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 {
  83         unsigned long vpn;
  84         pfn_t hpaddr;
  85         ulong hash, hpteg;
  86         u64 vsid;
  87         int ret;
  88         int rflags = 0x192;
  89         int vflags = 0;
  90         int attempt = 0;
  91         struct kvmppc_sid_map *map;
  92         int r = 0;
  93         int hpsize = MMU_PAGE_4K;
  94
  95         /* Get host physical address for gpa */
  96         hpaddr = kvmppc_gfn_to_pfn(vcpu, orig_pte->raddr >> PAGE_SHIFT);
  97         if (is_error_noslot_pfn(hpaddr)) {
  98                 printk(KERN_INFO "Couldn't get guest page for gfn %lx!\n", orig_pte->eaddr);
  99                 r = -EINVAL;
 100                 goto out;
 101         }
 102         hpaddr <<= PAGE_SHIFT;
 103
 104         /* and write the mapping ea -> hpa into the pt */
 105         vcpu->arch.mmu.esid_to_vsid(vcpu, orig_pte->eaddr >> SID_SHIFT, &vsid);
 106         map = find_sid_vsid(vcpu, vsid);
 107         if (!map) {
 108                 ret = kvmppc_mmu_map_segment(vcpu, orig_pte->eaddr);
 109                 WARN_ON(ret < 0);
 110                 map = find_sid_vsid(vcpu, vsid);
 111         }
 112         if (!map) {
 113                 printk(KERN_ERR "KVM: Segment map for 0x%llx (0x%lx) failed\n",
 114                                 vsid, orig_pte->eaddr);
 115                 WARN_ON(true);
 116                 r = -EINVAL;
 117                 goto out;
 118         }
 119
 120         vpn = hpt_vpn(orig_pte->eaddr, map->host_vsid, MMU_SEGSIZE_256M);
 121
 122         if (!orig_pte->may_write)
 123                 rflags |= HPTE_R_PP;
 124         else
 125                 mark_page_dirty(vcpu->kvm, orig_pte->raddr >> PAGE_SHIFT);
 126
 127         if (!orig_pte->may_execute)
 128                 rflags |= HPTE_R_N;
 129         else
 130                 kvmppc_mmu_flush_icache(hpaddr >> PAGE_SHIFT);
 131
 132         /*
 133          * Use 64K pages if possible; otherwise, on 64K page kernels,
 134          * we need to transfer 4 more bits from guest real to host real addr.
 135          */
 136         if (vsid & VSID_64K)
 137                 hpsize = MMU_PAGE_64K;
 138         else
 139                 hpaddr |= orig_pte->raddr & (~0xfffULL & ~PAGE_MASK);
 140
 141         hash = hpt_hash(vpn, mmu_psize_defs[hpsize].shift, MMU_SEGSIZE_256M);
 142
 143 map_again:
 144         hpteg = ((hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP);
 145
 146         /* In case we tried normal mapping already, let's nuke old entries */
 147         if (attempt > 1)
 148                 if (ppc_md.hpte_remove(hpteg) < 0) {
 149                         r = -1;
 150                         goto out;
 151                 }
 152
 153         ret = ppc_md.hpte_insert(hpteg, vpn, hpaddr, rflags, vflags,
 154                                  hpsize, hpsize, MMU_SEGSIZE_256M);
 155
 156         if (ret < 0) {
 157                 /* If we couldn't map a primary PTE, try a secondary */
 158                 hash = ~hash;
 159                 vflags ^= HPTE_V_SECONDARY;
 160                 attempt++;
 161                 goto map_again;
 162         } else {
 163                 struct hpte_cache *pte = kvmppc_mmu_hpte_cache_next(vcpu);
 164
 165                 trace_kvm_book3s_64_mmu_map(rflags, hpteg,
 166                                             vpn, hpaddr, orig_pte);
 167
 168                 /* The ppc_md code may give us a secondary entry even though we
 169                    asked for a primary. Fix up. */
 170                 if ((ret & _PTEIDX_SECONDARY) && !(vflags & HPTE_V_SECONDARY)) {
 171                         hash = ~hash;
 172                         hpteg = ((hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP);
 173                 }
 174
 175                 pte->slot = hpteg + (ret & 7);
 176                 pte->host_vpn = vpn;
 177                 pte->pte = *orig_pte;
 178                 pte->pfn = hpaddr >> PAGE_SHIFT;
 179                 pte->pagesize = hpsize;
 180
 181                 kvmppc_mmu_hpte_cache_map(vcpu, pte);
 182         }
 183         kvm_release_pfn_clean(hpaddr >> PAGE_SHIFT);
 184
 185 out:
 186         return r;
 187 }
 188
 189 static struct kvmppc_sid_map *create_sid_map(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 gvsid)
 190 {
 191         struct kvmppc_sid_map *map;
 192         struct kvmppc_vcpu_book3s *vcpu_book3s = to_book3s(vcpu);
 193         u16 sid_map_mask;
 194         static int backwards_map = 0;
 195
 196         if (vcpu->arch.shared->msr & MSR_PR)
 197                 gvsid |= VSID_PR;
 198
 199         /* We might get collisions that trap in preceding order, so let's
 200            map them differently */
 201
 202         sid_map_mask = kvmppc_sid_hash(vcpu, gvsid);
 203         if (backwards_map)
 204                 sid_map_mask = SID_MAP_MASK - sid_map_mask;
 205
 206         map = &to_book3s(vcpu)->sid_map[sid_map_mask];
 207
 208         /* Make sure we're taking the other map next time */
 209         backwards_map = !backwards_map;
 210
 211         /* Uh-oh ... out of mappings. Let's flush! */
 212         if (vcpu_book3s->proto_vsid_next == vcpu_book3s->proto_vsid_max) {
 213                 vcpu_book3s->proto_vsid_next = vcpu_book3s->proto_vsid_first;
 214                 memset(vcpu_book3s->sid_map, 0,
 215                        sizeof(struct kvmppc_sid_map) * SID_MAP_NUM);
 216                 kvmppc_mmu_pte_flush(vcpu, 0, 0);
 217                 kvmppc_mmu_flush_segments(vcpu);
 218         }
 219         map->host_vsid = vsid_scramble(vcpu_book3s->proto_vsid_next++, 256M);
 220
 221         map->guest_vsid = gvsid;
 222         map->valid = true;
 223
 224         trace_kvm_book3s_slb_map(sid_map_mask, gvsid, map->host_vsid);
 225
 226         return map;
 227 }
 228
 229 static int kvmppc_mmu_next_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong esid)
 230 {
 231         struct kvmppc_book3s_shadow_vcpu *svcpu = svcpu_get(vcpu);
 232         int i;
 233         int max_slb_size = 64;
 234         int found_inval = -1;
 235         int r;
 236
 237         if (!svcpu->slb_max)
 238                 svcpu->slb_max = 1;
 239
 240         /* Are we overwriting? */
 241         for (i = 1; i < svcpu->slb_max; i++) {
 242                 if (!(svcpu->slb[i].esid & SLB_ESID_V))
 243                         found_inval = i;
 244                 else if ((svcpu->slb[i].esid & ESID_MASK) == esid) {
 245                         r = i;
 246                         goto out;
 247                 }
 248         }
 249
 250         /* Found a spare entry that was invalidated before */
 251         if (found_inval > 0) {
 252                 r = found_inval;
 253                 goto out;
 254         }
 255
 256         /* No spare invalid entry, so create one */
 257
 258         if (mmu_slb_size < 64)
 259                 max_slb_size = mmu_slb_size;
 260
 261         /* Overflowing -> purge */
 262         if ((svcpu->slb_max) == max_slb_size)
 263                 kvmppc_mmu_flush_segments(vcpu);
 264
 265         r = svcpu->slb_max;
 266         svcpu->slb_max++;
 267
 268 out:
 269         svcpu_put(svcpu);
 270         return r;
 271 }
 272
 273 int kvmppc_mmu_map_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong eaddr)
 274 {
 275         struct kvmppc_book3s_shadow_vcpu *svcpu = svcpu_get(vcpu);
 276         u64 esid = eaddr >> SID_SHIFT;
 277         u64 slb_esid = (eaddr & ESID_MASK) | SLB_ESID_V;
 278         u64 slb_vsid = SLB_VSID_USER;
 279         u64 gvsid;
 280         int slb_index;
 281         struct kvmppc_sid_map *map;
 282         int r = 0;
 283
 284         slb_index = kvmppc_mmu_next_segment(vcpu, eaddr & ESID_MASK);
 285
 286         if (vcpu->arch.mmu.esid_to_vsid(vcpu, esid, &gvsid)) {
 287                 /* Invalidate an entry */
 288                 svcpu->slb[slb_index].esid = 0;
 289                 r = -ENOENT;
 290                 goto out;
 291         }
 292
 293         map = find_sid_vsid(vcpu, gvsid);
 294         if (!map)
 295                 map = create_sid_map(vcpu, gvsid);
 296
 297         map->guest_esid = esid;
 298
 299         slb_vsid |= (map->host_vsid << 12);
 300         slb_vsid &= ~SLB_VSID_KP;
 301         slb_esid |= slb_index;
 302
 303 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 304         /* Set host segment base page size to 64K if possible */
 305         if (gvsid & VSID_64K)
 306                 slb_vsid |= mmu_psize_defs[MMU_PAGE_64K].sllp;
 307 #endif
 308
 309         svcpu->slb[slb_index].esid = slb_esid;
 310         svcpu->slb[slb_index].vsid = slb_vsid;
 311
 312         trace_kvm_book3s_slbmte(slb_vsid, slb_esid);
 313
 314 out:
 315         svcpu_put(svcpu);
 316         return r;
 317 }
 318
 319 void kvmppc_mmu_flush_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong ea, ulong seg_size)
 320 {
 321         struct kvmppc_book3s_shadow_vcpu *svcpu = svcpu_get(vcpu);
 322         ulong seg_mask = -seg_size;
 323         int i;
 324
 325         for (i = 1; i < svcpu->slb_max; i++) {
 326                 if ((svcpu->slb[i].esid & SLB_ESID_V) &&
 327                     (svcpu->slb[i].esid & seg_mask) == ea) {
 328                         /* Invalidate this entry */
 329                         svcpu->slb[i].esid = 0;
 330                 }
 331         }
 332
 333         svcpu_put(svcpu);
 334 }
 335
 336 void kvmppc_mmu_flush_segments(struct kvm_vcpu *vcpu)
 337 {
 338         struct kvmppc_book3s_shadow_vcpu *svcpu = svcpu_get(vcpu);
 339         svcpu->slb_max = 1;
 340         svcpu->slb[0].esid = 0;
 341         svcpu_put(svcpu);
 342 }
 343
 344 void kvmppc_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu)
 345 {
 346         kvmppc_mmu_hpte_destroy(vcpu);
 347         __destroy_context(to_book3s(vcpu)->context_id[0]);
 348 }
 349
 350 int kvmppc_mmu_init(struct kvm_vcpu *vcpu)
 351 {
 352         struct kvmppc_vcpu_book3s *vcpu3s = to_book3s(vcpu);
 353         int err;
 354
 355         err = __init_new_context();
 356         if (err < 0)
 357                 return -1;
 358         vcpu3s->context_id[0] = err;
 359
 360         vcpu3s->proto_vsid_max = ((u64)(vcpu3s->context_id[0] + 1)
 361                                   << ESID_BITS) - 1;
 362         vcpu3s->proto_vsid_first = (u64)vcpu3s->context_id[0] << ESID_BITS;
 363         vcpu3s->proto_vsid_next = vcpu3s->proto_vsid_first;
 364
 365         kvmppc_mmu_hpte_init(vcpu);
 366
 367         return 0;
 368 }