Pileus Git - ~andy/linux/blob - arch/powerpc/kvm/book3s_64_mmu_host.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2009 SUSE Linux Products GmbH. All rights reserved.
   3  *
   4  * Authors:
   5  *     Alexander Graf <agraf@suse.de>
   6  *     Kevin Wolf <mail@kevin-wolf.de>
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9  * it under the terms of the GNU General Public License, version 2, as
  10  * published by the Free Software Foundation.
  11  *
  12  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15  * GNU General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  * along with this program; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  20  */
  21
  22 #include <linux/kvm_host.h>
  23
  24 #include <asm/kvm_ppc.h>
  25 #include <asm/kvm_book3s.h>
  26 #include <asm/mmu-hash64.h>
  27 #include <asm/machdep.h>
  28 #include <asm/mmu_context.h>
  29 #include <asm/hw_irq.h>
  30 #include "trace.h"
  31
  32 #define PTE_SIZE 12
  33
  34 void kvmppc_mmu_invalidate_pte(struct kvm_vcpu *vcpu, struct hpte_cache *pte)
  35 {
  36         ppc_md.hpte_invalidate(pte->slot, pte->host_vpn,
  37                                pte->pagesize, pte->pagesize, MMU_SEGSIZE_256M,
  38                                false);
  39 }
  40
  41 /* We keep 512 gvsid->hvsid entries, mapping the guest ones to the array using
  42  * a hash, so we don't waste cycles on looping */
  43 static u16 kvmppc_sid_hash(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 gvsid)
  44 {
  45         return (u16)(((gvsid >> (SID_MAP_BITS * 7)) & SID_MAP_MASK) ^
  46                      ((gvsid >> (SID_MAP_BITS * 6)) & SID_MAP_MASK) ^
  47                      ((gvsid >> (SID_MAP_BITS * 5)) & SID_MAP_MASK) ^
  48                      ((gvsid >> (SID_MAP_BITS * 4)) & SID_MAP_MASK) ^
  49                      ((gvsid >> (SID_MAP_BITS * 3)) & SID_MAP_MASK) ^
  50                      ((gvsid >> (SID_MAP_BITS * 2)) & SID_MAP_MASK) ^
  51                      ((gvsid >> (SID_MAP_BITS * 1)) & SID_MAP_MASK) ^
  52                      ((gvsid >> (SID_MAP_BITS * 0)) & SID_MAP_MASK));
  53 }
  54
  55
  56 static struct kvmppc_sid_map *find_sid_vsid(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 gvsid)
  57 {
  58         struct kvmppc_sid_map *map;
  59         u16 sid_map_mask;
  60
  61         if (vcpu->arch.shared->msr & MSR_PR)
  62                 gvsid |= VSID_PR;
  63
  64         sid_map_mask = kvmppc_sid_hash(vcpu, gvsid);
  65         map = &to_book3s(vcpu)->sid_map[sid_map_mask];
  66         if (map->valid && (map->guest_vsid == gvsid)) {
  67                 trace_kvm_book3s_slb_found(gvsid, map->host_vsid);
  68                 return map;
  69         }
  70
  71         map = &to_book3s(vcpu)->sid_map[SID_MAP_MASK - sid_map_mask];
  72         if (map->valid && (map->guest_vsid == gvsid)) {
  73                 trace_kvm_book3s_slb_found(gvsid, map->host_vsid);
  74                 return map;
  75         }
  76
  77         trace_kvm_book3s_slb_fail(sid_map_mask, gvsid);
  78         return NULL;
  79 }
  80
  81 int kvmppc_mmu_map_page(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvmppc_pte *orig_pte,
  82                         bool iswrite)
  83 {
  84         unsigned long vpn;
  85         pfn_t hpaddr;
  86         ulong hash, hpteg;
  87         u64 vsid;
  88         int ret;
  89         int rflags = 0x192;
  90         int vflags = 0;
  91         int attempt = 0;
  92         struct kvmppc_sid_map *map;
  93         int r = 0;
  94         int hpsize = MMU_PAGE_4K;
  95         bool writable;
  96
  97         /* Get host physical address for gpa */
  98         hpaddr = kvmppc_gfn_to_pfn(vcpu, orig_pte->raddr >> PAGE_SHIFT,
  99                                    iswrite, &writable);
 100         if (is_error_noslot_pfn(hpaddr)) {
 101                 printk(KERN_INFO "Couldn't get guest page for gfn %lx!\n", orig_pte->eaddr);
 102                 r = -EINVAL;
 103                 goto out;
 104         }
 105         hpaddr <<= PAGE_SHIFT;
 106
 107         /* and write the mapping ea -> hpa into the pt */
 108         vcpu->arch.mmu.esid_to_vsid(vcpu, orig_pte->eaddr >> SID_SHIFT, &vsid);
 109         map = find_sid_vsid(vcpu, vsid);
 110         if (!map) {
 111                 ret = kvmppc_mmu_map_segment(vcpu, orig_pte->eaddr);
 112                 WARN_ON(ret < 0);
 113                 map = find_sid_vsid(vcpu, vsid);
 114         }
 115         if (!map) {
 116                 printk(KERN_ERR "KVM: Segment map for 0x%llx (0x%lx) failed\n",
 117                                 vsid, orig_pte->eaddr);
 118                 WARN_ON(true);
 119                 r = -EINVAL;
 120                 goto out;
 121         }
 122
 123         vpn = hpt_vpn(orig_pte->eaddr, map->host_vsid, MMU_SEGSIZE_256M);
 124
 125         if (!orig_pte->may_write || !writable)
 126                 rflags |= HPTE_R_PP;
 127         else
 128                 mark_page_dirty(vcpu->kvm, orig_pte->raddr >> PAGE_SHIFT);
 129
 130         if (!orig_pte->may_execute)
 131                 rflags |= HPTE_R_N;
 132         else
 133                 kvmppc_mmu_flush_icache(hpaddr >> PAGE_SHIFT);
 134
 135         /*
 136          * Use 64K pages if possible; otherwise, on 64K page kernels,
 137          * we need to transfer 4 more bits from guest real to host real addr.
 138          */
 139         if (vsid & VSID_64K)
 140                 hpsize = MMU_PAGE_64K;
 141         else
 142                 hpaddr |= orig_pte->raddr & (~0xfffULL & ~PAGE_MASK);
 143
 144         hash = hpt_hash(vpn, mmu_psize_defs[hpsize].shift, MMU_SEGSIZE_256M);
 145
 146 map_again:
 147         hpteg = ((hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP);
 148
 149         /* In case we tried normal mapping already, let's nuke old entries */
 150         if (attempt > 1)
 151                 if (ppc_md.hpte_remove(hpteg) < 0) {
 152                         r = -1;
 153                         goto out;
 154                 }
 155
 156         ret = ppc_md.hpte_insert(hpteg, vpn, hpaddr, rflags, vflags,
 157                                  hpsize, hpsize, MMU_SEGSIZE_256M);
 158
 159         if (ret < 0) {
 160                 /* If we couldn't map a primary PTE, try a secondary */
 161                 hash = ~hash;
 162                 vflags ^= HPTE_V_SECONDARY;
 163                 attempt++;
 164                 goto map_again;
 165         } else {
 166                 struct hpte_cache *pte = kvmppc_mmu_hpte_cache_next(vcpu);
 167
 168                 trace_kvm_book3s_64_mmu_map(rflags, hpteg,
 169                                             vpn, hpaddr, orig_pte);
 170
 171                 /* The ppc_md code may give us a secondary entry even though we
 172                    asked for a primary. Fix up. */
 173                 if ((ret & _PTEIDX_SECONDARY) && !(vflags & HPTE_V_SECONDARY)) {
 174                         hash = ~hash;
 175                         hpteg = ((hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP);
 176                 }
 177
 178                 pte->slot = hpteg + (ret & 7);
 179                 pte->host_vpn = vpn;
 180                 pte->pte = *orig_pte;
 181                 pte->pfn = hpaddr >> PAGE_SHIFT;
 182                 pte->pagesize = hpsize;
 183
 184                 kvmppc_mmu_hpte_cache_map(vcpu, pte);
 185         }
 186         kvm_release_pfn_clean(hpaddr >> PAGE_SHIFT);
 187
 188 out:
 189         return r;
 190 }
 191
 192 void kvmppc_mmu_unmap_page(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvmppc_pte *pte)
 193 {
 194         u64 mask = 0xfffffffffULL;
 195         u64 vsid;
 196
 197         vcpu->arch.mmu.esid_to_vsid(vcpu, pte->eaddr >> SID_SHIFT, &vsid);
 198         if (vsid & VSID_64K)
 199                 mask = 0xffffffff0ULL;
 200         kvmppc_mmu_pte_vflush(vcpu, pte->vpage, mask);
 201 }
 202
 203 static struct kvmppc_sid_map *create_sid_map(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 gvsid)
 204 {
 205         struct kvmppc_sid_map *map;
 206         struct kvmppc_vcpu_book3s *vcpu_book3s = to_book3s(vcpu);
 207         u16 sid_map_mask;
 208         static int backwards_map = 0;
 209
 210         if (vcpu->arch.shared->msr & MSR_PR)
 211                 gvsid |= VSID_PR;
 212
 213         /* We might get collisions that trap in preceding order, so let's
 214            map them differently */
 215
 216         sid_map_mask = kvmppc_sid_hash(vcpu, gvsid);
 217         if (backwards_map)
 218                 sid_map_mask = SID_MAP_MASK - sid_map_mask;
 219
 220         map = &to_book3s(vcpu)->sid_map[sid_map_mask];
 221
 222         /* Make sure we're taking the other map next time */
 223         backwards_map = !backwards_map;
 224
 225         /* Uh-oh ... out of mappings. Let's flush! */
 226         if (vcpu_book3s->proto_vsid_next == vcpu_book3s->proto_vsid_max) {
 227                 vcpu_book3s->proto_vsid_next = vcpu_book3s->proto_vsid_first;
 228                 memset(vcpu_book3s->sid_map, 0,
 229                        sizeof(struct kvmppc_sid_map) * SID_MAP_NUM);
 230                 kvmppc_mmu_pte_flush(vcpu, 0, 0);
 231                 kvmppc_mmu_flush_segments(vcpu);
 232         }
 233         map->host_vsid = vsid_scramble(vcpu_book3s->proto_vsid_next++, 256M);
 234
 235         map->guest_vsid = gvsid;
 236         map->valid = true;
 237
 238         trace_kvm_book3s_slb_map(sid_map_mask, gvsid, map->host_vsid);
 239
 240         return map;
 241 }
 242
 243 static int kvmppc_mmu_next_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong esid)
 244 {
 245         struct kvmppc_book3s_shadow_vcpu *svcpu = svcpu_get(vcpu);
 246         int i;
 247         int max_slb_size = 64;
 248         int found_inval = -1;
 249         int r;
 250
 251         if (!svcpu->slb_max)
 252                 svcpu->slb_max = 1;
 253
 254         /* Are we overwriting? */
 255         for (i = 1; i < svcpu->slb_max; i++) {
 256                 if (!(svcpu->slb[i].esid & SLB_ESID_V))
 257                         found_inval = i;
 258                 else if ((svcpu->slb[i].esid & ESID_MASK) == esid) {
 259                         r = i;
 260                         goto out;
 261                 }
 262         }
 263
 264         /* Found a spare entry that was invalidated before */
 265         if (found_inval > 0) {
 266                 r = found_inval;
 267                 goto out;
 268         }
 269
 270         /* No spare invalid entry, so create one */
 271
 272         if (mmu_slb_size < 64)
 273                 max_slb_size = mmu_slb_size;
 274
 275         /* Overflowing -> purge */
 276         if ((svcpu->slb_max) == max_slb_size)
 277                 kvmppc_mmu_flush_segments(vcpu);
 278
 279         r = svcpu->slb_max;
 280         svcpu->slb_max++;
 281
 282 out:
 283         svcpu_put(svcpu);
 284         return r;
 285 }
 286
 287 int kvmppc_mmu_map_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong eaddr)
 288 {
 289         struct kvmppc_book3s_shadow_vcpu *svcpu = svcpu_get(vcpu);
 290         u64 esid = eaddr >> SID_SHIFT;
 291         u64 slb_esid = (eaddr & ESID_MASK) | SLB_ESID_V;
 292         u64 slb_vsid = SLB_VSID_USER;
 293         u64 gvsid;
 294         int slb_index;
 295         struct kvmppc_sid_map *map;
 296         int r = 0;
 297
 298         slb_index = kvmppc_mmu_next_segment(vcpu, eaddr & ESID_MASK);
 299
 300         if (vcpu->arch.mmu.esid_to_vsid(vcpu, esid, &gvsid)) {
 301                 /* Invalidate an entry */
 302                 svcpu->slb[slb_index].esid = 0;
 303                 r = -ENOENT;
 304                 goto out;
 305         }
 306
 307         map = find_sid_vsid(vcpu, gvsid);
 308         if (!map)
 309                 map = create_sid_map(vcpu, gvsid);
 310
 311         map->guest_esid = esid;
 312
 313         slb_vsid |= (map->host_vsid << 12);
 314         slb_vsid &= ~SLB_VSID_KP;
 315         slb_esid |= slb_index;
 316
 317 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 318         /* Set host segment base page size to 64K if possible */
 319         if (gvsid & VSID_64K)
 320                 slb_vsid |= mmu_psize_defs[MMU_PAGE_64K].sllp;
 321 #endif
 322
 323         svcpu->slb[slb_index].esid = slb_esid;
 324         svcpu->slb[slb_index].vsid = slb_vsid;
 325
 326         trace_kvm_book3s_slbmte(slb_vsid, slb_esid);
 327
 328 out:
 329         svcpu_put(svcpu);
 330         return r;
 331 }
 332
 333 void kvmppc_mmu_flush_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong ea, ulong seg_size)
 334 {
 335         struct kvmppc_book3s_shadow_vcpu *svcpu = svcpu_get(vcpu);
 336         ulong seg_mask = -seg_size;
 337         int i;
 338
 339         for (i = 1; i < svcpu->slb_max; i++) {
 340                 if ((svcpu->slb[i].esid & SLB_ESID_V) &&
 341                     (svcpu->slb[i].esid & seg_mask) == ea) {
 342                         /* Invalidate this entry */
 343                         svcpu->slb[i].esid = 0;
 344                 }
 345         }
 346
 347         svcpu_put(svcpu);
 348 }
 349
 350 void kvmppc_mmu_flush_segments(struct kvm_vcpu *vcpu)
 351 {
 352         struct kvmppc_book3s_shadow_vcpu *svcpu = svcpu_get(vcpu);
 353         svcpu->slb_max = 1;
 354         svcpu->slb[0].esid = 0;
 355         svcpu_put(svcpu);
 356 }
 357
 358 void kvmppc_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu)
 359 {
 360         kvmppc_mmu_hpte_destroy(vcpu);
 361         __destroy_context(to_book3s(vcpu)->context_id[0]);
 362 }
 363
 364 int kvmppc_mmu_init(struct kvm_vcpu *vcpu)
 365 {
 366         struct kvmppc_vcpu_book3s *vcpu3s = to_book3s(vcpu);
 367         int err;
 368
 369         err = __init_new_context();
 370         if (err < 0)
 371                 return -1;
 372         vcpu3s->context_id[0] = err;
 373
 374         vcpu3s->proto_vsid_max = ((u64)(vcpu3s->context_id[0] + 1)
 375                                   << ESID_BITS) - 1;
 376         vcpu3s->proto_vsid_first = (u64)vcpu3s->context_id[0] << ESID_BITS;
 377         vcpu3s->proto_vsid_next = vcpu3s->proto_vsid_first;
 378
 379         kvmppc_mmu_hpte_init(vcpu);
 380
 381         return 0;
 382 }