arch/powerpc/kvm/e500_tlb.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2008-2011 Freescale Semiconductor, Inc. All rights reserved.
   3  *
   4  * Author: Yu Liu, yu.liu@freescale.com
   5  *
   6  * Description:
   7  * This file is based on arch/powerpc/kvm/44x_tlb.c,
   8  * by Hollis Blanchard <hollisb@us.ibm.com>.
   9  *
  10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  11  * it under the terms of the GNU General Public License, version 2, as
  12  * published by the Free Software Foundation.
  13  */
  14
  15 #include <linux/kernel.h>
  16 #include <linux/types.h>
  17 #include <linux/slab.h>
  18 #include <linux/string.h>
  19 #include <linux/kvm.h>
  20 #include <linux/kvm_host.h>
  21 #include <linux/highmem.h>
  22 #include <linux/log2.h>
  23 #include <linux/uaccess.h>
  24 #include <linux/sched.h>
  25 #include <linux/rwsem.h>
  26 #include <linux/vmalloc.h>
  27 #include <linux/hugetlb.h>
  28 #include <asm/kvm_ppc.h>
  29 #include <asm/kvm_e500.h>
  30
  31 #include "../mm/mmu_decl.h"
  32 #include "e500_tlb.h"
  33 #include "trace.h"
  34 #include "timing.h"
  35
  36 #define to_htlb1_esel(esel) (host_tlb_params[1].entries - (esel) - 1)
  37
  38 struct id {
  39         unsigned long val;
  40         struct id **pentry;
  41 };
  42
  43 #define NUM_TIDS 256
  44
  45 /*
  46  * This table provide mappings from:
  47  * (guestAS,guestTID,guestPR) --> ID of physical cpu
  48  * guestAS      [0..1]
  49  * guestTID     [0..255]
  50  * guestPR      [0..1]
  51  * ID           [1..255]
  52  * Each vcpu keeps one vcpu_id_table.
  53  */
  54 struct vcpu_id_table {
  55         struct id id[2][NUM_TIDS][2];
  56 };
  57
  58 /*
  59  * This table provide reversed mappings of vcpu_id_table:
  60  * ID --> address of vcpu_id_table item.
  61  * Each physical core has one pcpu_id_table.
  62  */
  63 struct pcpu_id_table {
  64         struct id *entry[NUM_TIDS];
  65 };
  66
  67 static DEFINE_PER_CPU(struct pcpu_id_table, pcpu_sids);
  68
  69 /* This variable keeps last used shadow ID on local core.
  70  * The valid range of shadow ID is [1..255] */
  71 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, pcpu_last_used_sid);
  72
  73 static struct kvmppc_e500_tlb_params host_tlb_params[E500_TLB_NUM];
  74
  75 static struct kvm_book3e_206_tlb_entry *get_entry(
  76         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500, int tlbsel, int entry)
  77 {
  78         int offset = vcpu_e500->gtlb_offset[tlbsel];
  79         return &vcpu_e500->gtlb_arch[offset + entry];
  80 }
  81
  82 /*
  83  * Allocate a free shadow id and setup a valid sid mapping in given entry.
  84  * A mapping is only valid when vcpu_id_table and pcpu_id_table are match.
  85  *
  86  * The caller must have preemption disabled, and keep it that way until
  87  * it has finished with the returned shadow id (either written into the
  88  * TLB or arch.shadow_pid, or discarded).
  89  */
  90 static inline int local_sid_setup_one(struct id *entry)
  91 {
  92         unsigned long sid;
  93         int ret = -1;
  94
  95         sid = ++(__get_cpu_var(pcpu_last_used_sid));
  96         if (sid < NUM_TIDS) {
  97                 __get_cpu_var(pcpu_sids).entry[sid] = entry;
  98                 entry->val = sid;
  99                 entry->pentry = &__get_cpu_var(pcpu_sids).entry[sid];
 100                 ret = sid;
 101         }
 102
 103         /*
 104          * If sid == NUM_TIDS, we've run out of sids.  We return -1, and
 105          * the caller will invalidate everything and start over.
 106          *
 107          * sid > NUM_TIDS indicates a race, which we disable preemption to
 108          * avoid.
 109          */
 110         WARN_ON(sid > NUM_TIDS);
 111
 112         return ret;
 113 }
 114
 115 /*
 116  * Check if given entry contain a valid shadow id mapping.
 117  * An ID mapping is considered valid only if
 118  * both vcpu and pcpu know this mapping.
 119  *
 120  * The caller must have preemption disabled, and keep it that way until
 121  * it has finished with the returned shadow id (either written into the
 122  * TLB or arch.shadow_pid, or discarded).
 123  */
 124 static inline int local_sid_lookup(struct id *entry)
 125 {
 126         if (entry && entry->val != 0 &&
 127             __get_cpu_var(pcpu_sids).entry[entry->val] == entry &&
 128             entry->pentry == &__get_cpu_var(pcpu_sids).entry[entry->val])
 129                 return entry->val;
 130         return -1;
 131 }
 132
 133 /* Invalidate all id mappings on local core -- call with preempt disabled */
 134 static inline void local_sid_destroy_all(void)
 135 {
 136         __get_cpu_var(pcpu_last_used_sid) = 0;
 137         memset(&__get_cpu_var(pcpu_sids), 0, sizeof(__get_cpu_var(pcpu_sids)));
 138 }
 139
 140 static void *kvmppc_e500_id_table_alloc(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 141 {
 142         vcpu_e500->idt = kzalloc(sizeof(struct vcpu_id_table), GFP_KERNEL);
 143         return vcpu_e500->idt;
 144 }
 145
 146 static void kvmppc_e500_id_table_free(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 147 {
 148         kfree(vcpu_e500->idt);
 149 }
 150
 151 /* Invalidate all mappings on vcpu */
 152 static void kvmppc_e500_id_table_reset_all(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 153 {
 154         memset(vcpu_e500->idt, 0, sizeof(struct vcpu_id_table));
 155
 156         /* Update shadow pid when mappings are changed */
 157         kvmppc_e500_recalc_shadow_pid(vcpu_e500);
 158 }
 159
 160 /* Invalidate one ID mapping on vcpu */
 161 static inline void kvmppc_e500_id_table_reset_one(
 162                                struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 163                                int as, int pid, int pr)
 164 {
 165         struct vcpu_id_table *idt = vcpu_e500->idt;
 166
 167         BUG_ON(as >= 2);
 168         BUG_ON(pid >= NUM_TIDS);
 169         BUG_ON(pr >= 2);
 170
 171         idt->id[as][pid][pr].val = 0;
 172         idt->id[as][pid][pr].pentry = NULL;
 173
 174         /* Update shadow pid when mappings are changed */
 175         kvmppc_e500_recalc_shadow_pid(vcpu_e500);
 176 }
 177
 178 /*
 179  * Map guest (vcpu,AS,ID,PR) to physical core shadow id.
 180  * This function first lookup if a valid mapping exists,
 181  * if not, then creates a new one.
 182  *
 183  * The caller must have preemption disabled, and keep it that way until
 184  * it has finished with the returned shadow id (either written into the
 185  * TLB or arch.shadow_pid, or discarded).
 186  */
 187 static unsigned int kvmppc_e500_get_sid(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 188                                         unsigned int as, unsigned int gid,
 189                                         unsigned int pr, int avoid_recursion)
 190 {
 191         struct vcpu_id_table *idt = vcpu_e500->idt;
 192         int sid;
 193
 194         BUG_ON(as >= 2);
 195         BUG_ON(gid >= NUM_TIDS);
 196         BUG_ON(pr >= 2);
 197
 198         sid = local_sid_lookup(&idt->id[as][gid][pr]);
 199
 200         while (sid <= 0) {
 201                 /* No mapping yet */
 202                 sid = local_sid_setup_one(&idt->id[as][gid][pr]);
 203                 if (sid <= 0) {
 204                         _tlbil_all();
 205                         local_sid_destroy_all();
 206                 }
 207
 208                 /* Update shadow pid when mappings are changed */
 209                 if (!avoid_recursion)
 210                         kvmppc_e500_recalc_shadow_pid(vcpu_e500);
 211         }
 212
 213         return sid;
 214 }
 215
 216 /* Map guest pid to shadow.
 217  * We use PID to keep shadow of current guest non-zero PID,
 218  * and use PID1 to keep shadow of guest zero PID.
 219  * So that guest tlbe with TID=0 can be accessed at any time */
 220 void kvmppc_e500_recalc_shadow_pid(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 221 {
 222         preempt_disable();
 223         vcpu_e500->vcpu.arch.shadow_pid = kvmppc_e500_get_sid(vcpu_e500,
 224                         get_cur_as(&vcpu_e500->vcpu),
 225                         get_cur_pid(&vcpu_e500->vcpu),
 226                         get_cur_pr(&vcpu_e500->vcpu), 1);
 227         vcpu_e500->vcpu.arch.shadow_pid1 = kvmppc_e500_get_sid(vcpu_e500,
 228                         get_cur_as(&vcpu_e500->vcpu), 0,
 229                         get_cur_pr(&vcpu_e500->vcpu), 1);
 230         preempt_enable();
 231 }
 232
 233 static inline unsigned int gtlb0_get_next_victim(
 234                 struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 235 {
 236         unsigned int victim;
 237
 238         victim = vcpu_e500->gtlb_nv[0]++;
 239         if (unlikely(vcpu_e500->gtlb_nv[0] >= vcpu_e500->gtlb_params[0].ways))
 240                 vcpu_e500->gtlb_nv[0] = 0;
 241
 242         return victim;
 243 }
 244
 245 static inline unsigned int tlb1_max_shadow_size(void)
 246 {
 247         /* reserve one entry for magic page */
 248         return host_tlb_params[1].entries - tlbcam_index - 1;
 249 }
 250
 251 static inline int tlbe_is_writable(struct kvm_book3e_206_tlb_entry *tlbe)
 252 {
 253         return tlbe->mas7_3 & (MAS3_SW|MAS3_UW);
 254 }
 255
 256 static inline u32 e500_shadow_mas3_attrib(u32 mas3, int usermode)
 257 {
 258         /* Mask off reserved bits. */
 259         mas3 &= MAS3_ATTRIB_MASK;
 260
 261         if (!usermode) {
 262                 /* Guest is in supervisor mode,
 263                  * so we need to translate guest
 264                  * supervisor permissions into user permissions. */
 265                 mas3 &= ~E500_TLB_USER_PERM_MASK;
 266                 mas3 |= (mas3 & E500_TLB_SUPER_PERM_MASK) << 1;
 267         }
 268
 269         return mas3 | E500_TLB_SUPER_PERM_MASK;
 270 }
 271
 272 static inline u32 e500_shadow_mas2_attrib(u32 mas2, int usermode)
 273 {
 274 #ifdef CONFIG_SMP
 275         return (mas2 & MAS2_ATTRIB_MASK) | MAS2_M;
 276 #else
 277         return mas2 & MAS2_ATTRIB_MASK;
 278 #endif
 279 }
 280
 281 /*
 282  * writing shadow tlb entry to host TLB
 283  */
 284 static inline void __write_host_tlbe(struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe,
 285                                      uint32_t mas0)
 286 {
 287         unsigned long flags;
 288
 289         local_irq_save(flags);
 290         mtspr(SPRN_MAS0, mas0);
 291         mtspr(SPRN_MAS1, stlbe->mas1);
 292         mtspr(SPRN_MAS2, (unsigned long)stlbe->mas2);
 293         mtspr(SPRN_MAS3, (u32)stlbe->mas7_3);
 294         mtspr(SPRN_MAS7, (u32)(stlbe->mas7_3 >> 32));
 295         asm volatile("isync; tlbwe" : : : "memory");
 296         local_irq_restore(flags);
 297 }
 298
 299 /* esel is index into set, not whole array */
 300 static inline void write_host_tlbe(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 301                 int tlbsel, int esel, struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe)
 302 {
 303         if (tlbsel == 0) {
 304                 int way = esel & (vcpu_e500->gtlb_params[0].ways - 1);
 305                 __write_host_tlbe(stlbe, MAS0_TLBSEL(0) | MAS0_ESEL(way));
 306         } else {
 307                 __write_host_tlbe(stlbe,
 308                                   MAS0_TLBSEL(1) |
 309                                   MAS0_ESEL(to_htlb1_esel(esel)));
 310         }
 311         trace_kvm_stlb_write(index_of(tlbsel, esel), stlbe->mas1, stlbe->mas2,
 312                              (u32)stlbe->mas7_3, (u32)(stlbe->mas7_3 >> 32));
 313 }
 314
 315 void kvmppc_map_magic(struct kvm_vcpu *vcpu)
 316 {
 317         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 318         struct kvm_book3e_206_tlb_entry magic;
 319         ulong shared_page = ((ulong)vcpu->arch.shared) & PAGE_MASK;
 320         unsigned int stid;
 321         pfn_t pfn;
 322
 323         pfn = (pfn_t)virt_to_phys((void *)shared_page) >> PAGE_SHIFT;
 324         get_page(pfn_to_page(pfn));
 325
 326         preempt_disable();
 327         stid = kvmppc_e500_get_sid(vcpu_e500, 0, 0, 0, 0);
 328
 329         magic.mas1 = MAS1_VALID | MAS1_TS | MAS1_TID(stid) |
 330                      MAS1_TSIZE(BOOK3E_PAGESZ_4K);
 331         magic.mas2 = vcpu->arch.magic_page_ea | MAS2_M;
 332         magic.mas7_3 = ((u64)pfn << PAGE_SHIFT) |
 333                        MAS3_SW | MAS3_SR | MAS3_UW | MAS3_UR;
 334
 335         __write_host_tlbe(&magic, MAS0_TLBSEL(1) | MAS0_ESEL(tlbcam_index));
 336         preempt_enable();
 337 }
 338
 339 void kvmppc_e500_tlb_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu)
 340 {
 341         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 342
 343         /* Shadow PID may be expired on local core */
 344         kvmppc_e500_recalc_shadow_pid(vcpu_e500);
 345 }
 346
 347 void kvmppc_e500_tlb_put(struct kvm_vcpu *vcpu)
 348 {
 349 }
 350
 351 static void inval_gtlbe_on_host(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 352                                 int tlbsel, int esel)
 353 {
 354         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe =
 355                 get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 356         struct vcpu_id_table *idt = vcpu_e500->idt;
 357         unsigned int pr, tid, ts, pid;
 358         u32 val, eaddr;
 359         unsigned long flags;
 360
 361         ts = get_tlb_ts(gtlbe);
 362         tid = get_tlb_tid(gtlbe);
 363
 364         preempt_disable();
 365
 366         /* One guest ID may be mapped to two shadow IDs */
 367         for (pr = 0; pr < 2; pr++) {
 368                 /*
 369                  * The shadow PID can have a valid mapping on at most one
 370                  * host CPU.  In the common case, it will be valid on this
 371                  * CPU, in which case (for TLB0) we do a local invalidation
 372                  * of the specific address.
 373                  *
 374                  * If the shadow PID is not valid on the current host CPU, or
 375                  * if we're invalidating a TLB1 entry, we invalidate the
 376                  * entire shadow PID.
 377                  */
 378                 if (tlbsel == 1 ||
 379                     (pid = local_sid_lookup(&idt->id[ts][tid][pr])) <= 0) {
 380                         kvmppc_e500_id_table_reset_one(vcpu_e500, ts, tid, pr);
 381                         continue;
 382                 }
 383
 384                 /*
 385                  * The guest is invalidating a TLB0 entry which is in a PID
 386                  * that has a valid shadow mapping on this host CPU.  We
 387                  * search host TLB0 to invalidate it's shadow TLB entry,
 388                  * similar to __tlbil_va except that we need to look in AS1.
 389                  */
 390                 val = (pid << MAS6_SPID_SHIFT) | MAS6_SAS;
 391                 eaddr = get_tlb_eaddr(gtlbe);
 392
 393                 local_irq_save(flags);
 394
 395                 mtspr(SPRN_MAS6, val);
 396                 asm volatile("tlbsx 0, %[eaddr]" : : [eaddr] "r" (eaddr));
 397                 val = mfspr(SPRN_MAS1);
 398                 if (val & MAS1_VALID) {
 399                         mtspr(SPRN_MAS1, val & ~MAS1_VALID);
 400                         asm volatile("tlbwe");
 401                 }
 402
 403                 local_irq_restore(flags);
 404         }
 405
 406         preempt_enable();
 407 }
 408
 409 static int tlb0_set_base(gva_t addr, int sets, int ways)
 410 {
 411         int set_base;
 412
 413         set_base = (addr >> PAGE_SHIFT) & (sets - 1);
 414         set_base *= ways;
 415
 416         return set_base;
 417 }
 418
 419 static int gtlb0_set_base(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500, gva_t addr)
 420 {
 421         return tlb0_set_base(addr, vcpu_e500->gtlb_params[0].sets,
 422                              vcpu_e500->gtlb_params[0].ways);
 423 }
 424
 425 static int htlb0_set_base(gva_t addr)
 426 {
 427         return tlb0_set_base(addr, host_tlb_params[0].sets,
 428                              host_tlb_params[0].ways);
 429 }
 430
 431 static unsigned int get_tlb_esel(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500, int tlbsel)
 432 {
 433         unsigned int esel = get_tlb_esel_bit(vcpu_e500);
 434
 435         if (tlbsel == 0) {
 436                 esel &= vcpu_e500->gtlb_params[0].ways - 1;
 437                 esel += gtlb0_set_base(vcpu_e500, vcpu_e500->mas2);
 438         } else {
 439                 esel &= vcpu_e500->gtlb_params[tlbsel].entries - 1;
 440         }
 441
 442         return esel;
 443 }
 444
 445 /* Search the guest TLB for a matching entry. */
 446 static int kvmppc_e500_tlb_index(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 447                 gva_t eaddr, int tlbsel, unsigned int pid, int as)
 448 {
 449         int size = vcpu_e500->gtlb_params[tlbsel].entries;
 450         unsigned int set_base, offset;
 451         int i;
 452
 453         if (tlbsel == 0) {
 454                 set_base = gtlb0_set_base(vcpu_e500, eaddr);
 455                 size = vcpu_e500->gtlb_params[0].ways;
 456         } else {
 457                 set_base = 0;
 458         }
 459
 460         offset = vcpu_e500->gtlb_offset[tlbsel];
 461
 462         for (i = 0; i < size; i++) {
 463                 struct kvm_book3e_206_tlb_entry *tlbe =
 464                         &vcpu_e500->gtlb_arch[offset + set_base + i];
 465                 unsigned int tid;
 466
 467                 if (eaddr < get_tlb_eaddr(tlbe))
 468                         continue;
 469
 470                 if (eaddr > get_tlb_end(tlbe))
 471                         continue;
 472
 473                 tid = get_tlb_tid(tlbe);
 474                 if (tid && (tid != pid))
 475                         continue;
 476
 477                 if (!get_tlb_v(tlbe))
 478                         continue;
 479
 480                 if (get_tlb_ts(tlbe) != as && as != -1)
 481                         continue;
 482
 483                 return set_base + i;
 484         }
 485
 486         return -1;
 487 }
 488
 489 static inline void kvmppc_e500_ref_setup(struct tlbe_ref *ref,
 490                                          struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 491                                          pfn_t pfn)
 492 {
 493         ref->pfn = pfn;
 494         ref->flags = E500_TLB_VALID;
 495
 496         if (tlbe_is_writable(gtlbe))
 497                 ref->flags |= E500_TLB_DIRTY;
 498 }
 499
 500 static inline void kvmppc_e500_ref_release(struct tlbe_ref *ref)
 501 {
 502         if (ref->flags & E500_TLB_VALID) {
 503                 if (ref->flags & E500_TLB_DIRTY)
 504                         kvm_release_pfn_dirty(ref->pfn);
 505                 else
 506                         kvm_release_pfn_clean(ref->pfn);
 507
 508                 ref->flags = 0;
 509         }
 510 }
 511
 512 static void clear_tlb_privs(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 513 {
 514         int tlbsel = 0;
 515         int i;
 516
 517         for (i = 0; i < vcpu_e500->gtlb_params[tlbsel].entries; i++) {
 518                 struct tlbe_ref *ref =
 519                         &vcpu_e500->gtlb_priv[tlbsel][i].ref;
 520                 kvmppc_e500_ref_release(ref);
 521         }
 522 }
 523
 524 static void clear_tlb_refs(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 525 {
 526         int stlbsel = 1;
 527         int i;
 528
 529         kvmppc_e500_id_table_reset_all(vcpu_e500);
 530
 531         for (i = 0; i < host_tlb_params[stlbsel].entries; i++) {
 532                 struct tlbe_ref *ref =
 533                         &vcpu_e500->tlb_refs[stlbsel][i];
 534                 kvmppc_e500_ref_release(ref);
 535         }
 536
 537         clear_tlb_privs(vcpu_e500);
 538 }
 539
 540 static inline void kvmppc_e500_deliver_tlb_miss(struct kvm_vcpu *vcpu,
 541                 unsigned int eaddr, int as)
 542 {
 543         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 544         unsigned int victim, pidsel, tsized;
 545         int tlbsel;
 546
 547         /* since we only have two TLBs, only lower bit is used. */
 548         tlbsel = (vcpu_e500->mas4 >> 28) & 0x1;
 549         victim = (tlbsel == 0) ? gtlb0_get_next_victim(vcpu_e500) : 0;
 550         pidsel = (vcpu_e500->mas4 >> 16) & 0xf;
 551         tsized = (vcpu_e500->mas4 >> 7) & 0x1f;
 552
 553         vcpu_e500->mas0 = MAS0_TLBSEL(tlbsel) | MAS0_ESEL(victim)
 554                 | MAS0_NV(vcpu_e500->gtlb_nv[tlbsel]);
 555         vcpu_e500->mas1 = MAS1_VALID | (as ? MAS1_TS : 0)
 556                 | MAS1_TID(vcpu_e500->pid[pidsel])
 557                 | MAS1_TSIZE(tsized);
 558         vcpu_e500->mas2 = (eaddr & MAS2_EPN)
 559                 | (vcpu_e500->mas4 & MAS2_ATTRIB_MASK);
 560         vcpu_e500->mas7_3 &= MAS3_U0 | MAS3_U1 | MAS3_U2 | MAS3_U3;
 561         vcpu_e500->mas6 = (vcpu_e500->mas6 & MAS6_SPID1)
 562                 | (get_cur_pid(vcpu) << 16)
 563                 | (as ? MAS6_SAS : 0);
 564 }
 565
 566 /* TID must be supplied by the caller */
 567 static inline void kvmppc_e500_setup_stlbe(
 568         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 569         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 570         int tsize, struct tlbe_ref *ref, u64 gvaddr,
 571         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe)
 572 {
 573         pfn_t pfn = ref->pfn;
 574
 575         BUG_ON(!(ref->flags & E500_TLB_VALID));
 576
 577         /* Force TS=1 IPROT=0 for all guest mappings. */
 578         stlbe->mas1 = MAS1_TSIZE(tsize) | MAS1_TS | MAS1_VALID;
 579         stlbe->mas2 = (gvaddr & MAS2_EPN)
 580                 | e500_shadow_mas2_attrib(gtlbe->mas2,
 581                                 vcpu_e500->vcpu.arch.shared->msr & MSR_PR);
 582         stlbe->mas7_3 = ((u64)pfn << PAGE_SHIFT)
 583                 | e500_shadow_mas3_attrib(gtlbe->mas7_3,
 584                                 vcpu_e500->vcpu.arch.shared->msr & MSR_PR);
 585 }
 586
 587 /* sesel is an index into the entire array, not just the set */
 588 static inline void kvmppc_e500_shadow_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 589         u64 gvaddr, gfn_t gfn, struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 590         int tlbsel, int sesel, struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe,
 591         struct tlbe_ref *ref)
 592 {
 593         struct kvm_memory_slot *slot;
 594         unsigned long pfn, hva;
 595         int pfnmap = 0;
 596         int tsize = BOOK3E_PAGESZ_4K;
 597
 598         /*
 599          * Translate guest physical to true physical, acquiring
 600          * a page reference if it is normal, non-reserved memory.
 601          *
 602          * gfn_to_memslot() must succeed because otherwise we wouldn't
 603          * have gotten this far.  Eventually we should just pass the slot
 604          * pointer through from the first lookup.
 605          */
 606         slot = gfn_to_memslot(vcpu_e500->vcpu.kvm, gfn);
 607         hva = gfn_to_hva_memslot(slot, gfn);
 608
 609         if (tlbsel == 1) {
 610                 struct vm_area_struct *vma;
 611                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
 612
 613                 vma = find_vma(current->mm, hva);
 614                 if (vma && hva >= vma->vm_start &&
 615                     (vma->vm_flags & VM_PFNMAP)) {
 616                         /*
 617                          * This VMA is a physically contiguous region (e.g.
 618                          * /dev/mem) that bypasses normal Linux page
 619                          * management.  Find the overlap between the
 620                          * vma and the memslot.
 621                          */
 622
 623                         unsigned long start, end;
 624                         unsigned long slot_start, slot_end;
 625
 626                         pfnmap = 1;
 627
 628                         start = vma->vm_pgoff;
 629                         end = start +
 630                               ((vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
 631
 632                         pfn = start + ((hva - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
 633
 634                         slot_start = pfn - (gfn - slot->base_gfn);
 635                         slot_end = slot_start + slot->npages;
 636
 637                         if (start < slot_start)
 638                                 start = slot_start;
 639                         if (end > slot_end)
 640                                 end = slot_end;
 641
 642                         tsize = (gtlbe->mas1 & MAS1_TSIZE_MASK) >>
 643                                 MAS1_TSIZE_SHIFT;
 644
 645                         /*
 646                          * e500 doesn't implement the lowest tsize bit,
 647                          * or 1K pages.
 648                          */
 649                         tsize = max(BOOK3E_PAGESZ_4K, tsize & ~1);
 650
 651                         /*
 652                          * Now find the largest tsize (up to what the guest
 653                          * requested) that will cover gfn, stay within the
 654                          * range, and for which gfn and pfn are mutually
 655                          * aligned.
 656                          */
 657
 658                         for (; tsize > BOOK3E_PAGESZ_4K; tsize -= 2) {
 659                                 unsigned long gfn_start, gfn_end, tsize_pages;
 660                                 tsize_pages = 1 << (tsize - 2);
 661
 662                                 gfn_start = gfn & ~(tsize_pages - 1);
 663                                 gfn_end = gfn_start + tsize_pages;
 664
 665                                 if (gfn_start + pfn - gfn < start)
 666                                         continue;
 667                                 if (gfn_end + pfn - gfn > end)
 668                                         continue;
 669                                 if ((gfn & (tsize_pages - 1)) !=
 670                                     (pfn & (tsize_pages - 1)))
 671                                         continue;
 672
 673                                 gvaddr &= ~((tsize_pages << PAGE_SHIFT) - 1);
 674                                 pfn &= ~(tsize_pages - 1);
 675                                 break;
 676                         }
 677                 } else if (vma && hva >= vma->vm_start &&
 678                            (vma->vm_flags & VM_HUGETLB)) {
 679                         unsigned long psize = vma_kernel_pagesize(vma);
 680
 681                         tsize = (gtlbe->mas1 & MAS1_TSIZE_MASK) >>
 682                                 MAS1_TSIZE_SHIFT;
 683
 684                         /*
 685                          * Take the largest page size that satisfies both host
 686                          * and guest mapping
 687                          */
 688                         tsize = min(__ilog2(psize) - 10, tsize);
 689
 690                         /*
 691                          * e500 doesn't implement the lowest tsize bit,
 692                          * or 1K pages.
 693                          */
 694                         tsize = max(BOOK3E_PAGESZ_4K, tsize & ~1);
 695                 }
 696
 697                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
 698         }
 699
 700         if (likely(!pfnmap)) {
 701                 unsigned long tsize_pages = 1 << (tsize + 10 - PAGE_SHIFT);
 702                 pfn = gfn_to_pfn_memslot(vcpu_e500->vcpu.kvm, slot, gfn);
 703                 if (is_error_pfn(pfn)) {
 704                         printk(KERN_ERR "Couldn't get real page for gfn %lx!\n",
 705                                         (long)gfn);
 706                         kvm_release_pfn_clean(pfn);
 707                         return;
 708                 }
 709
 710                 /* Align guest and physical address to page map boundaries */
 711                 pfn &= ~(tsize_pages - 1);
 712                 gvaddr &= ~((tsize_pages << PAGE_SHIFT) - 1);
 713         }
 714
 715         /* Drop old ref and setup new one. */
 716         kvmppc_e500_ref_release(ref);
 717         kvmppc_e500_ref_setup(ref, gtlbe, pfn);
 718
 719         kvmppc_e500_setup_stlbe(vcpu_e500, gtlbe, tsize, ref, gvaddr, stlbe);
 720 }
 721
 722 /* XXX only map the one-one case, for now use TLB0 */
 723 static int kvmppc_e500_tlb0_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 724                                 int esel,
 725                                 struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe)
 726 {
 727         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe;
 728         struct tlbe_ref *ref;
 729         int sesel = esel & (host_tlb_params[0].ways - 1);
 730         int sesel_base;
 731         gva_t ea;
 732
 733         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, 0, esel);
 734         ref = &vcpu_e500->gtlb_priv[0][esel].ref;
 735
 736         ea = get_tlb_eaddr(gtlbe);
 737         sesel_base = htlb0_set_base(ea);
 738
 739         kvmppc_e500_shadow_map(vcpu_e500, get_tlb_eaddr(gtlbe),
 740                         get_tlb_raddr(gtlbe) >> PAGE_SHIFT,
 741                         gtlbe, 0, sesel_base + sesel, stlbe, ref);
 742
 743         return sesel;
 744 }
 745
 746 /* Caller must ensure that the specified guest TLB entry is safe to insert into
 747  * the shadow TLB. */
 748 /* XXX for both one-one and one-to-many , for now use TLB1 */
 749 static int kvmppc_e500_tlb1_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 750                 u64 gvaddr, gfn_t gfn, struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 751                 struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe)
 752 {
 753         struct tlbe_ref *ref;
 754         unsigned int victim;
 755
 756         victim = vcpu_e500->host_tlb1_nv++;
 757
 758         if (unlikely(vcpu_e500->host_tlb1_nv >= tlb1_max_shadow_size()))
 759                 vcpu_e500->host_tlb1_nv = 0;
 760
 761         ref = &vcpu_e500->tlb_refs[1][victim];
 762         kvmppc_e500_shadow_map(vcpu_e500, gvaddr, gfn, gtlbe, 1,
 763                                victim, stlbe, ref);
 764
 765         return victim;
 766 }
 767
 768 void kvmppc_mmu_msr_notify(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 old_msr)
 769 {
 770         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 771
 772         /* Recalc shadow pid since MSR changes */
 773         kvmppc_e500_recalc_shadow_pid(vcpu_e500);
 774 }
 775
 776 static inline int kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(
 777                                 struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 778                                 int tlbsel, int esel)
 779 {
 780         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe =
 781                 get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 782
 783         if (unlikely(get_tlb_iprot(gtlbe)))
 784                 return -1;
 785
 786         gtlbe->mas1 = 0;
 787
 788         return 0;
 789 }
 790
 791 int kvmppc_e500_emul_mt_mmucsr0(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500, ulong value)
 792 {
 793         int esel;
 794
 795         if (value & MMUCSR0_TLB0FI)
 796                 for (esel = 0; esel < vcpu_e500->gtlb_params[0].entries; esel++)
 797                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, 0, esel);
 798         if (value & MMUCSR0_TLB1FI)
 799                 for (esel = 0; esel < vcpu_e500->gtlb_params[1].entries; esel++)
 800                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, 1, esel);
 801
 802         /* Invalidate all vcpu id mappings */
 803         kvmppc_e500_id_table_reset_all(vcpu_e500);
 804
 805         return EMULATE_DONE;
 806 }
 807
 808 int kvmppc_e500_emul_tlbivax(struct kvm_vcpu *vcpu, int ra, int rb)
 809 {
 810         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 811         unsigned int ia;
 812         int esel, tlbsel;
 813         gva_t ea;
 814
 815         ea = ((ra) ? kvmppc_get_gpr(vcpu, ra) : 0) + kvmppc_get_gpr(vcpu, rb);
 816
 817         ia = (ea >> 2) & 0x1;
 818
 819         /* since we only have two TLBs, only lower bit is used. */
 820         tlbsel = (ea >> 3) & 0x1;
 821
 822         if (ia) {
 823                 /* invalidate all entries */
 824                 for (esel = 0; esel < vcpu_e500->gtlb_params[tlbsel].entries;
 825                      esel++)
 826                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 827         } else {
 828                 ea &= 0xfffff000;
 829                 esel = kvmppc_e500_tlb_index(vcpu_e500, ea, tlbsel,
 830                                 get_cur_pid(vcpu), -1);
 831                 if (esel >= 0)
 832                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 833         }
 834
 835         /* Invalidate all vcpu id mappings */
 836         kvmppc_e500_id_table_reset_all(vcpu_e500);
 837
 838         return EMULATE_DONE;
 839 }
 840
 841 int kvmppc_e500_emul_tlbre(struct kvm_vcpu *vcpu)
 842 {
 843         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 844         int tlbsel, esel;
 845         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe;
 846
 847         tlbsel = get_tlb_tlbsel(vcpu_e500);
 848         esel = get_tlb_esel(vcpu_e500, tlbsel);
 849
 850         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 851         vcpu_e500->mas0 &= ~MAS0_NV(~0);
 852         vcpu_e500->mas0 |= MAS0_NV(vcpu_e500->gtlb_nv[tlbsel]);
 853         vcpu_e500->mas1 = gtlbe->mas1;
 854         vcpu_e500->mas2 = gtlbe->mas2;
 855         vcpu_e500->mas7_3 = gtlbe->mas7_3;
 856
 857         return EMULATE_DONE;
 858 }
 859
 860 int kvmppc_e500_emul_tlbsx(struct kvm_vcpu *vcpu, int rb)
 861 {
 862         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 863         int as = !!get_cur_sas(vcpu_e500);
 864         unsigned int pid = get_cur_spid(vcpu_e500);
 865         int esel, tlbsel;
 866         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe = NULL;
 867         gva_t ea;
 868
 869         ea = kvmppc_get_gpr(vcpu, rb);
 870
 871         for (tlbsel = 0; tlbsel < 2; tlbsel++) {
 872                 esel = kvmppc_e500_tlb_index(vcpu_e500, ea, tlbsel, pid, as);
 873                 if (esel >= 0) {
 874                         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 875                         break;
 876                 }
 877         }
 878
 879         if (gtlbe) {
 880                 esel &= vcpu_e500->gtlb_params[tlbsel].ways - 1;
 881
 882                 vcpu_e500->mas0 = MAS0_TLBSEL(tlbsel) | MAS0_ESEL(esel)
 883                         | MAS0_NV(vcpu_e500->gtlb_nv[tlbsel]);
 884                 vcpu_e500->mas1 = gtlbe->mas1;
 885                 vcpu_e500->mas2 = gtlbe->mas2;
 886                 vcpu_e500->mas7_3 = gtlbe->mas7_3;
 887         } else {
 888                 int victim;
 889
 890                 /* since we only have two TLBs, only lower bit is used. */
 891                 tlbsel = vcpu_e500->mas4 >> 28 & 0x1;
 892                 victim = (tlbsel == 0) ? gtlb0_get_next_victim(vcpu_e500) : 0;
 893
 894                 vcpu_e500->mas0 = MAS0_TLBSEL(tlbsel) | MAS0_ESEL(victim)
 895                         | MAS0_NV(vcpu_e500->gtlb_nv[tlbsel]);
 896                 vcpu_e500->mas1 = (vcpu_e500->mas6 & MAS6_SPID0)
 897                         | (vcpu_e500->mas6 & (MAS6_SAS ? MAS1_TS : 0))
 898                         | (vcpu_e500->mas4 & MAS4_TSIZED(~0));
 899                 vcpu_e500->mas2 &= MAS2_EPN;
 900                 vcpu_e500->mas2 |= vcpu_e500->mas4 & MAS2_ATTRIB_MASK;
 901                 vcpu_e500->mas7_3 &= MAS3_U0 | MAS3_U1 | MAS3_U2 | MAS3_U3;
 902         }
 903
 904         kvmppc_set_exit_type(vcpu, EMULATED_TLBSX_EXITS);
 905         return EMULATE_DONE;
 906 }
 907
 908 /* sesel is index into the set, not the whole array */
 909 static void write_stlbe(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 910                         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 911                         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe,
 912                         int stlbsel, int sesel)
 913 {
 914         int stid;
 915
 916         preempt_disable();
 917         stid = kvmppc_e500_get_sid(vcpu_e500, get_tlb_ts(gtlbe),
 918                                    get_tlb_tid(gtlbe),
 919                                    get_cur_pr(&vcpu_e500->vcpu), 0);
 920
 921         stlbe->mas1 |= MAS1_TID(stid);
 922         write_host_tlbe(vcpu_e500, stlbsel, sesel, stlbe);
 923         preempt_enable();
 924 }
 925
 926 int kvmppc_e500_emul_tlbwe(struct kvm_vcpu *vcpu)
 927 {
 928         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 929         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe;
 930         int tlbsel, esel;
 931
 932         tlbsel = get_tlb_tlbsel(vcpu_e500);
 933         esel = get_tlb_esel(vcpu_e500, tlbsel);
 934
 935         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 936
 937         if (get_tlb_v(gtlbe))
 938                 inval_gtlbe_on_host(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 939
 940         gtlbe->mas1 = vcpu_e500->mas1;
 941         gtlbe->mas2 = vcpu_e500->mas2;
 942         gtlbe->mas7_3 = vcpu_e500->mas7_3;
 943
 944         trace_kvm_gtlb_write(vcpu_e500->mas0, gtlbe->mas1, gtlbe->mas2,
 945                              (u32)gtlbe->mas7_3, (u32)(gtlbe->mas7_3 >> 32));
 946
 947         /* Invalidate shadow mappings for the about-to-be-clobbered TLBE. */
 948         if (tlbe_is_host_safe(vcpu, gtlbe)) {
 949                 struct kvm_book3e_206_tlb_entry stlbe;
 950                 int stlbsel, sesel;
 951                 u64 eaddr;
 952                 u64 raddr;
 953
 954                 switch (tlbsel) {
 955                 case 0:
 956                         /* TLB0 */
 957                         gtlbe->mas1 &= ~MAS1_TSIZE(~0);
 958                         gtlbe->mas1 |= MAS1_TSIZE(BOOK3E_PAGESZ_4K);
 959
 960                         stlbsel = 0;
 961                         sesel = kvmppc_e500_tlb0_map(vcpu_e500, esel, &stlbe);
 962
 963                         break;
 964
 965                 case 1:
 966                         /* TLB1 */
 967                         eaddr = get_tlb_eaddr(gtlbe);
 968                         raddr = get_tlb_raddr(gtlbe);
 969
 970                         /* Create a 4KB mapping on the host.
 971                          * If the guest wanted a large page,
 972                          * only the first 4KB is mapped here and the rest
 973                          * are mapped on the fly. */
 974                         stlbsel = 1;
 975                         sesel = kvmppc_e500_tlb1_map(vcpu_e500, eaddr,
 976                                         raddr >> PAGE_SHIFT, gtlbe, &stlbe);
 977                         break;
 978
 979                 default:
 980                         BUG();
 981                 }
 982
 983                 write_stlbe(vcpu_e500, gtlbe, &stlbe, stlbsel, sesel);
 984         }
 985
 986         kvmppc_set_exit_type(vcpu, EMULATED_TLBWE_EXITS);
 987         return EMULATE_DONE;
 988 }
 989
 990 int kvmppc_mmu_itlb_index(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr)
 991 {
 992         unsigned int as = !!(vcpu->arch.shared->msr & MSR_IS);
 993
 994         return kvmppc_e500_tlb_search(vcpu, eaddr, get_cur_pid(vcpu), as);
 995 }
 996
 997 int kvmppc_mmu_dtlb_index(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr)
 998 {
 999         unsigned int as = !!(vcpu->arch.shared->msr & MSR_DS);
1000
1001         return kvmppc_e500_tlb_search(vcpu, eaddr, get_cur_pid(vcpu), as);
1002 }
1003
1004 void kvmppc_mmu_itlb_miss(struct kvm_vcpu *vcpu)
1005 {
1006         unsigned int as = !!(vcpu->arch.shared->msr & MSR_IS);
1007
1008         kvmppc_e500_deliver_tlb_miss(vcpu, vcpu->arch.pc, as);
1009 }
1010
1011 void kvmppc_mmu_dtlb_miss(struct kvm_vcpu *vcpu)
1012 {
1013         unsigned int as = !!(vcpu->arch.shared->msr & MSR_DS);
1014
1015         kvmppc_e500_deliver_tlb_miss(vcpu, vcpu->arch.fault_dear, as);
1016 }
1017
1018 gpa_t kvmppc_mmu_xlate(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned int index,
1019                         gva_t eaddr)
1020 {
1021         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
1022         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe;
1023         u64 pgmask;
1024
1025         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, tlbsel_of(index), esel_of(index));
1026         pgmask = get_tlb_bytes(gtlbe) - 1;
1027
1028         return get_tlb_raddr(gtlbe) | (eaddr & pgmask);
1029 }
1030
1031 void kvmppc_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu)
1032 {
1033 }
1034
1035 void kvmppc_mmu_map(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 eaddr, gpa_t gpaddr,
1036                         unsigned int index)
1037 {
1038         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
1039         struct tlbe_priv *priv;
1040         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe, stlbe;
1041         int tlbsel = tlbsel_of(index);
1042         int esel = esel_of(index);
1043         int stlbsel, sesel;
1044
1045         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
1046
1047         switch (tlbsel) {
1048         case 0:
1049                 stlbsel = 0;
1050                 sesel = esel & (host_tlb_params[0].ways - 1);
1051                 priv = &vcpu_e500->gtlb_priv[tlbsel][esel];
1052
1053                 kvmppc_e500_setup_stlbe(vcpu_e500, gtlbe, BOOK3E_PAGESZ_4K,
1054                                         &priv->ref, eaddr, &stlbe);
1055                 break;
1056
1057         case 1: {
1058                 gfn_t gfn = gpaddr >> PAGE_SHIFT;
1059
1060                 stlbsel = 1;
1061                 sesel = kvmppc_e500_tlb1_map(vcpu_e500, eaddr, gfn,
1062                                              gtlbe, &stlbe);
1063                 break;
1064         }
1065
1066         default:
1067                 BUG();
1068                 break;
1069         }
1070
1071         write_stlbe(vcpu_e500, gtlbe, &stlbe, stlbsel, sesel);
1072 }
1073
1074 int kvmppc_e500_tlb_search(struct kvm_vcpu *vcpu,
1075                                 gva_t eaddr, unsigned int pid, int as)
1076 {
1077         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
1078         int esel, tlbsel;
1079
1080         for (tlbsel = 0; tlbsel < 2; tlbsel++) {
1081                 esel = kvmppc_e500_tlb_index(vcpu_e500, eaddr, tlbsel, pid, as);
1082                 if (esel >= 0)
1083                         return index_of(tlbsel, esel);
1084         }
1085
1086         return -1;
1087 }
1088
1089 void kvmppc_set_pid(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 pid)
1090 {
1091         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
1092
1093         if (vcpu->arch.pid != pid) {
1094                 vcpu_e500->pid[0] = vcpu->arch.pid = pid;
1095                 kvmppc_e500_recalc_shadow_pid(vcpu_e500);
1096         }
1097 }
1098
1099 void kvmppc_e500_tlb_setup(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
1100 {
1101         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *tlbe;
1102
1103         /* Insert large initial mapping for guest. */
1104         tlbe = get_entry(vcpu_e500, 1, 0);
1105         tlbe->mas1 = MAS1_VALID | MAS1_TSIZE(BOOK3E_PAGESZ_256M);
1106         tlbe->mas2 = 0;
1107         tlbe->mas7_3 = E500_TLB_SUPER_PERM_MASK;
1108
1109         /* 4K map for serial output. Used by kernel wrapper. */
1110         tlbe = get_entry(vcpu_e500, 1, 1);
1111         tlbe->mas1 = MAS1_VALID | MAS1_TSIZE(BOOK3E_PAGESZ_4K);
1112         tlbe->mas2 = (0xe0004500 & 0xFFFFF000) | MAS2_I | MAS2_G;
1113         tlbe->mas7_3 = (0xe0004500 & 0xFFFFF000) | E500_TLB_SUPER_PERM_MASK;
1114 }
1115
1116 static void free_gtlb(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
1117 {
1118         int i;
1119
1120         clear_tlb_refs(vcpu_e500);
1121         kfree(vcpu_e500->gtlb_priv[0]);
1122         kfree(vcpu_e500->gtlb_priv[1]);
1123
1124         if (vcpu_e500->shared_tlb_pages) {
1125                 vfree((void *)(round_down((uintptr_t)vcpu_e500->gtlb_arch,
1126                                           PAGE_SIZE)));
1127
1128                 for (i = 0; i < vcpu_e500->num_shared_tlb_pages; i++) {
1129                         set_page_dirty_lock(vcpu_e500->shared_tlb_pages[i]);
1130                         put_page(vcpu_e500->shared_tlb_pages[i]);
1131                 }
1132
1133                 vcpu_e500->num_shared_tlb_pages = 0;
1134                 vcpu_e500->shared_tlb_pages = NULL;
1135         } else {
1136                 kfree(vcpu_e500->gtlb_arch);
1137         }
1138
1139         vcpu_e500->gtlb_arch = NULL;
1140 }
1141
1142 int kvm_vcpu_ioctl_config_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu,
1143                               struct kvm_config_tlb *cfg)
1144 {
1145         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
1146         struct kvm_book3e_206_tlb_params params;
1147         char *virt;
1148         struct page **pages;
1149         struct tlbe_priv *privs[2] = {};
1150         size_t array_len;
1151         u32 sets;
1152         int num_pages, ret, i;
1153
1154         if (cfg->mmu_type != KVM_MMU_FSL_BOOKE_NOHV)
1155                 return -EINVAL;
1156
1157         if (copy_from_user(&params, (void __user *)(uintptr_t)cfg->params,
1158                            sizeof(params)))
1159                 return -EFAULT;
1160
1161         if (params.tlb_sizes[1] > 64)
1162                 return -EINVAL;
1163         if (params.tlb_ways[1] != params.tlb_sizes[1])
1164                 return -EINVAL;
1165         if (params.tlb_sizes[2] != 0 || params.tlb_sizes[3] != 0)
1166                 return -EINVAL;
1167         if (params.tlb_ways[2] != 0 || params.tlb_ways[3] != 0)
1168                 return -EINVAL;
1169
1170         if (!is_power_of_2(params.tlb_ways[0]))
1171                 return -EINVAL;
1172
1173         sets = params.tlb_sizes[0] >> ilog2(params.tlb_ways[0]);
1174         if (!is_power_of_2(sets))
1175                 return -EINVAL;
1176
1177         array_len = params.tlb_sizes[0] + params.tlb_sizes[1];
1178         array_len *= sizeof(struct kvm_book3e_206_tlb_entry);
1179
1180         if (cfg->array_len < array_len)
1181                 return -EINVAL;
1182
1183         num_pages = DIV_ROUND_UP(cfg->array + array_len - 1, PAGE_SIZE) -
1184                     cfg->array / PAGE_SIZE;
1185         pages = kmalloc(sizeof(struct page *) * num_pages, GFP_KERNEL);
1186         if (!pages)
1187                 return -ENOMEM;
1188
1189         ret = get_user_pages_fast(cfg->array, num_pages, 1, pages);
1190         if (ret < 0)
1191                 goto err_pages;
1192
1193         if (ret != num_pages) {
1194                 num_pages = ret;
1195                 ret = -EFAULT;
1196                 goto err_put_page;
1197         }
1198
1199         virt = vmap(pages, num_pages, VM_MAP, PAGE_KERNEL);
1200         if (!virt)
1201                 goto err_put_page;
1202
1203         privs[0] = kzalloc(sizeof(struct tlbe_priv) * params.tlb_sizes[0],
1204                            GFP_KERNEL);
1205         privs[1] = kzalloc(sizeof(struct tlbe_priv) * params.tlb_sizes[1],
1206                            GFP_KERNEL);
1207
1208         if (!privs[0] || !privs[1])
1209                 goto err_put_page;
1210
1211         free_gtlb(vcpu_e500);
1212
1213         vcpu_e500->gtlb_priv[0] = privs[0];
1214         vcpu_e500->gtlb_priv[1] = privs[1];
1215
1216         vcpu_e500->gtlb_arch = (struct kvm_book3e_206_tlb_entry *)
1217                 (virt + (cfg->array & (PAGE_SIZE - 1)));
1218
1219         vcpu_e500->gtlb_params[0].entries = params.tlb_sizes[0];
1220         vcpu_e500->gtlb_params[1].entries = params.tlb_sizes[1];
1221
1222         vcpu_e500->gtlb_offset[0] = 0;
1223         vcpu_e500->gtlb_offset[1] = params.tlb_sizes[0];
1224
1225         vcpu_e500->tlb0cfg = mfspr(SPRN_TLB0CFG) & ~0xfffUL;
1226         if (params.tlb_sizes[0] <= 2048)
1227                 vcpu_e500->tlb0cfg |= params.tlb_sizes[0];
1228
1229         vcpu_e500->tlb1cfg = mfspr(SPRN_TLB1CFG) & ~0xfffUL;
1230         vcpu_e500->tlb1cfg |= params.tlb_sizes[1];
1231
1232         vcpu_e500->shared_tlb_pages = pages;
1233         vcpu_e500->num_shared_tlb_pages = num_pages;
1234
1235         vcpu_e500->gtlb_params[0].ways = params.tlb_ways[0];
1236         vcpu_e500->gtlb_params[0].sets = sets;
1237
1238         vcpu_e500->gtlb_params[1].ways = params.tlb_sizes[1];
1239         vcpu_e500->gtlb_params[1].sets = 1;
1240
1241         return 0;
1242
1243 err_put_page:
1244         kfree(privs[0]);
1245         kfree(privs[1]);
1246
1247         for (i = 0; i < num_pages; i++)
1248                 put_page(pages[i]);
1249
1250 err_pages:
1251         kfree(pages);
1252         return ret;
1253 }
1254
1255 int kvm_vcpu_ioctl_dirty_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu,
1256                              struct kvm_dirty_tlb *dirty)
1257 {
1258         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
1259
1260         clear_tlb_refs(vcpu_e500);
1261         return 0;
1262 }
1263
1264 int kvmppc_e500_tlb_init(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
1265 {
1266         int entry_size = sizeof(struct kvm_book3e_206_tlb_entry);
1267         int entries = KVM_E500_TLB0_SIZE + KVM_E500_TLB1_SIZE;
1268
1269         host_tlb_params[0].entries = mfspr(SPRN_TLB0CFG) & TLBnCFG_N_ENTRY;
1270         host_tlb_params[1].entries = mfspr(SPRN_TLB1CFG) & TLBnCFG_N_ENTRY;
1271
1272         /*
1273          * This should never happen on real e500 hardware, but is
1274          * architecturally possible -- e.g. in some weird nested
1275          * virtualization case.
1276          */
1277         if (host_tlb_params[0].entries == 0 ||
1278             host_tlb_params[1].entries == 0) {
1279                 pr_err("%s: need to know host tlb size\n", __func__);
1280                 return -ENODEV;
1281         }
1282
1283         host_tlb_params[0].ways = (mfspr(SPRN_TLB0CFG) & TLBnCFG_ASSOC) >>
1284                                   TLBnCFG_ASSOC_SHIFT;
1285         host_tlb_params[1].ways = host_tlb_params[1].entries;
1286
1287         if (!is_power_of_2(host_tlb_params[0].entries) ||
1288             !is_power_of_2(host_tlb_params[0].ways) ||
1289             host_tlb_params[0].entries < host_tlb_params[0].ways ||
1290             host_tlb_params[0].ways == 0) {
1291                 pr_err("%s: bad tlb0 host config: %u entries %u ways\n",
1292                        __func__, host_tlb_params[0].entries,
1293                        host_tlb_params[0].ways);
1294                 return -ENODEV;
1295         }
1296
1297         host_tlb_params[0].sets =
1298                 host_tlb_params[0].entries / host_tlb_params[0].ways;
1299         host_tlb_params[1].sets = 1;
1300
1301         vcpu_e500->gtlb_params[0].entries = KVM_E500_TLB0_SIZE;
1302         vcpu_e500->gtlb_params[1].entries = KVM_E500_TLB1_SIZE;
1303
1304         vcpu_e500->gtlb_params[0].ways = KVM_E500_TLB0_WAY_NUM;
1305         vcpu_e500->gtlb_params[0].sets =
1306                 KVM_E500_TLB0_SIZE / KVM_E500_TLB0_WAY_NUM;
1307
1308         vcpu_e500->gtlb_params[1].ways = KVM_E500_TLB1_SIZE;
1309         vcpu_e500->gtlb_params[1].sets = 1;
1310
1311         vcpu_e500->gtlb_arch = kmalloc(entries * entry_size, GFP_KERNEL);
1312         if (!vcpu_e500->gtlb_arch)
1313                 return -ENOMEM;
1314
1315         vcpu_e500->gtlb_offset[0] = 0;
1316         vcpu_e500->gtlb_offset[1] = KVM_E500_TLB0_SIZE;
1317
1318         vcpu_e500->tlb_refs[0] =
1319                 kzalloc(sizeof(struct tlbe_ref) * host_tlb_params[0].entries,
1320                         GFP_KERNEL);
1321         if (!vcpu_e500->tlb_refs[0])
1322                 goto err;
1323
1324         vcpu_e500->tlb_refs[1] =
1325                 kzalloc(sizeof(struct tlbe_ref) * host_tlb_params[1].entries,
1326                         GFP_KERNEL);
1327         if (!vcpu_e500->tlb_refs[1])
1328                 goto err;
1329
1330         vcpu_e500->gtlb_priv[0] = kzalloc(sizeof(struct tlbe_ref) *
1331                                           vcpu_e500->gtlb_params[0].entries,
1332                                           GFP_KERNEL);
1333         if (!vcpu_e500->gtlb_priv[0])
1334                 goto err;
1335
1336         vcpu_e500->gtlb_priv[1] = kzalloc(sizeof(struct tlbe_ref) *
1337                                           vcpu_e500->gtlb_params[1].entries,
1338                                           GFP_KERNEL);
1339         if (!vcpu_e500->gtlb_priv[1])
1340                 goto err;
1341
1342         if (kvmppc_e500_id_table_alloc(vcpu_e500) == NULL)
1343                 goto err;
1344
1345         /* Init TLB configuration register */
1346         vcpu_e500->tlb0cfg = mfspr(SPRN_TLB0CFG) & ~0xfffUL;
1347         vcpu_e500->tlb0cfg |= vcpu_e500->gtlb_params[0].entries;
1348         vcpu_e500->tlb1cfg = mfspr(SPRN_TLB1CFG) & ~0xfffUL;
1349         vcpu_e500->tlb1cfg |= vcpu_e500->gtlb_params[1].entries;
1350
1351         return 0;
1352
1353 err:
1354         free_gtlb(vcpu_e500);
1355         kfree(vcpu_e500->tlb_refs[0]);
1356         kfree(vcpu_e500->tlb_refs[1]);
1357         return -1;
1358 }
1359
1360 void kvmppc_e500_tlb_uninit(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
1361 {
1362         free_gtlb(vcpu_e500);
1363         kvmppc_e500_id_table_free(vcpu_e500);
1364
1365         kfree(vcpu_e500->tlb_refs[0]);
1366         kfree(vcpu_e500->tlb_refs[1]);
1367 }