arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_mmu.c

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