Pileus Git - ~andy/linux/blob - arch/powerpc/kvm/e500_tlb.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2008-2011 Freescale Semiconductor, Inc. All rights reserved.
   3  *
   4  * Author: Yu Liu, yu.liu@freescale.com
   5  *
   6  * Description:
   7  * This file is based on arch/powerpc/kvm/44x_tlb.c,
   8  * by Hollis Blanchard <hollisb@us.ibm.com>.
   9  *
  10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  11  * it under the terms of the GNU General Public License, version 2, as
  12  * published by the Free Software Foundation.
  13  */
  14
  15 #include <linux/kernel.h>
  16 #include <linux/types.h>
  17 #include <linux/slab.h>
  18 #include <linux/string.h>
  19 #include <linux/kvm.h>
  20 #include <linux/kvm_host.h>
  21 #include <linux/highmem.h>
  22 #include <linux/log2.h>
  23 #include <linux/uaccess.h>
  24 #include <linux/sched.h>
  25 #include <linux/rwsem.h>
  26 #include <linux/vmalloc.h>
  27 #include <linux/hugetlb.h>
  28 #include <asm/kvm_ppc.h>
  29 #include <asm/kvm_e500.h>
  30
  31 #include "../mm/mmu_decl.h"
  32 #include "e500_tlb.h"
  33 #include "trace.h"
  34 #include "timing.h"
  35
  36 #define to_htlb1_esel(esel) (host_tlb_params[1].entries - (esel) - 1)
  37
  38 struct id {
  39         unsigned long val;
  40         struct id **pentry;
  41 };
  42
  43 #define NUM_TIDS 256
  44
  45 /*
  46  * This table provide mappings from:
  47  * (guestAS,guestTID,guestPR) --> ID of physical cpu
  48  * guestAS      [0..1]
  49  * guestTID     [0..255]
  50  * guestPR      [0..1]
  51  * ID           [1..255]
  52  * Each vcpu keeps one vcpu_id_table.
  53  */
  54 struct vcpu_id_table {
  55         struct id id[2][NUM_TIDS][2];
  56 };
  57
  58 /*
  59  * This table provide reversed mappings of vcpu_id_table:
  60  * ID --> address of vcpu_id_table item.
  61  * Each physical core has one pcpu_id_table.
  62  */
  63 struct pcpu_id_table {
  64         struct id *entry[NUM_TIDS];
  65 };
  66
  67 static DEFINE_PER_CPU(struct pcpu_id_table, pcpu_sids);
  68
  69 /* This variable keeps last used shadow ID on local core.
  70  * The valid range of shadow ID is [1..255] */
  71 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, pcpu_last_used_sid);
  72
  73 static struct kvmppc_e500_tlb_params host_tlb_params[E500_TLB_NUM];
  74
  75 static struct kvm_book3e_206_tlb_entry *get_entry(
  76         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500, int tlbsel, int entry)
  77 {
  78         int offset = vcpu_e500->gtlb_offset[tlbsel];
  79         return &vcpu_e500->gtlb_arch[offset + entry];
  80 }
  81
  82 /*
  83  * Allocate a free shadow id and setup a valid sid mapping in given entry.
  84  * A mapping is only valid when vcpu_id_table and pcpu_id_table are match.
  85  *
  86  * The caller must have preemption disabled, and keep it that way until
  87  * it has finished with the returned shadow id (either written into the
  88  * TLB or arch.shadow_pid, or discarded).
  89  */
  90 static inline int local_sid_setup_one(struct id *entry)
  91 {
  92         unsigned long sid;
  93         int ret = -1;
  94
  95         sid = ++(__get_cpu_var(pcpu_last_used_sid));
  96         if (sid < NUM_TIDS) {
  97                 __get_cpu_var(pcpu_sids).entry[sid] = entry;
  98                 entry->val = sid;
  99                 entry->pentry = &__get_cpu_var(pcpu_sids).entry[sid];
 100                 ret = sid;
 101         }
 102
 103         /*
 104          * If sid == NUM_TIDS, we've run out of sids.  We return -1, and
 105          * the caller will invalidate everything and start over.
 106          *
 107          * sid > NUM_TIDS indicates a race, which we disable preemption to
 108          * avoid.
 109          */
 110         WARN_ON(sid > NUM_TIDS);
 111
 112         return ret;
 113 }
 114
 115 /*
 116  * Check if given entry contain a valid shadow id mapping.
 117  * An ID mapping is considered valid only if
 118  * both vcpu and pcpu know this mapping.
 119  *
 120  * The caller must have preemption disabled, and keep it that way until
 121  * it has finished with the returned shadow id (either written into the
 122  * TLB or arch.shadow_pid, or discarded).
 123  */
 124 static inline int local_sid_lookup(struct id *entry)
 125 {
 126         if (entry && entry->val != 0 &&
 127             __get_cpu_var(pcpu_sids).entry[entry->val] == entry &&
 128             entry->pentry == &__get_cpu_var(pcpu_sids).entry[entry->val])
 129                 return entry->val;
 130         return -1;
 131 }
 132
 133 /* Invalidate all id mappings on local core -- call with preempt disabled */
 134 static inline void local_sid_destroy_all(void)
 135 {
 136         __get_cpu_var(pcpu_last_used_sid) = 0;
 137         memset(&__get_cpu_var(pcpu_sids), 0, sizeof(__get_cpu_var(pcpu_sids)));
 138 }
 139
 140 static void *kvmppc_e500_id_table_alloc(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 141 {
 142         vcpu_e500->idt = kzalloc(sizeof(struct vcpu_id_table), GFP_KERNEL);
 143         return vcpu_e500->idt;
 144 }
 145
 146 static void kvmppc_e500_id_table_free(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 147 {
 148         kfree(vcpu_e500->idt);
 149 }
 150
 151 /* Invalidate all mappings on vcpu */
 152 static void kvmppc_e500_id_table_reset_all(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 153 {
 154         memset(vcpu_e500->idt, 0, sizeof(struct vcpu_id_table));
 155
 156         /* Update shadow pid when mappings are changed */
 157         kvmppc_e500_recalc_shadow_pid(vcpu_e500);
 158 }
 159
 160 /* Invalidate one ID mapping on vcpu */
 161 static inline void kvmppc_e500_id_table_reset_one(
 162                                struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 163                                int as, int pid, int pr)
 164 {
 165         struct vcpu_id_table *idt = vcpu_e500->idt;
 166
 167         BUG_ON(as >= 2);
 168         BUG_ON(pid >= NUM_TIDS);
 169         BUG_ON(pr >= 2);
 170
 171         idt->id[as][pid][pr].val = 0;
 172         idt->id[as][pid][pr].pentry = NULL;
 173
 174         /* Update shadow pid when mappings are changed */
 175         kvmppc_e500_recalc_shadow_pid(vcpu_e500);
 176 }
 177
 178 /*
 179  * Map guest (vcpu,AS,ID,PR) to physical core shadow id.
 180  * This function first lookup if a valid mapping exists,
 181  * if not, then creates a new one.
 182  *
 183  * The caller must have preemption disabled, and keep it that way until
 184  * it has finished with the returned shadow id (either written into the
 185  * TLB or arch.shadow_pid, or discarded).
 186  */
 187 static unsigned int kvmppc_e500_get_sid(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 188                                         unsigned int as, unsigned int gid,
 189                                         unsigned int pr, int avoid_recursion)
 190 {
 191         struct vcpu_id_table *idt = vcpu_e500->idt;
 192         int sid;
 193
 194         BUG_ON(as >= 2);
 195         BUG_ON(gid >= NUM_TIDS);
 196         BUG_ON(pr >= 2);
 197
 198         sid = local_sid_lookup(&idt->id[as][gid][pr]);
 199
 200         while (sid <= 0) {
 201                 /* No mapping yet */
 202                 sid = local_sid_setup_one(&idt->id[as][gid][pr]);
 203                 if (sid <= 0) {
 204                         _tlbil_all();
 205                         local_sid_destroy_all();
 206                 }
 207
 208                 /* Update shadow pid when mappings are changed */
 209                 if (!avoid_recursion)
 210                         kvmppc_e500_recalc_shadow_pid(vcpu_e500);
 211         }
 212
 213         return sid;
 214 }
 215
 216 /* Map guest pid to shadow.
 217  * We use PID to keep shadow of current guest non-zero PID,
 218  * and use PID1 to keep shadow of guest zero PID.
 219  * So that guest tlbe with TID=0 can be accessed at any time */
 220 void kvmppc_e500_recalc_shadow_pid(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 221 {
 222         preempt_disable();
 223         vcpu_e500->vcpu.arch.shadow_pid = kvmppc_e500_get_sid(vcpu_e500,
 224                         get_cur_as(&vcpu_e500->vcpu),
 225                         get_cur_pid(&vcpu_e500->vcpu),
 226                         get_cur_pr(&vcpu_e500->vcpu), 1);
 227         vcpu_e500->vcpu.arch.shadow_pid1 = kvmppc_e500_get_sid(vcpu_e500,
 228                         get_cur_as(&vcpu_e500->vcpu), 0,
 229                         get_cur_pr(&vcpu_e500->vcpu), 1);
 230         preempt_enable();
 231 }
 232
 233 static inline unsigned int gtlb0_get_next_victim(
 234                 struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 235 {
 236         unsigned int victim;
 237
 238         victim = vcpu_e500->gtlb_nv[0]++;
 239         if (unlikely(vcpu_e500->gtlb_nv[0] >= vcpu_e500->gtlb_params[0].ways))
 240                 vcpu_e500->gtlb_nv[0] = 0;
 241
 242         return victim;
 243 }
 244
 245 static inline unsigned int tlb1_max_shadow_size(void)
 246 {
 247         /* reserve one entry for magic page */
 248         return host_tlb_params[1].entries - tlbcam_index - 1;
 249 }
 250
 251 static inline int tlbe_is_writable(struct kvm_book3e_206_tlb_entry *tlbe)
 252 {
 253         return tlbe->mas7_3 & (MAS3_SW|MAS3_UW);
 254 }
 255
 256 static inline u32 e500_shadow_mas3_attrib(u32 mas3, int usermode)
 257 {
 258         /* Mask off reserved bits. */
 259         mas3 &= MAS3_ATTRIB_MASK;
 260
 261         if (!usermode) {
 262                 /* Guest is in supervisor mode,
 263                  * so we need to translate guest
 264                  * supervisor permissions into user permissions. */
 265                 mas3 &= ~E500_TLB_USER_PERM_MASK;
 266                 mas3 |= (mas3 & E500_TLB_SUPER_PERM_MASK) << 1;
 267         }
 268
 269         return mas3 | E500_TLB_SUPER_PERM_MASK;
 270 }
 271
 272 static inline u32 e500_shadow_mas2_attrib(u32 mas2, int usermode)
 273 {
 274 #ifdef CONFIG_SMP
 275         return (mas2 & MAS2_ATTRIB_MASK) | MAS2_M;
 276 #else
 277         return mas2 & MAS2_ATTRIB_MASK;
 278 #endif
 279 }
 280
 281 /*
 282  * writing shadow tlb entry to host TLB
 283  */
 284 static inline void __write_host_tlbe(struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe,
 285                                      uint32_t mas0)
 286 {
 287         unsigned long flags;
 288
 289         local_irq_save(flags);
 290         mtspr(SPRN_MAS0, mas0);
 291         mtspr(SPRN_MAS1, stlbe->mas1);
 292         mtspr(SPRN_MAS2, (unsigned long)stlbe->mas2);
 293         mtspr(SPRN_MAS3, (u32)stlbe->mas7_3);
 294         mtspr(SPRN_MAS7, (u32)(stlbe->mas7_3 >> 32));
 295         asm volatile("isync; tlbwe" : : : "memory");
 296         local_irq_restore(flags);
 297
 298         trace_kvm_booke206_stlb_write(mas0, stlbe->mas8, stlbe->mas1,
 299                                       stlbe->mas2, stlbe->mas7_3);
 300 }
 301
 302 /*
 303  * Acquire a mas0 with victim hint, as if we just took a TLB miss.
 304  *
 305  * We don't care about the address we're searching for, other than that it's
 306  * in the right set and is not present in the TLB.  Using a zero PID and a
 307  * userspace address means we don't have to set and then restore MAS5, or
 308  * calculate a proper MAS6 value.
 309  */
 310 static u32 get_host_mas0(unsigned long eaddr)
 311 {
 312         unsigned long flags;
 313         u32 mas0;
 314
 315         local_irq_save(flags);
 316         mtspr(SPRN_MAS6, 0);
 317         asm volatile("tlbsx 0, %0" : : "b" (eaddr & ~CONFIG_PAGE_OFFSET));
 318         mas0 = mfspr(SPRN_MAS0);
 319         local_irq_restore(flags);
 320
 321         return mas0;
 322 }
 323
 324 /* sesel is for tlb1 only */
 325 static inline void write_host_tlbe(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 326                 int tlbsel, int sesel, struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe)
 327 {
 328         u32 mas0;
 329
 330         if (tlbsel == 0) {
 331                 mas0 = get_host_mas0(stlbe->mas2);
 332                 __write_host_tlbe(stlbe, mas0);
 333         } else {
 334                 __write_host_tlbe(stlbe,
 335                                   MAS0_TLBSEL(1) |
 336                                   MAS0_ESEL(to_htlb1_esel(sesel)));
 337         }
 338 }
 339
 340 void kvmppc_map_magic(struct kvm_vcpu *vcpu)
 341 {
 342         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 343         struct kvm_book3e_206_tlb_entry magic;
 344         ulong shared_page = ((ulong)vcpu->arch.shared) & PAGE_MASK;
 345         unsigned int stid;
 346         pfn_t pfn;
 347
 348         pfn = (pfn_t)virt_to_phys((void *)shared_page) >> PAGE_SHIFT;
 349         get_page(pfn_to_page(pfn));
 350
 351         preempt_disable();
 352         stid = kvmppc_e500_get_sid(vcpu_e500, 0, 0, 0, 0);
 353
 354         magic.mas1 = MAS1_VALID | MAS1_TS | MAS1_TID(stid) |
 355                      MAS1_TSIZE(BOOK3E_PAGESZ_4K);
 356         magic.mas2 = vcpu->arch.magic_page_ea | MAS2_M;
 357         magic.mas7_3 = ((u64)pfn << PAGE_SHIFT) |
 358                        MAS3_SW | MAS3_SR | MAS3_UW | MAS3_UR;
 359         magic.mas8 = 0;
 360
 361         __write_host_tlbe(&magic, MAS0_TLBSEL(1) | MAS0_ESEL(tlbcam_index));
 362         preempt_enable();
 363 }
 364
 365 void kvmppc_e500_tlb_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu)
 366 {
 367         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 368
 369         /* Shadow PID may be expired on local core */
 370         kvmppc_e500_recalc_shadow_pid(vcpu_e500);
 371 }
 372
 373 void kvmppc_e500_tlb_put(struct kvm_vcpu *vcpu)
 374 {
 375 }
 376
 377 static void inval_gtlbe_on_host(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 378                                 int tlbsel, int esel)
 379 {
 380         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe =
 381                 get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 382         struct vcpu_id_table *idt = vcpu_e500->idt;
 383         unsigned int pr, tid, ts, pid;
 384         u32 val, eaddr;
 385         unsigned long flags;
 386
 387         ts = get_tlb_ts(gtlbe);
 388         tid = get_tlb_tid(gtlbe);
 389
 390         preempt_disable();
 391
 392         /* One guest ID may be mapped to two shadow IDs */
 393         for (pr = 0; pr < 2; pr++) {
 394                 /*
 395                  * The shadow PID can have a valid mapping on at most one
 396                  * host CPU.  In the common case, it will be valid on this
 397                  * CPU, in which case (for TLB0) we do a local invalidation
 398                  * of the specific address.
 399                  *
 400                  * If the shadow PID is not valid on the current host CPU, or
 401                  * if we're invalidating a TLB1 entry, we invalidate the
 402                  * entire shadow PID.
 403                  */
 404                 if (tlbsel == 1 ||
 405                     (pid = local_sid_lookup(&idt->id[ts][tid][pr])) <= 0) {
 406                         kvmppc_e500_id_table_reset_one(vcpu_e500, ts, tid, pr);
 407                         continue;
 408                 }
 409
 410                 /*
 411                  * The guest is invalidating a TLB0 entry which is in a PID
 412                  * that has a valid shadow mapping on this host CPU.  We
 413                  * search host TLB0 to invalidate it's shadow TLB entry,
 414                  * similar to __tlbil_va except that we need to look in AS1.
 415                  */
 416                 val = (pid << MAS6_SPID_SHIFT) | MAS6_SAS;
 417                 eaddr = get_tlb_eaddr(gtlbe);
 418
 419                 local_irq_save(flags);
 420
 421                 mtspr(SPRN_MAS6, val);
 422                 asm volatile("tlbsx 0, %[eaddr]" : : [eaddr] "r" (eaddr));
 423                 val = mfspr(SPRN_MAS1);
 424                 if (val & MAS1_VALID) {
 425                         mtspr(SPRN_MAS1, val & ~MAS1_VALID);
 426                         asm volatile("tlbwe");
 427                 }
 428
 429                 local_irq_restore(flags);
 430         }
 431
 432         preempt_enable();
 433 }
 434
 435 static int tlb0_set_base(gva_t addr, int sets, int ways)
 436 {
 437         int set_base;
 438
 439         set_base = (addr >> PAGE_SHIFT) & (sets - 1);
 440         set_base *= ways;
 441
 442         return set_base;
 443 }
 444
 445 static int gtlb0_set_base(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500, gva_t addr)
 446 {
 447         return tlb0_set_base(addr, vcpu_e500->gtlb_params[0].sets,
 448                              vcpu_e500->gtlb_params[0].ways);
 449 }
 450
 451 static unsigned int get_tlb_esel(struct kvm_vcpu *vcpu, int tlbsel)
 452 {
 453         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 454         int esel = get_tlb_esel_bit(vcpu);
 455
 456         if (tlbsel == 0) {
 457                 esel &= vcpu_e500->gtlb_params[0].ways - 1;
 458                 esel += gtlb0_set_base(vcpu_e500, vcpu->arch.shared->mas2);
 459         } else {
 460                 esel &= vcpu_e500->gtlb_params[tlbsel].entries - 1;
 461         }
 462
 463         return esel;
 464 }
 465
 466 /* Search the guest TLB for a matching entry. */
 467 static int kvmppc_e500_tlb_index(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 468                 gva_t eaddr, int tlbsel, unsigned int pid, int as)
 469 {
 470         int size = vcpu_e500->gtlb_params[tlbsel].entries;
 471         unsigned int set_base, offset;
 472         int i;
 473
 474         if (tlbsel == 0) {
 475                 set_base = gtlb0_set_base(vcpu_e500, eaddr);
 476                 size = vcpu_e500->gtlb_params[0].ways;
 477         } else {
 478                 set_base = 0;
 479         }
 480
 481         offset = vcpu_e500->gtlb_offset[tlbsel];
 482
 483         for (i = 0; i < size; i++) {
 484                 struct kvm_book3e_206_tlb_entry *tlbe =
 485                         &vcpu_e500->gtlb_arch[offset + set_base + i];
 486                 unsigned int tid;
 487
 488                 if (eaddr < get_tlb_eaddr(tlbe))
 489                         continue;
 490
 491                 if (eaddr > get_tlb_end(tlbe))
 492                         continue;
 493
 494                 tid = get_tlb_tid(tlbe);
 495                 if (tid && (tid != pid))
 496                         continue;
 497
 498                 if (!get_tlb_v(tlbe))
 499                         continue;
 500
 501                 if (get_tlb_ts(tlbe) != as && as != -1)
 502                         continue;
 503
 504                 return set_base + i;
 505         }
 506
 507         return -1;
 508 }
 509
 510 static inline void kvmppc_e500_ref_setup(struct tlbe_ref *ref,
 511                                          struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 512                                          pfn_t pfn)
 513 {
 514         ref->pfn = pfn;
 515         ref->flags = E500_TLB_VALID;
 516
 517         if (tlbe_is_writable(gtlbe))
 518                 ref->flags |= E500_TLB_DIRTY;
 519 }
 520
 521 static inline void kvmppc_e500_ref_release(struct tlbe_ref *ref)
 522 {
 523         if (ref->flags & E500_TLB_VALID) {
 524                 if (ref->flags & E500_TLB_DIRTY)
 525                         kvm_release_pfn_dirty(ref->pfn);
 526                 else
 527                         kvm_release_pfn_clean(ref->pfn);
 528
 529                 ref->flags = 0;
 530         }
 531 }
 532
 533 static void clear_tlb_privs(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 534 {
 535         int tlbsel = 0;
 536         int i;
 537
 538         for (i = 0; i < vcpu_e500->gtlb_params[tlbsel].entries; i++) {
 539                 struct tlbe_ref *ref =
 540                         &vcpu_e500->gtlb_priv[tlbsel][i].ref;
 541                 kvmppc_e500_ref_release(ref);
 542         }
 543 }
 544
 545 static void clear_tlb_refs(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 546 {
 547         int stlbsel = 1;
 548         int i;
 549
 550         kvmppc_e500_id_table_reset_all(vcpu_e500);
 551
 552         for (i = 0; i < host_tlb_params[stlbsel].entries; i++) {
 553                 struct tlbe_ref *ref =
 554                         &vcpu_e500->tlb_refs[stlbsel][i];
 555                 kvmppc_e500_ref_release(ref);
 556         }
 557
 558         clear_tlb_privs(vcpu_e500);
 559 }
 560
 561 static inline void kvmppc_e500_deliver_tlb_miss(struct kvm_vcpu *vcpu,
 562                 unsigned int eaddr, int as)
 563 {
 564         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 565         unsigned int victim, pidsel, tsized;
 566         int tlbsel;
 567
 568         /* since we only have two TLBs, only lower bit is used. */
 569         tlbsel = (vcpu->arch.shared->mas4 >> 28) & 0x1;
 570         victim = (tlbsel == 0) ? gtlb0_get_next_victim(vcpu_e500) : 0;
 571         pidsel = (vcpu->arch.shared->mas4 >> 16) & 0xf;
 572         tsized = (vcpu->arch.shared->mas4 >> 7) & 0x1f;
 573
 574         vcpu->arch.shared->mas0 = MAS0_TLBSEL(tlbsel) | MAS0_ESEL(victim)
 575                 | MAS0_NV(vcpu_e500->gtlb_nv[tlbsel]);
 576         vcpu->arch.shared->mas1 = MAS1_VALID | (as ? MAS1_TS : 0)
 577                 | MAS1_TID(vcpu_e500->pid[pidsel])
 578                 | MAS1_TSIZE(tsized);
 579         vcpu->arch.shared->mas2 = (eaddr & MAS2_EPN)
 580                 | (vcpu->arch.shared->mas4 & MAS2_ATTRIB_MASK);
 581         vcpu->arch.shared->mas7_3 &= MAS3_U0 | MAS3_U1 | MAS3_U2 | MAS3_U3;
 582         vcpu->arch.shared->mas6 = (vcpu->arch.shared->mas6 & MAS6_SPID1)
 583                 | (get_cur_pid(vcpu) << 16)
 584                 | (as ? MAS6_SAS : 0);
 585 }
 586
 587 /* TID must be supplied by the caller */
 588 static inline void kvmppc_e500_setup_stlbe(
 589         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 590         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 591         int tsize, struct tlbe_ref *ref, u64 gvaddr,
 592         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe)
 593 {
 594         pfn_t pfn = ref->pfn;
 595
 596         BUG_ON(!(ref->flags & E500_TLB_VALID));
 597
 598         /* Force TS=1 IPROT=0 for all guest mappings. */
 599         stlbe->mas1 = MAS1_TSIZE(tsize) | MAS1_TS | MAS1_VALID;
 600         stlbe->mas2 = (gvaddr & MAS2_EPN)
 601                 | e500_shadow_mas2_attrib(gtlbe->mas2,
 602                                 vcpu_e500->vcpu.arch.shared->msr & MSR_PR);
 603         stlbe->mas7_3 = ((u64)pfn << PAGE_SHIFT)
 604                 | e500_shadow_mas3_attrib(gtlbe->mas7_3,
 605                                 vcpu_e500->vcpu.arch.shared->msr & MSR_PR);
 606 }
 607
 608 static inline void kvmppc_e500_shadow_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 609         u64 gvaddr, gfn_t gfn, struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 610         int tlbsel, struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe,
 611         struct tlbe_ref *ref)
 612 {
 613         struct kvm_memory_slot *slot;
 614         unsigned long pfn, hva;
 615         int pfnmap = 0;
 616         int tsize = BOOK3E_PAGESZ_4K;
 617
 618         /*
 619          * Translate guest physical to true physical, acquiring
 620          * a page reference if it is normal, non-reserved memory.
 621          *
 622          * gfn_to_memslot() must succeed because otherwise we wouldn't
 623          * have gotten this far.  Eventually we should just pass the slot
 624          * pointer through from the first lookup.
 625          */
 626         slot = gfn_to_memslot(vcpu_e500->vcpu.kvm, gfn);
 627         hva = gfn_to_hva_memslot(slot, gfn);
 628
 629         if (tlbsel == 1) {
 630                 struct vm_area_struct *vma;
 631                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
 632
 633                 vma = find_vma(current->mm, hva);
 634                 if (vma && hva >= vma->vm_start &&
 635                     (vma->vm_flags & VM_PFNMAP)) {
 636                         /*
 637                          * This VMA is a physically contiguous region (e.g.
 638                          * /dev/mem) that bypasses normal Linux page
 639                          * management.  Find the overlap between the
 640                          * vma and the memslot.
 641                          */
 642
 643                         unsigned long start, end;
 644                         unsigned long slot_start, slot_end;
 645
 646                         pfnmap = 1;
 647
 648                         start = vma->vm_pgoff;
 649                         end = start +
 650                               ((vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
 651
 652                         pfn = start + ((hva - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
 653
 654                         slot_start = pfn - (gfn - slot->base_gfn);
 655                         slot_end = slot_start + slot->npages;
 656
 657                         if (start < slot_start)
 658                                 start = slot_start;
 659                         if (end > slot_end)
 660                                 end = slot_end;
 661
 662                         tsize = (gtlbe->mas1 & MAS1_TSIZE_MASK) >>
 663                                 MAS1_TSIZE_SHIFT;
 664
 665                         /*
 666                          * e500 doesn't implement the lowest tsize bit,
 667                          * or 1K pages.
 668                          */
 669                         tsize = max(BOOK3E_PAGESZ_4K, tsize & ~1);
 670
 671                         /*
 672                          * Now find the largest tsize (up to what the guest
 673                          * requested) that will cover gfn, stay within the
 674                          * range, and for which gfn and pfn are mutually
 675                          * aligned.
 676                          */
 677
 678                         for (; tsize > BOOK3E_PAGESZ_4K; tsize -= 2) {
 679                                 unsigned long gfn_start, gfn_end, tsize_pages;
 680                                 tsize_pages = 1 << (tsize - 2);
 681
 682                                 gfn_start = gfn & ~(tsize_pages - 1);
 683                                 gfn_end = gfn_start + tsize_pages;
 684
 685                                 if (gfn_start + pfn - gfn < start)
 686                                         continue;
 687                                 if (gfn_end + pfn - gfn > end)
 688                                         continue;
 689                                 if ((gfn & (tsize_pages - 1)) !=
 690                                     (pfn & (tsize_pages - 1)))
 691                                         continue;
 692
 693                                 gvaddr &= ~((tsize_pages << PAGE_SHIFT) - 1);
 694                                 pfn &= ~(tsize_pages - 1);
 695                                 break;
 696                         }
 697                 } else if (vma && hva >= vma->vm_start &&
 698                            (vma->vm_flags & VM_HUGETLB)) {
 699                         unsigned long psize = vma_kernel_pagesize(vma);
 700
 701                         tsize = (gtlbe->mas1 & MAS1_TSIZE_MASK) >>
 702                                 MAS1_TSIZE_SHIFT;
 703
 704                         /*
 705                          * Take the largest page size that satisfies both host
 706                          * and guest mapping
 707                          */
 708                         tsize = min(__ilog2(psize) - 10, tsize);
 709
 710                         /*
 711                          * e500 doesn't implement the lowest tsize bit,
 712                          * or 1K pages.
 713                          */
 714                         tsize = max(BOOK3E_PAGESZ_4K, tsize & ~1);
 715                 }
 716
 717                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
 718         }
 719
 720         if (likely(!pfnmap)) {
 721                 unsigned long tsize_pages = 1 << (tsize + 10 - PAGE_SHIFT);
 722                 pfn = gfn_to_pfn_memslot(vcpu_e500->vcpu.kvm, slot, gfn);
 723                 if (is_error_pfn(pfn)) {
 724                         printk(KERN_ERR "Couldn't get real page for gfn %lx!\n",
 725                                         (long)gfn);
 726                         kvm_release_pfn_clean(pfn);
 727                         return;
 728                 }
 729
 730                 /* Align guest and physical address to page map boundaries */
 731                 pfn &= ~(tsize_pages - 1);
 732                 gvaddr &= ~((tsize_pages << PAGE_SHIFT) - 1);
 733         }
 734
 735         /* Drop old ref and setup new one. */
 736         kvmppc_e500_ref_release(ref);
 737         kvmppc_e500_ref_setup(ref, gtlbe, pfn);
 738
 739         kvmppc_e500_setup_stlbe(vcpu_e500, gtlbe, tsize, ref, gvaddr, stlbe);
 740 }
 741
 742 /* XXX only map the one-one case, for now use TLB0 */
 743 static void kvmppc_e500_tlb0_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 744                                  int esel,
 745                                  struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe)
 746 {
 747         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe;
 748         struct tlbe_ref *ref;
 749
 750         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, 0, esel);
 751         ref = &vcpu_e500->gtlb_priv[0][esel].ref;
 752
 753         kvmppc_e500_shadow_map(vcpu_e500, get_tlb_eaddr(gtlbe),
 754                         get_tlb_raddr(gtlbe) >> PAGE_SHIFT,
 755                         gtlbe, 0, stlbe, ref);
 756 }
 757
 758 /* Caller must ensure that the specified guest TLB entry is safe to insert into
 759  * the shadow TLB. */
 760 /* XXX for both one-one and one-to-many , for now use TLB1 */
 761 static int kvmppc_e500_tlb1_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 762                 u64 gvaddr, gfn_t gfn, struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 763                 struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe)
 764 {
 765         struct tlbe_ref *ref;
 766         unsigned int victim;
 767
 768         victim = vcpu_e500->host_tlb1_nv++;
 769
 770         if (unlikely(vcpu_e500->host_tlb1_nv >= tlb1_max_shadow_size()))
 771                 vcpu_e500->host_tlb1_nv = 0;
 772
 773         ref = &vcpu_e500->tlb_refs[1][victim];
 774         kvmppc_e500_shadow_map(vcpu_e500, gvaddr, gfn, gtlbe, 1, stlbe, ref);
 775
 776         return victim;
 777 }
 778
 779 void kvmppc_mmu_msr_notify(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 old_msr)
 780 {
 781         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 782
 783         /* Recalc shadow pid since MSR changes */
 784         kvmppc_e500_recalc_shadow_pid(vcpu_e500);
 785 }
 786
 787 static inline int kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(
 788                                 struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 789                                 int tlbsel, int esel)
 790 {
 791         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe =
 792                 get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 793
 794         if (unlikely(get_tlb_iprot(gtlbe)))
 795                 return -1;
 796
 797         gtlbe->mas1 = 0;
 798
 799         return 0;
 800 }
 801
 802 int kvmppc_e500_emul_mt_mmucsr0(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500, ulong value)
 803 {
 804         int esel;
 805
 806         if (value & MMUCSR0_TLB0FI)
 807                 for (esel = 0; esel < vcpu_e500->gtlb_params[0].entries; esel++)
 808                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, 0, esel);
 809         if (value & MMUCSR0_TLB1FI)
 810                 for (esel = 0; esel < vcpu_e500->gtlb_params[1].entries; esel++)
 811                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, 1, esel);
 812
 813         /* Invalidate all vcpu id mappings */
 814         kvmppc_e500_id_table_reset_all(vcpu_e500);
 815
 816         return EMULATE_DONE;
 817 }
 818
 819 int kvmppc_e500_emul_tlbivax(struct kvm_vcpu *vcpu, int ra, int rb)
 820 {
 821         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 822         unsigned int ia;
 823         int esel, tlbsel;
 824         gva_t ea;
 825
 826         ea = ((ra) ? kvmppc_get_gpr(vcpu, ra) : 0) + kvmppc_get_gpr(vcpu, rb);
 827
 828         ia = (ea >> 2) & 0x1;
 829
 830         /* since we only have two TLBs, only lower bit is used. */
 831         tlbsel = (ea >> 3) & 0x1;
 832
 833         if (ia) {
 834                 /* invalidate all entries */
 835                 for (esel = 0; esel < vcpu_e500->gtlb_params[tlbsel].entries;
 836                      esel++)
 837                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 838         } else {
 839                 ea &= 0xfffff000;
 840                 esel = kvmppc_e500_tlb_index(vcpu_e500, ea, tlbsel,
 841                                 get_cur_pid(vcpu), -1);
 842                 if (esel >= 0)
 843                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 844         }
 845
 846         /* Invalidate all vcpu id mappings */
 847         kvmppc_e500_id_table_reset_all(vcpu_e500);
 848
 849         return EMULATE_DONE;
 850 }
 851
 852 int kvmppc_e500_emul_tlbre(struct kvm_vcpu *vcpu)
 853 {
 854         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 855         int tlbsel, esel;
 856         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe;
 857
 858         tlbsel = get_tlb_tlbsel(vcpu);
 859         esel = get_tlb_esel(vcpu, tlbsel);
 860
 861         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 862         vcpu->arch.shared->mas0 &= ~MAS0_NV(~0);
 863         vcpu->arch.shared->mas0 |= MAS0_NV(vcpu_e500->gtlb_nv[tlbsel]);
 864         vcpu->arch.shared->mas1 = gtlbe->mas1;
 865         vcpu->arch.shared->mas2 = gtlbe->mas2;
 866         vcpu->arch.shared->mas7_3 = gtlbe->mas7_3;
 867
 868         return EMULATE_DONE;
 869 }
 870
 871 int kvmppc_e500_emul_tlbsx(struct kvm_vcpu *vcpu, int rb)
 872 {
 873         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 874         int as = !!get_cur_sas(vcpu);
 875         unsigned int pid = get_cur_spid(vcpu);
 876         int esel, tlbsel;
 877         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe = NULL;
 878         gva_t ea;
 879
 880         ea = kvmppc_get_gpr(vcpu, rb);
 881
 882         for (tlbsel = 0; tlbsel < 2; tlbsel++) {
 883                 esel = kvmppc_e500_tlb_index(vcpu_e500, ea, tlbsel, pid, as);
 884                 if (esel >= 0) {
 885                         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 886                         break;
 887                 }
 888         }
 889
 890         if (gtlbe) {
 891                 esel &= vcpu_e500->gtlb_params[tlbsel].ways - 1;
 892
 893                 vcpu->arch.shared->mas0 = MAS0_TLBSEL(tlbsel) | MAS0_ESEL(esel)
 894                         | MAS0_NV(vcpu_e500->gtlb_nv[tlbsel]);
 895                 vcpu->arch.shared->mas1 = gtlbe->mas1;
 896                 vcpu->arch.shared->mas2 = gtlbe->mas2;
 897                 vcpu->arch.shared->mas7_3 = gtlbe->mas7_3;
 898         } else {
 899                 int victim;
 900
 901                 /* since we only have two TLBs, only lower bit is used. */
 902                 tlbsel = vcpu->arch.shared->mas4 >> 28 & 0x1;
 903                 victim = (tlbsel == 0) ? gtlb0_get_next_victim(vcpu_e500) : 0;
 904
 905                 vcpu->arch.shared->mas0 = MAS0_TLBSEL(tlbsel)
 906                         | MAS0_ESEL(victim)
 907                         | MAS0_NV(vcpu_e500->gtlb_nv[tlbsel]);
 908                 vcpu->arch.shared->mas1 =
 909                           (vcpu->arch.shared->mas6 & MAS6_SPID0)
 910                         | (vcpu->arch.shared->mas6 & (MAS6_SAS ? MAS1_TS : 0))
 911                         | (vcpu->arch.shared->mas4 & MAS4_TSIZED(~0));
 912                 vcpu->arch.shared->mas2 &= MAS2_EPN;
 913                 vcpu->arch.shared->mas2 |= vcpu->arch.shared->mas4 &
 914                                            MAS2_ATTRIB_MASK;
 915                 vcpu->arch.shared->mas7_3 &= MAS3_U0 | MAS3_U1 |
 916                                              MAS3_U2 | MAS3_U3;
 917         }
 918
 919         kvmppc_set_exit_type(vcpu, EMULATED_TLBSX_EXITS);
 920         return EMULATE_DONE;
 921 }
 922
 923 /* sesel is for tlb1 only */
 924 static void write_stlbe(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 925                         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 926                         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe,
 927                         int stlbsel, int sesel)
 928 {
 929         int stid;
 930
 931         preempt_disable();
 932         stid = kvmppc_e500_get_sid(vcpu_e500, get_tlb_ts(gtlbe),
 933                                    get_tlb_tid(gtlbe),
 934                                    get_cur_pr(&vcpu_e500->vcpu), 0);
 935
 936         stlbe->mas1 |= MAS1_TID(stid);
 937         write_host_tlbe(vcpu_e500, stlbsel, sesel, stlbe);
 938         preempt_enable();
 939 }
 940
 941 int kvmppc_e500_emul_tlbwe(struct kvm_vcpu *vcpu)
 942 {
 943         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 944         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe;
 945         int tlbsel, esel;
 946
 947         tlbsel = get_tlb_tlbsel(vcpu);
 948         esel = get_tlb_esel(vcpu, tlbsel);
 949
 950         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 951
 952         if (get_tlb_v(gtlbe))
 953                 inval_gtlbe_on_host(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 954
 955         gtlbe->mas1 = vcpu->arch.shared->mas1;
 956         gtlbe->mas2 = vcpu->arch.shared->mas2;
 957         gtlbe->mas7_3 = vcpu->arch.shared->mas7_3;
 958
 959         trace_kvm_booke206_gtlb_write(vcpu->arch.shared->mas0, gtlbe->mas1,
 960                                       gtlbe->mas2, gtlbe->mas7_3);
 961
 962         /* Invalidate shadow mappings for the about-to-be-clobbered TLBE. */
 963         if (tlbe_is_host_safe(vcpu, gtlbe)) {
 964                 struct kvm_book3e_206_tlb_entry stlbe;
 965                 int stlbsel, sesel;
 966                 u64 eaddr;
 967                 u64 raddr;
 968
 969                 switch (tlbsel) {
 970                 case 0:
 971                         /* TLB0 */
 972                         gtlbe->mas1 &= ~MAS1_TSIZE(~0);
 973                         gtlbe->mas1 |= MAS1_TSIZE(BOOK3E_PAGESZ_4K);
 974
 975                         stlbsel = 0;
 976                         kvmppc_e500_tlb0_map(vcpu_e500, esel, &stlbe);
 977                         sesel = 0; /* unused */
 978
 979                         break;
 980
 981                 case 1:
 982                         /* TLB1 */
 983                         eaddr = get_tlb_eaddr(gtlbe);
 984                         raddr = get_tlb_raddr(gtlbe);
 985
 986                         /* Create a 4KB mapping on the host.
 987                          * If the guest wanted a large page,
 988                          * only the first 4KB is mapped here and the rest
 989                          * are mapped on the fly. */
 990                         stlbsel = 1;
 991                         sesel = kvmppc_e500_tlb1_map(vcpu_e500, eaddr,
 992                                         raddr >> PAGE_SHIFT, gtlbe, &stlbe);
 993                         break;
 994
 995                 default:
 996                         BUG();
 997                 }
 998
 999                 write_stlbe(vcpu_e500, gtlbe, &stlbe, stlbsel, sesel);
1000         }
1001
1002         kvmppc_set_exit_type(vcpu, EMULATED_TLBWE_EXITS);
1003         return EMULATE_DONE;
1004 }
1005
1006 int kvmppc_mmu_itlb_index(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr)
1007 {
1008         unsigned int as = !!(vcpu->arch.shared->msr & MSR_IS);
1009
1010         return kvmppc_e500_tlb_search(vcpu, eaddr, get_cur_pid(vcpu), as);
1011 }
1012
1013 int kvmppc_mmu_dtlb_index(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr)
1014 {
1015         unsigned int as = !!(vcpu->arch.shared->msr & MSR_DS);
1016
1017         return kvmppc_e500_tlb_search(vcpu, eaddr, get_cur_pid(vcpu), as);
1018 }
1019
1020 void kvmppc_mmu_itlb_miss(struct kvm_vcpu *vcpu)
1021 {
1022         unsigned int as = !!(vcpu->arch.shared->msr & MSR_IS);
1023
1024         kvmppc_e500_deliver_tlb_miss(vcpu, vcpu->arch.pc, as);
1025 }
1026
1027 void kvmppc_mmu_dtlb_miss(struct kvm_vcpu *vcpu)
1028 {
1029         unsigned int as = !!(vcpu->arch.shared->msr & MSR_DS);
1030
1031         kvmppc_e500_deliver_tlb_miss(vcpu, vcpu->arch.fault_dear, as);
1032 }
1033
1034 gpa_t kvmppc_mmu_xlate(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned int index,
1035                         gva_t eaddr)
1036 {
1037         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
1038         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe;
1039         u64 pgmask;
1040
1041         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, tlbsel_of(index), esel_of(index));
1042         pgmask = get_tlb_bytes(gtlbe) - 1;
1043
1044         return get_tlb_raddr(gtlbe) | (eaddr & pgmask);
1045 }
1046
1047 void kvmppc_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu)
1048 {
1049 }
1050
1051 void kvmppc_mmu_map(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 eaddr, gpa_t gpaddr,
1052                         unsigned int index)
1053 {
1054         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
1055         struct tlbe_priv *priv;
1056         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe, stlbe;
1057         int tlbsel = tlbsel_of(index);
1058         int esel = esel_of(index);
1059         int stlbsel, sesel;
1060
1061         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
1062
1063         switch (tlbsel) {
1064         case 0:
1065                 stlbsel = 0;
1066                 sesel = 0; /* unused */
1067                 priv = &vcpu_e500->gtlb_priv[tlbsel][esel];
1068
1069                 kvmppc_e500_setup_stlbe(vcpu_e500, gtlbe, BOOK3E_PAGESZ_4K,
1070                                         &priv->ref, eaddr, &stlbe);
1071                 break;
1072
1073         case 1: {
1074                 gfn_t gfn = gpaddr >> PAGE_SHIFT;
1075
1076                 stlbsel = 1;
1077                 sesel = kvmppc_e500_tlb1_map(vcpu_e500, eaddr, gfn,
1078                                              gtlbe, &stlbe);
1079                 break;
1080         }
1081
1082         default:
1083                 BUG();
1084                 break;
1085         }
1086
1087         write_stlbe(vcpu_e500, gtlbe, &stlbe, stlbsel, sesel);
1088 }
1089
1090 int kvmppc_e500_tlb_search(struct kvm_vcpu *vcpu,
1091                                 gva_t eaddr, unsigned int pid, int as)
1092 {
1093         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
1094         int esel, tlbsel;
1095
1096         for (tlbsel = 0; tlbsel < 2; tlbsel++) {
1097                 esel = kvmppc_e500_tlb_index(vcpu_e500, eaddr, tlbsel, pid, as);
1098                 if (esel >= 0)
1099                         return index_of(tlbsel, esel);
1100         }
1101
1102         return -1;
1103 }
1104
1105 void kvmppc_set_pid(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 pid)
1106 {
1107         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
1108
1109         if (vcpu->arch.pid != pid) {
1110                 vcpu_e500->pid[0] = vcpu->arch.pid = pid;
1111                 kvmppc_e500_recalc_shadow_pid(vcpu_e500);
1112         }
1113 }
1114
1115 void kvmppc_e500_tlb_setup(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
1116 {
1117         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *tlbe;
1118
1119         /* Insert large initial mapping for guest. */
1120         tlbe = get_entry(vcpu_e500, 1, 0);
1121         tlbe->mas1 = MAS1_VALID | MAS1_TSIZE(BOOK3E_PAGESZ_256M);
1122         tlbe->mas2 = 0;
1123         tlbe->mas7_3 = E500_TLB_SUPER_PERM_MASK;
1124
1125         /* 4K map for serial output. Used by kernel wrapper. */
1126         tlbe = get_entry(vcpu_e500, 1, 1);
1127         tlbe->mas1 = MAS1_VALID | MAS1_TSIZE(BOOK3E_PAGESZ_4K);
1128         tlbe->mas2 = (0xe0004500 & 0xFFFFF000) | MAS2_I | MAS2_G;
1129         tlbe->mas7_3 = (0xe0004500 & 0xFFFFF000) | E500_TLB_SUPER_PERM_MASK;
1130 }
1131
1132 static void free_gtlb(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
1133 {
1134         int i;
1135
1136         clear_tlb_refs(vcpu_e500);
1137         kfree(vcpu_e500->gtlb_priv[0]);
1138         kfree(vcpu_e500->gtlb_priv[1]);
1139
1140         if (vcpu_e500->shared_tlb_pages) {
1141                 vfree((void *)(round_down((uintptr_t)vcpu_e500->gtlb_arch,
1142                                           PAGE_SIZE)));
1143
1144                 for (i = 0; i < vcpu_e500->num_shared_tlb_pages; i++) {
1145                         set_page_dirty_lock(vcpu_e500->shared_tlb_pages[i]);
1146                         put_page(vcpu_e500->shared_tlb_pages[i]);
1147                 }
1148
1149                 vcpu_e500->num_shared_tlb_pages = 0;
1150                 vcpu_e500->shared_tlb_pages = NULL;
1151         } else {
1152                 kfree(vcpu_e500->gtlb_arch);
1153         }
1154
1155         vcpu_e500->gtlb_arch = NULL;
1156 }
1157
1158 int kvm_vcpu_ioctl_config_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu,
1159                               struct kvm_config_tlb *cfg)
1160 {
1161         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
1162         struct kvm_book3e_206_tlb_params params;
1163         char *virt;
1164         struct page **pages;
1165         struct tlbe_priv *privs[2] = {};
1166         size_t array_len;
1167         u32 sets;
1168         int num_pages, ret, i;
1169
1170         if (cfg->mmu_type != KVM_MMU_FSL_BOOKE_NOHV)
1171                 return -EINVAL;
1172
1173         if (copy_from_user(&params, (void __user *)(uintptr_t)cfg->params,
1174                            sizeof(params)))
1175                 return -EFAULT;
1176
1177         if (params.tlb_sizes[1] > 64)
1178                 return -EINVAL;
1179         if (params.tlb_ways[1] != params.tlb_sizes[1])
1180                 return -EINVAL;
1181         if (params.tlb_sizes[2] != 0 || params.tlb_sizes[3] != 0)
1182                 return -EINVAL;
1183         if (params.tlb_ways[2] != 0 || params.tlb_ways[3] != 0)
1184                 return -EINVAL;
1185
1186         if (!is_power_of_2(params.tlb_ways[0]))
1187                 return -EINVAL;
1188
1189         sets = params.tlb_sizes[0] >> ilog2(params.tlb_ways[0]);
1190         if (!is_power_of_2(sets))
1191                 return -EINVAL;
1192
1193         array_len = params.tlb_sizes[0] + params.tlb_sizes[1];
1194         array_len *= sizeof(struct kvm_book3e_206_tlb_entry);
1195
1196         if (cfg->array_len < array_len)
1197                 return -EINVAL;
1198
1199         num_pages = DIV_ROUND_UP(cfg->array + array_len - 1, PAGE_SIZE) -
1200                     cfg->array / PAGE_SIZE;
1201         pages = kmalloc(sizeof(struct page *) * num_pages, GFP_KERNEL);
1202         if (!pages)
1203                 return -ENOMEM;
1204
1205         ret = get_user_pages_fast(cfg->array, num_pages, 1, pages);
1206         if (ret < 0)
1207                 goto err_pages;
1208
1209         if (ret != num_pages) {
1210                 num_pages = ret;
1211                 ret = -EFAULT;
1212                 goto err_put_page;
1213         }
1214
1215         virt = vmap(pages, num_pages, VM_MAP, PAGE_KERNEL);
1216         if (!virt)
1217                 goto err_put_page;
1218
1219         privs[0] = kzalloc(sizeof(struct tlbe_priv) * params.tlb_sizes[0],
1220                            GFP_KERNEL);
1221         privs[1] = kzalloc(sizeof(struct tlbe_priv) * params.tlb_sizes[1],
1222                            GFP_KERNEL);
1223
1224         if (!privs[0] || !privs[1])
1225                 goto err_put_page;
1226
1227         free_gtlb(vcpu_e500);
1228
1229         vcpu_e500->gtlb_priv[0] = privs[0];
1230         vcpu_e500->gtlb_priv[1] = privs[1];
1231
1232         vcpu_e500->gtlb_arch = (struct kvm_book3e_206_tlb_entry *)
1233                 (virt + (cfg->array & (PAGE_SIZE - 1)));
1234
1235         vcpu_e500->gtlb_params[0].entries = params.tlb_sizes[0];
1236         vcpu_e500->gtlb_params[1].entries = params.tlb_sizes[1];
1237
1238         vcpu_e500->gtlb_offset[0] = 0;
1239         vcpu_e500->gtlb_offset[1] = params.tlb_sizes[0];
1240
1241         vcpu_e500->tlb0cfg &= ~(TLBnCFG_N_ENTRY | TLBnCFG_ASSOC);
1242         if (params.tlb_sizes[0] <= 2048)
1243                 vcpu_e500->tlb0cfg |= params.tlb_sizes[0];
1244         vcpu_e500->tlb0cfg |= params.tlb_ways[0] << TLBnCFG_ASSOC_SHIFT;
1245
1246         vcpu_e500->tlb1cfg &= ~(TLBnCFG_N_ENTRY | TLBnCFG_ASSOC);
1247         vcpu_e500->tlb1cfg |= params.tlb_sizes[1];
1248         vcpu_e500->tlb1cfg |= params.tlb_ways[1] << TLBnCFG_ASSOC_SHIFT;
1249
1250         vcpu_e500->shared_tlb_pages = pages;
1251         vcpu_e500->num_shared_tlb_pages = num_pages;
1252
1253         vcpu_e500->gtlb_params[0].ways = params.tlb_ways[0];
1254         vcpu_e500->gtlb_params[0].sets = sets;
1255
1256         vcpu_e500->gtlb_params[1].ways = params.tlb_sizes[1];
1257         vcpu_e500->gtlb_params[1].sets = 1;
1258
1259         return 0;
1260
1261 err_put_page:
1262         kfree(privs[0]);
1263         kfree(privs[1]);
1264
1265         for (i = 0; i < num_pages; i++)
1266                 put_page(pages[i]);
1267
1268 err_pages:
1269         kfree(pages);
1270         return ret;
1271 }
1272
1273 int kvm_vcpu_ioctl_dirty_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu,
1274                              struct kvm_dirty_tlb *dirty)
1275 {
1276         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
1277
1278         clear_tlb_refs(vcpu_e500);
1279         return 0;
1280 }
1281
1282 int kvmppc_e500_tlb_init(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
1283 {
1284         int entry_size = sizeof(struct kvm_book3e_206_tlb_entry);
1285         int entries = KVM_E500_TLB0_SIZE + KVM_E500_TLB1_SIZE;
1286
1287         host_tlb_params[0].entries = mfspr(SPRN_TLB0CFG) & TLBnCFG_N_ENTRY;
1288         host_tlb_params[1].entries = mfspr(SPRN_TLB1CFG) & TLBnCFG_N_ENTRY;
1289
1290         /*
1291          * This should never happen on real e500 hardware, but is
1292          * architecturally possible -- e.g. in some weird nested
1293          * virtualization case.
1294          */
1295         if (host_tlb_params[0].entries == 0 ||
1296             host_tlb_params[1].entries == 0) {
1297                 pr_err("%s: need to know host tlb size\n", __func__);
1298                 return -ENODEV;
1299         }
1300
1301         host_tlb_params[0].ways = (mfspr(SPRN_TLB0CFG) & TLBnCFG_ASSOC) >>
1302                                   TLBnCFG_ASSOC_SHIFT;
1303         host_tlb_params[1].ways = host_tlb_params[1].entries;
1304
1305         if (!is_power_of_2(host_tlb_params[0].entries) ||
1306             !is_power_of_2(host_tlb_params[0].ways) ||
1307             host_tlb_params[0].entries < host_tlb_params[0].ways ||
1308             host_tlb_params[0].ways == 0) {
1309                 pr_err("%s: bad tlb0 host config: %u entries %u ways\n",
1310                        __func__, host_tlb_params[0].entries,
1311                        host_tlb_params[0].ways);
1312                 return -ENODEV;
1313         }
1314
1315         host_tlb_params[0].sets =
1316                 host_tlb_params[0].entries / host_tlb_params[0].ways;
1317         host_tlb_params[1].sets = 1;
1318
1319         vcpu_e500->gtlb_params[0].entries = KVM_E500_TLB0_SIZE;
1320         vcpu_e500->gtlb_params[1].entries = KVM_E500_TLB1_SIZE;
1321
1322         vcpu_e500->gtlb_params[0].ways = KVM_E500_TLB0_WAY_NUM;
1323         vcpu_e500->gtlb_params[0].sets =
1324                 KVM_E500_TLB0_SIZE / KVM_E500_TLB0_WAY_NUM;
1325
1326         vcpu_e500->gtlb_params[1].ways = KVM_E500_TLB1_SIZE;
1327         vcpu_e500->gtlb_params[1].sets = 1;
1328
1329         vcpu_e500->gtlb_arch = kmalloc(entries * entry_size, GFP_KERNEL);
1330         if (!vcpu_e500->gtlb_arch)
1331                 return -ENOMEM;
1332
1333         vcpu_e500->gtlb_offset[0] = 0;
1334         vcpu_e500->gtlb_offset[1] = KVM_E500_TLB0_SIZE;
1335
1336         vcpu_e500->tlb_refs[0] =
1337                 kzalloc(sizeof(struct tlbe_ref) * host_tlb_params[0].entries,
1338                         GFP_KERNEL);
1339         if (!vcpu_e500->tlb_refs[0])
1340                 goto err;
1341
1342         vcpu_e500->tlb_refs[1] =
1343                 kzalloc(sizeof(struct tlbe_ref) * host_tlb_params[1].entries,
1344                         GFP_KERNEL);
1345         if (!vcpu_e500->tlb_refs[1])
1346                 goto err;
1347
1348         vcpu_e500->gtlb_priv[0] = kzalloc(sizeof(struct tlbe_ref) *
1349                                           vcpu_e500->gtlb_params[0].entries,
1350                                           GFP_KERNEL);
1351         if (!vcpu_e500->gtlb_priv[0])
1352                 goto err;
1353
1354         vcpu_e500->gtlb_priv[1] = kzalloc(sizeof(struct tlbe_ref) *
1355                                           vcpu_e500->gtlb_params[1].entries,
1356                                           GFP_KERNEL);
1357         if (!vcpu_e500->gtlb_priv[1])
1358                 goto err;
1359
1360         if (kvmppc_e500_id_table_alloc(vcpu_e500) == NULL)
1361                 goto err;
1362
1363         /* Init TLB configuration register */
1364         vcpu_e500->tlb0cfg = mfspr(SPRN_TLB0CFG) &
1365                              ~(TLBnCFG_N_ENTRY | TLBnCFG_ASSOC);
1366         vcpu_e500->tlb0cfg |= vcpu_e500->gtlb_params[0].entries;
1367         vcpu_e500->tlb0cfg |=
1368                 vcpu_e500->gtlb_params[0].ways << TLBnCFG_ASSOC_SHIFT;
1369
1370         vcpu_e500->tlb1cfg = mfspr(SPRN_TLB1CFG) &
1371                              ~(TLBnCFG_N_ENTRY | TLBnCFG_ASSOC);
1372         vcpu_e500->tlb0cfg |= vcpu_e500->gtlb_params[1].entries;
1373         vcpu_e500->tlb0cfg |=
1374                 vcpu_e500->gtlb_params[1].ways << TLBnCFG_ASSOC_SHIFT;
1375
1376         return 0;
1377
1378 err:
1379         free_gtlb(vcpu_e500);
1380         kfree(vcpu_e500->tlb_refs[0]);
1381         kfree(vcpu_e500->tlb_refs[1]);
1382         return -1;
1383 }
1384
1385 void kvmppc_e500_tlb_uninit(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
1386 {
1387         free_gtlb(vcpu_e500);
1388         kvmppc_e500_id_table_free(vcpu_e500);
1389
1390         kfree(vcpu_e500->tlb_refs[0]);
1391         kfree(vcpu_e500->tlb_refs[1]);
1392 }