Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/davem/sparc
[pandora-kernel.git] / arch / powerpc / kvm / book3s_emulate.c
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 SUSE Linux Products GmbH 2009
16  *
17  * Authors: Alexander Graf <agraf@suse.de>
18  */
19
20 #include <asm/kvm_ppc.h>
21 #include <asm/disassemble.h>
22 #include <asm/kvm_book3s.h>
23 #include <asm/reg.h>
24
25 #define OP_19_XOP_RFID          18
26 #define OP_19_XOP_RFI           50
27
28 #define OP_31_XOP_MFMSR         83
29 #define OP_31_XOP_MTMSR         146
30 #define OP_31_XOP_MTMSRD        178
31 #define OP_31_XOP_MTSR          210
32 #define OP_31_XOP_MTSRIN        242
33 #define OP_31_XOP_TLBIEL        274
34 #define OP_31_XOP_TLBIE         306
35 #define OP_31_XOP_SLBMTE        402
36 #define OP_31_XOP_SLBIE         434
37 #define OP_31_XOP_SLBIA         498
38 #define OP_31_XOP_MFSR          595
39 #define OP_31_XOP_MFSRIN        659
40 #define OP_31_XOP_DCBA          758
41 #define OP_31_XOP_SLBMFEV       851
42 #define OP_31_XOP_EIOIO         854
43 #define OP_31_XOP_SLBMFEE       915
44
45 /* DCBZ is actually 1014, but we patch it to 1010 so we get a trap */
46 #define OP_31_XOP_DCBZ          1010
47
48 #define OP_LFS                  48
49 #define OP_LFD                  50
50 #define OP_STFS                 52
51 #define OP_STFD                 54
52
53 #define SPRN_GQR0               912
54 #define SPRN_GQR1               913
55 #define SPRN_GQR2               914
56 #define SPRN_GQR3               915
57 #define SPRN_GQR4               916
58 #define SPRN_GQR5               917
59 #define SPRN_GQR6               918
60 #define SPRN_GQR7               919
61
62 /* Book3S_32 defines mfsrin(v) - but that messes up our abstract
63  * function pointers, so let's just disable the define. */
64 #undef mfsrin
65
66 enum priv_level {
67         PRIV_PROBLEM = 0,
68         PRIV_SUPER = 1,
69         PRIV_HYPER = 2,
70 };
71
72 static bool spr_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu, enum priv_level level)
73 {
74         /* PAPR VMs only access supervisor SPRs */
75         if (vcpu->arch.papr_enabled && (level > PRIV_SUPER))
76                 return false;
77
78         /* Limit user space to its own small SPR set */
79         if ((vcpu->arch.shared->msr & MSR_PR) && level > PRIV_PROBLEM)
80                 return false;
81
82         return true;
83 }
84
85 int kvmppc_core_emulate_op(struct kvm_run *run, struct kvm_vcpu *vcpu,
86                            unsigned int inst, int *advance)
87 {
88         int emulated = EMULATE_DONE;
89
90         switch (get_op(inst)) {
91         case 19:
92                 switch (get_xop(inst)) {
93                 case OP_19_XOP_RFID:
94                 case OP_19_XOP_RFI:
95                         kvmppc_set_pc(vcpu, vcpu->arch.shared->srr0);
96                         kvmppc_set_msr(vcpu, vcpu->arch.shared->srr1);
97                         *advance = 0;
98                         break;
99
100                 default:
101                         emulated = EMULATE_FAIL;
102                         break;
103                 }
104                 break;
105         case 31:
106                 switch (get_xop(inst)) {
107                 case OP_31_XOP_MFMSR:
108                         kvmppc_set_gpr(vcpu, get_rt(inst),
109                                        vcpu->arch.shared->msr);
110                         break;
111                 case OP_31_XOP_MTMSRD:
112                 {
113                         ulong rs = kvmppc_get_gpr(vcpu, get_rs(inst));
114                         if (inst & 0x10000) {
115                                 vcpu->arch.shared->msr &= ~(MSR_RI | MSR_EE);
116                                 vcpu->arch.shared->msr |= rs & (MSR_RI | MSR_EE);
117                         } else
118                                 kvmppc_set_msr(vcpu, rs);
119                         break;
120                 }
121                 case OP_31_XOP_MTMSR:
122                         kvmppc_set_msr(vcpu, kvmppc_get_gpr(vcpu, get_rs(inst)));
123                         break;
124                 case OP_31_XOP_MFSR:
125                 {
126                         int srnum;
127
128                         srnum = kvmppc_get_field(inst, 12 + 32, 15 + 32);
129                         if (vcpu->arch.mmu.mfsrin) {
130                                 u32 sr;
131                                 sr = vcpu->arch.mmu.mfsrin(vcpu, srnum);
132                                 kvmppc_set_gpr(vcpu, get_rt(inst), sr);
133                         }
134                         break;
135                 }
136                 case OP_31_XOP_MFSRIN:
137                 {
138                         int srnum;
139
140                         srnum = (kvmppc_get_gpr(vcpu, get_rb(inst)) >> 28) & 0xf;
141                         if (vcpu->arch.mmu.mfsrin) {
142                                 u32 sr;
143                                 sr = vcpu->arch.mmu.mfsrin(vcpu, srnum);
144                                 kvmppc_set_gpr(vcpu, get_rt(inst), sr);
145                         }
146                         break;
147                 }
148                 case OP_31_XOP_MTSR:
149                         vcpu->arch.mmu.mtsrin(vcpu,
150                                 (inst >> 16) & 0xf,
151                                 kvmppc_get_gpr(vcpu, get_rs(inst)));
152                         break;
153                 case OP_31_XOP_MTSRIN:
154                         vcpu->arch.mmu.mtsrin(vcpu,
155                                 (kvmppc_get_gpr(vcpu, get_rb(inst)) >> 28) & 0xf,
156                                 kvmppc_get_gpr(vcpu, get_rs(inst)));
157                         break;
158                 case OP_31_XOP_TLBIE:
159                 case OP_31_XOP_TLBIEL:
160                 {
161                         bool large = (inst & 0x00200000) ? true : false;
162                         ulong addr = kvmppc_get_gpr(vcpu, get_rb(inst));
163                         vcpu->arch.mmu.tlbie(vcpu, addr, large);
164                         break;
165                 }
166                 case OP_31_XOP_EIOIO:
167                         break;
168                 case OP_31_XOP_SLBMTE:
169                         if (!vcpu->arch.mmu.slbmte)
170                                 return EMULATE_FAIL;
171
172                         vcpu->arch.mmu.slbmte(vcpu,
173                                         kvmppc_get_gpr(vcpu, get_rs(inst)),
174                                         kvmppc_get_gpr(vcpu, get_rb(inst)));
175                         break;
176                 case OP_31_XOP_SLBIE:
177                         if (!vcpu->arch.mmu.slbie)
178                                 return EMULATE_FAIL;
179
180                         vcpu->arch.mmu.slbie(vcpu,
181                                         kvmppc_get_gpr(vcpu, get_rb(inst)));
182                         break;
183                 case OP_31_XOP_SLBIA:
184                         if (!vcpu->arch.mmu.slbia)
185                                 return EMULATE_FAIL;
186
187                         vcpu->arch.mmu.slbia(vcpu);
188                         break;
189                 case OP_31_XOP_SLBMFEE:
190                         if (!vcpu->arch.mmu.slbmfee) {
191                                 emulated = EMULATE_FAIL;
192                         } else {
193                                 ulong t, rb;
194
195                                 rb = kvmppc_get_gpr(vcpu, get_rb(inst));
196                                 t = vcpu->arch.mmu.slbmfee(vcpu, rb);
197                                 kvmppc_set_gpr(vcpu, get_rt(inst), t);
198                         }
199                         break;
200                 case OP_31_XOP_SLBMFEV:
201                         if (!vcpu->arch.mmu.slbmfev) {
202                                 emulated = EMULATE_FAIL;
203                         } else {
204                                 ulong t, rb;
205
206                                 rb = kvmppc_get_gpr(vcpu, get_rb(inst));
207                                 t = vcpu->arch.mmu.slbmfev(vcpu, rb);
208                                 kvmppc_set_gpr(vcpu, get_rt(inst), t);
209                         }
210                         break;
211                 case OP_31_XOP_DCBA:
212                         /* Gets treated as NOP */
213                         break;
214                 case OP_31_XOP_DCBZ:
215                 {
216                         ulong rb = kvmppc_get_gpr(vcpu, get_rb(inst));
217                         ulong ra = 0;
218                         ulong addr, vaddr;
219                         u32 zeros[8] = { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
220                         u32 dsisr;
221                         int r;
222
223                         if (get_ra(inst))
224                                 ra = kvmppc_get_gpr(vcpu, get_ra(inst));
225
226                         addr = (ra + rb) & ~31ULL;
227                         if (!(vcpu->arch.shared->msr & MSR_SF))
228                                 addr &= 0xffffffff;
229                         vaddr = addr;
230
231                         r = kvmppc_st(vcpu, &addr, 32, zeros, true);
232                         if ((r == -ENOENT) || (r == -EPERM)) {
233                                 *advance = 0;
234                                 vcpu->arch.shared->dar = vaddr;
235                                 to_svcpu(vcpu)->fault_dar = vaddr;
236
237                                 dsisr = DSISR_ISSTORE;
238                                 if (r == -ENOENT)
239                                         dsisr |= DSISR_NOHPTE;
240                                 else if (r == -EPERM)
241                                         dsisr |= DSISR_PROTFAULT;
242
243                                 vcpu->arch.shared->dsisr = dsisr;
244                                 to_svcpu(vcpu)->fault_dsisr = dsisr;
245
246                                 kvmppc_book3s_queue_irqprio(vcpu,
247                                         BOOK3S_INTERRUPT_DATA_STORAGE);
248                         }
249
250                         break;
251                 }
252                 default:
253                         emulated = EMULATE_FAIL;
254                 }
255                 break;
256         default:
257                 emulated = EMULATE_FAIL;
258         }
259
260         if (emulated == EMULATE_FAIL)
261                 emulated = kvmppc_emulate_paired_single(run, vcpu);
262
263         return emulated;
264 }
265
266 void kvmppc_set_bat(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvmppc_bat *bat, bool upper,
267                     u32 val)
268 {
269         if (upper) {
270                 /* Upper BAT */
271                 u32 bl = (val >> 2) & 0x7ff;
272                 bat->bepi_mask = (~bl << 17);
273                 bat->bepi = val & 0xfffe0000;
274                 bat->vs = (val & 2) ? 1 : 0;
275                 bat->vp = (val & 1) ? 1 : 0;
276                 bat->raw = (bat->raw & 0xffffffff00000000ULL) | val;
277         } else {
278                 /* Lower BAT */
279                 bat->brpn = val & 0xfffe0000;
280                 bat->wimg = (val >> 3) & 0xf;
281                 bat->pp = val & 3;
282                 bat->raw = (bat->raw & 0x00000000ffffffffULL) | ((u64)val << 32);
283         }
284 }
285
286 static struct kvmppc_bat *kvmppc_find_bat(struct kvm_vcpu *vcpu, int sprn)
287 {
288         struct kvmppc_vcpu_book3s *vcpu_book3s = to_book3s(vcpu);
289         struct kvmppc_bat *bat;
290
291         switch (sprn) {
292         case SPRN_IBAT0U ... SPRN_IBAT3L:
293                 bat = &vcpu_book3s->ibat[(sprn - SPRN_IBAT0U) / 2];
294                 break;
295         case SPRN_IBAT4U ... SPRN_IBAT7L:
296                 bat = &vcpu_book3s->ibat[4 + ((sprn - SPRN_IBAT4U) / 2)];
297                 break;
298         case SPRN_DBAT0U ... SPRN_DBAT3L:
299                 bat = &vcpu_book3s->dbat[(sprn - SPRN_DBAT0U) / 2];
300                 break;
301         case SPRN_DBAT4U ... SPRN_DBAT7L:
302                 bat = &vcpu_book3s->dbat[4 + ((sprn - SPRN_DBAT4U) / 2)];
303                 break;
304         default:
305                 BUG();
306         }
307
308         return bat;
309 }
310
311 int kvmppc_core_emulate_mtspr(struct kvm_vcpu *vcpu, int sprn, int rs)
312 {
313         int emulated = EMULATE_DONE;
314         ulong spr_val = kvmppc_get_gpr(vcpu, rs);
315
316         switch (sprn) {
317         case SPRN_SDR1:
318                 if (!spr_allowed(vcpu, PRIV_HYPER))
319                         goto unprivileged;
320                 to_book3s(vcpu)->sdr1 = spr_val;
321                 break;
322         case SPRN_DSISR:
323                 vcpu->arch.shared->dsisr = spr_val;
324                 break;
325         case SPRN_DAR:
326                 vcpu->arch.shared->dar = spr_val;
327                 break;
328         case SPRN_HIOR:
329                 to_book3s(vcpu)->hior = spr_val;
330                 break;
331         case SPRN_IBAT0U ... SPRN_IBAT3L:
332         case SPRN_IBAT4U ... SPRN_IBAT7L:
333         case SPRN_DBAT0U ... SPRN_DBAT3L:
334         case SPRN_DBAT4U ... SPRN_DBAT7L:
335         {
336                 struct kvmppc_bat *bat = kvmppc_find_bat(vcpu, sprn);
337
338                 kvmppc_set_bat(vcpu, bat, !(sprn % 2), (u32)spr_val);
339                 /* BAT writes happen so rarely that we're ok to flush
340                  * everything here */
341                 kvmppc_mmu_pte_flush(vcpu, 0, 0);
342                 kvmppc_mmu_flush_segments(vcpu);
343                 break;
344         }
345         case SPRN_HID0:
346                 to_book3s(vcpu)->hid[0] = spr_val;
347                 break;
348         case SPRN_HID1:
349                 to_book3s(vcpu)->hid[1] = spr_val;
350                 break;
351         case SPRN_HID2:
352                 to_book3s(vcpu)->hid[2] = spr_val;
353                 break;
354         case SPRN_HID2_GEKKO:
355                 to_book3s(vcpu)->hid[2] = spr_val;
356                 /* HID2.PSE controls paired single on gekko */
357                 switch (vcpu->arch.pvr) {
358                 case 0x00080200:        /* lonestar 2.0 */
359                 case 0x00088202:        /* lonestar 2.2 */
360                 case 0x70000100:        /* gekko 1.0 */
361                 case 0x00080100:        /* gekko 2.0 */
362                 case 0x00083203:        /* gekko 2.3a */
363                 case 0x00083213:        /* gekko 2.3b */
364                 case 0x00083204:        /* gekko 2.4 */
365                 case 0x00083214:        /* gekko 2.4e (8SE) - retail HW2 */
366                 case 0x00087200:        /* broadway */
367                         if (vcpu->arch.hflags & BOOK3S_HFLAG_NATIVE_PS) {
368                                 /* Native paired singles */
369                         } else if (spr_val & (1 << 29)) { /* HID2.PSE */
370                                 vcpu->arch.hflags |= BOOK3S_HFLAG_PAIRED_SINGLE;
371                                 kvmppc_giveup_ext(vcpu, MSR_FP);
372                         } else {
373                                 vcpu->arch.hflags &= ~BOOK3S_HFLAG_PAIRED_SINGLE;
374                         }
375                         break;
376                 }
377                 break;
378         case SPRN_HID4:
379         case SPRN_HID4_GEKKO:
380                 to_book3s(vcpu)->hid[4] = spr_val;
381                 break;
382         case SPRN_HID5:
383                 to_book3s(vcpu)->hid[5] = spr_val;
384                 /* guest HID5 set can change is_dcbz32 */
385                 if (vcpu->arch.mmu.is_dcbz32(vcpu) &&
386                     (mfmsr() & MSR_HV))
387                         vcpu->arch.hflags |= BOOK3S_HFLAG_DCBZ32;
388                 break;
389         case SPRN_GQR0:
390         case SPRN_GQR1:
391         case SPRN_GQR2:
392         case SPRN_GQR3:
393         case SPRN_GQR4:
394         case SPRN_GQR5:
395         case SPRN_GQR6:
396         case SPRN_GQR7:
397                 to_book3s(vcpu)->gqr[sprn - SPRN_GQR0] = spr_val;
398                 break;
399         case SPRN_ICTC:
400         case SPRN_THRM1:
401         case SPRN_THRM2:
402         case SPRN_THRM3:
403         case SPRN_CTRLF:
404         case SPRN_CTRLT:
405         case SPRN_L2CR:
406         case SPRN_MMCR0_GEKKO:
407         case SPRN_MMCR1_GEKKO:
408         case SPRN_PMC1_GEKKO:
409         case SPRN_PMC2_GEKKO:
410         case SPRN_PMC3_GEKKO:
411         case SPRN_PMC4_GEKKO:
412         case SPRN_WPAR_GEKKO:
413                 break;
414 unprivileged:
415         default:
416                 printk(KERN_INFO "KVM: invalid SPR write: %d\n", sprn);
417 #ifndef DEBUG_SPR
418                 emulated = EMULATE_FAIL;
419 #endif
420                 break;
421         }
422
423         return emulated;
424 }
425
426 int kvmppc_core_emulate_mfspr(struct kvm_vcpu *vcpu, int sprn, int rt)
427 {
428         int emulated = EMULATE_DONE;
429
430         switch (sprn) {
431         case SPRN_IBAT0U ... SPRN_IBAT3L:
432         case SPRN_IBAT4U ... SPRN_IBAT7L:
433         case SPRN_DBAT0U ... SPRN_DBAT3L:
434         case SPRN_DBAT4U ... SPRN_DBAT7L:
435         {
436                 struct kvmppc_bat *bat = kvmppc_find_bat(vcpu, sprn);
437
438                 if (sprn % 2)
439                         kvmppc_set_gpr(vcpu, rt, bat->raw >> 32);
440                 else
441                         kvmppc_set_gpr(vcpu, rt, bat->raw);
442
443                 break;
444         }
445         case SPRN_SDR1:
446                 if (!spr_allowed(vcpu, PRIV_HYPER))
447                         goto unprivileged;
448                 kvmppc_set_gpr(vcpu, rt, to_book3s(vcpu)->sdr1);
449                 break;
450         case SPRN_DSISR:
451                 kvmppc_set_gpr(vcpu, rt, vcpu->arch.shared->dsisr);
452                 break;
453         case SPRN_DAR:
454                 kvmppc_set_gpr(vcpu, rt, vcpu->arch.shared->dar);
455                 break;
456         case SPRN_HIOR:
457                 kvmppc_set_gpr(vcpu, rt, to_book3s(vcpu)->hior);
458                 break;
459         case SPRN_HID0:
460                 kvmppc_set_gpr(vcpu, rt, to_book3s(vcpu)->hid[0]);
461                 break;
462         case SPRN_HID1:
463                 kvmppc_set_gpr(vcpu, rt, to_book3s(vcpu)->hid[1]);
464                 break;
465         case SPRN_HID2:
466         case SPRN_HID2_GEKKO:
467                 kvmppc_set_gpr(vcpu, rt, to_book3s(vcpu)->hid[2]);
468                 break;
469         case SPRN_HID4:
470         case SPRN_HID4_GEKKO:
471                 kvmppc_set_gpr(vcpu, rt, to_book3s(vcpu)->hid[4]);
472                 break;
473         case SPRN_HID5:
474                 kvmppc_set_gpr(vcpu, rt, to_book3s(vcpu)->hid[5]);
475                 break;
476         case SPRN_CFAR:
477         case SPRN_PURR:
478                 kvmppc_set_gpr(vcpu, rt, 0);
479                 break;
480         case SPRN_GQR0:
481         case SPRN_GQR1:
482         case SPRN_GQR2:
483         case SPRN_GQR3:
484         case SPRN_GQR4:
485         case SPRN_GQR5:
486         case SPRN_GQR6:
487         case SPRN_GQR7:
488                 kvmppc_set_gpr(vcpu, rt,
489                                to_book3s(vcpu)->gqr[sprn - SPRN_GQR0]);
490                 break;
491         case SPRN_THRM1:
492         case SPRN_THRM2:
493         case SPRN_THRM3:
494         case SPRN_CTRLF:
495         case SPRN_CTRLT:
496         case SPRN_L2CR:
497         case SPRN_MMCR0_GEKKO:
498         case SPRN_MMCR1_GEKKO:
499         case SPRN_PMC1_GEKKO:
500         case SPRN_PMC2_GEKKO:
501         case SPRN_PMC3_GEKKO:
502         case SPRN_PMC4_GEKKO:
503         case SPRN_WPAR_GEKKO:
504                 kvmppc_set_gpr(vcpu, rt, 0);
505                 break;
506         default:
507 unprivileged:
508                 printk(KERN_INFO "KVM: invalid SPR read: %d\n", sprn);
509 #ifndef DEBUG_SPR
510                 emulated = EMULATE_FAIL;
511 #endif
512                 break;
513         }
514
515         return emulated;
516 }
517
518 u32 kvmppc_alignment_dsisr(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned int inst)
519 {
520         u32 dsisr = 0;
521
522         /*
523          * This is what the spec says about DSISR bits (not mentioned = 0):
524          *
525          * 12:13                [DS]    Set to bits 30:31
526          * 15:16                [X]     Set to bits 29:30
527          * 17                   [X]     Set to bit 25
528          *                      [D/DS]  Set to bit 5
529          * 18:21                [X]     Set to bits 21:24
530          *                      [D/DS]  Set to bits 1:4
531          * 22:26                        Set to bits 6:10 (RT/RS/FRT/FRS)
532          * 27:31                        Set to bits 11:15 (RA)
533          */
534
535         switch (get_op(inst)) {
536         /* D-form */
537         case OP_LFS:
538         case OP_LFD:
539         case OP_STFD:
540         case OP_STFS:
541                 dsisr |= (inst >> 12) & 0x4000; /* bit 17 */
542                 dsisr |= (inst >> 17) & 0x3c00; /* bits 18:21 */
543                 break;
544         /* X-form */
545         case 31:
546                 dsisr |= (inst << 14) & 0x18000; /* bits 15:16 */
547                 dsisr |= (inst << 8)  & 0x04000; /* bit 17 */
548                 dsisr |= (inst << 3)  & 0x03c00; /* bits 18:21 */
549                 break;
550         default:
551                 printk(KERN_INFO "KVM: Unaligned instruction 0x%x\n", inst);
552                 break;
553         }
554
555         dsisr |= (inst >> 16) & 0x03ff; /* bits 22:31 */
556
557         return dsisr;
558 }
559
560 ulong kvmppc_alignment_dar(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned int inst)
561 {
562         ulong dar = 0;
563         ulong ra;
564
565         switch (get_op(inst)) {
566         case OP_LFS:
567         case OP_LFD:
568         case OP_STFD:
569         case OP_STFS:
570                 ra = get_ra(inst);
571                 if (ra)
572                         dar = kvmppc_get_gpr(vcpu, ra);
573                 dar += (s32)((s16)inst);
574                 break;
575         case 31:
576                 ra = get_ra(inst);
577                 if (ra)
578                         dar = kvmppc_get_gpr(vcpu, ra);
579                 dar += kvmppc_get_gpr(vcpu, get_rb(inst));
580                 break;
581         default:
582                 printk(KERN_INFO "KVM: Unaligned instruction 0x%x\n", inst);
583                 break;
584         }
585
586         return dar;
587 }