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 long kvmppc_h_enter(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
  58                     long pte_index, unsigned long pteh, unsigned long ptel)
  59 {
  60         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
  61         unsigned long i, pa, gpa, gfn, psize;
  62         unsigned long slot_fn;
  63         unsigned long *hpte;
  64         struct revmap_entry *rev;
  65         unsigned long g_ptel = ptel;
  66         struct kvm_memory_slot *memslot;
  67         unsigned long *physp, pte_size;
  68         bool realmode = vcpu->arch.vcore->vcore_state == VCORE_RUNNING;
  69
  70         psize = hpte_page_size(pteh, ptel);
  71         if (!psize)
  72                 return H_PARAMETER;
  73
  74         /* Find the memslot (if any) for this address */
  75         gpa = (ptel & HPTE_R_RPN) & ~(psize - 1);
  76         gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
  77         memslot = builtin_gfn_to_memslot(kvm, gfn);
  78         if (!(memslot && !(memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID)))
  79                 return H_PARAMETER;
  80         slot_fn = gfn - memslot->base_gfn;
  81
  82         physp = kvm->arch.slot_phys[memslot->id];
  83         if (!physp)
  84                 return H_PARAMETER;
  85         physp += slot_fn;
  86         if (realmode)
  87                 physp = real_vmalloc_addr(physp);
  88         pa = *physp;
  89         if (!pa)
  90                 return H_TOO_HARD;
  91         pa &= PAGE_MASK;
  92
  93         pte_size = kvm->arch.ram_psize;
  94         if (pte_size < psize)
  95                 return H_PARAMETER;
  96         if (pa && pte_size > psize)
  97                 pa |= gpa & (pte_size - 1);
  98
  99         ptel &= ~(HPTE_R_PP0 - psize);
 100         ptel |= pa;
 101
 102         /* Check WIMG */
 103         if ((ptel & HPTE_R_WIMG) != HPTE_R_M &&
 104             (ptel & HPTE_R_WIMG) != (HPTE_R_W | HPTE_R_I | HPTE_R_M))
 105                 return H_PARAMETER;
 106         pteh &= ~0x60UL;
 107         pteh |= HPTE_V_VALID;
 108
 109         if (pte_index >= HPT_NPTE)
 110                 return H_PARAMETER;
 111         if (likely((flags & H_EXACT) == 0)) {
 112                 pte_index &= ~7UL;
 113                 hpte = (unsigned long *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 114                 for (i = 0; i < 8; ++i) {
 115                         if ((*hpte & HPTE_V_VALID) == 0 &&
 116                             try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_VALID))
 117                                 break;
 118                         hpte += 2;
 119                 }
 120                 if (i == 8) {
 121                         /*
 122                          * Since try_lock_hpte doesn't retry (not even stdcx.
 123                          * failures), it could be that there is a free slot
 124                          * but we transiently failed to lock it.  Try again,
 125                          * actually locking each slot and checking it.
 126                          */
 127                         hpte -= 16;
 128                         for (i = 0; i < 8; ++i) {
 129                                 while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 130                                         cpu_relax();
 131                                 if ((*hpte & HPTE_V_VALID) == 0)
 132                                         break;
 133                                 *hpte &= ~HPTE_V_HVLOCK;
 134                                 hpte += 2;
 135                         }
 136                         if (i == 8)
 137                                 return H_PTEG_FULL;
 138                 }
 139                 pte_index += i;
 140         } else {
 141                 hpte = (unsigned long *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 142                 if (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_VALID)) {
 143                         /* Lock the slot and check again */
 144                         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 145                                 cpu_relax();
 146                         if (*hpte & HPTE_V_VALID) {
 147                                 *hpte &= ~HPTE_V_HVLOCK;
 148                                 return H_PTEG_FULL;
 149                         }
 150                 }
 151         }
 152
 153         /* Save away the guest's idea of the second HPTE dword */
 154         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 155         if (rev)
 156                 rev->guest_rpte = g_ptel;
 157         hpte[1] = ptel;
 158         eieio();
 159         hpte[0] = pteh;
 160         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 161         vcpu->arch.gpr[4] = pte_index;
 162         return H_SUCCESS;
 163 }
 164 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_h_enter);
 165
 166 #define LOCK_TOKEN      (*(u32 *)(&get_paca()->lock_token))
 167
 168 static inline int try_lock_tlbie(unsigned int *lock)
 169 {
 170         unsigned int tmp, old;
 171         unsigned int token = LOCK_TOKEN;
 172
 173         asm volatile("1:lwarx   %1,0,%2\n"
 174                      "  cmpwi   cr0,%1,0\n"
 175                      "  bne     2f\n"
 176                      "  stwcx.  %3,0,%2\n"
 177                      "  bne-    1b\n"
 178                      "  isync\n"
 179                      "2:"
 180                      : "=&r" (tmp), "=&r" (old)
 181                      : "r" (lock), "r" (token)
 182                      : "cc", "memory");
 183         return old == 0;
 184 }
 185
 186 long kvmppc_h_remove(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 187                      unsigned long pte_index, unsigned long avpn,
 188                      unsigned long va)
 189 {
 190         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 191         unsigned long *hpte;
 192         unsigned long v, r, rb;
 193
 194         if (pte_index >= HPT_NPTE)
 195                 return H_PARAMETER;
 196         hpte = (unsigned long *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 197         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 198                 cpu_relax();
 199         if ((hpte[0] & HPTE_V_VALID) == 0 ||
 200             ((flags & H_AVPN) && (hpte[0] & ~0x7fUL) != avpn) ||
 201             ((flags & H_ANDCOND) && (hpte[0] & avpn) != 0)) {
 202                 hpte[0] &= ~HPTE_V_HVLOCK;
 203                 return H_NOT_FOUND;
 204         }
 205         if (atomic_read(&kvm->online_vcpus) == 1)
 206                 flags |= H_LOCAL;
 207         vcpu->arch.gpr[4] = v = hpte[0] & ~HPTE_V_HVLOCK;
 208         vcpu->arch.gpr[5] = r = hpte[1];
 209         rb = compute_tlbie_rb(v, r, pte_index);
 210         hpte[0] = 0;
 211         if (!(flags & H_LOCAL)) {
 212                 while(!try_lock_tlbie(&kvm->arch.tlbie_lock))
 213                         cpu_relax();
 214                 asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 215                 asm volatile(PPC_TLBIE(%1,%0)"; eieio; tlbsync"
 216                              : : "r" (rb), "r" (kvm->arch.lpid));
 217                 asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 218                 kvm->arch.tlbie_lock = 0;
 219         } else {
 220                 asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 221                 asm volatile("tlbiel %0" : : "r" (rb));
 222                 asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 223         }
 224         return H_SUCCESS;
 225 }
 226
 227 long kvmppc_h_bulk_remove(struct kvm_vcpu *vcpu)
 228 {
 229         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 230         unsigned long *args = &vcpu->arch.gpr[4];
 231         unsigned long *hp, tlbrb[4];
 232         long int i, found;
 233         long int n_inval = 0;
 234         unsigned long flags, req, pte_index;
 235         long int local = 0;
 236         long int ret = H_SUCCESS;
 237
 238         if (atomic_read(&kvm->online_vcpus) == 1)
 239                 local = 1;
 240         for (i = 0; i < 4; ++i) {
 241                 pte_index = args[i * 2];
 242                 flags = pte_index >> 56;
 243                 pte_index &= ((1ul << 56) - 1);
 244                 req = flags >> 6;
 245                 flags &= 3;
 246                 if (req == 3)
 247                         break;
 248                 if (req != 1 || flags == 3 ||
 249                     pte_index >= HPT_NPTE) {
 250                         /* parameter error */
 251                         args[i * 2] = ((0xa0 | flags) << 56) + pte_index;
 252                         ret = H_PARAMETER;
 253                         break;
 254                 }
 255                 hp = (unsigned long *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 256                 while (!try_lock_hpte(hp, HPTE_V_HVLOCK))
 257                         cpu_relax();
 258                 found = 0;
 259                 if (hp[0] & HPTE_V_VALID) {
 260                         switch (flags & 3) {
 261                         case 0:         /* absolute */
 262                                 found = 1;
 263                                 break;
 264                         case 1:         /* andcond */
 265                                 if (!(hp[0] & args[i * 2 + 1]))
 266                                         found = 1;
 267                                 break;
 268                         case 2:         /* AVPN */
 269                                 if ((hp[0] & ~0x7fUL) == args[i * 2 + 1])
 270                                         found = 1;
 271                                 break;
 272                         }
 273                 }
 274                 if (!found) {
 275                         hp[0] &= ~HPTE_V_HVLOCK;
 276                         args[i * 2] = ((0x90 | flags) << 56) + pte_index;
 277                         continue;
 278                 }
 279                 /* insert R and C bits from PTE */
 280                 flags |= (hp[1] >> 5) & 0x0c;
 281                 args[i * 2] = ((0x80 | flags) << 56) + pte_index;
 282                 tlbrb[n_inval++] = compute_tlbie_rb(hp[0], hp[1], pte_index);
 283                 hp[0] = 0;
 284         }
 285         if (n_inval == 0)
 286                 return ret;
 287
 288         if (!local) {
 289                 while(!try_lock_tlbie(&kvm->arch.tlbie_lock))
 290                         cpu_relax();
 291                 asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 292                 for (i = 0; i < n_inval; ++i)
 293                         asm volatile(PPC_TLBIE(%1,%0)
 294                                      : : "r" (tlbrb[i]), "r" (kvm->arch.lpid));
 295                 asm volatile("eieio; tlbsync; ptesync" : : : "memory");
 296                 kvm->arch.tlbie_lock = 0;
 297         } else {
 298                 asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 299                 for (i = 0; i < n_inval; ++i)
 300                         asm volatile("tlbiel %0" : : "r" (tlbrb[i]));
 301                 asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 302         }
 303         return ret;
 304 }
 305
 306 long kvmppc_h_protect(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 307                       unsigned long pte_index, unsigned long avpn,
 308                       unsigned long va)
 309 {
 310         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 311         unsigned long *hpte;
 312         struct revmap_entry *rev;
 313         unsigned long v, r, rb, mask, bits;
 314
 315         if (pte_index >= HPT_NPTE)
 316                 return H_PARAMETER;
 317         hpte = (unsigned long *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 318         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 319                 cpu_relax();
 320         if ((hpte[0] & HPTE_V_VALID) == 0 ||
 321             ((flags & H_AVPN) && (hpte[0] & ~0x7fUL) != avpn)) {
 322                 hpte[0] &= ~HPTE_V_HVLOCK;
 323                 return H_NOT_FOUND;
 324         }
 325         if (atomic_read(&kvm->online_vcpus) == 1)
 326                 flags |= H_LOCAL;
 327         v = hpte[0];
 328         bits = (flags << 55) & HPTE_R_PP0;
 329         bits |= (flags << 48) & HPTE_R_KEY_HI;
 330         bits |= flags & (HPTE_R_PP | HPTE_R_N | HPTE_R_KEY_LO);
 331
 332         /* Update guest view of 2nd HPTE dword */
 333         mask = HPTE_R_PP0 | HPTE_R_PP | HPTE_R_N |
 334                 HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO;
 335         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 336         if (rev) {
 337                 r = (rev->guest_rpte & ~mask) | bits;
 338                 rev->guest_rpte = r;
 339         }
 340         r = (hpte[1] & ~mask) | bits;
 341
 342         /* Update HPTE */
 343         rb = compute_tlbie_rb(v, r, pte_index);
 344         hpte[0] = v & ~HPTE_V_VALID;
 345         if (!(flags & H_LOCAL)) {
 346                 while(!try_lock_tlbie(&kvm->arch.tlbie_lock))
 347                         cpu_relax();
 348                 asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 349                 asm volatile(PPC_TLBIE(%1,%0)"; eieio; tlbsync"
 350                              : : "r" (rb), "r" (kvm->arch.lpid));
 351                 asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 352                 kvm->arch.tlbie_lock = 0;
 353         } else {
 354                 asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 355                 asm volatile("tlbiel %0" : : "r" (rb));
 356                 asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 357         }
 358         hpte[1] = r;
 359         eieio();
 360         hpte[0] = v & ~HPTE_V_HVLOCK;
 361         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 362         return H_SUCCESS;
 363 }
 364
 365 long kvmppc_h_read(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 366                    unsigned long pte_index)
 367 {
 368         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 369         unsigned long *hpte, r;
 370         int i, n = 1;
 371         struct revmap_entry *rev = NULL;
 372
 373         if (pte_index >= HPT_NPTE)
 374                 return H_PARAMETER;
 375         if (flags & H_READ_4) {
 376                 pte_index &= ~3;
 377                 n = 4;
 378         }
 379         if (flags & H_R_XLATE)
 380                 rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 381         for (i = 0; i < n; ++i, ++pte_index) {
 382                 hpte = (unsigned long *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 383                 r = hpte[1];
 384                 if (hpte[0] & HPTE_V_VALID) {
 385                         if (rev)
 386                                 r = rev[i].guest_rpte;
 387                         else
 388                                 r = hpte[1] | HPTE_R_RPN;
 389                 }
 390                 vcpu->arch.gpr[4 + i * 2] = hpte[0];
 391                 vcpu->arch.gpr[5 + i * 2] = r;
 392         }
 393         return H_SUCCESS;
 394 }