
  86 static int zpci_clear_directed_irq(struct zpci_dev *zdev)
  87 {
  88         u64 req = ZPCI_CREATE_REQ(zdev->fh, 0, ZPCI_MOD_FC_DEREG_INT_D);
  89         struct zpci_fib fib = {0};
  90         u8 cc, status;
  91
  92         fib.fmt = 1;
  93         cc = zpci_mod_fc(req, &fib, &status);
  94         if (cc == 3 || (cc == 1 && status == 24))
  95                 /* Function already gone or IRQs already deregistered. */
  96                 cc = 0;
  97
  98         return cc ? -EIO : 0;
  99 }
 100
 101 /* Register adapter interruptions */
 102 int zpci_set_irq(struct zpci_dev *zdev)
 103 {
 104         int rc;
 105
 106         if (irq_delivery == DIRECTED)
 107                 rc = zpci_set_directed_irq(zdev);
 108         else
 109                 rc = zpci_set_airq(zdev);
 110
 111         if (!rc)
 112                 zdev->irqs_registered = 1;
 113
 114         return rc;
 115 }
 116
 117 /* Clear adapter interruptions */
 118 int zpci_clear_irq(struct zpci_dev *zdev)
 119 {
 120         int rc;
 121
 122         if (irq_delivery == DIRECTED)
 123                 rc = zpci_clear_directed_irq(zdev);
 124         else
 125                 rc = zpci_clear_airq(zdev);
 126
 127         if (!rc)
 128                 zdev->irqs_registered = 0;
 129
 130         return rc;
 131 }
 132
 133 static int zpci_set_irq_affinity(struct irq_data *data, const struct cpumask *dest,
 134                                  bool force)
 135 {
 136         struct msi_desc *entry = irq_get_msi_desc(data->irq);
 137         struct msi_msg msg = entry->msg;
 138         int cpu_addr = smp_cpu_get_cpu_address(cpumask_first(dest));
 139
 140         msg.address_lo &= 0xff0000ff;
 141         msg.address_lo |= (cpu_addr << 8);
 142         pci_write_msi_msg(data->irq, &msg);
 143
 144         return IRQ_SET_MASK_OK;
 145 }
 146
 147 static struct irq_chip zpci_irq_chip = {
 148         .name = "PCI-MSI",
 149         .irq_unmask = pci_msi_unmask_irq,
 150         .irq_mask = pci_msi_mask_irq,
 151 };
 152
 153 static void zpci_handle_cpu_local_irq(bool rescan)
 154 {
 155         struct airq_iv *dibv = zpci_ibv[smp_processor_id()];
 156         unsigned long bit;
 157         int irqs_on = 0;
 158
 159         for (bit = 0;;) {
 160                 /* Scan the directed IRQ bit vector */
 161                 bit = airq_iv_scan(dibv, bit, airq_iv_end(dibv));
 162                 if (bit == -1UL) {
 163                         if (!rescan || irqs_on++)
 164                                 /* End of second scan with interrupts on. */
 165                                 break;
 166                         /* First scan complete, reenable interrupts. */
 167                         if (zpci_set_irq_ctrl(SIC_IRQ_MODE_D_SINGLE, PCI_ISC))
 168                                 break;
 169                         bit = 0;
 170                         continue;
 171                 }
 172                 inc_irq_stat(IRQIO_MSI);
 173                 generic_handle_irq(airq_iv_get_data(dibv, bit));
 174         }
 175 }
 176
 177 struct cpu_irq_data {
 178         call_single_data_t csd;
 179         atomic_t scheduled;
 180 };
 181 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct cpu_irq_data, irq_data);
 182
 183 static void zpci_handle_remote_irq(void *data)
 184 {
 185         atomic_t *scheduled = data;
 186
 187         do {
 188                 zpci_handle_cpu_local_irq(false);
 189         } while (atomic_dec_return(scheduled));
 190 }
 191
 192 static void zpci_handle_fallback_irq(void)
 193 {
 194         struct cpu_irq_data *cpu_data;
 195         unsigned long cpu;
 196         int irqs_on = 0;
 197
 198         for (cpu = 0;;) {
 199                 cpu = airq_iv_scan(zpci_sbv, cpu, airq_iv_end(zpci_sbv));
 200                 if (cpu == -1UL) {
 201                         if (irqs_on++)
 202                                 /* End of second scan with interrupts on. */
 203                                 break;
 204                         /* First scan complete, reenable interrupts. */
 205                         if (zpci_set_irq_ctrl(SIC_IRQ_MODE_SINGLE, PCI_ISC))
 206                                 break;
 207                         cpu = 0;
 208                         continue;
 209                 }
 210                 cpu_data = &per_cpu(irq_data, cpu);
 211                 if (atomic_inc_return(&cpu_data->scheduled) > 1)
 212                         continue;
 213
 214                 INIT_CSD(&cpu_data->csd, zpci_handle_remote_irq, &cpu_data->scheduled);
 215                 smp_call_function_single_async(cpu, &cpu_data->csd);
 216         }
 217 }
 218
 219 static void zpci_directed_irq_handler(struct airq_struct *airq, bool floating)
 220 {
 221         if (floating) {
 222                 inc_irq_stat(IRQIO_PCF);
 223                 zpci_handle_fallback_irq();
 224         } else {
 225                 inc_irq_stat(IRQIO_PCD);
 226                 zpci_handle_cpu_local_irq(true);
 227         }
 228 }
 229
 230 static void zpci_floating_irq_handler(struct airq_struct *airq, bool floating)
 231 {
 232         unsigned long si, ai;
 233         struct airq_iv *aibv;
 234         int irqs_on = 0;
 235
 236         inc_irq_stat(IRQIO_PCF);
 237         for (si = 0;;) {
 238                 /* Scan adapter summary indicator bit vector */
 239                 si = airq_iv_scan(zpci_sbv, si, airq_iv_end(zpci_sbv));
 240                 if (si == -1UL) {
 241                         if (irqs_on++)
 242                                 /* End of second scan with interrupts on. */
 243                                 break;
 244                         /* First scan complete, reenable interrupts. */
 245                         if (zpci_set_irq_ctrl(SIC_IRQ_MODE_SINGLE, PCI_ISC))
 246                                 break;
 247                         si = 0;
 248                         continue;
 249                 }
 250
 251                 /* Scan the adapter interrupt vector for this device. */
 252                 aibv = zpci_ibv[si];
 253                 for (ai = 0;;) {
 254                         ai = airq_iv_scan(aibv, ai, airq_iv_end(aibv));
 255                         if (ai == -1UL)
 256                                 break;
 257                         inc_irq_stat(IRQIO_MSI);
 258                         airq_iv_lock(aibv, ai);
 259                         generic_handle_irq(airq_iv_get_data(aibv, ai));
 260                         airq_iv_unlock(aibv, ai);
 261                 }
 262         }
 263 }
 264
 265 int arch_setup_msi_irqs(struct pci_dev *pdev, int nvec, int type)
 266 {
 267         struct zpci_dev *zdev = to_zpci(pdev);
 268         unsigned int hwirq, msi_vecs, cpu;
 269         unsigned long bit;
 270         struct msi_desc *msi;
 271         struct msi_msg msg;
 272         int cpu_addr;
 273         int rc, irq;
 274
 275         zdev->aisb = -1UL;
 276         zdev->msi_first_bit = -1U;
 277         if (type == PCI_CAP_ID_MSI && nvec > 1)
 278                 return 1;
 279         msi_vecs = min_t(unsigned int, nvec, zdev->max_msi);
 280
 281         if (irq_delivery == DIRECTED) {
 282                 /* Allocate cpu vector bits */
 283                 bit = airq_iv_alloc(zpci_ibv[0], msi_vecs);
 284                 if (bit == -1UL)
 285                         return -EIO;
 286         } else {
 287                 /* Allocate adapter summary indicator bit */
 288                 bit = airq_iv_alloc_bit(zpci_sbv);
 289                 if (bit == -1UL)
 290                         return -EIO;
 291                 zdev->aisb = bit;
 292
 293                 /* Create adapter interrupt vector */
 294                 zdev->aibv = airq_iv_create(msi_vecs, AIRQ_IV_DATA | AIRQ_IV_BITLOCK);
 295                 if (!zdev->aibv)
 296                         return -ENOMEM;
 297
 298                 /* Wire up shortcut pointer */
 299                 zpci_ibv[bit] = zdev->aibv;
 300                 /* Each function has its own interrupt vector */
 301                 bit = 0;
 302         }
 303
 304         /* Request MSI interrupts */
 305         hwirq = bit;
 306         for_each_pci_msi_entry(msi, pdev) {
 307                 rc = -EIO;
 308                 if (hwirq - bit >= msi_vecs)
 309                         break;
 310                 irq = __irq_alloc_descs(-1, 0, 1, 0, THIS_MODULE,
 311                                 (irq_delivery == DIRECTED) ?
 312                                 msi->affinity : NULL);
 313                 if (irq < 0)
 314                         return -ENOMEM;
 315                 rc = irq_set_msi_desc(irq, msi);
 316                 if (rc)
 317                         return rc;
 318                 irq_set_chip_and_handler(irq, &zpci_irq_chip,
 319                                          handle_percpu_irq);
 320                 msg.data = hwirq - bit;
 321                 if (irq_delivery == DIRECTED) {
 322                         if (msi->affinity)
 323                                 cpu = cpumask_first(&msi->affinity->mask);
 324                         else
 325                                 cpu = 0;
 326                         cpu_addr = smp_cpu_get_cpu_address(cpu);
 327
 328                         msg.address_lo = zdev->msi_addr & 0xff0000ff;
 329                         msg.address_lo |= (cpu_addr << 8);
 330
 331                         for_each_possible_cpu(cpu) {
 332                                 airq_iv_set_data(zpci_ibv[cpu], hwirq, irq);
 333                         }
 334                 } else {
 335                         msg.address_lo = zdev->msi_addr & 0xffffffff;
 336                         airq_iv_set_data(zdev->aibv, hwirq, irq);
 337                 }
 338                 msg.address_hi = zdev->msi_addr >> 32;
 339                 pci_write_msi_msg(irq, &msg);
 340                 hwirq++;
 341         }
 342
 343         zdev->msi_first_bit = bit;
 344         zdev->msi_nr_irqs = msi_vecs;
 345
 346         rc = zpci_set_irq(zdev);
 347         if (rc)
 348                 return rc;
 349
 350         return (msi_vecs == nvec) ? 0 : msi_vecs;
 351 }
 352
 353 void arch_teardown_msi_irqs(struct pci_dev *pdev)
 354 {
 355         struct zpci_dev *zdev = to_zpci(pdev);
 356         struct msi_desc *msi;
 357         int rc;
 358
 359         /* Disable interrupts */
 360         rc = zpci_clear_irq(zdev);
 361         if (rc)
 362                 return;
 363
 364         /* Release MSI interrupts */
 365         for_each_pci_msi_entry(msi, pdev) {
 366                 if (!msi->irq)
 367                         continue;
 368                 irq_set_msi_desc(msi->irq, NULL);
 369                 irq_free_desc(msi->irq);
 370                 msi->msg.address_lo = 0;
 371                 msi->msg.address_hi = 0;
 372                 msi->msg.data = 0;
 373                 msi->irq = 0;
 374         }
 375
 376         if (zdev->aisb != -1UL) {
 377                 zpci_ibv[zdev->aisb] = NULL;
 378                 airq_iv_free_bit(zpci_sbv, zdev->aisb);
 379                 zdev->aisb = -1UL;
 380         }
 381         if (zdev->aibv) {
 382                 airq_iv_release(zdev->aibv);
 383                 zdev->aibv = NULL;
 384         }
 385
 386         if ((irq_delivery == DIRECTED) && zdev->msi_first_bit != -1U)
 387                 airq_iv_free(zpci_ibv[0], zdev->msi_first_bit, zdev->msi_nr_irqs);
 388 }
 389
 390 static struct airq_struct zpci_airq = {
 391         .handler = zpci_floating_irq_handler,
 392         .isc = PCI_ISC,
 393 };
 394
 395 static void __init cpu_enable_directed_irq(void *unused)
 396 {
 397         union zpci_sic_iib iib = {{0}};
 398
 399         iib.cdiib.dibv_addr = (u64) zpci_ibv[smp_processor_id()]->vector;
 400
 401         __zpci_set_irq_ctrl(SIC_IRQ_MODE_SET_CPU, 0, &iib);
 402         zpci_set_irq_ctrl(SIC_IRQ_MODE_D_SINGLE, PCI_ISC);
 403 }
 404
 405 static int __init zpci_directed_irq_init(void)
 406 {
 407         union zpci_sic_iib iib = {{0}};
 408         unsigned int cpu;
 409
 410         zpci_sbv = airq_iv_create(num_possible_cpus(), 0);
 411         if (!zpci_sbv)
 412                 return -ENOMEM;
 413
 414         iib.diib.isc = PCI_ISC;
 415         iib.diib.nr_cpus = num_possible_cpus();
 416         iib.diib.disb_addr = (u64) zpci_sbv->vector;
 417         __zpci_set_irq_ctrl(SIC_IRQ_MODE_DIRECT, 0, &iib);
 418
 419         zpci_ibv = kcalloc(num_possible_cpus(), sizeof(*zpci_ibv),
 420                            GFP_KERNEL);
 421         if (!zpci_ibv)
 422                 return -ENOMEM;
 423
 424         for_each_possible_cpu(cpu) {
 425                 /*
 426                  * Per CPU IRQ vectors look the same but bit-allocation
 427                  * is only done on the first vector.
 428                  */
 429                 zpci_ibv[cpu] = airq_iv_create(cache_line_size() * BITS_PER_BYTE,
 430                                                AIRQ_IV_DATA |
 431                                                AIRQ_IV_CACHELINE |
 432                                                (!cpu ? AIRQ_IV_ALLOC : 0));
 433                 if (!zpci_ibv[cpu])
 434                         return -ENOMEM;
 435         }
 436         on_each_cpu(cpu_enable_directed_irq, NULL, 1);
 437
 438         zpci_irq_chip.irq_set_affinity = zpci_set_irq_affinity;
 439
 440         return 0;
 441 }
 442
 443 static int __init zpci_floating_irq_init(void)
 444 {
 445         zpci_ibv = kcalloc(ZPCI_NR_DEVICES, sizeof(*zpci_ibv), GFP_KERNEL);
 446         if (!zpci_ibv)
 447                 return -ENOMEM;
 448
 449         zpci_sbv = airq_iv_create(ZPCI_NR_DEVICES, AIRQ_IV_ALLOC);
 450         if (!zpci_sbv)
 451                 goto out_free;
 452
 453         return 0;
 454
 455 out_free:
 456         kfree(zpci_ibv);
 457         return -ENOMEM;
 458 }
 459
 460 int __init zpci_irq_init(void)
 461 {
 462         int rc;
 463
 464         irq_delivery = sclp.has_dirq ? DIRECTED : FLOATING;
 465         if (s390_pci_force_floating)
 466                 irq_delivery = FLOATING;
 467
 468         if (irq_delivery == DIRECTED)
 469                 zpci_airq.handler = zpci_directed_irq_handler;
 470
 471         rc = register_adapter_interrupt(&zpci_airq);
 472         if (rc)
 473                 goto out;
 474         /* Set summary to 1 to be called every time for the ISC. */
 475         *zpci_airq.lsi_ptr = 1;
 476
 477         switch (irq_delivery) {
 478         case FLOATING:
 479                 rc = zpci_floating_irq_init();
 480                 break;
 481         case DIRECTED:
 482                 rc = zpci_directed_irq_init();
 483                 break;
 484         }
 485
 486         if (rc)
 487                 goto out_airq;
 488
 489         /*
 490          * Enable floating IRQs (with suppression after one IRQ). When using
 491          * directed IRQs this enables the fallback path.
 492          */
 493         zpci_set_irq_ctrl(SIC_IRQ_MODE_SINGLE, PCI_ISC);
 494
 495         return 0;
 496 out_airq:
 497         unregister_adapter_interrupt(&zpci_airq);
 498 out:
 499         return rc;
 500 }
 501
 502 void __init zpci_irq_exit(void)
 503 {
 504         unsigned int cpu;
 505
 506         if (irq_delivery == DIRECTED) {
 507                 for_each_possible_cpu(cpu) {
 508                         airq_iv_release(zpci_ibv[cpu]);
 509                 }
 510         }
 511         kfree(zpci_ibv);
 512         if (zpci_sbv)
 513                 airq_iv_release(zpci_sbv);
 514         unregister_adapter_interrupt(&zpci_airq);
 515 }