arch/powerpc/include/asm/kvm_host.h

   1 /*
   2  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   3  * it under the terms of the GNU General Public License, version 2, as
   4  * published by the Free Software Foundation.
   5  *
   6  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
   7  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
   8  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
   9  * GNU General Public License for more details.
  10  *
  11  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  12  * along with this program; if not, write to the Free Software
  13  * Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  14  *
  15  * Copyright IBM Corp. 2007
  16  *
  17  * Authors: Hollis Blanchard <hollisb@us.ibm.com>
  18  */
  19
  20 #ifndef __POWERPC_KVM_HOST_H__
  21 #define __POWERPC_KVM_HOST_H__
  22
  23 #include <linux/mutex.h>
  24 #include <linux/hrtimer.h>
  25 #include <linux/interrupt.h>
  26 #include <linux/types.h>
  27 #include <linux/kvm_types.h>
  28 #include <linux/threads.h>
  29 #include <linux/spinlock.h>
  30 #include <linux/kvm_para.h>
  31 #include <linux/list.h>
  32 #include <linux/atomic.h>
  33 #include <asm/kvm_asm.h>
  34 #include <asm/processor.h>
  35 #include <asm/page.h>
  36
  37 #define KVM_MAX_VCPUS           NR_CPUS
  38 #define KVM_MAX_VCORES          NR_CPUS
  39 #define KVM_MEMORY_SLOTS 32
  40 /* memory slots that does not exposed to userspace */
  41 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 4
  42 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_MEMORY_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
  43
  44 #ifdef CONFIG_KVM_MMIO
  45 #define KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET 1
  46 #endif
  47
  48 #ifdef CONFIG_KVM_BOOK3S_64_HV
  49 #include <linux/mmu_notifier.h>
  50
  51 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
  52
  53 struct kvm;
  54 extern int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
  55 extern int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
  56 extern int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
  57 extern void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
  58
  59 #endif
  60
  61 /* We don't currently support large pages. */
  62 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  0
  63 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       1
  64 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (1UL<<31)
  65
  66 #define HPTEG_CACHE_NUM                 (1 << 15)
  67 #define HPTEG_HASH_BITS_PTE             13
  68 #define HPTEG_HASH_BITS_PTE_LONG        12
  69 #define HPTEG_HASH_BITS_VPTE            13
  70 #define HPTEG_HASH_BITS_VPTE_LONG       5
  71 #define HPTEG_HASH_NUM_PTE              (1 << HPTEG_HASH_BITS_PTE)
  72 #define HPTEG_HASH_NUM_PTE_LONG         (1 << HPTEG_HASH_BITS_PTE_LONG)
  73 #define HPTEG_HASH_NUM_VPTE             (1 << HPTEG_HASH_BITS_VPTE)
  74 #define HPTEG_HASH_NUM_VPTE_LONG        (1 << HPTEG_HASH_BITS_VPTE_LONG)
  75
  76 /* Physical Address Mask - allowed range of real mode RAM access */
  77 #define KVM_PAM                 0x0fffffffffffffffULL
  78
  79 struct kvm;
  80 struct kvm_run;
  81 struct kvm_vcpu;
  82
  83 struct lppaca;
  84 struct slb_shadow;
  85 struct dtl;
  86
  87 struct kvm_vm_stat {
  88         u32 remote_tlb_flush;
  89 };
  90
  91 struct kvm_vcpu_stat {
  92         u32 sum_exits;
  93         u32 mmio_exits;
  94         u32 dcr_exits;
  95         u32 signal_exits;
  96         u32 light_exits;
  97         /* Account for special types of light exits: */
  98         u32 itlb_real_miss_exits;
  99         u32 itlb_virt_miss_exits;
 100         u32 dtlb_real_miss_exits;
 101         u32 dtlb_virt_miss_exits;
 102         u32 syscall_exits;
 103         u32 isi_exits;
 104         u32 dsi_exits;
 105         u32 emulated_inst_exits;
 106         u32 dec_exits;
 107         u32 ext_intr_exits;
 108         u32 halt_wakeup;
 109 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S
 110         u32 pf_storage;
 111         u32 pf_instruc;
 112         u32 sp_storage;
 113         u32 sp_instruc;
 114         u32 queue_intr;
 115         u32 ld;
 116         u32 ld_slow;
 117         u32 st;
 118         u32 st_slow;
 119 #endif
 120 };
 121
 122 enum kvm_exit_types {
 123         MMIO_EXITS,
 124         DCR_EXITS,
 125         SIGNAL_EXITS,
 126         ITLB_REAL_MISS_EXITS,
 127         ITLB_VIRT_MISS_EXITS,
 128         DTLB_REAL_MISS_EXITS,
 129         DTLB_VIRT_MISS_EXITS,
 130         SYSCALL_EXITS,
 131         ISI_EXITS,
 132         DSI_EXITS,
 133         EMULATED_INST_EXITS,
 134         EMULATED_MTMSRWE_EXITS,
 135         EMULATED_WRTEE_EXITS,
 136         EMULATED_MTSPR_EXITS,
 137         EMULATED_MFSPR_EXITS,
 138         EMULATED_MTMSR_EXITS,
 139         EMULATED_MFMSR_EXITS,
 140         EMULATED_TLBSX_EXITS,
 141         EMULATED_TLBWE_EXITS,
 142         EMULATED_RFI_EXITS,
 143         DEC_EXITS,
 144         EXT_INTR_EXITS,
 145         HALT_WAKEUP,
 146         USR_PR_INST,
 147         FP_UNAVAIL,
 148         DEBUG_EXITS,
 149         TIMEINGUEST,
 150         __NUMBER_OF_KVM_EXIT_TYPES
 151 };
 152
 153 /* allow access to big endian 32bit upper/lower parts and 64bit var */
 154 struct kvmppc_exit_timing {
 155         union {
 156                 u64 tv64;
 157                 struct {
 158                         u32 tbu, tbl;
 159                 } tv32;
 160         };
 161 };
 162
 163 struct kvmppc_pginfo {
 164         unsigned long pfn;
 165         atomic_t refcnt;
 166 };
 167
 168 struct kvmppc_spapr_tce_table {
 169         struct list_head list;
 170         struct kvm *kvm;
 171         u64 liobn;
 172         u32 window_size;
 173         struct page *pages[0];
 174 };
 175
 176 struct kvmppc_rma_info {
 177         void            *base_virt;
 178         unsigned long    base_pfn;
 179         unsigned long    npages;
 180         struct list_head list;
 181         atomic_t         use_count;
 182 };
 183
 184 /*
 185  * The reverse mapping array has one entry for each HPTE,
 186  * which stores the guest's view of the second word of the HPTE
 187  * (including the guest physical address of the mapping),
 188  * plus forward and backward pointers in a doubly-linked ring
 189  * of HPTEs that map the same host page.  The pointers in this
 190  * ring are 32-bit HPTE indexes, to save space.
 191  */
 192 struct revmap_entry {
 193         unsigned long guest_rpte;
 194         unsigned int forw, back;
 195 };
 196
 197 /*
 198  * We use the top bit of each memslot->rmap entry as a lock bit,
 199  * and bit 32 as a present flag.  The bottom 32 bits are the
 200  * index in the guest HPT of a HPTE that points to the page.
 201  */
 202 #define KVMPPC_RMAP_LOCK_BIT    63
 203 #define KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT    32
 204 #define KVMPPC_RMAP_REFERENCED  (HPTE_R_R << KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT)
 205 #define KVMPPC_RMAP_CHANGED     (HPTE_R_C << KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT)
 206 #define KVMPPC_RMAP_PRESENT     0x100000000ul
 207 #define KVMPPC_RMAP_INDEX       0xfffffffful
 208
 209 /* Low-order bits in kvm->arch.slot_phys[][] */
 210 #define KVMPPC_PAGE_ORDER_MASK  0x1f
 211 #define KVMPPC_PAGE_NO_CACHE    HPTE_R_I        /* 0x20 */
 212 #define KVMPPC_PAGE_WRITETHRU   HPTE_R_W        /* 0x40 */
 213 #define KVMPPC_GOT_PAGE         0x80
 214
 215 struct kvm_arch {
 216 #ifdef CONFIG_KVM_BOOK3S_64_HV
 217         unsigned long hpt_virt;
 218         struct revmap_entry *revmap;
 219         unsigned int lpid;
 220         unsigned int host_lpid;
 221         unsigned long host_lpcr;
 222         unsigned long sdr1;
 223         unsigned long host_sdr1;
 224         int tlbie_lock;
 225         unsigned long lpcr;
 226         unsigned long rmor;
 227         struct kvmppc_rma_info *rma;
 228         unsigned long vrma_slb_v;
 229         int rma_setup_done;
 230         int using_mmu_notifiers;
 231         struct list_head spapr_tce_tables;
 232         spinlock_t slot_phys_lock;
 233         unsigned long *slot_phys[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
 234         int slot_npages[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
 235         unsigned short last_vcpu[NR_CPUS];
 236         struct kvmppc_vcore *vcores[KVM_MAX_VCORES];
 237 #endif /* CONFIG_KVM_BOOK3S_64_HV */
 238 };
 239
 240 /*
 241  * Struct for a virtual core.
 242  * Note: entry_exit_count combines an entry count in the bottom 8 bits
 243  * and an exit count in the next 8 bits.  This is so that we can
 244  * atomically increment the entry count iff the exit count is 0
 245  * without taking the lock.
 246  */
 247 struct kvmppc_vcore {
 248         int n_runnable;
 249         int n_busy;
 250         int num_threads;
 251         int entry_exit_count;
 252         int n_woken;
 253         int nap_count;
 254         int napping_threads;
 255         u16 pcpu;
 256         u8 vcore_state;
 257         u8 in_guest;
 258         struct list_head runnable_threads;
 259         spinlock_t lock;
 260         wait_queue_head_t wq;
 261 };
 262
 263 #define VCORE_ENTRY_COUNT(vc)   ((vc)->entry_exit_count & 0xff)
 264 #define VCORE_EXIT_COUNT(vc)    ((vc)->entry_exit_count >> 8)
 265
 266 /* Values for vcore_state */
 267 #define VCORE_INACTIVE  0
 268 #define VCORE_RUNNING   1
 269 #define VCORE_EXITING   2
 270 #define VCORE_SLEEPING  3
 271
 272 struct kvmppc_pte {
 273         ulong eaddr;
 274         u64 vpage;
 275         ulong raddr;
 276         bool may_read           : 1;
 277         bool may_write          : 1;
 278         bool may_execute        : 1;
 279 };
 280
 281 struct kvmppc_mmu {
 282         /* book3s_64 only */
 283         void (*slbmte)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 rb, u64 rs);
 284         u64  (*slbmfee)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 slb_nr);
 285         u64  (*slbmfev)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 slb_nr);
 286         void (*slbie)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 slb_nr);
 287         void (*slbia)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 288         /* book3s */
 289         void (*mtsrin)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 srnum, ulong value);
 290         u32  (*mfsrin)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 srnum);
 291         int  (*xlate)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr, struct kvmppc_pte *pte, bool data);
 292         void (*reset_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 293         void (*tlbie)(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong addr, bool large);
 294         int  (*esid_to_vsid)(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong esid, u64 *vsid);
 295         u64  (*ea_to_vp)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr, bool data);
 296         bool (*is_dcbz32)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 297 };
 298
 299 struct kvmppc_slb {
 300         u64 esid;
 301         u64 vsid;
 302         u64 orige;
 303         u64 origv;
 304         bool valid      : 1;
 305         bool Ks         : 1;
 306         bool Kp         : 1;
 307         bool nx         : 1;
 308         bool large      : 1;    /* PTEs are 16MB */
 309         bool tb         : 1;    /* 1TB segment */
 310         bool class      : 1;
 311 };
 312
 313 struct kvm_vcpu_arch {
 314         ulong host_stack;
 315         u32 host_pid;
 316 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S
 317         struct kvmppc_slb slb[64];
 318         int slb_max;            /* 1 + index of last valid entry in slb[] */
 319         int slb_nr;             /* total number of entries in SLB */
 320         struct kvmppc_mmu mmu;
 321 #endif
 322
 323         ulong gpr[32];
 324
 325         u64 fpr[32];
 326         u64 fpscr;
 327
 328 #ifdef CONFIG_SPE
 329         ulong evr[32];
 330         ulong spefscr;
 331         ulong host_spefscr;
 332         u64 acc;
 333 #endif
 334 #ifdef CONFIG_ALTIVEC
 335         vector128 vr[32];
 336         vector128 vscr;
 337 #endif
 338
 339 #ifdef CONFIG_VSX
 340         u64 vsr[64];
 341 #endif
 342
 343 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S
 344         /* For Gekko paired singles */
 345         u32 qpr[32];
 346 #endif
 347
 348         ulong pc;
 349         ulong ctr;
 350         ulong lr;
 351
 352         ulong xer;
 353         u32 cr;
 354
 355 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S
 356         ulong hflags;
 357         ulong guest_owned_ext;
 358         ulong purr;
 359         ulong spurr;
 360         ulong dscr;
 361         ulong amr;
 362         ulong uamor;
 363         u32 ctrl;
 364         ulong dabr;
 365 #endif
 366         u32 vrsave; /* also USPRG0 */
 367         u32 mmucr;
 368         ulong shadow_msr;
 369         ulong csrr0;
 370         ulong csrr1;
 371         ulong dsrr0;
 372         ulong dsrr1;
 373         ulong mcsrr0;
 374         ulong mcsrr1;
 375         ulong mcsr;
 376         u32 dec;
 377         u32 decar;
 378         u32 tbl;
 379         u32 tbu;
 380         u32 tcr;
 381         ulong tsr; /* we need to perform set/clr_bits() which requires ulong */
 382         u32 ivor[64];
 383         ulong ivpr;
 384         u32 pvr;
 385
 386         u32 shadow_pid;
 387         u32 shadow_pid1;
 388         u32 pid;
 389         u32 swap_pid;
 390
 391         u32 ccr0;
 392         u32 ccr1;
 393         u32 dbcr0;
 394         u32 dbcr1;
 395         u32 dbsr;
 396
 397         u64 mmcr[3];
 398         u32 pmc[8];
 399
 400 #ifdef CONFIG_KVM_EXIT_TIMING
 401         struct mutex exit_timing_lock;
 402         struct kvmppc_exit_timing timing_exit;
 403         struct kvmppc_exit_timing timing_last_enter;
 404         u32 last_exit_type;
 405         u32 timing_count_type[__NUMBER_OF_KVM_EXIT_TYPES];
 406         u64 timing_sum_duration[__NUMBER_OF_KVM_EXIT_TYPES];
 407         u64 timing_sum_quad_duration[__NUMBER_OF_KVM_EXIT_TYPES];
 408         u64 timing_min_duration[__NUMBER_OF_KVM_EXIT_TYPES];
 409         u64 timing_max_duration[__NUMBER_OF_KVM_EXIT_TYPES];
 410         u64 timing_last_exit;
 411         struct dentry *debugfs_exit_timing;
 412 #endif
 413
 414 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S
 415         ulong fault_dar;
 416         u32 fault_dsisr;
 417 #endif
 418
 419 #ifdef CONFIG_BOOKE
 420         ulong fault_dear;
 421         ulong fault_esr;
 422         ulong queued_dear;
 423         ulong queued_esr;
 424 #endif
 425         gpa_t paddr_accessed;
 426
 427         u8 io_gpr; /* GPR used as IO source/target */
 428         u8 mmio_is_bigendian;
 429         u8 mmio_sign_extend;
 430         u8 dcr_needed;
 431         u8 dcr_is_write;
 432         u8 osi_needed;
 433         u8 osi_enabled;
 434         u8 papr_enabled;
 435         u8 sane;
 436         u8 cpu_type;
 437         u8 hcall_needed;
 438
 439         u32 cpr0_cfgaddr; /* holds the last set cpr0_cfgaddr */
 440
 441         struct hrtimer dec_timer;
 442         struct tasklet_struct tasklet;
 443         u64 dec_jiffies;
 444         u64 dec_expires;
 445         unsigned long pending_exceptions;
 446         u16 last_cpu;
 447         u8 ceded;
 448         u8 prodded;
 449         u32 last_inst;
 450
 451         struct lppaca *vpa;
 452         struct slb_shadow *slb_shadow;
 453         struct dtl *dtl;
 454         struct dtl *dtl_end;
 455
 456         wait_queue_head_t *wqp;
 457         struct kvmppc_vcore *vcore;
 458         int ret;
 459         int trap;
 460         int state;
 461         int ptid;
 462         bool timer_running;
 463         wait_queue_head_t cpu_run;
 464
 465         struct kvm_vcpu_arch_shared *shared;
 466         unsigned long magic_page_pa; /* phys addr to map the magic page to */
 467         unsigned long magic_page_ea; /* effect. addr to map the magic page to */
 468
 469 #ifdef CONFIG_KVM_BOOK3S_64_HV
 470         struct kvm_vcpu_arch_shared shregs;
 471
 472         unsigned long pgfault_addr;
 473         long pgfault_index;
 474         unsigned long pgfault_hpte[2];
 475
 476         struct list_head run_list;
 477         struct task_struct *run_task;
 478         struct kvm_run *kvm_run;
 479         pgd_t *pgdir;
 480 #endif
 481 };
 482
 483 /* Values for vcpu->arch.state */
 484 #define KVMPPC_VCPU_STOPPED             0
 485 #define KVMPPC_VCPU_BUSY_IN_HOST        1
 486 #define KVMPPC_VCPU_RUNNABLE            2
 487
 488 #endif /* __POWERPC_KVM_HOST_H__ */