Pileus Git - ~andy/linux/blob - arch/powerpc/kernel/kvm.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2010 SUSE Linux Products GmbH. All rights reserved.
   3  *
   4  * Authors:
   5  *     Alexander Graf <agraf@suse.de>
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License, version 2, as
   9  * published by the Free Software Foundation.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  19  */
  20
  21 #include <linux/kvm_host.h>
  22 #include <linux/init.h>
  23 #include <linux/kvm_para.h>
  24 #include <linux/slab.h>
  25 #include <linux/of.h>
  26
  27 #include <asm/reg.h>
  28 #include <asm/kvm_ppc.h>
  29 #include <asm/sections.h>
  30 #include <asm/cacheflush.h>
  31 #include <asm/disassemble.h>
  32
  33 #define KVM_MAGIC_PAGE          (-4096L)
  34 #define magic_var(x) KVM_MAGIC_PAGE + offsetof(struct kvm_vcpu_arch_shared, x)
  35
  36 #define KVM_INST_LWZ            0x80000000
  37 #define KVM_INST_STW            0x90000000
  38 #define KVM_INST_LD             0xe8000000
  39 #define KVM_INST_STD            0xf8000000
  40 #define KVM_INST_NOP            0x60000000
  41 #define KVM_INST_B              0x48000000
  42 #define KVM_INST_B_MASK         0x03ffffff
  43 #define KVM_INST_B_MAX          0x01ffffff
  44
  45 #define KVM_MASK_RT             0x03e00000
  46 #define KVM_INST_MFMSR          0x7c0000a6
  47 #define KVM_INST_MFSPR_SPRG0    0x7c1042a6
  48 #define KVM_INST_MFSPR_SPRG1    0x7c1142a6
  49 #define KVM_INST_MFSPR_SPRG2    0x7c1242a6
  50 #define KVM_INST_MFSPR_SPRG3    0x7c1342a6
  51 #define KVM_INST_MFSPR_SRR0     0x7c1a02a6
  52 #define KVM_INST_MFSPR_SRR1     0x7c1b02a6
  53 #define KVM_INST_MFSPR_DAR      0x7c1302a6
  54 #define KVM_INST_MFSPR_DSISR    0x7c1202a6
  55
  56 #define KVM_INST_MTSPR_SPRG0    0x7c1043a6
  57 #define KVM_INST_MTSPR_SPRG1    0x7c1143a6
  58 #define KVM_INST_MTSPR_SPRG2    0x7c1243a6
  59 #define KVM_INST_MTSPR_SPRG3    0x7c1343a6
  60 #define KVM_INST_MTSPR_SRR0     0x7c1a03a6
  61 #define KVM_INST_MTSPR_SRR1     0x7c1b03a6
  62 #define KVM_INST_MTSPR_DAR      0x7c1303a6
  63 #define KVM_INST_MTSPR_DSISR    0x7c1203a6
  64
  65 #define KVM_INST_TLBSYNC        0x7c00046c
  66
  67 static bool kvm_patching_worked = true;
  68 static char kvm_tmp[1024 * 1024];
  69 static int kvm_tmp_index;
  70
  71 static inline void kvm_patch_ins(u32 *inst, u32 new_inst)
  72 {
  73         *inst = new_inst;
  74         flush_icache_range((ulong)inst, (ulong)inst + 4);
  75 }
  76
  77 static void kvm_patch_ins_ld(u32 *inst, long addr, u32 rt)
  78 {
  79 #ifdef CONFIG_64BIT
  80         kvm_patch_ins(inst, KVM_INST_LD | rt | (addr & 0x0000fffc));
  81 #else
  82         kvm_patch_ins(inst, KVM_INST_LWZ | rt | ((addr + 4) & 0x0000fffc));
  83 #endif
  84 }
  85
  86 static void kvm_patch_ins_lwz(u32 *inst, long addr, u32 rt)
  87 {
  88         kvm_patch_ins(inst, KVM_INST_LWZ | rt | (addr & 0x0000ffff));
  89 }
  90
  91 static void kvm_patch_ins_std(u32 *inst, long addr, u32 rt)
  92 {
  93 #ifdef CONFIG_64BIT
  94         kvm_patch_ins(inst, KVM_INST_STD | rt | (addr & 0x0000fffc));
  95 #else
  96         kvm_patch_ins(inst, KVM_INST_STW | rt | ((addr + 4) & 0x0000fffc));
  97 #endif
  98 }
  99
 100 static void kvm_patch_ins_stw(u32 *inst, long addr, u32 rt)
 101 {
 102         kvm_patch_ins(inst, KVM_INST_STW | rt | (addr & 0x0000fffc));
 103 }
 104
 105 static void kvm_patch_ins_nop(u32 *inst)
 106 {
 107         kvm_patch_ins(inst, KVM_INST_NOP);
 108 }
 109
 110 static void kvm_patch_ins_b(u32 *inst, int addr)
 111 {
 112 #ifdef CONFIG_RELOCATABLE
 113         /* On relocatable kernels interrupts handlers and our code
 114            can be in different regions, so we don't patch them */
 115
 116         extern u32 __end_interrupts;
 117         if ((ulong)inst < (ulong)&__end_interrupts)
 118                 return;
 119 #endif
 120
 121         kvm_patch_ins(inst, KVM_INST_B | (addr & KVM_INST_B_MASK));
 122 }
 123
 124 static u32 *kvm_alloc(int len)
 125 {
 126         u32 *p;
 127
 128         if ((kvm_tmp_index + len) > ARRAY_SIZE(kvm_tmp)) {
 129                 printk(KERN_ERR "KVM: No more space (%d + %d)\n",
 130                                 kvm_tmp_index, len);
 131                 kvm_patching_worked = false;
 132                 return NULL;
 133         }
 134
 135         p = (void*)&kvm_tmp[kvm_tmp_index];
 136         kvm_tmp_index += len;
 137
 138         return p;
 139 }
 140
 141 static void kvm_map_magic_page(void *data)
 142 {
 143         kvm_hypercall2(KVM_HC_PPC_MAP_MAGIC_PAGE,
 144                        KVM_MAGIC_PAGE,  /* Physical Address */
 145                        KVM_MAGIC_PAGE); /* Effective Address */
 146 }
 147
 148 static void kvm_check_ins(u32 *inst)
 149 {
 150         u32 _inst = *inst;
 151         u32 inst_no_rt = _inst & ~KVM_MASK_RT;
 152         u32 inst_rt = _inst & KVM_MASK_RT;
 153
 154         switch (inst_no_rt) {
 155         /* Loads */
 156         case KVM_INST_MFMSR:
 157                 kvm_patch_ins_ld(inst, magic_var(msr), inst_rt);
 158                 break;
 159         case KVM_INST_MFSPR_SPRG0:
 160                 kvm_patch_ins_ld(inst, magic_var(sprg0), inst_rt);
 161                 break;
 162         case KVM_INST_MFSPR_SPRG1:
 163                 kvm_patch_ins_ld(inst, magic_var(sprg1), inst_rt);
 164                 break;
 165         case KVM_INST_MFSPR_SPRG2:
 166                 kvm_patch_ins_ld(inst, magic_var(sprg2), inst_rt);
 167                 break;
 168         case KVM_INST_MFSPR_SPRG3:
 169                 kvm_patch_ins_ld(inst, magic_var(sprg3), inst_rt);
 170                 break;
 171         case KVM_INST_MFSPR_SRR0:
 172                 kvm_patch_ins_ld(inst, magic_var(srr0), inst_rt);
 173                 break;
 174         case KVM_INST_MFSPR_SRR1:
 175                 kvm_patch_ins_ld(inst, magic_var(srr1), inst_rt);
 176                 break;
 177         case KVM_INST_MFSPR_DAR:
 178                 kvm_patch_ins_ld(inst, magic_var(dar), inst_rt);
 179                 break;
 180         case KVM_INST_MFSPR_DSISR:
 181                 kvm_patch_ins_lwz(inst, magic_var(dsisr), inst_rt);
 182                 break;
 183
 184         /* Stores */
 185         case KVM_INST_MTSPR_SPRG0:
 186                 kvm_patch_ins_std(inst, magic_var(sprg0), inst_rt);
 187                 break;
 188         case KVM_INST_MTSPR_SPRG1:
 189                 kvm_patch_ins_std(inst, magic_var(sprg1), inst_rt);
 190                 break;
 191         case KVM_INST_MTSPR_SPRG2:
 192                 kvm_patch_ins_std(inst, magic_var(sprg2), inst_rt);
 193                 break;
 194         case KVM_INST_MTSPR_SPRG3:
 195                 kvm_patch_ins_std(inst, magic_var(sprg3), inst_rt);
 196                 break;
 197         case KVM_INST_MTSPR_SRR0:
 198                 kvm_patch_ins_std(inst, magic_var(srr0), inst_rt);
 199                 break;
 200         case KVM_INST_MTSPR_SRR1:
 201                 kvm_patch_ins_std(inst, magic_var(srr1), inst_rt);
 202                 break;
 203         case KVM_INST_MTSPR_DAR:
 204                 kvm_patch_ins_std(inst, magic_var(dar), inst_rt);
 205                 break;
 206         case KVM_INST_MTSPR_DSISR:
 207                 kvm_patch_ins_stw(inst, magic_var(dsisr), inst_rt);
 208                 break;
 209
 210         /* Nops */
 211         case KVM_INST_TLBSYNC:
 212                 kvm_patch_ins_nop(inst);
 213                 break;
 214         }
 215
 216         switch (_inst) {
 217         }
 218 }
 219
 220 static void kvm_use_magic_page(void)
 221 {
 222         u32 *p;
 223         u32 *start, *end;
 224         u32 tmp;
 225
 226         /* Tell the host to map the magic page to -4096 on all CPUs */
 227         on_each_cpu(kvm_map_magic_page, NULL, 1);
 228
 229         /* Quick self-test to see if the mapping works */
 230         if (__get_user(tmp, (u32*)KVM_MAGIC_PAGE)) {
 231                 kvm_patching_worked = false;
 232                 return;
 233         }
 234
 235         /* Now loop through all code and find instructions */
 236         start = (void*)_stext;
 237         end = (void*)_etext;
 238
 239         for (p = start; p < end; p++)
 240                 kvm_check_ins(p);
 241
 242         printk(KERN_INFO "KVM: Live patching for a fast VM %s\n",
 243                          kvm_patching_worked ? "worked" : "failed");
 244 }
 245
 246 unsigned long kvm_hypercall(unsigned long *in,
 247                             unsigned long *out,
 248                             unsigned long nr)
 249 {
 250         unsigned long register r0 asm("r0");
 251         unsigned long register r3 asm("r3") = in[0];
 252         unsigned long register r4 asm("r4") = in[1];
 253         unsigned long register r5 asm("r5") = in[2];
 254         unsigned long register r6 asm("r6") = in[3];
 255         unsigned long register r7 asm("r7") = in[4];
 256         unsigned long register r8 asm("r8") = in[5];
 257         unsigned long register r9 asm("r9") = in[6];
 258         unsigned long register r10 asm("r10") = in[7];
 259         unsigned long register r11 asm("r11") = nr;
 260         unsigned long register r12 asm("r12");
 261
 262         asm volatile("bl        kvm_hypercall_start"
 263                      : "=r"(r0), "=r"(r3), "=r"(r4), "=r"(r5), "=r"(r6),
 264                        "=r"(r7), "=r"(r8), "=r"(r9), "=r"(r10), "=r"(r11),
 265                        "=r"(r12)
 266                      : "r"(r3), "r"(r4), "r"(r5), "r"(r6), "r"(r7), "r"(r8),
 267                        "r"(r9), "r"(r10), "r"(r11)
 268                      : "memory", "cc", "xer", "ctr", "lr");
 269
 270         out[0] = r4;
 271         out[1] = r5;
 272         out[2] = r6;
 273         out[3] = r7;
 274         out[4] = r8;
 275         out[5] = r9;
 276         out[6] = r10;
 277         out[7] = r11;
 278
 279         return r3;
 280 }
 281 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvm_hypercall);
 282
 283 static int kvm_para_setup(void)
 284 {
 285         extern u32 kvm_hypercall_start;
 286         struct device_node *hyper_node;
 287         u32 *insts;
 288         int len, i;
 289
 290         hyper_node = of_find_node_by_path("/hypervisor");
 291         if (!hyper_node)
 292                 return -1;
 293
 294         insts = (u32*)of_get_property(hyper_node, "hcall-instructions", &len);
 295         if (len % 4)
 296                 return -1;
 297         if (len > (4 * 4))
 298                 return -1;
 299
 300         for (i = 0; i < (len / 4); i++)
 301                 kvm_patch_ins(&(&kvm_hypercall_start)[i], insts[i]);
 302
 303         return 0;
 304 }
 305
 306 static __init void kvm_free_tmp(void)
 307 {
 308         unsigned long start, end;
 309
 310         start = (ulong)&kvm_tmp[kvm_tmp_index + (PAGE_SIZE - 1)] & PAGE_MASK;
 311         end = (ulong)&kvm_tmp[ARRAY_SIZE(kvm_tmp)] & PAGE_MASK;
 312
 313         /* Free the tmp space we don't need */
 314         for (; start < end; start += PAGE_SIZE) {
 315                 ClearPageReserved(virt_to_page(start));
 316                 init_page_count(virt_to_page(start));
 317                 free_page(start);
 318                 totalram_pages++;
 319         }
 320 }
 321
 322 static int __init kvm_guest_init(void)
 323 {
 324         if (!kvm_para_available())
 325                 goto free_tmp;
 326
 327         if (kvm_para_setup())
 328                 goto free_tmp;
 329
 330         if (kvm_para_has_feature(KVM_FEATURE_MAGIC_PAGE))
 331                 kvm_use_magic_page();
 332
 333 free_tmp:
 334         kvm_free_tmp();
 335
 336         return 0;
 337 }
 338
 339 postcore_initcall(kvm_guest_init);