arch/powerpc/kvm/e500mc.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2010,2012 Freescale Semiconductor, Inc. All rights reserved.
   4  *
   5  * Author: Varun Sethi, <varun.sethi@freescale.com>
   6  *
   7  * Description:
   8  * This file is derived from arch/powerpc/kvm/e500.c,
   9  * by Yu Liu <yu.liu@freescale.com>.
  10  */
  11
  12 #include <linux/kvm_host.h>
  13 #include <linux/slab.h>
  14 #include <linux/err.h>
  15 #include <linux/export.h>
  16 #include <linux/miscdevice.h>
  17 #include <linux/module.h>
  18
  19 #include <asm/reg.h>
  20 #include <asm/cputable.h>
  21 #include <asm/kvm_ppc.h>
  22 #include <asm/dbell.h>
  23 #include <asm/ppc-opcode.h>
  24
  25 #include "booke.h"
  26 #include "e500.h"
  27
  28 void kvmppc_set_pending_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu, enum int_class type)
  29 {
  30         enum ppc_dbell dbell_type;
  31         unsigned long tag;
  32
  33         switch (type) {
  34         case INT_CLASS_NONCRIT:
  35                 dbell_type = PPC_G_DBELL;
  36                 break;
  37         case INT_CLASS_CRIT:
  38                 dbell_type = PPC_G_DBELL_CRIT;
  39                 break;
  40         case INT_CLASS_MC:
  41                 dbell_type = PPC_G_DBELL_MC;
  42                 break;
  43         default:
  44                 WARN_ONCE(1, "%s: unknown int type %d\n", __func__, type);
  45                 return;
  46         }
  47
  48         preempt_disable();
  49         tag = PPC_DBELL_LPID(get_lpid(vcpu)) | vcpu->vcpu_id;
  50         mb();
  51         ppc_msgsnd(dbell_type, 0, tag);
  52         preempt_enable();
  53 }
  54
  55 /* gtlbe must not be mapped by more than one host tlb entry */
  56 void kvmppc_e500_tlbil_one(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
  57                            struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe)
  58 {
  59         unsigned int tid, ts;
  60         gva_t eaddr;
  61         u32 val;
  62         unsigned long flags;
  63
  64         ts = get_tlb_ts(gtlbe);
  65         tid = get_tlb_tid(gtlbe);
  66
  67         /* We search the host TLB to invalidate its shadow TLB entry */
  68         val = (tid << 16) | ts;
  69         eaddr = get_tlb_eaddr(gtlbe);
  70
  71         local_irq_save(flags);
  72
  73         mtspr(SPRN_MAS6, val);
  74         mtspr(SPRN_MAS5, MAS5_SGS | get_lpid(&vcpu_e500->vcpu));
  75
  76         asm volatile("tlbsx 0, %[eaddr]\n" : : [eaddr] "r" (eaddr));
  77         val = mfspr(SPRN_MAS1);
  78         if (val & MAS1_VALID) {
  79                 mtspr(SPRN_MAS1, val & ~MAS1_VALID);
  80                 asm volatile("tlbwe");
  81         }
  82         mtspr(SPRN_MAS5, 0);
  83         /* NOTE: tlbsx also updates mas8, so clear it for host tlbwe */
  84         mtspr(SPRN_MAS8, 0);
  85         isync();
  86
  87         local_irq_restore(flags);
  88 }
  89
  90 void kvmppc_e500_tlbil_all(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
  91 {
  92         unsigned long flags;
  93
  94         local_irq_save(flags);
  95         mtspr(SPRN_MAS5, MAS5_SGS | get_lpid(&vcpu_e500->vcpu));
  96         /*
  97          * clang-17 and older could not assemble tlbilxlpid.
  98          * https://github.com/ClangBuiltLinux/linux/issues/1891
  99          */
 100         asm volatile (PPC_TLBILX_LPID);
 101         mtspr(SPRN_MAS5, 0);
 102         local_irq_restore(flags);
 103 }
 104
 105 void kvmppc_set_pid(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 pid)
 106 {
 107         vcpu->arch.pid = pid;
 108 }
 109
 110 void kvmppc_mmu_msr_notify(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 old_msr)
 111 {
 112 }
 113
 114 /* We use two lpids per VM */
 115 static DEFINE_PER_CPU(struct kvm_vcpu *[KVMPPC_NR_LPIDS], last_vcpu_of_lpid);
 116
 117 static void kvmppc_core_vcpu_load_e500mc(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu)
 118 {
 119         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 120
 121         kvmppc_booke_vcpu_load(vcpu, cpu);
 122
 123         mtspr(SPRN_LPID, get_lpid(vcpu));
 124         mtspr(SPRN_EPCR, vcpu->arch.shadow_epcr);
 125         mtspr(SPRN_GPIR, vcpu->vcpu_id);
 126         mtspr(SPRN_MSRP, vcpu->arch.shadow_msrp);
 127         vcpu->arch.eplc = EPC_EGS | (get_lpid(vcpu) << EPC_ELPID_SHIFT);
 128         vcpu->arch.epsc = vcpu->arch.eplc;
 129         mtspr(SPRN_EPLC, vcpu->arch.eplc);
 130         mtspr(SPRN_EPSC, vcpu->arch.epsc);
 131
 132         mtspr(SPRN_GIVPR, vcpu->arch.ivpr);
 133         mtspr(SPRN_GIVOR2, vcpu->arch.ivor[BOOKE_IRQPRIO_DATA_STORAGE]);
 134         mtspr(SPRN_GIVOR8, vcpu->arch.ivor[BOOKE_IRQPRIO_SYSCALL]);
 135         mtspr(SPRN_GSPRG0, (unsigned long)vcpu->arch.shared->sprg0);
 136         mtspr(SPRN_GSPRG1, (unsigned long)vcpu->arch.shared->sprg1);
 137         mtspr(SPRN_GSPRG2, (unsigned long)vcpu->arch.shared->sprg2);
 138         mtspr(SPRN_GSPRG3, (unsigned long)vcpu->arch.shared->sprg3);
 139
 140         mtspr(SPRN_GSRR0, vcpu->arch.shared->srr0);
 141         mtspr(SPRN_GSRR1, vcpu->arch.shared->srr1);
 142
 143         mtspr(SPRN_GEPR, vcpu->arch.epr);
 144         mtspr(SPRN_GDEAR, vcpu->arch.shared->dar);
 145         mtspr(SPRN_GESR, vcpu->arch.shared->esr);
 146
 147         if (vcpu->arch.oldpir != mfspr(SPRN_PIR) ||
 148             __this_cpu_read(last_vcpu_of_lpid[get_lpid(vcpu)]) != vcpu) {
 149                 kvmppc_e500_tlbil_all(vcpu_e500);
 150                 __this_cpu_write(last_vcpu_of_lpid[get_lpid(vcpu)], vcpu);
 151         }
 152 }
 153
 154 static void kvmppc_core_vcpu_put_e500mc(struct kvm_vcpu *vcpu)
 155 {
 156         vcpu->arch.eplc = mfspr(SPRN_EPLC);
 157         vcpu->arch.epsc = mfspr(SPRN_EPSC);
 158
 159         vcpu->arch.shared->sprg0 = mfspr(SPRN_GSPRG0);
 160         vcpu->arch.shared->sprg1 = mfspr(SPRN_GSPRG1);
 161         vcpu->arch.shared->sprg2 = mfspr(SPRN_GSPRG2);
 162         vcpu->arch.shared->sprg3 = mfspr(SPRN_GSPRG3);
 163
 164         vcpu->arch.shared->srr0 = mfspr(SPRN_GSRR0);
 165         vcpu->arch.shared->srr1 = mfspr(SPRN_GSRR1);
 166
 167         vcpu->arch.epr = mfspr(SPRN_GEPR);
 168         vcpu->arch.shared->dar = mfspr(SPRN_GDEAR);
 169         vcpu->arch.shared->esr = mfspr(SPRN_GESR);
 170
 171         vcpu->arch.oldpir = mfspr(SPRN_PIR);
 172
 173         kvmppc_booke_vcpu_put(vcpu);
 174 }
 175
 176 static int kvmppc_e500mc_check_processor_compat(void)
 177 {
 178         int r;
 179
 180         if (strcmp(cur_cpu_spec->cpu_name, "e500mc") == 0)
 181                 r = 0;
 182         else if (strcmp(cur_cpu_spec->cpu_name, "e5500") == 0)
 183                 r = 0;
 184 #ifdef CONFIG_ALTIVEC
 185         /*
 186          * Since guests have the privilege to enable AltiVec, we need AltiVec
 187          * support in the host to save/restore their context.
 188          * Don't use CPU_FTR_ALTIVEC to identify cores with AltiVec unit
 189          * because it's cleared in the absence of CONFIG_ALTIVEC!
 190          */
 191         else if (strcmp(cur_cpu_spec->cpu_name, "e6500") == 0)
 192                 r = 0;
 193 #endif
 194         else
 195                 r = -ENOTSUPP;
 196
 197         return r;
 198 }
 199
 200 int kvmppc_core_vcpu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu)
 201 {
 202         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 203
 204         vcpu->arch.shadow_epcr = SPRN_EPCR_DSIGS | SPRN_EPCR_DGTMI | \
 205                                  SPRN_EPCR_DUVD;
 206 #ifdef CONFIG_64BIT
 207         vcpu->arch.shadow_epcr |= SPRN_EPCR_ICM;
 208 #endif
 209         vcpu->arch.shadow_msrp = MSRP_UCLEP | MSRP_PMMP;
 210
 211         vcpu->arch.pvr = mfspr(SPRN_PVR);
 212         vcpu_e500->svr = mfspr(SPRN_SVR);
 213
 214         vcpu->arch.cpu_type = KVM_CPU_E500MC;
 215
 216         return 0;
 217 }
 218
 219 static int kvmppc_core_get_sregs_e500mc(struct kvm_vcpu *vcpu,
 220                                         struct kvm_sregs *sregs)
 221 {
 222         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 223
 224         sregs->u.e.features |= KVM_SREGS_E_ARCH206_MMU | KVM_SREGS_E_PM |
 225                                KVM_SREGS_E_PC;
 226         sregs->u.e.impl_id = KVM_SREGS_E_IMPL_FSL;
 227
 228         sregs->u.e.impl.fsl.features = 0;
 229         sregs->u.e.impl.fsl.svr = vcpu_e500->svr;
 230         sregs->u.e.impl.fsl.hid0 = vcpu_e500->hid0;
 231         sregs->u.e.impl.fsl.mcar = vcpu_e500->mcar;
 232
 233         kvmppc_get_sregs_e500_tlb(vcpu, sregs);
 234
 235         sregs->u.e.ivor_high[3] =
 236                 vcpu->arch.ivor[BOOKE_IRQPRIO_PERFORMANCE_MONITOR];
 237         sregs->u.e.ivor_high[4] = vcpu->arch.ivor[BOOKE_IRQPRIO_DBELL];
 238         sregs->u.e.ivor_high[5] = vcpu->arch.ivor[BOOKE_IRQPRIO_DBELL_CRIT];
 239
 240         return kvmppc_get_sregs_ivor(vcpu, sregs);
 241 }
 242
 243 static int kvmppc_core_set_sregs_e500mc(struct kvm_vcpu *vcpu,
 244                                         struct kvm_sregs *sregs)
 245 {
 246         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 247         int ret;
 248
 249         if (sregs->u.e.impl_id == KVM_SREGS_E_IMPL_FSL) {
 250                 vcpu_e500->svr = sregs->u.e.impl.fsl.svr;
 251                 vcpu_e500->hid0 = sregs->u.e.impl.fsl.hid0;
 252                 vcpu_e500->mcar = sregs->u.e.impl.fsl.mcar;
 253         }
 254
 255         ret = kvmppc_set_sregs_e500_tlb(vcpu, sregs);
 256         if (ret < 0)
 257                 return ret;
 258
 259         if (!(sregs->u.e.features & KVM_SREGS_E_IVOR))
 260                 return 0;
 261
 262         if (sregs->u.e.features & KVM_SREGS_E_PM) {
 263                 vcpu->arch.ivor[BOOKE_IRQPRIO_PERFORMANCE_MONITOR] =
 264                         sregs->u.e.ivor_high[3];
 265         }
 266
 267         if (sregs->u.e.features & KVM_SREGS_E_PC) {
 268                 vcpu->arch.ivor[BOOKE_IRQPRIO_DBELL] =
 269                         sregs->u.e.ivor_high[4];
 270                 vcpu->arch.ivor[BOOKE_IRQPRIO_DBELL_CRIT] =
 271                         sregs->u.e.ivor_high[5];
 272         }
 273
 274         return kvmppc_set_sregs_ivor(vcpu, sregs);
 275 }
 276
 277 static int kvmppc_get_one_reg_e500mc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 id,
 278                               union kvmppc_one_reg *val)
 279 {
 280         int r = 0;
 281
 282         switch (id) {
 283         case KVM_REG_PPC_SPRG9:
 284                 *val = get_reg_val(id, vcpu->arch.sprg9);
 285                 break;
 286         default:
 287                 r = kvmppc_get_one_reg_e500_tlb(vcpu, id, val);
 288         }
 289
 290         return r;
 291 }
 292
 293 static int kvmppc_set_one_reg_e500mc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 id,
 294                               union kvmppc_one_reg *val)
 295 {
 296         int r = 0;
 297
 298         switch (id) {
 299         case KVM_REG_PPC_SPRG9:
 300                 vcpu->arch.sprg9 = set_reg_val(id, *val);
 301                 break;
 302         default:
 303                 r = kvmppc_set_one_reg_e500_tlb(vcpu, id, val);
 304         }
 305
 306         return r;
 307 }
 308
 309 static int kvmppc_core_vcpu_create_e500mc(struct kvm_vcpu *vcpu)
 310 {
 311         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500;
 312         int err;
 313
 314         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct kvmppc_vcpu_e500, vcpu) != 0);
 315         vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 316
 317         /* Invalid PIR value -- this LPID doesn't have valid state on any cpu */
 318         vcpu->arch.oldpir = 0xffffffff;
 319
 320         err = kvmppc_e500_tlb_init(vcpu_e500);
 321         if (err)
 322                 return err;
 323
 324         vcpu->arch.shared = (void *)__get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
 325         if (!vcpu->arch.shared) {
 326                 err = -ENOMEM;
 327                 goto uninit_tlb;
 328         }
 329
 330         return 0;
 331
 332 uninit_tlb:
 333         kvmppc_e500_tlb_uninit(vcpu_e500);
 334         return err;
 335 }
 336
 337 static void kvmppc_core_vcpu_free_e500mc(struct kvm_vcpu *vcpu)
 338 {
 339         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 340
 341         free_page((unsigned long)vcpu->arch.shared);
 342         kvmppc_e500_tlb_uninit(vcpu_e500);
 343 }
 344
 345 static int kvmppc_core_init_vm_e500mc(struct kvm *kvm)
 346 {
 347         int lpid;
 348
 349         lpid = kvmppc_alloc_lpid();
 350         if (lpid < 0)
 351                 return lpid;
 352
 353         /*
 354          * Use two lpids per VM on cores with two threads like e6500. Use
 355          * even numbers to speedup vcpu lpid computation with consecutive lpids
 356          * per VM. vm1 will use lpids 2 and 3, vm2 lpids 4 and 5, and so on.
 357          */
 358         if (threads_per_core == 2)
 359                 lpid <<= 1;
 360
 361         kvm->arch.lpid = lpid;
 362         return 0;
 363 }
 364
 365 static void kvmppc_core_destroy_vm_e500mc(struct kvm *kvm)
 366 {
 367         int lpid = kvm->arch.lpid;
 368
 369         if (threads_per_core == 2)
 370                 lpid >>= 1;
 371
 372         kvmppc_free_lpid(lpid);
 373 }
 374
 375 static struct kvmppc_ops kvm_ops_e500mc = {
 376         .get_sregs = kvmppc_core_get_sregs_e500mc,
 377         .set_sregs = kvmppc_core_set_sregs_e500mc,
 378         .get_one_reg = kvmppc_get_one_reg_e500mc,
 379         .set_one_reg = kvmppc_set_one_reg_e500mc,
 380         .vcpu_load   = kvmppc_core_vcpu_load_e500mc,
 381         .vcpu_put    = kvmppc_core_vcpu_put_e500mc,
 382         .vcpu_create = kvmppc_core_vcpu_create_e500mc,
 383         .vcpu_free   = kvmppc_core_vcpu_free_e500mc,
 384         .init_vm = kvmppc_core_init_vm_e500mc,
 385         .destroy_vm = kvmppc_core_destroy_vm_e500mc,
 386         .emulate_op = kvmppc_core_emulate_op_e500,
 387         .emulate_mtspr = kvmppc_core_emulate_mtspr_e500,
 388         .emulate_mfspr = kvmppc_core_emulate_mfspr_e500,
 389         .create_vcpu_debugfs = kvmppc_create_vcpu_debugfs_e500,
 390 };
 391
 392 static int __init kvmppc_e500mc_init(void)
 393 {
 394         int r;
 395
 396         r = kvmppc_e500mc_check_processor_compat();
 397         if (r)
 398                 goto err_out;
 399
 400         r = kvmppc_booke_init();
 401         if (r)
 402                 goto err_out;
 403
 404         /*
 405          * Use two lpids per VM on dual threaded processors like e6500
 406          * to workarround the lack of tlb write conditional instruction.
 407          * Expose half the number of available hardware lpids to the lpid
 408          * allocator.
 409          */
 410         kvmppc_init_lpid(KVMPPC_NR_LPIDS/threads_per_core);
 411
 412         r = kvm_init(sizeof(struct kvmppc_vcpu_e500), 0, THIS_MODULE);
 413         if (r)
 414                 goto err_out;
 415         kvm_ops_e500mc.owner = THIS_MODULE;
 416         kvmppc_pr_ops = &kvm_ops_e500mc;
 417
 418 err_out:
 419         return r;
 420 }
 421
 422 static void __exit kvmppc_e500mc_exit(void)
 423 {
 424         kvmppc_pr_ops = NULL;
 425         kvmppc_booke_exit();
 426 }
 427
 428 module_init(kvmppc_e500mc_init);
 429 module_exit(kvmppc_e500mc_exit);
 430 MODULE_ALIAS_MISCDEV(KVM_MINOR);
 431 MODULE_ALIAS("devname:kvm");