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