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