Linux-libre 3.11-gnu
[librecmc/linux-libre.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 kvmppc_linear_info {
187         void            *base_virt;
188         unsigned long    base_pfn;
189         unsigned long    npages;
190         struct list_head list;
191         atomic_t         use_count;
192         int              type;
193 };
194
195 /* XICS components, defined in book3s_xics.c */
196 struct kvmppc_xics;
197 struct kvmppc_icp;
198
199 /*
200  * The reverse mapping array has one entry for each HPTE,
201  * which stores the guest's view of the second word of the HPTE
202  * (including the guest physical address of the mapping),
203  * plus forward and backward pointers in a doubly-linked ring
204  * of HPTEs that map the same host page.  The pointers in this
205  * ring are 32-bit HPTE indexes, to save space.
206  */
207 struct revmap_entry {
208         unsigned long guest_rpte;
209         unsigned int forw, back;
210 };
211
212 /*
213  * We use the top bit of each memslot->arch.rmap entry as a lock bit,
214  * and bit 32 as a present flag.  The bottom 32 bits are the
215  * index in the guest HPT of a HPTE that points to the page.
216  */
217 #define KVMPPC_RMAP_LOCK_BIT    63
218 #define KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT    32
219 #define KVMPPC_RMAP_REFERENCED  (HPTE_R_R << KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT)
220 #define KVMPPC_RMAP_CHANGED     (HPTE_R_C << KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT)
221 #define KVMPPC_RMAP_PRESENT     0x100000000ul
222 #define KVMPPC_RMAP_INDEX       0xfffffffful
223
224 /* Low-order bits in memslot->arch.slot_phys[] */
225 #define KVMPPC_PAGE_ORDER_MASK  0x1f
226 #define KVMPPC_PAGE_NO_CACHE    HPTE_R_I        /* 0x20 */
227 #define KVMPPC_PAGE_WRITETHRU   HPTE_R_W        /* 0x40 */
228 #define KVMPPC_GOT_PAGE         0x80
229
230 struct kvm_arch_memory_slot {
231 #ifdef CONFIG_KVM_BOOK3S_64_HV
232         unsigned long *rmap;
233         unsigned long *slot_phys;
234 #endif /* CONFIG_KVM_BOOK3S_64_HV */
235 };
236
237 struct kvm_arch {
238         unsigned int lpid;
239 #ifdef CONFIG_KVM_BOOK3S_64_HV
240         unsigned long hpt_virt;
241         struct revmap_entry *revmap;
242         unsigned int host_lpid;
243         unsigned long host_lpcr;
244         unsigned long sdr1;
245         unsigned long host_sdr1;
246         int tlbie_lock;
247         unsigned long lpcr;
248         unsigned long rmor;
249         struct kvmppc_linear_info *rma;
250         unsigned long vrma_slb_v;
251         int rma_setup_done;
252         int using_mmu_notifiers;
253         u32 hpt_order;
254         atomic_t vcpus_running;
255         u32 online_vcores;
256         unsigned long hpt_npte;
257         unsigned long hpt_mask;
258         atomic_t hpte_mod_interest;
259         spinlock_t slot_phys_lock;
260         cpumask_t need_tlb_flush;
261         struct kvmppc_vcore *vcores[KVM_MAX_VCORES];
262         struct kvmppc_linear_info *hpt_li;
263 #endif /* CONFIG_KVM_BOOK3S_64_HV */
264 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
265         struct list_head spapr_tce_tables;
266         struct list_head rtas_tokens;
267 #endif
268 #ifdef CONFIG_KVM_MPIC
269         struct openpic *mpic;
270 #endif
271 #ifdef CONFIG_KVM_XICS
272         struct kvmppc_xics *xics;
273 #endif
274 };
275
276 /*
277  * Struct for a virtual core.
278  * Note: entry_exit_count combines an entry count in the bottom 8 bits
279  * and an exit count in the next 8 bits.  This is so that we can
280  * atomically increment the entry count iff the exit count is 0
281  * without taking the lock.
282  */
283 struct kvmppc_vcore {
284         int n_runnable;
285         int n_busy;
286         int num_threads;
287         int entry_exit_count;
288         int n_woken;
289         int nap_count;
290         int napping_threads;
291         u16 pcpu;
292         u16 last_cpu;
293         u8 vcore_state;
294         u8 in_guest;
295         struct list_head runnable_threads;
296         spinlock_t lock;
297         wait_queue_head_t wq;
298         u64 stolen_tb;
299         u64 preempt_tb;
300         struct kvm_vcpu *runner;
301 };
302
303 #define VCORE_ENTRY_COUNT(vc)   ((vc)->entry_exit_count & 0xff)
304 #define VCORE_EXIT_COUNT(vc)    ((vc)->entry_exit_count >> 8)
305
306 /* Values for vcore_state */
307 #define VCORE_INACTIVE  0
308 #define VCORE_SLEEPING  1
309 #define VCORE_STARTING  2
310 #define VCORE_RUNNING   3
311 #define VCORE_EXITING   4
312
313 /*
314  * Struct used to manage memory for a virtual processor area
315  * registered by a PAPR guest.  There are three types of area
316  * that a guest can register.
317  */
318 struct kvmppc_vpa {
319         unsigned long gpa;      /* Current guest phys addr */
320         void *pinned_addr;      /* Address in kernel linear mapping */
321         void *pinned_end;       /* End of region */
322         unsigned long next_gpa; /* Guest phys addr for update */
323         unsigned long len;      /* Number of bytes required */
324         u8 update_pending;      /* 1 => update pinned_addr from next_gpa */
325         bool dirty;             /* true => area has been modified by kernel */
326 };
327
328 struct kvmppc_pte {
329         ulong eaddr;
330         u64 vpage;
331         ulong raddr;
332         bool may_read           : 1;
333         bool may_write          : 1;
334         bool may_execute        : 1;
335 };
336
337 struct kvmppc_mmu {
338         /* book3s_64 only */
339         void (*slbmte)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 rb, u64 rs);
340         u64  (*slbmfee)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 slb_nr);
341         u64  (*slbmfev)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 slb_nr);
342         void (*slbie)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 slb_nr);
343         void (*slbia)(struct kvm_vcpu *vcpu);
344         /* book3s */
345         void (*mtsrin)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 srnum, ulong value);
346         u32  (*mfsrin)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 srnum);
347         int  (*xlate)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr, struct kvmppc_pte *pte, bool data);
348         void (*reset_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
349         void (*tlbie)(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong addr, bool large);
350         int  (*esid_to_vsid)(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong esid, u64 *vsid);
351         u64  (*ea_to_vp)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr, bool data);
352         bool (*is_dcbz32)(struct kvm_vcpu *vcpu);
353 };
354
355 struct kvmppc_slb {
356         u64 esid;
357         u64 vsid;
358         u64 orige;
359         u64 origv;
360         bool valid      : 1;
361         bool Ks         : 1;
362         bool Kp         : 1;
363         bool nx         : 1;
364         bool large      : 1;    /* PTEs are 16MB */
365         bool tb         : 1;    /* 1TB segment */
366         bool class      : 1;
367 };
368
369 # ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
370 #define KVMPPC_BOOKE_IAC_NUM    2
371 #define KVMPPC_BOOKE_DAC_NUM    2
372 # else
373 #define KVMPPC_BOOKE_IAC_NUM    4
374 #define KVMPPC_BOOKE_DAC_NUM    2
375 # endif
376 #define KVMPPC_BOOKE_MAX_IAC    4
377 #define KVMPPC_BOOKE_MAX_DAC    2
378
379 /* KVMPPC_EPR_USER takes precedence over KVMPPC_EPR_KERNEL */
380 #define KVMPPC_EPR_NONE         0 /* EPR not supported */
381 #define KVMPPC_EPR_USER         1 /* exit to userspace to fill EPR */
382 #define KVMPPC_EPR_KERNEL       2 /* in-kernel irqchip */
383
384 struct kvmppc_booke_debug_reg {
385         u32 dbcr0;
386         u32 dbcr1;
387         u32 dbcr2;
388 #ifdef CONFIG_KVM_E500MC
389         u32 dbcr4;
390 #endif
391         u64 iac[KVMPPC_BOOKE_MAX_IAC];
392         u64 dac[KVMPPC_BOOKE_MAX_DAC];
393 };
394
395 #define KVMPPC_IRQ_DEFAULT      0
396 #define KVMPPC_IRQ_MPIC         1
397 #define KVMPPC_IRQ_XICS         2
398
399 struct openpic;
400
401 struct kvm_vcpu_arch {
402         ulong host_stack;
403         u32 host_pid;
404 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S
405         struct kvmppc_slb slb[64];
406         int slb_max;            /* 1 + index of last valid entry in slb[] */
407         int slb_nr;             /* total number of entries in SLB */
408         struct kvmppc_mmu mmu;
409 #endif
410
411         ulong gpr[32];
412
413         u64 fpr[32];
414         u64 fpscr;
415
416 #ifdef CONFIG_SPE
417         ulong evr[32];
418         ulong spefscr;
419         ulong host_spefscr;
420         u64 acc;
421 #endif
422 #ifdef CONFIG_ALTIVEC
423         vector128 vr[32];
424         vector128 vscr;
425 #endif
426
427 #ifdef CONFIG_VSX
428         u64 vsr[64];
429 #endif
430
431 #ifdef CONFIG_KVM_BOOKE_HV
432         u32 host_mas4;
433         u32 host_mas6;
434         u32 shadow_epcr;
435         u32 shadow_msrp;
436         u32 eplc;
437         u32 epsc;
438         u32 oldpir;
439 #endif
440
441 #if defined(CONFIG_BOOKE)
442 #if defined(CONFIG_KVM_BOOKE_HV) || defined(CONFIG_64BIT)
443         u32 epcr;
444 #endif
445 #endif
446
447 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S
448         /* For Gekko paired singles */
449         u32 qpr[32];
450 #endif
451
452         ulong pc;
453         ulong ctr;
454         ulong lr;
455
456         ulong xer;
457         u32 cr;
458
459 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S
460         ulong hflags;
461         ulong guest_owned_ext;
462         ulong purr;
463         ulong spurr;
464         ulong dscr;
465         ulong amr;
466         ulong uamor;
467         u32 ctrl;
468         ulong dabr;
469         ulong cfar;
470 #endif
471         u32 vrsave; /* also USPRG0 */
472         u32 mmucr;
473         /* shadow_msr is unused for BookE HV */
474         ulong shadow_msr;
475         ulong csrr0;
476         ulong csrr1;
477         ulong dsrr0;
478         ulong dsrr1;
479         ulong mcsrr0;
480         ulong mcsrr1;
481         ulong mcsr;
482         u32 dec;
483 #ifdef CONFIG_BOOKE
484         u32 decar;
485 #endif
486         u32 tbl;
487         u32 tbu;
488         u32 tcr;
489         ulong tsr; /* we need to perform set/clr_bits() which requires ulong */
490         u32 ivor[64];
491         ulong ivpr;
492         u32 pvr;
493
494         u32 shadow_pid;
495         u32 shadow_pid1;
496         u32 pid;
497         u32 swap_pid;
498
499         u32 ccr0;
500         u32 ccr1;
501         u32 dbsr;
502
503         u64 mmcr[3];
504         u32 pmc[8];
505
506 #ifdef CONFIG_KVM_EXIT_TIMING
507         struct mutex exit_timing_lock;
508         struct kvmppc_exit_timing timing_exit;
509         struct kvmppc_exit_timing timing_last_enter;
510         u32 last_exit_type;
511         u32 timing_count_type[__NUMBER_OF_KVM_EXIT_TYPES];
512         u64 timing_sum_duration[__NUMBER_OF_KVM_EXIT_TYPES];
513         u64 timing_sum_quad_duration[__NUMBER_OF_KVM_EXIT_TYPES];
514         u64 timing_min_duration[__NUMBER_OF_KVM_EXIT_TYPES];
515         u64 timing_max_duration[__NUMBER_OF_KVM_EXIT_TYPES];
516         u64 timing_last_exit;
517         struct dentry *debugfs_exit_timing;
518 #endif
519
520 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S
521         ulong fault_dar;
522         u32 fault_dsisr;
523 #endif
524
525 #ifdef CONFIG_BOOKE
526         ulong fault_dear;
527         ulong fault_esr;
528         ulong queued_dear;
529         ulong queued_esr;
530         spinlock_t wdt_lock;
531         struct timer_list wdt_timer;
532         u32 tlbcfg[4];
533         u32 tlbps[4];
534         u32 mmucfg;
535         u32 eptcfg;
536         u32 epr;
537         u32 crit_save;
538         struct kvmppc_booke_debug_reg dbg_reg;
539 #endif
540         gpa_t paddr_accessed;
541         gva_t vaddr_accessed;
542
543         u8 io_gpr; /* GPR used as IO source/target */
544         u8 mmio_is_bigendian;
545         u8 mmio_sign_extend;
546         u8 dcr_needed;
547         u8 dcr_is_write;
548         u8 osi_needed;
549         u8 osi_enabled;
550         u8 papr_enabled;
551         u8 watchdog_enabled;
552         u8 sane;
553         u8 cpu_type;
554         u8 hcall_needed;
555         u8 epr_flags; /* KVMPPC_EPR_xxx */
556         u8 epr_needed;
557
558         u32 cpr0_cfgaddr; /* holds the last set cpr0_cfgaddr */
559
560         struct hrtimer dec_timer;
561         struct tasklet_struct tasklet;
562         u64 dec_jiffies;
563         u64 dec_expires;
564         unsigned long pending_exceptions;
565         u8 ceded;
566         u8 prodded;
567         u32 last_inst;
568
569         wait_queue_head_t *wqp;
570         struct kvmppc_vcore *vcore;
571         int ret;
572         int trap;
573         int state;
574         int ptid;
575         bool timer_running;
576         wait_queue_head_t cpu_run;
577
578         struct kvm_vcpu_arch_shared *shared;
579         unsigned long magic_page_pa; /* phys addr to map the magic page to */
580         unsigned long magic_page_ea; /* effect. addr to map the magic page to */
581
582         int irq_type;           /* one of KVM_IRQ_* */
583         int irq_cpu_id;
584         struct openpic *mpic;   /* KVM_IRQ_MPIC */
585 #ifdef CONFIG_KVM_XICS
586         struct kvmppc_icp *icp; /* XICS presentation controller */
587 #endif
588
589 #ifdef CONFIG_KVM_BOOK3S_64_HV
590         struct kvm_vcpu_arch_shared shregs;
591
592         unsigned long pgfault_addr;
593         long pgfault_index;
594         unsigned long pgfault_hpte[2];
595
596         struct list_head run_list;
597         struct task_struct *run_task;
598         struct kvm_run *kvm_run;
599         pgd_t *pgdir;
600
601         spinlock_t vpa_update_lock;
602         struct kvmppc_vpa vpa;
603         struct kvmppc_vpa dtl;
604         struct dtl_entry *dtl_ptr;
605         unsigned long dtl_index;
606         u64 stolen_logged;
607         struct kvmppc_vpa slb_shadow;
608
609         spinlock_t tbacct_lock;
610         u64 busy_stolen;
611         u64 busy_preempt;
612 #endif
613 };
614
615 /* Values for vcpu->arch.state */
616 #define KVMPPC_VCPU_NOTREADY            0
617 #define KVMPPC_VCPU_RUNNABLE            1
618 #define KVMPPC_VCPU_BUSY_IN_HOST        2
619
620 /* Values for vcpu->arch.io_gpr */
621 #define KVM_MMIO_REG_MASK       0x001f
622 #define KVM_MMIO_REG_EXT_MASK   0xffe0
623 #define KVM_MMIO_REG_GPR        0x0000
624 #define KVM_MMIO_REG_FPR        0x0020
625 #define KVM_MMIO_REG_QPR        0x0040
626 #define KVM_MMIO_REG_FQPR       0x0060
627
628 #define __KVM_HAVE_ARCH_WQP
629 #define __KVM_HAVE_CREATE_DEVICE
630
631 #endif /* __POWERPC_KVM_HOST_H__ */