arch/powerpc/kvm/booke_interrupts.S

   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  *
  17  * Authors: Hollis Blanchard <hollisb@us.ibm.com>
  18  */
  19
  20 #include <asm/ppc_asm.h>
  21 #include <asm/kvm_asm.h>
  22 #include <asm/reg.h>
  23 #include <asm/mmu-44x.h>
  24 #include <asm/page.h>
  25 #include <asm/asm-offsets.h>
  26
  27 #define KVMPPC_MSR_MASK (MSR_CE|MSR_EE|MSR_PR|MSR_DE|MSR_ME|MSR_IS|MSR_DS)
  28
  29 #define VCPU_GPR(n)     (VCPU_GPRS + (n * 4))
  30
  31 /* The host stack layout: */
  32 #define HOST_R1         0 /* Implied by stwu. */
  33 #define HOST_CALLEE_LR  4
  34 #define HOST_RUN        8
  35 /* r2 is special: it holds 'current', and it made nonvolatile in the
  36  * kernel with the -ffixed-r2 gcc option. */
  37 #define HOST_R2         12
  38 #define HOST_NV_GPRS    16
  39 #define HOST_NV_GPR(n)  (HOST_NV_GPRS + ((n - 14) * 4))
  40 #define HOST_MIN_STACK_SIZE (HOST_NV_GPR(31) + 4)
  41 #define HOST_STACK_SIZE (((HOST_MIN_STACK_SIZE + 15) / 16) * 16) /* Align. */
  42 #define HOST_STACK_LR   (HOST_STACK_SIZE + 4) /* In caller stack frame. */
  43
  44 #define NEED_INST_MASK ((1<<BOOKE_INTERRUPT_PROGRAM) | \
  45                         (1<<BOOKE_INTERRUPT_DTLB_MISS) | \
  46                         (1<<BOOKE_INTERRUPT_DEBUG))
  47
  48 #define NEED_DEAR_MASK ((1<<BOOKE_INTERRUPT_DATA_STORAGE) | \
  49                         (1<<BOOKE_INTERRUPT_DTLB_MISS))
  50
  51 #define NEED_ESR_MASK ((1<<BOOKE_INTERRUPT_DATA_STORAGE) | \
  52                        (1<<BOOKE_INTERRUPT_INST_STORAGE) | \
  53                        (1<<BOOKE_INTERRUPT_PROGRAM) | \
  54                        (1<<BOOKE_INTERRUPT_DTLB_MISS))
  55
  56 .macro KVM_HANDLER ivor_nr
  57 _GLOBAL(kvmppc_handler_\ivor_nr)
  58         /* Get pointer to vcpu and record exit number. */
  59         mtspr   SPRN_SPRG0, r4
  60         mfspr   r4, SPRN_SPRG1
  61         stw     r5, VCPU_GPR(r5)(r4)
  62         stw     r6, VCPU_GPR(r6)(r4)
  63         mfctr   r5
  64         lis     r6, kvmppc_resume_host@h
  65         stw     r5, VCPU_CTR(r4)
  66         li      r5, \ivor_nr
  67         ori     r6, r6, kvmppc_resume_host@l
  68         mtctr   r6
  69         bctr
  70 .endm
  71
  72 _GLOBAL(kvmppc_handlers_start)
  73 KVM_HANDLER BOOKE_INTERRUPT_CRITICAL
  74 KVM_HANDLER BOOKE_INTERRUPT_MACHINE_CHECK
  75 KVM_HANDLER BOOKE_INTERRUPT_DATA_STORAGE
  76 KVM_HANDLER BOOKE_INTERRUPT_INST_STORAGE
  77 KVM_HANDLER BOOKE_INTERRUPT_EXTERNAL
  78 KVM_HANDLER BOOKE_INTERRUPT_ALIGNMENT
  79 KVM_HANDLER BOOKE_INTERRUPT_PROGRAM
  80 KVM_HANDLER BOOKE_INTERRUPT_FP_UNAVAIL
  81 KVM_HANDLER BOOKE_INTERRUPT_SYSCALL
  82 KVM_HANDLER BOOKE_INTERRUPT_AP_UNAVAIL
  83 KVM_HANDLER BOOKE_INTERRUPT_DECREMENTER
  84 KVM_HANDLER BOOKE_INTERRUPT_FIT
  85 KVM_HANDLER BOOKE_INTERRUPT_WATCHDOG
  86 KVM_HANDLER BOOKE_INTERRUPT_DTLB_MISS
  87 KVM_HANDLER BOOKE_INTERRUPT_ITLB_MISS
  88 KVM_HANDLER BOOKE_INTERRUPT_DEBUG
  89 KVM_HANDLER BOOKE_INTERRUPT_SPE_UNAVAIL
  90 KVM_HANDLER BOOKE_INTERRUPT_SPE_FP_DATA
  91 KVM_HANDLER BOOKE_INTERRUPT_SPE_FP_ROUND
  92
  93 _GLOBAL(kvmppc_handler_len)
  94         .long kvmppc_handler_1 - kvmppc_handler_0
  95
  96
  97 /* Registers:
  98  *  SPRG0: guest r4
  99  *  r4: vcpu pointer
 100  *  r5: KVM exit number
 101  */
 102 _GLOBAL(kvmppc_resume_host)
 103         stw     r3, VCPU_GPR(r3)(r4)
 104         mfcr    r3
 105         stw     r3, VCPU_CR(r4)
 106         stw     r7, VCPU_GPR(r7)(r4)
 107         stw     r8, VCPU_GPR(r8)(r4)
 108         stw     r9, VCPU_GPR(r9)(r4)
 109
 110         li      r6, 1
 111         slw     r6, r6, r5
 112
 113 #ifdef CONFIG_KVM_EXIT_TIMING
 114         /* save exit time */
 115 1:
 116         mfspr   r7, SPRN_TBRU
 117         mfspr   r8, SPRN_TBRL
 118         mfspr   r9, SPRN_TBRU
 119         cmpw    r9, r7
 120         bne     1b
 121         stw     r8, VCPU_TIMING_EXIT_TBL(r4)
 122         stw     r9, VCPU_TIMING_EXIT_TBU(r4)
 123 #endif
 124
 125         /* Save the faulting instruction and all GPRs for emulation. */
 126         andi.   r7, r6, NEED_INST_MASK
 127         beq     ..skip_inst_copy
 128         mfspr   r9, SPRN_SRR0
 129         mfmsr   r8
 130         ori     r7, r8, MSR_DS
 131         mtmsr   r7
 132         isync
 133         lwz     r9, 0(r9)
 134         mtmsr   r8
 135         isync
 136         stw     r9, VCPU_LAST_INST(r4)
 137
 138         stw     r15, VCPU_GPR(r15)(r4)
 139         stw     r16, VCPU_GPR(r16)(r4)
 140         stw     r17, VCPU_GPR(r17)(r4)
 141         stw     r18, VCPU_GPR(r18)(r4)
 142         stw     r19, VCPU_GPR(r19)(r4)
 143         stw     r20, VCPU_GPR(r20)(r4)
 144         stw     r21, VCPU_GPR(r21)(r4)
 145         stw     r22, VCPU_GPR(r22)(r4)
 146         stw     r23, VCPU_GPR(r23)(r4)
 147         stw     r24, VCPU_GPR(r24)(r4)
 148         stw     r25, VCPU_GPR(r25)(r4)
 149         stw     r26, VCPU_GPR(r26)(r4)
 150         stw     r27, VCPU_GPR(r27)(r4)
 151         stw     r28, VCPU_GPR(r28)(r4)
 152         stw     r29, VCPU_GPR(r29)(r4)
 153         stw     r30, VCPU_GPR(r30)(r4)
 154         stw     r31, VCPU_GPR(r31)(r4)
 155 ..skip_inst_copy:
 156
 157         /* Also grab DEAR and ESR before the host can clobber them. */
 158
 159         andi.   r7, r6, NEED_DEAR_MASK
 160         beq     ..skip_dear
 161         mfspr   r9, SPRN_DEAR
 162         stw     r9, VCPU_FAULT_DEAR(r4)
 163 ..skip_dear:
 164
 165         andi.   r7, r6, NEED_ESR_MASK
 166         beq     ..skip_esr
 167         mfspr   r9, SPRN_ESR
 168         stw     r9, VCPU_FAULT_ESR(r4)
 169 ..skip_esr:
 170
 171         /* Save remaining volatile guest register state to vcpu. */
 172         stw     r0, VCPU_GPR(r0)(r4)
 173         stw     r1, VCPU_GPR(r1)(r4)
 174         stw     r2, VCPU_GPR(r2)(r4)
 175         stw     r10, VCPU_GPR(r10)(r4)
 176         stw     r11, VCPU_GPR(r11)(r4)
 177         stw     r12, VCPU_GPR(r12)(r4)
 178         stw     r13, VCPU_GPR(r13)(r4)
 179         stw     r14, VCPU_GPR(r14)(r4) /* We need a NV GPR below. */
 180         mflr    r3
 181         stw     r3, VCPU_LR(r4)
 182         mfxer   r3
 183         stw     r3, VCPU_XER(r4)
 184         mfspr   r3, SPRN_SPRG0
 185         stw     r3, VCPU_GPR(r4)(r4)
 186         mfspr   r3, SPRN_SRR0
 187         stw     r3, VCPU_PC(r4)
 188
 189         /* Restore host stack pointer and PID before IVPR, since the host
 190          * exception handlers use them. */
 191         lwz     r1, VCPU_HOST_STACK(r4)
 192         lwz     r3, VCPU_HOST_PID(r4)
 193         mtspr   SPRN_PID, r3
 194
 195         /* Restore host IVPR before re-enabling interrupts. We cheat and know
 196          * that Linux IVPR is always 0xc0000000. */
 197         lis     r3, 0xc000
 198         mtspr   SPRN_IVPR, r3
 199
 200         /* Switch to kernel stack and jump to handler. */
 201         LOAD_REG_ADDR(r3, kvmppc_handle_exit)
 202         mtctr   r3
 203         lwz     r3, HOST_RUN(r1)
 204         lwz     r2, HOST_R2(r1)
 205         mr      r14, r4 /* Save vcpu pointer. */
 206
 207         bctrl   /* kvmppc_handle_exit() */
 208
 209         /* Restore vcpu pointer and the nonvolatiles we used. */
 210         mr      r4, r14
 211         lwz     r14, VCPU_GPR(r14)(r4)
 212
 213         /* Sometimes instruction emulation must restore complete GPR state. */
 214         andi.   r5, r3, RESUME_FLAG_NV
 215         beq     ..skip_nv_load
 216         lwz     r15, VCPU_GPR(r15)(r4)
 217         lwz     r16, VCPU_GPR(r16)(r4)
 218         lwz     r17, VCPU_GPR(r17)(r4)
 219         lwz     r18, VCPU_GPR(r18)(r4)
 220         lwz     r19, VCPU_GPR(r19)(r4)
 221         lwz     r20, VCPU_GPR(r20)(r4)
 222         lwz     r21, VCPU_GPR(r21)(r4)
 223         lwz     r22, VCPU_GPR(r22)(r4)
 224         lwz     r23, VCPU_GPR(r23)(r4)
 225         lwz     r24, VCPU_GPR(r24)(r4)
 226         lwz     r25, VCPU_GPR(r25)(r4)
 227         lwz     r26, VCPU_GPR(r26)(r4)
 228         lwz     r27, VCPU_GPR(r27)(r4)
 229         lwz     r28, VCPU_GPR(r28)(r4)
 230         lwz     r29, VCPU_GPR(r29)(r4)
 231         lwz     r30, VCPU_GPR(r30)(r4)
 232         lwz     r31, VCPU_GPR(r31)(r4)
 233 ..skip_nv_load:
 234
 235         /* Should we return to the guest? */
 236         andi.   r5, r3, RESUME_FLAG_HOST
 237         beq     lightweight_exit
 238
 239         srawi   r3, r3, 2 /* Shift -ERR back down. */
 240
 241 heavyweight_exit:
 242         /* Not returning to guest. */
 243
 244         /* We already saved guest volatile register state; now save the
 245          * non-volatiles. */
 246         stw     r15, VCPU_GPR(r15)(r4)
 247         stw     r16, VCPU_GPR(r16)(r4)
 248         stw     r17, VCPU_GPR(r17)(r4)
 249         stw     r18, VCPU_GPR(r18)(r4)
 250         stw     r19, VCPU_GPR(r19)(r4)
 251         stw     r20, VCPU_GPR(r20)(r4)
 252         stw     r21, VCPU_GPR(r21)(r4)
 253         stw     r22, VCPU_GPR(r22)(r4)
 254         stw     r23, VCPU_GPR(r23)(r4)
 255         stw     r24, VCPU_GPR(r24)(r4)
 256         stw     r25, VCPU_GPR(r25)(r4)
 257         stw     r26, VCPU_GPR(r26)(r4)
 258         stw     r27, VCPU_GPR(r27)(r4)
 259         stw     r28, VCPU_GPR(r28)(r4)
 260         stw     r29, VCPU_GPR(r29)(r4)
 261         stw     r30, VCPU_GPR(r30)(r4)
 262         stw     r31, VCPU_GPR(r31)(r4)
 263
 264         /* Load host non-volatile register state from host stack. */
 265         lwz     r14, HOST_NV_GPR(r14)(r1)
 266         lwz     r15, HOST_NV_GPR(r15)(r1)
 267         lwz     r16, HOST_NV_GPR(r16)(r1)
 268         lwz     r17, HOST_NV_GPR(r17)(r1)
 269         lwz     r18, HOST_NV_GPR(r18)(r1)
 270         lwz     r19, HOST_NV_GPR(r19)(r1)
 271         lwz     r20, HOST_NV_GPR(r20)(r1)
 272         lwz     r21, HOST_NV_GPR(r21)(r1)
 273         lwz     r22, HOST_NV_GPR(r22)(r1)
 274         lwz     r23, HOST_NV_GPR(r23)(r1)
 275         lwz     r24, HOST_NV_GPR(r24)(r1)
 276         lwz     r25, HOST_NV_GPR(r25)(r1)
 277         lwz     r26, HOST_NV_GPR(r26)(r1)
 278         lwz     r27, HOST_NV_GPR(r27)(r1)
 279         lwz     r28, HOST_NV_GPR(r28)(r1)
 280         lwz     r29, HOST_NV_GPR(r29)(r1)
 281         lwz     r30, HOST_NV_GPR(r30)(r1)
 282         lwz     r31, HOST_NV_GPR(r31)(r1)
 283
 284         /* Return to kvm_vcpu_run(). */
 285         lwz     r4, HOST_STACK_LR(r1)
 286         addi    r1, r1, HOST_STACK_SIZE
 287         mtlr    r4
 288         /* r3 still contains the return code from kvmppc_handle_exit(). */
 289         blr
 290
 291
 292 /* Registers:
 293  *  r3: kvm_run pointer
 294  *  r4: vcpu pointer
 295  */
 296 _GLOBAL(__kvmppc_vcpu_run)
 297         stwu    r1, -HOST_STACK_SIZE(r1)
 298         stw     r1, VCPU_HOST_STACK(r4) /* Save stack pointer to vcpu. */
 299
 300         /* Save host state to stack. */
 301         stw     r3, HOST_RUN(r1)
 302         mflr    r3
 303         stw     r3, HOST_STACK_LR(r1)
 304
 305         /* Save host non-volatile register state to stack. */
 306         stw     r14, HOST_NV_GPR(r14)(r1)
 307         stw     r15, HOST_NV_GPR(r15)(r1)
 308         stw     r16, HOST_NV_GPR(r16)(r1)
 309         stw     r17, HOST_NV_GPR(r17)(r1)
 310         stw     r18, HOST_NV_GPR(r18)(r1)
 311         stw     r19, HOST_NV_GPR(r19)(r1)
 312         stw     r20, HOST_NV_GPR(r20)(r1)
 313         stw     r21, HOST_NV_GPR(r21)(r1)
 314         stw     r22, HOST_NV_GPR(r22)(r1)
 315         stw     r23, HOST_NV_GPR(r23)(r1)
 316         stw     r24, HOST_NV_GPR(r24)(r1)
 317         stw     r25, HOST_NV_GPR(r25)(r1)
 318         stw     r26, HOST_NV_GPR(r26)(r1)
 319         stw     r27, HOST_NV_GPR(r27)(r1)
 320         stw     r28, HOST_NV_GPR(r28)(r1)
 321         stw     r29, HOST_NV_GPR(r29)(r1)
 322         stw     r30, HOST_NV_GPR(r30)(r1)
 323         stw     r31, HOST_NV_GPR(r31)(r1)
 324
 325         /* Load guest non-volatiles. */
 326         lwz     r14, VCPU_GPR(r14)(r4)
 327         lwz     r15, VCPU_GPR(r15)(r4)
 328         lwz     r16, VCPU_GPR(r16)(r4)
 329         lwz     r17, VCPU_GPR(r17)(r4)
 330         lwz     r18, VCPU_GPR(r18)(r4)
 331         lwz     r19, VCPU_GPR(r19)(r4)
 332         lwz     r20, VCPU_GPR(r20)(r4)
 333         lwz     r21, VCPU_GPR(r21)(r4)
 334         lwz     r22, VCPU_GPR(r22)(r4)
 335         lwz     r23, VCPU_GPR(r23)(r4)
 336         lwz     r24, VCPU_GPR(r24)(r4)
 337         lwz     r25, VCPU_GPR(r25)(r4)
 338         lwz     r26, VCPU_GPR(r26)(r4)
 339         lwz     r27, VCPU_GPR(r27)(r4)
 340         lwz     r28, VCPU_GPR(r28)(r4)
 341         lwz     r29, VCPU_GPR(r29)(r4)
 342         lwz     r30, VCPU_GPR(r30)(r4)
 343         lwz     r31, VCPU_GPR(r31)(r4)
 344
 345 lightweight_exit:
 346         stw     r2, HOST_R2(r1)
 347
 348         mfspr   r3, SPRN_PID
 349         stw     r3, VCPU_HOST_PID(r4)
 350         lwz     r3, VCPU_SHADOW_PID(r4)
 351         mtspr   SPRN_PID, r3
 352
 353 #ifdef CONFIG_44x
 354         iccci   0, 0 /* XXX hack */
 355 #endif
 356
 357         /* Load some guest volatiles. */
 358         lwz     r0, VCPU_GPR(r0)(r4)
 359         lwz     r2, VCPU_GPR(r2)(r4)
 360         lwz     r9, VCPU_GPR(r9)(r4)
 361         lwz     r10, VCPU_GPR(r10)(r4)
 362         lwz     r11, VCPU_GPR(r11)(r4)
 363         lwz     r12, VCPU_GPR(r12)(r4)
 364         lwz     r13, VCPU_GPR(r13)(r4)
 365         lwz     r3, VCPU_LR(r4)
 366         mtlr    r3
 367         lwz     r3, VCPU_XER(r4)
 368         mtxer   r3
 369
 370         /* Switch the IVPR. XXX If we take a TLB miss after this we're screwed,
 371          * so how do we make sure vcpu won't fault? */
 372         lis     r8, kvmppc_booke_handlers@ha
 373         lwz     r8, kvmppc_booke_handlers@l(r8)
 374         mtspr   SPRN_IVPR, r8
 375
 376         /* Save vcpu pointer for the exception handlers. */
 377         mtspr   SPRN_SPRG1, r4
 378
 379         /* Can't switch the stack pointer until after IVPR is switched,
 380          * because host interrupt handlers would get confused. */
 381         lwz     r1, VCPU_GPR(r1)(r4)
 382
 383         /* XXX handle USPRG0 */
 384         /* Host interrupt handlers may have clobbered these guest-readable
 385          * SPRGs, so we need to reload them here with the guest's values. */
 386         lwz     r3, VCPU_SPRG4(r4)
 387         mtspr   SPRN_SPRG4, r3
 388         lwz     r3, VCPU_SPRG5(r4)
 389         mtspr   SPRN_SPRG5, r3
 390         lwz     r3, VCPU_SPRG6(r4)
 391         mtspr   SPRN_SPRG6, r3
 392         lwz     r3, VCPU_SPRG7(r4)
 393         mtspr   SPRN_SPRG7, r3
 394
 395 #ifdef CONFIG_KVM_EXIT_TIMING
 396         /* save enter time */
 397 1:
 398         mfspr   r6, SPRN_TBRU
 399         mfspr   r7, SPRN_TBRL
 400         mfspr   r8, SPRN_TBRU
 401         cmpw    r8, r6
 402         bne     1b
 403         stw     r7, VCPU_TIMING_LAST_ENTER_TBL(r4)
 404         stw     r8, VCPU_TIMING_LAST_ENTER_TBU(r4)
 405 #endif
 406
 407         /* Finish loading guest volatiles and jump to guest. */
 408         lwz     r3, VCPU_CTR(r4)
 409         mtctr   r3
 410         lwz     r3, VCPU_CR(r4)
 411         mtcr    r3
 412         lwz     r5, VCPU_GPR(r5)(r4)
 413         lwz     r6, VCPU_GPR(r6)(r4)
 414         lwz     r7, VCPU_GPR(r7)(r4)
 415         lwz     r8, VCPU_GPR(r8)(r4)
 416         lwz     r3, VCPU_PC(r4)
 417         mtsrr0  r3
 418         lwz     r3, VCPU_MSR(r4)
 419         oris    r3, r3, KVMPPC_MSR_MASK@h
 420         ori     r3, r3, KVMPPC_MSR_MASK@l
 421         mtsrr1  r3
 422
 423         /* Clear any debug events which occurred since we disabled MSR[DE].
 424          * XXX This gives us a 3-instruction window in which a breakpoint
 425          * intended for guest context could fire in the host instead. */
 426         lis     r3, 0xffff
 427         ori     r3, r3, 0xffff
 428         mtspr   SPRN_DBSR, r3
 429
 430         lwz     r3, VCPU_GPR(r3)(r4)
 431         lwz     r4, VCPU_GPR(r4)(r4)
 432         rfi