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