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 u32 *kvm_alloc(int len)
 111 {
 112         u32 *p;
 113
 114         if ((kvm_tmp_index + len) > ARRAY_SIZE(kvm_tmp)) {
 115                 printk(KERN_ERR "KVM: No more space (%d + %d)\n",
 116                                 kvm_tmp_index, len);
 117                 kvm_patching_worked = false;
 118                 return NULL;
 119         }
 120
 121         p = (void*)&kvm_tmp[kvm_tmp_index];
 122         kvm_tmp_index += len;
 123
 124         return p;
 125 }
 126
 127 static void kvm_map_magic_page(void *data)
 128 {
 129         kvm_hypercall2(KVM_HC_PPC_MAP_MAGIC_PAGE,
 130                        KVM_MAGIC_PAGE,  /* Physical Address */
 131                        KVM_MAGIC_PAGE); /* Effective Address */
 132 }
 133
 134 static void kvm_check_ins(u32 *inst)
 135 {
 136         u32 _inst = *inst;
 137         u32 inst_no_rt = _inst & ~KVM_MASK_RT;
 138         u32 inst_rt = _inst & KVM_MASK_RT;
 139
 140         switch (inst_no_rt) {
 141         /* Loads */
 142         case KVM_INST_MFMSR:
 143                 kvm_patch_ins_ld(inst, magic_var(msr), inst_rt);
 144                 break;
 145         case KVM_INST_MFSPR_SPRG0:
 146                 kvm_patch_ins_ld(inst, magic_var(sprg0), inst_rt);
 147                 break;
 148         case KVM_INST_MFSPR_SPRG1:
 149                 kvm_patch_ins_ld(inst, magic_var(sprg1), inst_rt);
 150                 break;
 151         case KVM_INST_MFSPR_SPRG2:
 152                 kvm_patch_ins_ld(inst, magic_var(sprg2), inst_rt);
 153                 break;
 154         case KVM_INST_MFSPR_SPRG3:
 155                 kvm_patch_ins_ld(inst, magic_var(sprg3), inst_rt);
 156                 break;
 157         case KVM_INST_MFSPR_SRR0:
 158                 kvm_patch_ins_ld(inst, magic_var(srr0), inst_rt);
 159                 break;
 160         case KVM_INST_MFSPR_SRR1:
 161                 kvm_patch_ins_ld(inst, magic_var(srr1), inst_rt);
 162                 break;
 163         case KVM_INST_MFSPR_DAR:
 164                 kvm_patch_ins_ld(inst, magic_var(dar), inst_rt);
 165                 break;
 166         case KVM_INST_MFSPR_DSISR:
 167                 kvm_patch_ins_lwz(inst, magic_var(dsisr), inst_rt);
 168                 break;
 169
 170         /* Stores */
 171         case KVM_INST_MTSPR_SPRG0:
 172                 kvm_patch_ins_std(inst, magic_var(sprg0), inst_rt);
 173                 break;
 174         case KVM_INST_MTSPR_SPRG1:
 175                 kvm_patch_ins_std(inst, magic_var(sprg1), inst_rt);
 176                 break;
 177         case KVM_INST_MTSPR_SPRG2:
 178                 kvm_patch_ins_std(inst, magic_var(sprg2), inst_rt);
 179                 break;
 180         case KVM_INST_MTSPR_SPRG3:
 181                 kvm_patch_ins_std(inst, magic_var(sprg3), inst_rt);
 182                 break;
 183         case KVM_INST_MTSPR_SRR0:
 184                 kvm_patch_ins_std(inst, magic_var(srr0), inst_rt);
 185                 break;
 186         case KVM_INST_MTSPR_SRR1:
 187                 kvm_patch_ins_std(inst, magic_var(srr1), inst_rt);
 188                 break;
 189         case KVM_INST_MTSPR_DAR:
 190                 kvm_patch_ins_std(inst, magic_var(dar), inst_rt);
 191                 break;
 192         case KVM_INST_MTSPR_DSISR:
 193                 kvm_patch_ins_stw(inst, magic_var(dsisr), inst_rt);
 194                 break;
 195
 196         /* Nops */
 197         case KVM_INST_TLBSYNC:
 198                 kvm_patch_ins_nop(inst);
 199                 break;
 200         }
 201
 202         switch (_inst) {
 203         }
 204 }
 205
 206 static void kvm_use_magic_page(void)
 207 {
 208         u32 *p;
 209         u32 *start, *end;
 210         u32 tmp;
 211
 212         /* Tell the host to map the magic page to -4096 on all CPUs */
 213         on_each_cpu(kvm_map_magic_page, NULL, 1);
 214
 215         /* Quick self-test to see if the mapping works */
 216         if (__get_user(tmp, (u32*)KVM_MAGIC_PAGE)) {
 217                 kvm_patching_worked = false;
 218                 return;
 219         }
 220
 221         /* Now loop through all code and find instructions */
 222         start = (void*)_stext;
 223         end = (void*)_etext;
 224
 225         for (p = start; p < end; p++)
 226                 kvm_check_ins(p);
 227
 228         printk(KERN_INFO "KVM: Live patching for a fast VM %s\n",
 229                          kvm_patching_worked ? "worked" : "failed");
 230 }
 231
 232 unsigned long kvm_hypercall(unsigned long *in,
 233                             unsigned long *out,
 234                             unsigned long nr)
 235 {
 236         unsigned long register r0 asm("r0");
 237         unsigned long register r3 asm("r3") = in[0];
 238         unsigned long register r4 asm("r4") = in[1];
 239         unsigned long register r5 asm("r5") = in[2];
 240         unsigned long register r6 asm("r6") = in[3];
 241         unsigned long register r7 asm("r7") = in[4];
 242         unsigned long register r8 asm("r8") = in[5];
 243         unsigned long register r9 asm("r9") = in[6];
 244         unsigned long register r10 asm("r10") = in[7];
 245         unsigned long register r11 asm("r11") = nr;
 246         unsigned long register r12 asm("r12");
 247
 248         asm volatile("bl        kvm_hypercall_start"
 249                      : "=r"(r0), "=r"(r3), "=r"(r4), "=r"(r5), "=r"(r6),
 250                        "=r"(r7), "=r"(r8), "=r"(r9), "=r"(r10), "=r"(r11),
 251                        "=r"(r12)
 252                      : "r"(r3), "r"(r4), "r"(r5), "r"(r6), "r"(r7), "r"(r8),
 253                        "r"(r9), "r"(r10), "r"(r11)
 254                      : "memory", "cc", "xer", "ctr", "lr");
 255
 256         out[0] = r4;
 257         out[1] = r5;
 258         out[2] = r6;
 259         out[3] = r7;
 260         out[4] = r8;
 261         out[5] = r9;
 262         out[6] = r10;
 263         out[7] = r11;
 264
 265         return r3;
 266 }
 267 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvm_hypercall);
 268
 269 static int kvm_para_setup(void)
 270 {
 271         extern u32 kvm_hypercall_start;
 272         struct device_node *hyper_node;
 273         u32 *insts;
 274         int len, i;
 275
 276         hyper_node = of_find_node_by_path("/hypervisor");
 277         if (!hyper_node)
 278                 return -1;
 279
 280         insts = (u32*)of_get_property(hyper_node, "hcall-instructions", &len);
 281         if (len % 4)
 282                 return -1;
 283         if (len > (4 * 4))
 284                 return -1;
 285
 286         for (i = 0; i < (len / 4); i++)
 287                 kvm_patch_ins(&(&kvm_hypercall_start)[i], insts[i]);
 288
 289         return 0;
 290 }
 291
 292 static __init void kvm_free_tmp(void)
 293 {
 294         unsigned long start, end;
 295
 296         start = (ulong)&kvm_tmp[kvm_tmp_index + (PAGE_SIZE - 1)] & PAGE_MASK;
 297         end = (ulong)&kvm_tmp[ARRAY_SIZE(kvm_tmp)] & PAGE_MASK;
 298
 299         /* Free the tmp space we don't need */
 300         for (; start < end; start += PAGE_SIZE) {
 301                 ClearPageReserved(virt_to_page(start));
 302                 init_page_count(virt_to_page(start));
 303                 free_page(start);
 304                 totalram_pages++;
 305         }
 306 }
 307
 308 static int __init kvm_guest_init(void)
 309 {
 310         if (!kvm_para_available())
 311                 goto free_tmp;
 312
 313         if (kvm_para_setup())
 314                 goto free_tmp;
 315
 316         if (kvm_para_has_feature(KVM_FEATURE_MAGIC_PAGE))
 317                 kvm_use_magic_page();
 318
 319 free_tmp:
 320         kvm_free_tmp();
 321
 322         return 0;
 323 }
 324
 325 postcore_initcall(kvm_guest_init);