]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - arch/powerpc/include/asm/kvm_host.h
Merge tag 'upstream-3.12-rc1' of git://git.infradead.org/linux-ubi
[karo-tx-linux.git] / 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 #include <asm/cacheflush.h>
37
38 #define KVM_MAX_VCPUS           NR_CPUS
39 #define KVM_MAX_VCORES          NR_CPUS
40 #define KVM_USER_MEM_SLOTS 32
41 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM KVM_USER_MEM_SLOTS
42
43 #ifdef CONFIG_KVM_MMIO
44 #define KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET 1
45 #endif
46
47 /* These values are internal and can be increased later */
48 #define KVM_NR_IRQCHIPS          1
49 #define KVM_IRQCHIP_NUM_PINS     256
50
51 #if !defined(CONFIG_KVM_440)
52 #include <linux/mmu_notifier.h>
53
54 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
55
56 struct kvm;
57 extern int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
58 extern int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm,
59                                unsigned long start, unsigned long end);
60 extern int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
61 extern int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
62 extern void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
63
64 #endif
65
66 /* We don't currently support large pages. */
67 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  0
68 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       1
69 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (1UL<<31)
70
71 #define HPTEG_CACHE_NUM                 (1 << 15)
72 #define HPTEG_HASH_BITS_PTE             13
73 #define HPTEG_HASH_BITS_PTE_LONG        12
74 #define HPTEG_HASH_BITS_VPTE            13
75 #define HPTEG_HASH_BITS_VPTE_LONG       5
76 #define HPTEG_HASH_NUM_PTE              (1 << HPTEG_HASH_BITS_PTE)
77 #define HPTEG_HASH_NUM_PTE_LONG         (1 << HPTEG_HASH_BITS_PTE_LONG)
78 #define HPTEG_HASH_NUM_VPTE             (1 << HPTEG_HASH_BITS_VPTE)
79 #define HPTEG_HASH_NUM_VPTE_LONG        (1 << HPTEG_HASH_BITS_VPTE_LONG)
80
81 /* Physical Address Mask - allowed range of real mode RAM access */
82 #define KVM_PAM                 0x0fffffffffffffffULL
83
84 struct kvm;
85 struct kvm_run;
86 struct kvm_vcpu;
87
88 struct lppaca;
89 struct slb_shadow;
90 struct dtl_entry;
91
92 struct kvm_vm_stat {
93         u32 remote_tlb_flush;
94 };
95
96 struct kvm_vcpu_stat {
97         u32 sum_exits;
98         u32 mmio_exits;
99         u32 dcr_exits;
100         u32 signal_exits;
101         u32 light_exits;
102         /* Account for special types of light exits: */
103         u32 itlb_real_miss_exits;
104         u32 itlb_virt_miss_exits;
105         u32 dtlb_real_miss_exits;
106         u32 dtlb_virt_miss_exits;
107         u32 syscall_exits;
108         u32 isi_exits;
109         u32 dsi_exits;
110         u32 emulated_inst_exits;
111         u32 dec_exits;
112         u32 ext_intr_exits;
113         u32 halt_wakeup;
114         u32 dbell_exits;
115         u32 gdbell_exits;
116 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S
117         u32 pf_storage;
118         u32 pf_instruc;
119         u32 sp_storage;
120         u32 sp_instruc;
121         u32 queue_intr;
122         u32 ld;
123         u32 ld_slow;
124         u32 st;
125         u32 st_slow;
126 #endif
127 };
128
129 enum kvm_exit_types {
130         MMIO_EXITS,
131         DCR_EXITS,
132         SIGNAL_EXITS,
133         ITLB_REAL_MISS_EXITS,
134         ITLB_VIRT_MISS_EXITS,
135         DTLB_REAL_MISS_EXITS,
136         DTLB_VIRT_MISS_EXITS,
137         SYSCALL_EXITS,
138         ISI_EXITS,
139         DSI_EXITS,
140         EMULATED_INST_EXITS,
141         EMULATED_MTMSRWE_EXITS,
142         EMULATED_WRTEE_EXITS,
143         EMULATED_MTSPR_EXITS,
144         EMULATED_MFSPR_EXITS,
145         EMULATED_MTMSR_EXITS,
146         EMULATED_MFMSR_EXITS,
147         EMULATED_TLBSX_EXITS,
148         EMULATED_TLBWE_EXITS,
149         EMULATED_RFI_EXITS,
150         EMULATED_RFCI_EXITS,
151         DEC_EXITS,
152         EXT_INTR_EXITS,
153         HALT_WAKEUP,
154         USR_PR_INST,
155         FP_UNAVAIL,
156         DEBUG_EXITS,
157         TIMEINGUEST,
158         DBELL_EXITS,
159         GDBELL_EXITS,
160         __NUMBER_OF_KVM_EXIT_TYPES
161 };
162
163 /* allow access to big endian 32bit upper/lower parts and 64bit var */
164 struct kvmppc_exit_timing {
165         union {
166                 u64 tv64;
167                 struct {
168                         u32 tbu, tbl;
169                 } tv32;
170         };
171 };
172
173 struct kvmppc_pginfo {
174         unsigned long pfn;
175         atomic_t refcnt;
176 };
177
178 struct kvmppc_spapr_tce_table {
179         struct list_head list;
180         struct kvm *kvm;
181         u64 liobn;
182         u32 window_size;
183         struct page *pages[0];
184 };
185
186 struct kvm_rma_info {
187         atomic_t use_count;
188         unsigned long base_pfn;
189 };
190
191 /* XICS components, defined in book3s_xics.c */
192 struct kvmppc_xics;
193 struct kvmppc_icp;
194
195 /*
196  * The reverse mapping array has one entry for each HPTE,
197  * which stores the guest's view of the second word of the HPTE
198  * (including the guest physical address of the mapping),
199  * plus forward and backward pointers in a doubly-linked ring
200  * of HPTEs that map the same host page.  The pointers in this
201  * ring are 32-bit HPTE indexes, to save space.
202  */
203 struct revmap_entry {
204         unsigned long guest_rpte;
205         unsigned int forw, back;
206 };
207
208 /*
209  * We use the top bit of each memslot->arch.rmap entry as a lock bit,
210  * and bit 32 as a present flag.  The bottom 32 bits are the
211  * index in the guest HPT of a HPTE that points to the page.
212  */
213 #define KVMPPC_RMAP_LOCK_BIT    63
214 #define KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT    32
215 #define KVMPPC_RMAP_REFERENCED  (HPTE_R_R << KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT)
216 #define KVMPPC_RMAP_CHANGED     (HPTE_R_C << KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT)
217 #define KVMPPC_RMAP_PRESENT     0x100000000ul
218 #define KVMPPC_RMAP_INDEX       0xfffffffful
219
220 /* Low-order bits in memslot->arch.slot_phys[] */
221 #define KVMPPC_PAGE_ORDER_MASK  0x1f
222 #define KVMPPC_PAGE_NO_CACHE    HPTE_R_I        /* 0x20 */
223 #define KVMPPC_PAGE_WRITETHRU   HPTE_R_W        /* 0x40 */
224 #define KVMPPC_GOT_PAGE         0x80
225
226 struct kvm_arch_memory_slot {
227 #ifdef CONFIG_KVM_BOOK3S_64_HV
228         unsigned long *rmap;
229         unsigned long *slot_phys;
230 #endif /* CONFIG_KVM_BOOK3S_64_HV */
231 };
232
233 struct kvm_arch {
234         unsigned int lpid;
235 #ifdef CONFIG_KVM_BOOK3S_64_HV
236         unsigned long hpt_virt;
237         struct revmap_entry *revmap;
238         unsigned int host_lpid;
239         unsigned long host_lpcr;
240         unsigned long sdr1;
241         unsigned long host_sdr1;
242         int tlbie_lock;
243         unsigned long lpcr;
244         unsigned long rmor;
245         struct kvm_rma_info *rma;
246         unsigned long vrma_slb_v;
247         int rma_setup_done;
248         int using_mmu_notifiers;
249         u32 hpt_order;
250         atomic_t vcpus_running;
251         u32 online_vcores;
252         unsigned long hpt_npte;
253         unsigned long hpt_mask;
254         atomic_t hpte_mod_interest;
255         spinlock_t slot_phys_lock;
256         cpumask_t need_tlb_flush;
257         struct kvmppc_vcore *vcores[KVM_MAX_VCORES];
258         int hpt_cma_alloc;
259 #endif /* CONFIG_KVM_BOOK3S_64_HV */
260 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
261         struct list_head spapr_tce_tables;
262         struct list_head rtas_tokens;
263 #endif
264 #ifdef CONFIG_KVM_MPIC
265         struct openpic *mpic;
266 #endif
267 #ifdef CONFIG_KVM_XICS
268         struct kvmppc_xics *xics;
269 #endif
270 };
271
272 /*
273  * Struct for a virtual core.
274  * Note: entry_exit_count combines an entry count in the bottom 8 bits
275  * and an exit count in the next 8 bits.  This is so that we can
276  * atomically increment the entry count iff the exit count is 0
277  * without taking the lock.
278  */
279 struct kvmppc_vcore {
280         int n_runnable;
281         int n_busy;
282         int num_threads;
283         int entry_exit_count;
284         int n_woken;
285         int nap_count;
286         int napping_threads;
287         u16 pcpu;
288         u16 last_cpu;
289         u8 vcore_state;
290         u8 in_guest;
291         struct list_head runnable_threads;
292         spinlock_t lock;
293         wait_queue_head_t wq;
294         u64 stolen_tb;
295         u64 preempt_tb;
296         struct kvm_vcpu *runner;
297 };
298
299 #define VCORE_ENTRY_COUNT(vc)   ((vc)->entry_exit_count & 0xff)
300 #define VCORE_EXIT_COUNT(vc)    ((vc)->entry_exit_count >> 8)
301
302 /* Values for vcore_state */
303 #define VCORE_INACTIVE  0
304 #define VCORE_SLEEPING  1
305 #define VCORE_STARTING  2
306 #define VCORE_RUNNING   3
307 #define VCORE_EXITING   4
308
309 /*
310  * Struct used to manage memory for a virtual processor area
311  * registered by a PAPR guest.  There are three types of area
312  * that a guest can register.
313  */
314 struct kvmppc_vpa {
315         unsigned long gpa;      /* Current guest phys addr */
316         void *pinned_addr;      /* Address in kernel linear mapping */
317         void *pinned_end;       /* End of region */
318         unsigned long next_gpa; /* Guest phys addr for update */
319         unsigned long len;      /* Number of bytes required */
320         u8 update_pending;      /* 1 => update pinned_addr from next_gpa */
321         bool dirty;             /* true => area has been modified by kernel */
322 };
323
324 struct kvmppc_pte {
325         ulong eaddr;
326         u64 vpage;
327         ulong raddr;
328         bool may_read           : 1;
329         bool may_write          : 1;
330         bool may_execute        : 1;
331 };
332
333 struct kvmppc_mmu {
334         /* book3s_64 only */
335         void (*slbmte)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 rb, u64 rs);
336         u64  (*slbmfee)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 slb_nr);
337         u64  (*slbmfev)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 slb_nr);
338         void (*slbie)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 slb_nr);
339         void (*slbia)(struct kvm_vcpu *vcpu);
340         /* book3s */
341         void (*mtsrin)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 srnum, ulong value);
342         u32  (*mfsrin)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 srnum);
343         int  (*xlate)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr, struct kvmppc_pte *pte, bool data);
344         void (*reset_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
345         void (*tlbie)(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong addr, bool large);
346         int  (*esid_to_vsid)(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong esid, u64 *vsid);
347         u64  (*ea_to_vp)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr, bool data);
348         bool (*is_dcbz32)(struct kvm_vcpu *vcpu);
349 };
350
351 struct kvmppc_slb {
352         u64 esid;
353         u64 vsid;
354         u64 orige;
355         u64 origv;
356         bool valid      : 1;
357         bool Ks         : 1;
358         bool Kp         : 1;
359         bool nx         : 1;
360         bool large      : 1;    /* PTEs are 16MB */
361         bool tb         : 1;    /* 1TB segment */
362         bool class      : 1;
363 };
364
365 # ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
366 #define KVMPPC_BOOKE_IAC_NUM    2
367 #define KVMPPC_BOOKE_DAC_NUM    2
368 # else
369 #define KVMPPC_BOOKE_IAC_NUM    4
370 #define KVMPPC_BOOKE_DAC_NUM    2
371 # endif
372 #define KVMPPC_BOOKE_MAX_IAC    4
373 #define KVMPPC_BOOKE_MAX_DAC    2
374
375 /* KVMPPC_EPR_USER takes precedence over KVMPPC_EPR_KERNEL */
376 #define KVMPPC_EPR_NONE         0 /* EPR not supported */
377 #define KVMPPC_EPR_USER         1 /* exit to userspace to fill EPR */
378 #define KVMPPC_EPR_KERNEL       2 /* in-kernel irqchip */
379
380 struct kvmppc_booke_debug_reg {
381         u32 dbcr0;
382         u32 dbcr1;
383         u32 dbcr2;
384 #ifdef CONFIG_KVM_E500MC
385         u32 dbcr4;
386 #endif
387         u64 iac[KVMPPC_BOOKE_MAX_IAC];
388         u64 dac[KVMPPC_BOOKE_MAX_DAC];
389 };
390
391 #define KVMPPC_IRQ_DEFAULT      0
392 #define KVMPPC_IRQ_MPIC         1
393 #define KVMPPC_IRQ_XICS         2
394
395 struct openpic;
396
397 struct kvm_vcpu_arch {
398         ulong host_stack;
399         u32 host_pid;
400 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S
401         struct kvmppc_slb slb[64];
402         int slb_max;            /* 1 + index of last valid entry in slb[] */
403         int slb_nr;             /* total number of entries in SLB */
404         struct kvmppc_mmu mmu;
405 #endif
406
407         ulong gpr[32];
408
409         u64 fpr[32];
410         u64 fpscr;
411
412 #ifdef CONFIG_SPE
413         ulong evr[32];
414         ulong spefscr;
415         ulong host_spefscr;
416         u64 acc;
417 #endif
418 #ifdef CONFIG_ALTIVEC
419         vector128 vr[32];
420         vector128 vscr;
421 #endif
422
423 #ifdef CONFIG_VSX
424         u64 vsr[64];
425 #endif
426
427 #ifdef CONFIG_KVM_BOOKE_HV
428         u32 host_mas4;
429         u32 host_mas6;
430         u32 shadow_epcr;
431         u32 shadow_msrp;
432         u32 eplc;
433         u32 epsc;
434         u32 oldpir;
435 #endif
436
437 #if defined(CONFIG_BOOKE)
438 #if defined(CONFIG_KVM_BOOKE_HV) || defined(CONFIG_64BIT)
439         u32 epcr;
440 #endif
441 #endif
442
443 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S
444         /* For Gekko paired singles */
445         u32 qpr[32];
446 #endif
447
448         ulong pc;
449         ulong ctr;
450         ulong lr;
451
452         ulong xer;
453         u32 cr;
454
455 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S
456         ulong hflags;
457         ulong guest_owned_ext;
458         ulong purr;
459         ulong spurr;
460         ulong dscr;
461         ulong amr;
462         ulong uamor;
463         u32 ctrl;
464         ulong dabr;
465         ulong cfar;
466 #endif
467         u32 vrsave; /* also USPRG0 */
468         u32 mmucr;
469         /* shadow_msr is unused for BookE HV */
470         ulong shadow_msr;
471         ulong csrr0;
472         ulong csrr1;
473         ulong dsrr0;
474         ulong dsrr1;
475         ulong mcsrr0;
476         ulong mcsrr1;
477         ulong mcsr;
478         u32 dec;
479 #ifdef CONFIG_BOOKE
480         u32 decar;
481 #endif
482         u32 tbl;
483         u32 tbu;
484         u32 tcr;
485         ulong tsr; /* we need to perform set/clr_bits() which requires ulong */
486         u32 ivor[64];
487         ulong ivpr;
488         u32 pvr;
489
490         u32 shadow_pid;
491         u32 shadow_pid1;
492         u32 pid;
493         u32 swap_pid;
494
495         u32 ccr0;
496         u32 ccr1;
497         u32 dbsr;
498
499         u64 mmcr[3];
500         u32 pmc[8];
501
502 #ifdef CONFIG_KVM_EXIT_TIMING
503         struct mutex exit_timing_lock;
504         struct kvmppc_exit_timing timing_exit;
505         struct kvmppc_exit_timing timing_last_enter;
506         u32 last_exit_type;
507         u32 timing_count_type[__NUMBER_OF_KVM_EXIT_TYPES];
508         u64 timing_sum_duration[__NUMBER_OF_KVM_EXIT_TYPES];
509         u64 timing_sum_quad_duration[__NUMBER_OF_KVM_EXIT_TYPES];
510         u64 timing_min_duration[__NUMBER_OF_KVM_EXIT_TYPES];
511         u64 timing_max_duration[__NUMBER_OF_KVM_EXIT_TYPES];
512         u64 timing_last_exit;
513         struct dentry *debugfs_exit_timing;
514 #endif
515
516 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S
517         ulong fault_dar;
518         u32 fault_dsisr;
519 #endif
520
521 #ifdef CONFIG_BOOKE
522         ulong fault_dear;
523         ulong fault_esr;
524         ulong queued_dear;
525         ulong queued_esr;
526         spinlock_t wdt_lock;
527         struct timer_list wdt_timer;
528         u32 tlbcfg[4];
529         u32 tlbps[4];
530         u32 mmucfg;
531         u32 eptcfg;
532         u32 epr;
533         u32 crit_save;
534         struct kvmppc_booke_debug_reg dbg_reg;
535 #endif
536         gpa_t paddr_accessed;
537         gva_t vaddr_accessed;
538
539         u8 io_gpr; /* GPR used as IO source/target */
540         u8 mmio_is_bigendian;
541         u8 mmio_sign_extend;
542         u8 dcr_needed;
543         u8 dcr_is_write;
544         u8 osi_needed;
545         u8 osi_enabled;
546         u8 papr_enabled;
547         u8 watchdog_enabled;
548         u8 sane;
549         u8 cpu_type;
550         u8 hcall_needed;
551         u8 epr_flags; /* KVMPPC_EPR_xxx */
552         u8 epr_needed;
553
554         u32 cpr0_cfgaddr; /* holds the last set cpr0_cfgaddr */
555
556         struct hrtimer dec_timer;
557         struct tasklet_struct tasklet;
558         u64 dec_jiffies;
559         u64 dec_expires;
560         unsigned long pending_exceptions;
561         u8 ceded;
562         u8 prodded;
563         u32 last_inst;
564
565         wait_queue_head_t *wqp;
566         struct kvmppc_vcore *vcore;
567         int ret;
568         int trap;
569         int state;
570         int ptid;
571         bool timer_running;
572         wait_queue_head_t cpu_run;
573
574         struct kvm_vcpu_arch_shared *shared;
575         unsigned long magic_page_pa; /* phys addr to map the magic page to */
576         unsigned long magic_page_ea; /* effect. addr to map the magic page to */
577
578         int irq_type;           /* one of KVM_IRQ_* */
579         int irq_cpu_id;
580         struct openpic *mpic;   /* KVM_IRQ_MPIC */
581 #ifdef CONFIG_KVM_XICS
582         struct kvmppc_icp *icp; /* XICS presentation controller */
583 #endif
584
585 #ifdef CONFIG_KVM_BOOK3S_64_HV
586         struct kvm_vcpu_arch_shared shregs;
587
588         unsigned long pgfault_addr;
589         long pgfault_index;
590         unsigned long pgfault_hpte[2];
591
592         struct list_head run_list;
593         struct task_struct *run_task;
594         struct kvm_run *kvm_run;
595         pgd_t *pgdir;
596
597         spinlock_t vpa_update_lock;
598         struct kvmppc_vpa vpa;
599         struct kvmppc_vpa dtl;
600         struct dtl_entry *dtl_ptr;
601         unsigned long dtl_index;
602         u64 stolen_logged;
603         struct kvmppc_vpa slb_shadow;
604
605         spinlock_t tbacct_lock;
606         u64 busy_stolen;
607         u64 busy_preempt;
608 #endif
609 };
610
611 /* Values for vcpu->arch.state */
612 #define KVMPPC_VCPU_NOTREADY            0
613 #define KVMPPC_VCPU_RUNNABLE            1
614 #define KVMPPC_VCPU_BUSY_IN_HOST        2
615
616 /* Values for vcpu->arch.io_gpr */
617 #define KVM_MMIO_REG_MASK       0x001f
618 #define KVM_MMIO_REG_EXT_MASK   0xffe0
619 #define KVM_MMIO_REG_GPR        0x0000
620 #define KVM_MMIO_REG_FPR        0x0020
621 #define KVM_MMIO_REG_QPR        0x0040
622 #define KVM_MMIO_REG_FQPR       0x0060
623
624 #define __KVM_HAVE_ARCH_WQP
625 #define __KVM_HAVE_CREATE_DEVICE
626
627 #endif /* __POWERPC_KVM_HOST_H__ */