arch/powerpc/kvm/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 IBM Corp. 2007
  16  * Copyright 2011 Freescale Semiconductor, Inc.
  17  *
  18  * Authors: Hollis Blanchard <[email protected]>
  19  */
  20
  21 #include <linux/jiffies.h>
  22 #include <linux/hrtimer.h>
  23 #include <linux/types.h>
  24 #include <linux/string.h>
  25 #include <linux/kvm_host.h>
  26 #include <linux/clockchips.h>
  27
  28 #include <asm/reg.h>
  29 #include <asm/time.h>
  30 #include <asm/byteorder.h>
  31 #include <asm/kvm_ppc.h>
  32 #include <asm/disassemble.h>
  33 #include <asm/ppc-opcode.h>
  34 #include "timing.h"
  35 #include "trace.h"
  36
  37 void kvmppc_emulate_dec(struct kvm_vcpu *vcpu)
  38 {
  39         unsigned long dec_nsec;
  40         unsigned long long dec_time;
  41
  42         pr_debug("mtDEC: %lx\n", vcpu->arch.dec);
  43         hrtimer_try_to_cancel(&vcpu->arch.dec_timer);
  44
  45 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S
  46         /* mtdec lowers the interrupt line when positive. */
  47         kvmppc_core_dequeue_dec(vcpu);
  48 #endif
  49
  50 #ifdef CONFIG_BOOKE
  51         /* On BOOKE, DEC = 0 is as good as decrementer not enabled */
  52         if (vcpu->arch.dec == 0)
  53                 return;
  54 #endif
  55
  56         /*
  57          * The decrementer ticks at the same rate as the timebase, so
  58          * that's how we convert the guest DEC value to the number of
  59          * host ticks.
  60          */
  61
  62         dec_time = vcpu->arch.dec;
  63         /*
  64          * Guest timebase ticks at the same frequency as host timebase.
  65          * So use the host timebase calculations for decrementer emulation.
  66          */
  67         dec_time = tb_to_ns(dec_time);
  68         dec_nsec = do_div(dec_time, NSEC_PER_SEC);
  69         hrtimer_start(&vcpu->arch.dec_timer,
  70                 ktime_set(dec_time, dec_nsec), HRTIMER_MODE_REL);
  71         vcpu->arch.dec_jiffies = get_tb();
  72 }
  73
  74 u32 kvmppc_get_dec(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 tb)
  75 {
  76         u64 jd = tb - vcpu->arch.dec_jiffies;
  77
  78 #ifdef CONFIG_BOOKE
  79         if (vcpu->arch.dec < jd)
  80                 return 0;
  81 #endif
  82
  83         return vcpu->arch.dec - jd;
  84 }
  85
  86 static int kvmppc_emulate_mtspr(struct kvm_vcpu *vcpu, int sprn, int rs)
  87 {
  88         enum emulation_result emulated = EMULATE_DONE;
  89         ulong spr_val = kvmppc_get_gpr(vcpu, rs);
  90
  91         switch (sprn) {
  92         case SPRN_SRR0:
  93                 kvmppc_set_srr0(vcpu, spr_val);
  94                 break;
  95         case SPRN_SRR1:
  96                 kvmppc_set_srr1(vcpu, spr_val);
  97                 break;
  98
  99         /* XXX We need to context-switch the timebase for
 100          * watchdog and FIT. */
 101         case SPRN_TBWL: break;
 102         case SPRN_TBWU: break;
 103
 104         case SPRN_DEC:
 105                 vcpu->arch.dec = (u32) spr_val;
 106                 kvmppc_emulate_dec(vcpu);
 107                 break;
 108
 109         case SPRN_SPRG0:
 110                 kvmppc_set_sprg0(vcpu, spr_val);
 111                 break;
 112         case SPRN_SPRG1:
 113                 kvmppc_set_sprg1(vcpu, spr_val);
 114                 break;
 115         case SPRN_SPRG2:
 116                 kvmppc_set_sprg2(vcpu, spr_val);
 117                 break;
 118         case SPRN_SPRG3:
 119                 kvmppc_set_sprg3(vcpu, spr_val);
 120                 break;
 121
 122         /* PIR can legally be written, but we ignore it */
 123         case SPRN_PIR: break;
 124
 125         default:
 126                 emulated = vcpu->kvm->arch.kvm_ops->emulate_mtspr(vcpu, sprn,
 127                                                                   spr_val);
 128                 if (emulated == EMULATE_FAIL)
 129                         printk(KERN_INFO "mtspr: unknown spr "
 130                                 "0x%x\n", sprn);
 131                 break;
 132         }
 133
 134         kvmppc_set_exit_type(vcpu, EMULATED_MTSPR_EXITS);
 135
 136         return emulated;
 137 }
 138
 139 static int kvmppc_emulate_mfspr(struct kvm_vcpu *vcpu, int sprn, int rt)
 140 {
 141         enum emulation_result emulated = EMULATE_DONE;
 142         ulong spr_val = 0;
 143
 144         switch (sprn) {
 145         case SPRN_SRR0:
 146                 spr_val = kvmppc_get_srr0(vcpu);
 147                 break;
 148         case SPRN_SRR1:
 149                 spr_val = kvmppc_get_srr1(vcpu);
 150                 break;
 151         case SPRN_PVR:
 152                 spr_val = vcpu->arch.pvr;
 153                 break;
 154         case SPRN_PIR:
 155                 spr_val = vcpu->vcpu_id;
 156                 break;
 157
 158         /* Note: mftb and TBRL/TBWL are user-accessible, so
 159          * the guest can always access the real TB anyways.
 160          * In fact, we probably will never see these traps. */
 161         case SPRN_TBWL:
 162                 spr_val = get_tb() >> 32;
 163                 break;
 164         case SPRN_TBWU:
 165                 spr_val = get_tb();
 166                 break;
 167
 168         case SPRN_SPRG0:
 169                 spr_val = kvmppc_get_sprg0(vcpu);
 170                 break;
 171         case SPRN_SPRG1:
 172                 spr_val = kvmppc_get_sprg1(vcpu);
 173                 break;
 174         case SPRN_SPRG2:
 175                 spr_val = kvmppc_get_sprg2(vcpu);
 176                 break;
 177         case SPRN_SPRG3:
 178                 spr_val = kvmppc_get_sprg3(vcpu);
 179                 break;
 180         /* Note: SPRG4-7 are user-readable, so we don't get
 181          * a trap. */
 182
 183         case SPRN_DEC:
 184                 spr_val = kvmppc_get_dec(vcpu, get_tb());
 185                 break;
 186         default:
 187                 emulated = vcpu->kvm->arch.kvm_ops->emulate_mfspr(vcpu, sprn,
 188                                                                   &spr_val);
 189                 if (unlikely(emulated == EMULATE_FAIL)) {
 190                         printk(KERN_INFO "mfspr: unknown spr "
 191                                 "0x%x\n", sprn);
 192                 }
 193                 break;
 194         }
 195
 196         if (emulated == EMULATE_DONE)
 197                 kvmppc_set_gpr(vcpu, rt, spr_val);
 198         kvmppc_set_exit_type(vcpu, EMULATED_MFSPR_EXITS);
 199
 200         return emulated;
 201 }
 202
 203 /* XXX Should probably auto-generate instruction decoding for a particular core
 204  * from opcode tables in the future. */
 205 int kvmppc_emulate_instruction(struct kvm_run *run, struct kvm_vcpu *vcpu)
 206 {
 207         u32 inst;
 208         int rs, rt, sprn;
 209         enum emulation_result emulated;
 210         int advance = 1;
 211
 212         /* this default type might be overwritten by subcategories */
 213         kvmppc_set_exit_type(vcpu, EMULATED_INST_EXITS);
 214
 215         emulated = kvmppc_get_last_inst(vcpu, INST_GENERIC, &inst);
 216         if (emulated != EMULATE_DONE)
 217                 return emulated;
 218
 219         pr_debug("Emulating opcode %d / %d\n", get_op(inst), get_xop(inst));
 220
 221         rs = get_rs(inst);
 222         rt = get_rt(inst);
 223         sprn = get_sprn(inst);
 224
 225         switch (get_op(inst)) {
 226         case OP_TRAP:
 227 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S
 228         case OP_TRAP_64:
 229                 kvmppc_core_queue_program(vcpu, SRR1_PROGTRAP);
 230 #else
 231                 kvmppc_core_queue_program(vcpu,
 232                                           vcpu->arch.shared->esr | ESR_PTR);
 233 #endif
 234                 advance = 0;
 235                 break;
 236
 237         case 31:
 238                 switch (get_xop(inst)) {
 239
 240                 case OP_31_XOP_TRAP:
 241 #ifdef CONFIG_64BIT
 242                 case OP_31_XOP_TRAP_64:
 243 #endif
 244 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S
 245                         kvmppc_core_queue_program(vcpu, SRR1_PROGTRAP);
 246 #else
 247                         kvmppc_core_queue_program(vcpu,
 248                                         vcpu->arch.shared->esr | ESR_PTR);
 249 #endif
 250                         advance = 0;
 251                         break;
 252
 253                 case OP_31_XOP_MFSPR:
 254                         emulated = kvmppc_emulate_mfspr(vcpu, sprn, rt);
 255                         if (emulated == EMULATE_AGAIN) {
 256                                 emulated = EMULATE_DONE;
 257                                 advance = 0;
 258                         }
 259                         break;
 260
 261                 case OP_31_XOP_MTSPR:
 262                         emulated = kvmppc_emulate_mtspr(vcpu, sprn, rs);
 263                         if (emulated == EMULATE_AGAIN) {
 264                                 emulated = EMULATE_DONE;
 265                                 advance = 0;
 266                         }
 267                         break;
 268
 269                 case OP_31_XOP_TLBSYNC:
 270                         break;
 271
 272                 default:
 273                         /* Attempt core-specific emulation below. */
 274                         emulated = EMULATE_FAIL;
 275                 }
 276                 break;
 277
 278         case 0:
 279                 /*
 280                  * Instruction with primary opcode 0. Based on PowerISA
 281                  * these are illegal instructions.
 282                  */
 283                 if (inst == KVMPPC_INST_SW_BREAKPOINT) {
 284                         run->exit_reason = KVM_EXIT_DEBUG;
 285                         run->debug.arch.address = kvmppc_get_pc(vcpu);
 286                         emulated = EMULATE_EXIT_USER;
 287                         advance = 0;
 288                 } else
 289                         emulated = EMULATE_FAIL;
 290
 291                 break;
 292
 293         default:
 294                 emulated = EMULATE_FAIL;
 295         }
 296
 297         if (emulated == EMULATE_FAIL) {
 298                 emulated = vcpu->kvm->arch.kvm_ops->emulate_op(run, vcpu, inst,
 299                                                                &advance);
 300                 if (emulated == EMULATE_AGAIN) {
 301                         advance = 0;
 302                 } else if (emulated == EMULATE_FAIL) {
 303                         advance = 0;
 304                         printk(KERN_ERR "Couldn't emulate instruction 0x%08x "
 305                                "(op %d xop %d)\n", inst, get_op(inst), get_xop(inst));
 306                 }
 307         }
 308
 309         trace_kvm_ppc_instr(inst, kvmppc_get_pc(vcpu), emulated);
 310
 311         /* Advance past emulated instruction. */
 312         if (advance)
 313                 kvmppc_set_pc(vcpu, kvmppc_get_pc(vcpu) + 4);
 314
 315         return emulated;
 316 }
 317 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_emulate_instruction);