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