Pileus Git - ~andy/linux/blob - arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_mmu.c

   1 /*
   2  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   3  * it under the terms of the GNU General Public License, version 2, as
   4  * published by the Free Software Foundation.
   5  *
   6  * Copyright 2010-2011 Paul Mackerras, IBM Corp. <paulus@au1.ibm.com>
   7  */
   8
   9 #include <linux/types.h>
  10 #include <linux/string.h>
  11 #include <linux/kvm.h>
  12 #include <linux/kvm_host.h>
  13 #include <linux/hugetlb.h>
  14 #include <linux/module.h>
  15
  16 #include <asm/tlbflush.h>
  17 #include <asm/kvm_ppc.h>
  18 #include <asm/kvm_book3s.h>
  19 #include <asm/mmu-hash64.h>
  20 #include <asm/hvcall.h>
  21 #include <asm/synch.h>
  22 #include <asm/ppc-opcode.h>
  23
  24 /* Translate address of a vmalloc'd thing to a linear map address */
  25 static void *real_vmalloc_addr(void *x)
  26 {
  27         unsigned long addr = (unsigned long) x;
  28         pte_t *p;
  29
  30         p = find_linux_pte_or_hugepte(swapper_pg_dir, addr, NULL);
  31         if (!p || !pte_present(*p))
  32                 return NULL;
  33         /* assume we don't have huge pages in vmalloc space... */
  34         addr = (pte_pfn(*p) << PAGE_SHIFT) | (addr & ~PAGE_MASK);
  35         return __va(addr);
  36 }
  37
  38 /* Return 1 if we need to do a global tlbie, 0 if we can use tlbiel */
  39 static int global_invalidates(struct kvm *kvm, unsigned long flags)
  40 {
  41         int global;
  42
  43         /*
  44          * If there is only one vcore, and it's currently running,
  45          * we can use tlbiel as long as we mark all other physical
  46          * cores as potentially having stale TLB entries for this lpid.
  47          * If we're not using MMU notifiers, we never take pages away
  48          * from the guest, so we can use tlbiel if requested.
  49          * Otherwise, don't use tlbiel.
  50          */
  51         if (kvm->arch.online_vcores == 1 && local_paca->kvm_hstate.kvm_vcore)
  52                 global = 0;
  53         else if (kvm->arch.using_mmu_notifiers)
  54                 global = 1;
  55         else
  56                 global = !(flags & H_LOCAL);
  57
  58         if (!global) {
  59                 /* any other core might now have stale TLB entries... */
  60                 smp_wmb();
  61                 cpumask_setall(&kvm->arch.need_tlb_flush);
  62                 cpumask_clear_cpu(local_paca->kvm_hstate.kvm_vcore->pcpu,
  63                                   &kvm->arch.need_tlb_flush);
  64         }
  65
  66         return global;
  67 }
  68
  69 /*
  70  * Add this HPTE into the chain for the real page.
  71  * Must be called with the chain locked; it unlocks the chain.
  72  */
  73 void kvmppc_add_revmap_chain(struct kvm *kvm, struct revmap_entry *rev,
  74                              unsigned long *rmap, long pte_index, int realmode)
  75 {
  76         struct revmap_entry *head, *tail;
  77         unsigned long i;
  78
  79         if (*rmap & KVMPPC_RMAP_PRESENT) {
  80                 i = *rmap & KVMPPC_RMAP_INDEX;
  81                 head = &kvm->arch.revmap[i];
  82                 if (realmode)
  83                         head = real_vmalloc_addr(head);
  84                 tail = &kvm->arch.revmap[head->back];
  85                 if (realmode)
  86                         tail = real_vmalloc_addr(tail);
  87                 rev->forw = i;
  88                 rev->back = head->back;
  89                 tail->forw = pte_index;
  90                 head->back = pte_index;
  91         } else {
  92                 rev->forw = rev->back = pte_index;
  93                 *rmap = (*rmap & ~KVMPPC_RMAP_INDEX) |
  94                         pte_index | KVMPPC_RMAP_PRESENT;
  95         }
  96         unlock_rmap(rmap);
  97 }
  98 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_add_revmap_chain);
  99
 100 /* Remove this HPTE from the chain for a real page */
 101 static void remove_revmap_chain(struct kvm *kvm, long pte_index,
 102                                 struct revmap_entry *rev,
 103                                 unsigned long hpte_v, unsigned long hpte_r)
 104 {
 105         struct revmap_entry *next, *prev;
 106         unsigned long gfn, ptel, head;
 107         struct kvm_memory_slot *memslot;
 108         unsigned long *rmap;
 109         unsigned long rcbits;
 110
 111         rcbits = hpte_r & (HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 112         ptel = rev->guest_rpte |= rcbits;
 113         gfn = hpte_rpn(ptel, hpte_page_size(hpte_v, ptel));
 114         memslot = __gfn_to_memslot(kvm_memslots(kvm), gfn);
 115         if (!memslot)
 116                 return;
 117
 118         rmap = real_vmalloc_addr(&memslot->arch.rmap[gfn - memslot->base_gfn]);
 119         lock_rmap(rmap);
 120
 121         head = *rmap & KVMPPC_RMAP_INDEX;
 122         next = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[rev->forw]);
 123         prev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[rev->back]);
 124         next->back = rev->back;
 125         prev->forw = rev->forw;
 126         if (head == pte_index) {
 127                 head = rev->forw;
 128                 if (head == pte_index)
 129                         *rmap &= ~(KVMPPC_RMAP_PRESENT | KVMPPC_RMAP_INDEX);
 130                 else
 131                         *rmap = (*rmap & ~KVMPPC_RMAP_INDEX) | head;
 132         }
 133         *rmap |= rcbits << KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT;
 134         unlock_rmap(rmap);
 135 }
 136
 137 static pte_t lookup_linux_pte_and_update(pgd_t *pgdir, unsigned long hva,
 138                               int writing, unsigned long *pte_sizep)
 139 {
 140         pte_t *ptep;
 141         unsigned long ps = *pte_sizep;
 142         unsigned int hugepage_shift;
 143
 144         ptep = find_linux_pte_or_hugepte(pgdir, hva, &hugepage_shift);
 145         if (!ptep)
 146                 return __pte(0);
 147         if (hugepage_shift)
 148                 *pte_sizep = 1ul << hugepage_shift;
 149         else
 150                 *pte_sizep = PAGE_SIZE;
 151         if (ps > *pte_sizep)
 152                 return __pte(0);
 153         return kvmppc_read_update_linux_pte(ptep, writing, hugepage_shift);
 154 }
 155
 156 static inline void unlock_hpte(unsigned long *hpte, unsigned long hpte_v)
 157 {
 158         asm volatile(PPC_RELEASE_BARRIER "" : : : "memory");
 159         hpte[0] = hpte_v;
 160 }
 161
 162 long kvmppc_do_h_enter(struct kvm *kvm, unsigned long flags,
 163                        long pte_index, unsigned long pteh, unsigned long ptel,
 164                        pgd_t *pgdir, bool realmode, unsigned long *pte_idx_ret)
 165 {
 166         unsigned long i, pa, gpa, gfn, psize;
 167         unsigned long slot_fn, hva;
 168         unsigned long *hpte;
 169         struct revmap_entry *rev;
 170         unsigned long g_ptel;
 171         struct kvm_memory_slot *memslot;
 172         unsigned long *physp, pte_size;
 173         unsigned long is_io;
 174         unsigned long *rmap;
 175         pte_t pte;
 176         unsigned int writing;
 177         unsigned long mmu_seq;
 178         unsigned long rcbits;
 179
 180         psize = hpte_page_size(pteh, ptel);
 181         if (!psize)
 182                 return H_PARAMETER;
 183         writing = hpte_is_writable(ptel);
 184         pteh &= ~(HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID);
 185         ptel &= ~HPTE_GR_RESERVED;
 186         g_ptel = ptel;
 187
 188         /* used later to detect if we might have been invalidated */
 189         mmu_seq = kvm->mmu_notifier_seq;
 190         smp_rmb();
 191
 192         /* Find the memslot (if any) for this address */
 193         gpa = (ptel & HPTE_R_RPN) & ~(psize - 1);
 194         gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
 195         memslot = __gfn_to_memslot(kvm_memslots(kvm), gfn);
 196         pa = 0;
 197         is_io = ~0ul;
 198         rmap = NULL;
 199         if (!(memslot && !(memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID))) {
 200                 /* PPC970 can't do emulated MMIO */
 201                 if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_206))
 202                         return H_PARAMETER;
 203                 /* Emulated MMIO - mark this with key=31 */
 204                 pteh |= HPTE_V_ABSENT;
 205                 ptel |= HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO;
 206                 goto do_insert;
 207         }
 208
 209         /* Check if the requested page fits entirely in the memslot. */
 210         if (!slot_is_aligned(memslot, psize))
 211                 return H_PARAMETER;
 212         slot_fn = gfn - memslot->base_gfn;
 213         rmap = &memslot->arch.rmap[slot_fn];
 214
 215         if (!kvm->arch.using_mmu_notifiers) {
 216                 physp = memslot->arch.slot_phys;
 217                 if (!physp)
 218                         return H_PARAMETER;
 219                 physp += slot_fn;
 220                 if (realmode)
 221                         physp = real_vmalloc_addr(physp);
 222                 pa = *physp;
 223                 if (!pa)
 224                         return H_TOO_HARD;
 225                 is_io = pa & (HPTE_R_I | HPTE_R_W);
 226                 pte_size = PAGE_SIZE << (pa & KVMPPC_PAGE_ORDER_MASK);
 227                 pa &= PAGE_MASK;
 228                 pa |= gpa & ~PAGE_MASK;
 229         } else {
 230                 /* Translate to host virtual address */
 231                 hva = __gfn_to_hva_memslot(memslot, gfn);
 232
 233                 /* Look up the Linux PTE for the backing page */
 234                 pte_size = psize;
 235                 pte = lookup_linux_pte_and_update(pgdir, hva, writing,
 236                                                   &pte_size);
 237                 if (pte_present(pte)) {
 238                         if (writing && !pte_write(pte))
 239                                 /* make the actual HPTE be read-only */
 240                                 ptel = hpte_make_readonly(ptel);
 241                         is_io = hpte_cache_bits(pte_val(pte));
 242                         pa = pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT;
 243                         pa |= hva & (pte_size - 1);
 244                         pa |= gpa & ~PAGE_MASK;
 245                 }
 246         }
 247
 248         if (pte_size < psize)
 249                 return H_PARAMETER;
 250
 251         ptel &= ~(HPTE_R_PP0 - psize);
 252         ptel |= pa;
 253
 254         if (pa)
 255                 pteh |= HPTE_V_VALID;
 256         else
 257                 pteh |= HPTE_V_ABSENT;
 258
 259         /* Check WIMG */
 260         if (is_io != ~0ul && !hpte_cache_flags_ok(ptel, is_io)) {
 261                 if (is_io)
 262                         return H_PARAMETER;
 263                 /*
 264                  * Allow guest to map emulated device memory as
 265                  * uncacheable, but actually make it cacheable.
 266                  */
 267                 ptel &= ~(HPTE_R_W|HPTE_R_I|HPTE_R_G);
 268                 ptel |= HPTE_R_M;
 269         }
 270
 271         /* Find and lock the HPTEG slot to use */
 272  do_insert:
 273         if (pte_index >= kvm->arch.hpt_npte)
 274                 return H_PARAMETER;
 275         if (likely((flags & H_EXACT) == 0)) {
 276                 pte_index &= ~7UL;
 277                 hpte = (unsigned long *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 278                 for (i = 0; i < 8; ++i) {
 279                         if ((*hpte & HPTE_V_VALID) == 0 &&
 280                             try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_VALID |
 281                                           HPTE_V_ABSENT))
 282                                 break;
 283                         hpte += 2;
 284                 }
 285                 if (i == 8) {
 286                         /*
 287                          * Since try_lock_hpte doesn't retry (not even stdcx.
 288                          * failures), it could be that there is a free slot
 289                          * but we transiently failed to lock it.  Try again,
 290                          * actually locking each slot and checking it.
 291                          */
 292                         hpte -= 16;
 293                         for (i = 0; i < 8; ++i) {
 294                                 while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 295                                         cpu_relax();
 296                                 if (!(*hpte & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT)))
 297                                         break;
 298                                 *hpte &= ~HPTE_V_HVLOCK;
 299                                 hpte += 2;
 300                         }
 301                         if (i == 8)
 302                                 return H_PTEG_FULL;
 303                 }
 304                 pte_index += i;
 305         } else {
 306                 hpte = (unsigned long *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 307                 if (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_VALID |
 308                                    HPTE_V_ABSENT)) {
 309                         /* Lock the slot and check again */
 310                         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 311                                 cpu_relax();
 312                         if (*hpte & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT)) {
 313                                 *hpte &= ~HPTE_V_HVLOCK;
 314                                 return H_PTEG_FULL;
 315                         }
 316                 }
 317         }
 318
 319         /* Save away the guest's idea of the second HPTE dword */
 320         rev = &kvm->arch.revmap[pte_index];
 321         if (realmode)
 322                 rev = real_vmalloc_addr(rev);
 323         if (rev) {
 324                 rev->guest_rpte = g_ptel;
 325                 note_hpte_modification(kvm, rev);
 326         }
 327
 328         /* Link HPTE into reverse-map chain */
 329         if (pteh & HPTE_V_VALID) {
 330                 if (realmode)
 331                         rmap = real_vmalloc_addr(rmap);
 332                 lock_rmap(rmap);
 333                 /* Check for pending invalidations under the rmap chain lock */
 334                 if (kvm->arch.using_mmu_notifiers &&
 335                     mmu_notifier_retry(kvm, mmu_seq)) {
 336                         /* inval in progress, write a non-present HPTE */
 337                         pteh |= HPTE_V_ABSENT;
 338                         pteh &= ~HPTE_V_VALID;
 339                         unlock_rmap(rmap);
 340                 } else {
 341                         kvmppc_add_revmap_chain(kvm, rev, rmap, pte_index,
 342                                                 realmode);
 343                         /* Only set R/C in real HPTE if already set in *rmap */
 344                         rcbits = *rmap >> KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT;
 345                         ptel &= rcbits | ~(HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 346                 }
 347         }
 348
 349         hpte[1] = ptel;
 350
 351         /* Write the first HPTE dword, unlocking the HPTE and making it valid */
 352         eieio();
 353         hpte[0] = pteh;
 354         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 355
 356         *pte_idx_ret = pte_index;
 357         return H_SUCCESS;
 358 }
 359 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_do_h_enter);
 360
 361 long kvmppc_h_enter(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 362                     long pte_index, unsigned long pteh, unsigned long ptel)
 363 {
 364         return kvmppc_do_h_enter(vcpu->kvm, flags, pte_index, pteh, ptel,
 365                                  vcpu->arch.pgdir, true, &vcpu->arch.gpr[4]);
 366 }
 367
 368 #ifdef __BIG_ENDIAN__
 369 #define LOCK_TOKEN      (*(u32 *)(&get_paca()->lock_token))
 370 #else
 371 #define LOCK_TOKEN      (*(u32 *)(&get_paca()->paca_index))
 372 #endif
 373
 374 static inline int try_lock_tlbie(unsigned int *lock)
 375 {
 376         unsigned int tmp, old;
 377         unsigned int token = LOCK_TOKEN;
 378
 379         asm volatile("1:lwarx   %1,0,%2\n"
 380                      "  cmpwi   cr0,%1,0\n"
 381                      "  bne     2f\n"
 382                      "  stwcx.  %3,0,%2\n"
 383                      "  bne-    1b\n"
 384                      "  isync\n"
 385                      "2:"
 386                      : "=&r" (tmp), "=&r" (old)
 387                      : "r" (lock), "r" (token)
 388                      : "cc", "memory");
 389         return old == 0;
 390 }
 391
 392 /*
 393  * tlbie/tlbiel is a bit different on the PPC970 compared to later
 394  * processors such as POWER7; the large page bit is in the instruction
 395  * not RB, and the top 16 bits and the bottom 12 bits of the VA
 396  * in RB must be 0.
 397  */
 398 static void do_tlbies_970(struct kvm *kvm, unsigned long *rbvalues,
 399                           long npages, int global, bool need_sync)
 400 {
 401         long i;
 402
 403         if (global) {
 404                 while (!try_lock_tlbie(&kvm->arch.tlbie_lock))
 405                         cpu_relax();
 406                 if (need_sync)
 407                         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 408                 for (i = 0; i < npages; ++i) {
 409                         unsigned long rb = rbvalues[i];
 410
 411                         if (rb & 1)             /* large page */
 412                                 asm volatile("tlbie %0,1" : :
 413                                              "r" (rb & 0x0000fffffffff000ul));
 414                         else
 415                                 asm volatile("tlbie %0,0" : :
 416                                              "r" (rb & 0x0000fffffffff000ul));
 417                 }
 418                 asm volatile("eieio; tlbsync; ptesync" : : : "memory");
 419                 kvm->arch.tlbie_lock = 0;
 420         } else {
 421                 if (need_sync)
 422                         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 423                 for (i = 0; i < npages; ++i) {
 424                         unsigned long rb = rbvalues[i];
 425
 426                         if (rb & 1)             /* large page */
 427                                 asm volatile("tlbiel %0,1" : :
 428                                              "r" (rb & 0x0000fffffffff000ul));
 429                         else
 430                                 asm volatile("tlbiel %0,0" : :
 431                                              "r" (rb & 0x0000fffffffff000ul));
 432                 }
 433                 asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 434         }
 435 }
 436
 437 static void do_tlbies(struct kvm *kvm, unsigned long *rbvalues,
 438                       long npages, int global, bool need_sync)
 439 {
 440         long i;
 441
 442         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_201)) {
 443                 /* PPC970 tlbie instruction is a bit different */
 444                 do_tlbies_970(kvm, rbvalues, npages, global, need_sync);
 445                 return;
 446         }
 447         if (global) {
 448                 while (!try_lock_tlbie(&kvm->arch.tlbie_lock))
 449                         cpu_relax();
 450                 if (need_sync)
 451                         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 452                 for (i = 0; i < npages; ++i)
 453                         asm volatile(PPC_TLBIE(%1,%0) : :
 454                                      "r" (rbvalues[i]), "r" (kvm->arch.lpid));
 455                 asm volatile("eieio; tlbsync; ptesync" : : : "memory");
 456                 kvm->arch.tlbie_lock = 0;
 457         } else {
 458                 if (need_sync)
 459                         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 460                 for (i = 0; i < npages; ++i)
 461                         asm volatile("tlbiel %0" : : "r" (rbvalues[i]));
 462                 asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 463         }
 464 }
 465
 466 long kvmppc_do_h_remove(struct kvm *kvm, unsigned long flags,
 467                         unsigned long pte_index, unsigned long avpn,
 468                         unsigned long *hpret)
 469 {
 470         unsigned long *hpte;
 471         unsigned long v, r, rb;
 472         struct revmap_entry *rev;
 473
 474         if (pte_index >= kvm->arch.hpt_npte)
 475                 return H_PARAMETER;
 476         hpte = (unsigned long *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 477         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 478                 cpu_relax();
 479         if ((hpte[0] & (HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID)) == 0 ||
 480             ((flags & H_AVPN) && (hpte[0] & ~0x7fUL) != avpn) ||
 481             ((flags & H_ANDCOND) && (hpte[0] & avpn) != 0)) {
 482                 hpte[0] &= ~HPTE_V_HVLOCK;
 483                 return H_NOT_FOUND;
 484         }
 485
 486         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 487         v = hpte[0] & ~HPTE_V_HVLOCK;
 488         if (v & HPTE_V_VALID) {
 489                 hpte[0] &= ~HPTE_V_VALID;
 490                 rb = compute_tlbie_rb(v, hpte[1], pte_index);
 491                 do_tlbies(kvm, &rb, 1, global_invalidates(kvm, flags), true);
 492                 /* Read PTE low word after tlbie to get final R/C values */
 493                 remove_revmap_chain(kvm, pte_index, rev, v, hpte[1]);
 494         }
 495         r = rev->guest_rpte & ~HPTE_GR_RESERVED;
 496         note_hpte_modification(kvm, rev);
 497         unlock_hpte(hpte, 0);
 498
 499         hpret[0] = v;
 500         hpret[1] = r;
 501         return H_SUCCESS;
 502 }
 503 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_do_h_remove);
 504
 505 long kvmppc_h_remove(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 506                      unsigned long pte_index, unsigned long avpn)
 507 {
 508         return kvmppc_do_h_remove(vcpu->kvm, flags, pte_index, avpn,
 509                                   &vcpu->arch.gpr[4]);
 510 }
 511
 512 long kvmppc_h_bulk_remove(struct kvm_vcpu *vcpu)
 513 {
 514         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 515         unsigned long *args = &vcpu->arch.gpr[4];
 516         unsigned long *hp, *hptes[4], tlbrb[4];
 517         long int i, j, k, n, found, indexes[4];
 518         unsigned long flags, req, pte_index, rcbits;
 519         int global;
 520         long int ret = H_SUCCESS;
 521         struct revmap_entry *rev, *revs[4];
 522
 523         global = global_invalidates(kvm, 0);
 524         for (i = 0; i < 4 && ret == H_SUCCESS; ) {
 525                 n = 0;
 526                 for (; i < 4; ++i) {
 527                         j = i * 2;
 528                         pte_index = args[j];
 529                         flags = pte_index >> 56;
 530                         pte_index &= ((1ul << 56) - 1);
 531                         req = flags >> 6;
 532                         flags &= 3;
 533                         if (req == 3) {         /* no more requests */
 534                                 i = 4;
 535                                 break;
 536                         }
 537                         if (req != 1 || flags == 3 ||
 538                             pte_index >= kvm->arch.hpt_npte) {
 539                                 /* parameter error */
 540                                 args[j] = ((0xa0 | flags) << 56) + pte_index;
 541                                 ret = H_PARAMETER;
 542                                 break;
 543                         }
 544                         hp = (unsigned long *)
 545                                 (kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 546                         /* to avoid deadlock, don't spin except for first */
 547                         if (!try_lock_hpte(hp, HPTE_V_HVLOCK)) {
 548                                 if (n)
 549                                         break;
 550                                 while (!try_lock_hpte(hp, HPTE_V_HVLOCK))
 551                                         cpu_relax();
 552                         }
 553                         found = 0;
 554                         if (hp[0] & (HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID)) {
 555                                 switch (flags & 3) {
 556                                 case 0:         /* absolute */
 557                                         found = 1;
 558                                         break;
 559                                 case 1:         /* andcond */
 560                                         if (!(hp[0] & args[j + 1]))
 561                                                 found = 1;
 562                                         break;
 563                                 case 2:         /* AVPN */
 564                                         if ((hp[0] & ~0x7fUL) == args[j + 1])
 565                                                 found = 1;
 566                                         break;
 567                                 }
 568                         }
 569                         if (!found) {
 570                                 hp[0] &= ~HPTE_V_HVLOCK;
 571                                 args[j] = ((0x90 | flags) << 56) + pte_index;
 572                                 continue;
 573                         }
 574
 575                         args[j] = ((0x80 | flags) << 56) + pte_index;
 576                         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 577                         note_hpte_modification(kvm, rev);
 578
 579                         if (!(hp[0] & HPTE_V_VALID)) {
 580                                 /* insert R and C bits from PTE */
 581                                 rcbits = rev->guest_rpte & (HPTE_R_R|HPTE_R_C);
 582                                 args[j] |= rcbits << (56 - 5);
 583                                 hp[0] = 0;
 584                                 continue;
 585                         }
 586
 587                         hp[0] &= ~HPTE_V_VALID;         /* leave it locked */
 588                         tlbrb[n] = compute_tlbie_rb(hp[0], hp[1], pte_index);
 589                         indexes[n] = j;
 590                         hptes[n] = hp;
 591                         revs[n] = rev;
 592                         ++n;
 593                 }
 594
 595                 if (!n)
 596                         break;
 597
 598                 /* Now that we've collected a batch, do the tlbies */
 599                 do_tlbies(kvm, tlbrb, n, global, true);
 600
 601                 /* Read PTE low words after tlbie to get final R/C values */
 602                 for (k = 0; k < n; ++k) {
 603                         j = indexes[k];
 604                         pte_index = args[j] & ((1ul << 56) - 1);
 605                         hp = hptes[k];
 606                         rev = revs[k];
 607                         remove_revmap_chain(kvm, pte_index, rev, hp[0], hp[1]);
 608                         rcbits = rev->guest_rpte & (HPTE_R_R|HPTE_R_C);
 609                         args[j] |= rcbits << (56 - 5);
 610                         hp[0] = 0;
 611                 }
 612         }
 613
 614         return ret;
 615 }
 616
 617 long kvmppc_h_protect(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 618                       unsigned long pte_index, unsigned long avpn,
 619                       unsigned long va)
 620 {
 621         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 622         unsigned long *hpte;
 623         struct revmap_entry *rev;
 624         unsigned long v, r, rb, mask, bits;
 625
 626         if (pte_index >= kvm->arch.hpt_npte)
 627                 return H_PARAMETER;
 628
 629         hpte = (unsigned long *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 630         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 631                 cpu_relax();
 632         if ((hpte[0] & (HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID)) == 0 ||
 633             ((flags & H_AVPN) && (hpte[0] & ~0x7fUL) != avpn)) {
 634                 hpte[0] &= ~HPTE_V_HVLOCK;
 635                 return H_NOT_FOUND;
 636         }
 637
 638         v = hpte[0];
 639         bits = (flags << 55) & HPTE_R_PP0;
 640         bits |= (flags << 48) & HPTE_R_KEY_HI;
 641         bits |= flags & (HPTE_R_PP | HPTE_R_N | HPTE_R_KEY_LO);
 642
 643         /* Update guest view of 2nd HPTE dword */
 644         mask = HPTE_R_PP0 | HPTE_R_PP | HPTE_R_N |
 645                 HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO;
 646         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 647         if (rev) {
 648                 r = (rev->guest_rpte & ~mask) | bits;
 649                 rev->guest_rpte = r;
 650                 note_hpte_modification(kvm, rev);
 651         }
 652         r = (hpte[1] & ~mask) | bits;
 653
 654         /* Update HPTE */
 655         if (v & HPTE_V_VALID) {
 656                 rb = compute_tlbie_rb(v, r, pte_index);
 657                 hpte[0] = v & ~HPTE_V_VALID;
 658                 do_tlbies(kvm, &rb, 1, global_invalidates(kvm, flags), true);
 659                 /*
 660                  * If the host has this page as readonly but the guest
 661                  * wants to make it read/write, reduce the permissions.
 662                  * Checking the host permissions involves finding the
 663                  * memslot and then the Linux PTE for the page.
 664                  */
 665                 if (hpte_is_writable(r) && kvm->arch.using_mmu_notifiers) {
 666                         unsigned long psize, gfn, hva;
 667                         struct kvm_memory_slot *memslot;
 668                         pgd_t *pgdir = vcpu->arch.pgdir;
 669                         pte_t pte;
 670
 671                         psize = hpte_page_size(v, r);
 672                         gfn = ((r & HPTE_R_RPN) & ~(psize - 1)) >> PAGE_SHIFT;
 673                         memslot = __gfn_to_memslot(kvm_memslots(kvm), gfn);
 674                         if (memslot) {
 675                                 hva = __gfn_to_hva_memslot(memslot, gfn);
 676                                 pte = lookup_linux_pte_and_update(pgdir, hva,
 677                                                                   1, &psize);
 678                                 if (pte_present(pte) && !pte_write(pte))
 679                                         r = hpte_make_readonly(r);
 680                         }
 681                 }
 682         }
 683         hpte[1] = r;
 684         eieio();
 685         hpte[0] = v & ~HPTE_V_HVLOCK;
 686         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 687         return H_SUCCESS;
 688 }
 689
 690 long kvmppc_h_read(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 691                    unsigned long pte_index)
 692 {
 693         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 694         unsigned long *hpte, v, r;
 695         int i, n = 1;
 696         struct revmap_entry *rev = NULL;
 697
 698         if (pte_index >= kvm->arch.hpt_npte)
 699                 return H_PARAMETER;
 700         if (flags & H_READ_4) {
 701                 pte_index &= ~3;
 702                 n = 4;
 703         }
 704         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 705         for (i = 0; i < n; ++i, ++pte_index) {
 706                 hpte = (unsigned long *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 707                 v = hpte[0] & ~HPTE_V_HVLOCK;
 708                 r = hpte[1];
 709                 if (v & HPTE_V_ABSENT) {
 710                         v &= ~HPTE_V_ABSENT;
 711                         v |= HPTE_V_VALID;
 712                 }
 713                 if (v & HPTE_V_VALID) {
 714                         r = rev[i].guest_rpte | (r & (HPTE_R_R | HPTE_R_C));
 715                         r &= ~HPTE_GR_RESERVED;
 716                 }
 717                 vcpu->arch.gpr[4 + i * 2] = v;
 718                 vcpu->arch.gpr[5 + i * 2] = r;
 719         }
 720         return H_SUCCESS;
 721 }
 722
 723 void kvmppc_invalidate_hpte(struct kvm *kvm, unsigned long *hptep,
 724                         unsigned long pte_index)
 725 {
 726         unsigned long rb;
 727
 728         hptep[0] &= ~HPTE_V_VALID;
 729         rb = compute_tlbie_rb(hptep[0], hptep[1], pte_index);
 730         do_tlbies(kvm, &rb, 1, 1, true);
 731 }
 732 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_invalidate_hpte);
 733
 734 void kvmppc_clear_ref_hpte(struct kvm *kvm, unsigned long *hptep,
 735                            unsigned long pte_index)
 736 {
 737         unsigned long rb;
 738         unsigned char rbyte;
 739
 740         rb = compute_tlbie_rb(hptep[0], hptep[1], pte_index);
 741         rbyte = (hptep[1] & ~HPTE_R_R) >> 8;
 742         /* modify only the second-last byte, which contains the ref bit */
 743         *((char *)hptep + 14) = rbyte;
 744         do_tlbies(kvm, &rb, 1, 1, false);
 745 }
 746 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_clear_ref_hpte);
 747
 748 static int slb_base_page_shift[4] = {
 749         24,     /* 16M */
 750         16,     /* 64k */
 751         34,     /* 16G */
 752         20,     /* 1M, unsupported */
 753 };
 754
 755 /* When called from virtmode, this func should be protected by
 756  * preempt_disable(), otherwise, the holding of HPTE_V_HVLOCK
 757  * can trigger deadlock issue.
 758  */
 759 long kvmppc_hv_find_lock_hpte(struct kvm *kvm, gva_t eaddr, unsigned long slb_v,
 760                               unsigned long valid)
 761 {
 762         unsigned int i;
 763         unsigned int pshift;
 764         unsigned long somask;
 765         unsigned long vsid, hash;
 766         unsigned long avpn;
 767         unsigned long *hpte;
 768         unsigned long mask, val;
 769         unsigned long v, r;
 770
 771         /* Get page shift, work out hash and AVPN etc. */
 772         mask = SLB_VSID_B | HPTE_V_AVPN | HPTE_V_SECONDARY;
 773         val = 0;
 774         pshift = 12;
 775         if (slb_v & SLB_VSID_L) {
 776                 mask |= HPTE_V_LARGE;
 777                 val |= HPTE_V_LARGE;
 778                 pshift = slb_base_page_shift[(slb_v & SLB_VSID_LP) >> 4];
 779         }
 780         if (slb_v & SLB_VSID_B_1T) {
 781                 somask = (1UL << 40) - 1;
 782                 vsid = (slb_v & ~SLB_VSID_B) >> SLB_VSID_SHIFT_1T;
 783                 vsid ^= vsid << 25;
 784         } else {
 785                 somask = (1UL << 28) - 1;
 786                 vsid = (slb_v & ~SLB_VSID_B) >> SLB_VSID_SHIFT;
 787         }
 788         hash = (vsid ^ ((eaddr & somask) >> pshift)) & kvm->arch.hpt_mask;
 789         avpn = slb_v & ~(somask >> 16); /* also includes B */
 790         avpn |= (eaddr & somask) >> 16;
 791
 792         if (pshift >= 24)
 793                 avpn &= ~((1UL << (pshift - 16)) - 1);
 794         else
 795                 avpn &= ~0x7fUL;
 796         val |= avpn;
 797
 798         for (;;) {
 799                 hpte = (unsigned long *)(kvm->arch.hpt_virt + (hash << 7));
 800
 801                 for (i = 0; i < 16; i += 2) {
 802                         /* Read the PTE racily */
 803                         v = hpte[i] & ~HPTE_V_HVLOCK;
 804
 805                         /* Check valid/absent, hash, segment size and AVPN */
 806                         if (!(v & valid) || (v & mask) != val)
 807                                 continue;
 808
 809                         /* Lock the PTE and read it under the lock */
 810                         while (!try_lock_hpte(&hpte[i], HPTE_V_HVLOCK))
 811                                 cpu_relax();
 812                         v = hpte[i] & ~HPTE_V_HVLOCK;
 813                         r = hpte[i+1];
 814
 815                         /*
 816                          * Check the HPTE again, including large page size
 817                          * Since we don't currently allow any MPSS (mixed
 818                          * page-size segment) page sizes, it is sufficient
 819                          * to check against the actual page size.
 820                          */
 821                         if ((v & valid) && (v & mask) == val &&
 822                             hpte_page_size(v, r) == (1ul << pshift))
 823                                 /* Return with the HPTE still locked */
 824                                 return (hash << 3) + (i >> 1);
 825
 826                         /* Unlock and move on */
 827                         hpte[i] = v;
 828                 }
 829
 830                 if (val & HPTE_V_SECONDARY)
 831                         break;
 832                 val |= HPTE_V_SECONDARY;
 833                 hash = hash ^ kvm->arch.hpt_mask;
 834         }
 835         return -1;
 836 }
 837 EXPORT_SYMBOL(kvmppc_hv_find_lock_hpte);
 838
 839 /*
 840  * Called in real mode to check whether an HPTE not found fault
 841  * is due to accessing a paged-out page or an emulated MMIO page,
 842  * or if a protection fault is due to accessing a page that the
 843  * guest wanted read/write access to but which we made read-only.
 844  * Returns a possibly modified status (DSISR) value if not
 845  * (i.e. pass the interrupt to the guest),
 846  * -1 to pass the fault up to host kernel mode code, -2 to do that
 847  * and also load the instruction word (for MMIO emulation),
 848  * or 0 if we should make the guest retry the access.
 849  */
 850 long kvmppc_hpte_hv_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long addr,
 851                           unsigned long slb_v, unsigned int status, bool data)
 852 {
 853         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 854         long int index;
 855         unsigned long v, r, gr;
 856         unsigned long *hpte;
 857         unsigned long valid;
 858         struct revmap_entry *rev;
 859         unsigned long pp, key;
 860
 861         /* For protection fault, expect to find a valid HPTE */
 862         valid = HPTE_V_VALID;
 863         if (status & DSISR_NOHPTE)
 864                 valid |= HPTE_V_ABSENT;
 865
 866         index = kvmppc_hv_find_lock_hpte(kvm, addr, slb_v, valid);
 867         if (index < 0) {
 868                 if (status & DSISR_NOHPTE)
 869                         return status;  /* there really was no HPTE */
 870                 return 0;               /* for prot fault, HPTE disappeared */
 871         }
 872         hpte = (unsigned long *)(kvm->arch.hpt_virt + (index << 4));
 873         v = hpte[0] & ~HPTE_V_HVLOCK;
 874         r = hpte[1];
 875         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[index]);
 876         gr = rev->guest_rpte;
 877
 878         unlock_hpte(hpte, v);
 879
 880         /* For not found, if the HPTE is valid by now, retry the instruction */
 881         if ((status & DSISR_NOHPTE) && (v & HPTE_V_VALID))
 882                 return 0;
 883
 884         /* Check access permissions to the page */
 885         pp = gr & (HPTE_R_PP0 | HPTE_R_PP);
 886         key = (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_PR) ? SLB_VSID_KP : SLB_VSID_KS;
 887         status &= ~DSISR_NOHPTE;        /* DSISR_NOHPTE == SRR1_ISI_NOPT */
 888         if (!data) {
 889                 if (gr & (HPTE_R_N | HPTE_R_G))
 890                         return status | SRR1_ISI_N_OR_G;
 891                 if (!hpte_read_permission(pp, slb_v & key))
 892                         return status | SRR1_ISI_PROT;
 893         } else if (status & DSISR_ISSTORE) {
 894                 /* check write permission */
 895                 if (!hpte_write_permission(pp, slb_v & key))
 896                         return status | DSISR_PROTFAULT;
 897         } else {
 898                 if (!hpte_read_permission(pp, slb_v & key))
 899                         return status | DSISR_PROTFAULT;
 900         }
 901
 902         /* Check storage key, if applicable */
 903         if (data && (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_DR)) {
 904                 unsigned int perm = hpte_get_skey_perm(gr, vcpu->arch.amr);
 905                 if (status & DSISR_ISSTORE)
 906                         perm >>= 1;
 907                 if (perm & 1)
 908                         return status | DSISR_KEYFAULT;
 909         }
 910
 911         /* Save HPTE info for virtual-mode handler */
 912         vcpu->arch.pgfault_addr = addr;
 913         vcpu->arch.pgfault_index = index;
 914         vcpu->arch.pgfault_hpte[0] = v;
 915         vcpu->arch.pgfault_hpte[1] = r;
 916
 917         /* Check the storage key to see if it is possibly emulated MMIO */
 918         if (data && (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_IR) &&
 919             (r & (HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO)) ==
 920             (HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO))
 921                 return -2;      /* MMIO emulation - load instr word */
 922
 923         return -1;              /* send fault up to host kernel mode */
 924 }