arch/powerpc/kvm/book3s_64_mmu_hv.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  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
   7  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
   8  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
   9  * GNU General Public License for more details.
  10  *
  11  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  12  * along with this program; if not, write to the Free Software
  13  * Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  14  *
  15  * Copyright 2010 Paul Mackerras, IBM Corp. <paulus@au1.ibm.com>
  16  */
  17
  18 #include <linux/types.h>
  19 #include <linux/string.h>
  20 #include <linux/kvm.h>
  21 #include <linux/kvm_host.h>
  22 #include <linux/highmem.h>
  23 #include <linux/gfp.h>
  24 #include <linux/slab.h>
  25 #include <linux/hugetlb.h>
  26
  27 #include <asm/tlbflush.h>
  28 #include <asm/kvm_ppc.h>
  29 #include <asm/kvm_book3s.h>
  30 #include <asm/mmu-hash64.h>
  31 #include <asm/hvcall.h>
  32 #include <asm/synch.h>
  33 #include <asm/ppc-opcode.h>
  34 #include <asm/cputable.h>
  35
  36 /* For now use fixed-size 16MB page table */
  37 #define HPT_ORDER       24
  38 #define HPT_NPTEG       (1ul << (HPT_ORDER - 7))        /* 128B per pteg */
  39 #define HPT_HASH_MASK   (HPT_NPTEG - 1)
  40
  41 /* Pages in the VRMA are 16MB pages */
  42 #define VRMA_PAGE_ORDER 24
  43 #define VRMA_VSID       0x1ffffffUL     /* 1TB VSID reserved for VRMA */
  44
  45 /* POWER7 has 10-bit LPIDs, PPC970 has 6-bit LPIDs */
  46 #define MAX_LPID_970    63
  47 #define NR_LPIDS        (LPID_RSVD + 1)
  48 unsigned long lpid_inuse[BITS_TO_LONGS(NR_LPIDS)];
  49
  50 long kvmppc_alloc_hpt(struct kvm *kvm)
  51 {
  52         unsigned long hpt;
  53         unsigned long lpid;
  54         struct kvmppc_linear_info *li;
  55
  56         /* using preallocated memory */
  57         li = kvm_alloc_hpt();
  58         if (li) {
  59                 hpt = (ulong)li->base_virt;
  60                 kvm->arch.hpt_li = li;
  61                 memset(li->base_virt, 0, li->npages << PAGE_SHIFT);
  62                 goto has_hpt;
  63         }
  64
  65         /* using dynamic memory */
  66         hpt = __get_free_pages(GFP_KERNEL|__GFP_ZERO|__GFP_REPEAT|__GFP_NOWARN,
  67                                HPT_ORDER - PAGE_SHIFT);
  68 has_hpt:
  69         if (!hpt) {
  70                 pr_err("kvm_alloc_hpt: Couldn't alloc HPT\n");
  71                 return -ENOMEM;
  72         }
  73         kvm->arch.hpt_virt = hpt;
  74
  75         do {
  76                 lpid = find_first_zero_bit(lpid_inuse, NR_LPIDS);
  77                 if (lpid >= NR_LPIDS) {
  78                         pr_err("kvm_alloc_hpt: No LPIDs free\n");
  79                         free_pages(hpt, HPT_ORDER - PAGE_SHIFT);
  80                         return -ENOMEM;
  81                 }
  82         } while (test_and_set_bit(lpid, lpid_inuse));
  83
  84         kvm->arch.sdr1 = __pa(hpt) | (HPT_ORDER - 18);
  85         kvm->arch.lpid = lpid;
  86
  87         pr_info("KVM guest htab at %lx, LPID %lx\n", hpt, lpid);
  88         return 0;
  89 }
  90
  91 void kvmppc_free_hpt(struct kvm *kvm)
  92 {
  93         clear_bit(kvm->arch.lpid, lpid_inuse);
  94         free_pages(kvm->arch.hpt_virt, HPT_ORDER - PAGE_SHIFT);
  95         if (kvm->arch.hpt_li)
  96                 kvm_release_hpt(kvm->arch.hpt_li);
  97         else
  98                 free_pages(kvm->arch.hpt_virt, HPT_ORDER - PAGE_SHIFT);
  99 }
 100
 101 void kvmppc_map_vrma(struct kvm *kvm, struct kvm_userspace_memory_region *mem)
 102 {
 103         unsigned long i;
 104         unsigned long npages = kvm->arch.ram_npages;
 105         unsigned long pfn;
 106         unsigned long *hpte;
 107         unsigned long hash;
 108         struct kvmppc_pginfo *pginfo = kvm->arch.ram_pginfo;
 109
 110         if (!pginfo)
 111                 return;
 112
 113         /* VRMA can't be > 1TB */
 114         if (npages > 1ul << (40 - kvm->arch.ram_porder))
 115                 npages = 1ul << (40 - kvm->arch.ram_porder);
 116         /* Can't use more than 1 HPTE per HPTEG */
 117         if (npages > HPT_NPTEG)
 118                 npages = HPT_NPTEG;
 119
 120         for (i = 0; i < npages; ++i) {
 121                 pfn = pginfo[i].pfn;
 122                 if (!pfn)
 123                         break;
 124                 /* can't use hpt_hash since va > 64 bits */
 125                 hash = (i ^ (VRMA_VSID ^ (VRMA_VSID << 25))) & HPT_HASH_MASK;
 126                 /*
 127                  * We assume that the hash table is empty and no
 128                  * vcpus are using it at this stage.  Since we create
 129                  * at most one HPTE per HPTEG, we just assume entry 7
 130                  * is available and use it.
 131                  */
 132                 hpte = (unsigned long *) (kvm->arch.hpt_virt + (hash << 7));
 133                 hpte += 7 * 2;
 134                 /* HPTE low word - RPN, protection, etc. */
 135                 hpte[1] = (pfn << PAGE_SHIFT) | HPTE_R_R | HPTE_R_C |
 136                         HPTE_R_M | PP_RWXX;
 137                 wmb();
 138                 hpte[0] = HPTE_V_1TB_SEG | (VRMA_VSID << (40 - 16)) |
 139                         (i << (VRMA_PAGE_ORDER - 16)) | HPTE_V_BOLTED |
 140                         HPTE_V_LARGE | HPTE_V_VALID;
 141         }
 142 }
 143
 144 int kvmppc_mmu_hv_init(void)
 145 {
 146         unsigned long host_lpid, rsvd_lpid;
 147
 148         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
 149                 return -EINVAL;
 150
 151         memset(lpid_inuse, 0, sizeof(lpid_inuse));
 152
 153         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_206)) {
 154                 host_lpid = mfspr(SPRN_LPID);   /* POWER7 */
 155                 rsvd_lpid = LPID_RSVD;
 156         } else {
 157                 host_lpid = 0;                  /* PPC970 */
 158                 rsvd_lpid = MAX_LPID_970;
 159         }
 160
 161         set_bit(host_lpid, lpid_inuse);
 162         /* rsvd_lpid is reserved for use in partition switching */
 163         set_bit(rsvd_lpid, lpid_inuse);
 164
 165         return 0;
 166 }
 167
 168 void kvmppc_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu)
 169 {
 170 }
 171
 172 static void kvmppc_mmu_book3s_64_hv_reset_msr(struct kvm_vcpu *vcpu)
 173 {
 174         kvmppc_set_msr(vcpu, MSR_SF | MSR_ME);
 175 }
 176
 177 static int kvmppc_mmu_book3s_64_hv_xlate(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr,
 178                                 struct kvmppc_pte *gpte, bool data)
 179 {
 180         return -ENOENT;
 181 }
 182
 183 void kvmppc_mmu_book3s_hv_init(struct kvm_vcpu *vcpu)
 184 {
 185         struct kvmppc_mmu *mmu = &vcpu->arch.mmu;
 186
 187         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_206))
 188                 vcpu->arch.slb_nr = 32;         /* POWER7 */
 189         else
 190                 vcpu->arch.slb_nr = 64;
 191
 192         mmu->xlate = kvmppc_mmu_book3s_64_hv_xlate;
 193         mmu->reset_msr = kvmppc_mmu_book3s_64_hv_reset_msr;
 194
 195         vcpu->arch.hflags |= BOOK3S_HFLAG_SLB;
 196 }