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         unsigned long mmu_seq;
  97         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
  98         struct hpte_cache *cpte;
  99
 100         /* used to check for invalidations in progress */
 101         mmu_seq = kvm->mmu_notifier_seq;
 102         smp_rmb();
 103
 104         /* Get host physical address for gpa */
 105         hpaddr = kvmppc_gfn_to_pfn(vcpu, orig_pte->raddr >> PAGE_SHIFT,
 106                                    iswrite, &writable);
 107         if (is_error_noslot_pfn(hpaddr)) {
 108                 printk(KERN_INFO "Couldn't get guest page for gfn %lx!\n", orig_pte->eaddr);
 109                 r = -EINVAL;
 110                 goto out;
 111         }
 112         hpaddr <<= PAGE_SHIFT;
 113
 114         /* and write the mapping ea -> hpa into the pt */
 115         vcpu->arch.mmu.esid_to_vsid(vcpu, orig_pte->eaddr >> SID_SHIFT, &vsid);
 116         map = find_sid_vsid(vcpu, vsid);
 117         if (!map) {
 118                 ret = kvmppc_mmu_map_segment(vcpu, orig_pte->eaddr);
 119                 WARN_ON(ret < 0);
 120                 map = find_sid_vsid(vcpu, vsid);
 121         }
 122         if (!map) {
 123                 printk(KERN_ERR "KVM: Segment map for 0x%llx (0x%lx) failed\n",
 124                                 vsid, orig_pte->eaddr);
 125                 WARN_ON(true);
 126                 r = -EINVAL;
 127                 goto out;
 128         }
 129
 130         vpn = hpt_vpn(orig_pte->eaddr, map->host_vsid, MMU_SEGSIZE_256M);
 131
 132         if (!orig_pte->may_write || !writable)
 133                 rflags |= HPTE_R_PP;
 134         else
 135                 mark_page_dirty(vcpu->kvm, orig_pte->raddr >> PAGE_SHIFT);
 136
 137         if (!orig_pte->may_execute)
 138                 rflags |= HPTE_R_N;
 139         else
 140                 kvmppc_mmu_flush_icache(hpaddr >> PAGE_SHIFT);
 141
 142         /*
 143          * Use 64K pages if possible; otherwise, on 64K page kernels,
 144          * we need to transfer 4 more bits from guest real to host real addr.
 145          */
 146         if (vsid & VSID_64K)
 147                 hpsize = MMU_PAGE_64K;
 148         else
 149                 hpaddr |= orig_pte->raddr & (~0xfffULL & ~PAGE_MASK);
 150
 151         hash = hpt_hash(vpn, mmu_psize_defs[hpsize].shift, MMU_SEGSIZE_256M);
 152
 153         cpte = kvmppc_mmu_hpte_cache_next(vcpu);
 154
 155         spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 156         if (!cpte || mmu_notifier_retry(kvm, mmu_seq)) {
 157                 r = -EAGAIN;
 158                 goto out_unlock;
 159         }
 160
 161 map_again:
 162         hpteg = ((hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP);
 163
 164         /* In case we tried normal mapping already, let's nuke old entries */
 165         if (attempt > 1)
 166                 if (ppc_md.hpte_remove(hpteg) < 0) {
 167                         r = -1;
 168                         goto out_unlock;
 169                 }
 170
 171         ret = ppc_md.hpte_insert(hpteg, vpn, hpaddr, rflags, vflags,
 172                                  hpsize, hpsize, MMU_SEGSIZE_256M);
 173
 174         if (ret < 0) {
 175                 /* If we couldn't map a primary PTE, try a secondary */
 176                 hash = ~hash;
 177                 vflags ^= HPTE_V_SECONDARY;
 178                 attempt++;
 179                 goto map_again;
 180         } else {
 181                 trace_kvm_book3s_64_mmu_map(rflags, hpteg,
 182                                             vpn, hpaddr, orig_pte);
 183
 184                 /* The ppc_md code may give us a secondary entry even though we
 185                    asked for a primary. Fix up. */
 186                 if ((ret & _PTEIDX_SECONDARY) && !(vflags & HPTE_V_SECONDARY)) {
 187                         hash = ~hash;
 188                         hpteg = ((hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP);
 189                 }
 190
 191                 cpte->slot = hpteg + (ret & 7);
 192                 cpte->host_vpn = vpn;
 193                 cpte->pte = *orig_pte;
 194                 cpte->pfn = hpaddr >> PAGE_SHIFT;
 195                 cpte->pagesize = hpsize;
 196
 197                 kvmppc_mmu_hpte_cache_map(vcpu, cpte);
 198                 cpte = NULL;
 199         }
 200
 201 out_unlock:
 202         spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
 203         kvm_release_pfn_clean(hpaddr >> PAGE_SHIFT);
 204         if (cpte)
 205                 kvmppc_mmu_hpte_cache_free(cpte);
 206
 207 out:
 208         return r;
 209 }
 210
 211 void kvmppc_mmu_unmap_page(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvmppc_pte *pte)
 212 {
 213         u64 mask = 0xfffffffffULL;
 214         u64 vsid;
 215
 216         vcpu->arch.mmu.esid_to_vsid(vcpu, pte->eaddr >> SID_SHIFT, &vsid);
 217         if (vsid & VSID_64K)
 218                 mask = 0xffffffff0ULL;
 219         kvmppc_mmu_pte_vflush(vcpu, pte->vpage, mask);
 220 }
 221
 222 static struct kvmppc_sid_map *create_sid_map(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 gvsid)
 223 {
 224         struct kvmppc_sid_map *map;
 225         struct kvmppc_vcpu_book3s *vcpu_book3s = to_book3s(vcpu);
 226         u16 sid_map_mask;
 227         static int backwards_map = 0;
 228
 229         if (vcpu->arch.shared->msr & MSR_PR)
 230                 gvsid |= VSID_PR;
 231
 232         /* We might get collisions that trap in preceding order, so let's
 233            map them differently */
 234
 235         sid_map_mask = kvmppc_sid_hash(vcpu, gvsid);
 236         if (backwards_map)
 237                 sid_map_mask = SID_MAP_MASK - sid_map_mask;
 238
 239         map = &to_book3s(vcpu)->sid_map[sid_map_mask];
 240
 241         /* Make sure we're taking the other map next time */
 242         backwards_map = !backwards_map;
 243
 244         /* Uh-oh ... out of mappings. Let's flush! */
 245         if (vcpu_book3s->proto_vsid_next == vcpu_book3s->proto_vsid_max) {
 246                 vcpu_book3s->proto_vsid_next = vcpu_book3s->proto_vsid_first;
 247                 memset(vcpu_book3s->sid_map, 0,
 248                        sizeof(struct kvmppc_sid_map) * SID_MAP_NUM);
 249                 kvmppc_mmu_pte_flush(vcpu, 0, 0);
 250                 kvmppc_mmu_flush_segments(vcpu);
 251         }
 252         map->host_vsid = vsid_scramble(vcpu_book3s->proto_vsid_next++, 256M);
 253
 254         map->guest_vsid = gvsid;
 255         map->valid = true;
 256
 257         trace_kvm_book3s_slb_map(sid_map_mask, gvsid, map->host_vsid);
 258
 259         return map;
 260 }
 261
 262 static int kvmppc_mmu_next_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong esid)
 263 {
 264         struct kvmppc_book3s_shadow_vcpu *svcpu = svcpu_get(vcpu);
 265         int i;
 266         int max_slb_size = 64;
 267         int found_inval = -1;
 268         int r;
 269
 270         if (!svcpu->slb_max)
 271                 svcpu->slb_max = 1;
 272
 273         /* Are we overwriting? */
 274         for (i = 1; i < svcpu->slb_max; i++) {
 275                 if (!(svcpu->slb[i].esid & SLB_ESID_V))
 276                         found_inval = i;
 277                 else if ((svcpu->slb[i].esid & ESID_MASK) == esid) {
 278                         r = i;
 279                         goto out;
 280                 }
 281         }
 282
 283         /* Found a spare entry that was invalidated before */
 284         if (found_inval > 0) {
 285                 r = found_inval;
 286                 goto out;
 287         }
 288
 289         /* No spare invalid entry, so create one */
 290
 291         if (mmu_slb_size < 64)
 292                 max_slb_size = mmu_slb_size;
 293
 294         /* Overflowing -> purge */
 295         if ((svcpu->slb_max) == max_slb_size)
 296                 kvmppc_mmu_flush_segments(vcpu);
 297
 298         r = svcpu->slb_max;
 299         svcpu->slb_max++;
 300
 301 out:
 302         svcpu_put(svcpu);
 303         return r;
 304 }
 305
 306 int kvmppc_mmu_map_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong eaddr)
 307 {
 308         struct kvmppc_book3s_shadow_vcpu *svcpu = svcpu_get(vcpu);
 309         u64 esid = eaddr >> SID_SHIFT;
 310         u64 slb_esid = (eaddr & ESID_MASK) | SLB_ESID_V;
 311         u64 slb_vsid = SLB_VSID_USER;
 312         u64 gvsid;
 313         int slb_index;
 314         struct kvmppc_sid_map *map;
 315         int r = 0;
 316
 317         slb_index = kvmppc_mmu_next_segment(vcpu, eaddr & ESID_MASK);
 318
 319         if (vcpu->arch.mmu.esid_to_vsid(vcpu, esid, &gvsid)) {
 320                 /* Invalidate an entry */
 321                 svcpu->slb[slb_index].esid = 0;
 322                 r = -ENOENT;
 323                 goto out;
 324         }
 325
 326         map = find_sid_vsid(vcpu, gvsid);
 327         if (!map)
 328                 map = create_sid_map(vcpu, gvsid);
 329
 330         map->guest_esid = esid;
 331
 332         slb_vsid |= (map->host_vsid << 12);
 333         slb_vsid &= ~SLB_VSID_KP;
 334         slb_esid |= slb_index;
 335
 336 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 337         /* Set host segment base page size to 64K if possible */
 338         if (gvsid & VSID_64K)
 339                 slb_vsid |= mmu_psize_defs[MMU_PAGE_64K].sllp;
 340 #endif
 341
 342         svcpu->slb[slb_index].esid = slb_esid;
 343         svcpu->slb[slb_index].vsid = slb_vsid;
 344
 345         trace_kvm_book3s_slbmte(slb_vsid, slb_esid);
 346
 347 out:
 348         svcpu_put(svcpu);
 349         return r;
 350 }
 351
 352 void kvmppc_mmu_flush_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong ea, ulong seg_size)
 353 {
 354         struct kvmppc_book3s_shadow_vcpu *svcpu = svcpu_get(vcpu);
 355         ulong seg_mask = -seg_size;
 356         int i;
 357
 358         for (i = 1; i < svcpu->slb_max; i++) {
 359                 if ((svcpu->slb[i].esid & SLB_ESID_V) &&
 360                     (svcpu->slb[i].esid & seg_mask) == ea) {
 361                         /* Invalidate this entry */
 362                         svcpu->slb[i].esid = 0;
 363                 }
 364         }
 365
 366         svcpu_put(svcpu);
 367 }
 368
 369 void kvmppc_mmu_flush_segments(struct kvm_vcpu *vcpu)
 370 {
 371         struct kvmppc_book3s_shadow_vcpu *svcpu = svcpu_get(vcpu);
 372         svcpu->slb_max = 1;
 373         svcpu->slb[0].esid = 0;
 374         svcpu_put(svcpu);
 375 }
 376
 377 void kvmppc_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu)
 378 {
 379         kvmppc_mmu_hpte_destroy(vcpu);
 380         __destroy_context(to_book3s(vcpu)->context_id[0]);
 381 }
 382
 383 int kvmppc_mmu_init(struct kvm_vcpu *vcpu)
 384 {
 385         struct kvmppc_vcpu_book3s *vcpu3s = to_book3s(vcpu);
 386         int err;
 387
 388         err = __init_new_context();
 389         if (err < 0)
 390                 return -1;
 391         vcpu3s->context_id[0] = err;
 392
 393         vcpu3s->proto_vsid_max = ((u64)(vcpu3s->context_id[0] + 1)
 394                                   << ESID_BITS) - 1;
 395         vcpu3s->proto_vsid_first = (u64)vcpu3s->context_id[0] << ESID_BITS;
 396         vcpu3s->proto_vsid_next = vcpu3s->proto_vsid_first;
 397
 398         kvmppc_mmu_hpte_init(vcpu);
 399
 400         return 0;
 401 }