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