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/types.h>
  16 #include <linux/slab.h>
  17 #include <linux/string.h>
  18 #include <linux/kvm.h>
  19 #include <linux/kvm_host.h>
  20 #include <linux/highmem.h>
  21 #include <asm/kvm_ppc.h>
  22 #include <asm/kvm_e500.h>
  23
  24 #include "../mm/mmu_decl.h"
  25 #include "e500_tlb.h"
  26 #include "trace.h"
  27 #include "timing.h"
  28
  29 #define to_htlb1_esel(esel) (tlb1_entry_num - (esel) - 1)
  30
  31 static unsigned int tlb1_entry_num;
  32
  33 void kvmppc_dump_tlbs(struct kvm_vcpu *vcpu)
  34 {
  35         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
  36         struct tlbe *tlbe;
  37         int i, tlbsel;
  38
  39         printk("| %8s | %8s | %8s | %8s | %8s |\n",
  40                         "nr", "mas1", "mas2", "mas3", "mas7");
  41
  42         for (tlbsel = 0; tlbsel < 2; tlbsel++) {
  43                 printk("Guest TLB%d:\n", tlbsel);
  44                 for (i = 0; i < vcpu_e500->guest_tlb_size[tlbsel]; i++) {
  45                         tlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][i];
  46                         if (tlbe->mas1 & MAS1_VALID)
  47                                 printk(" G[%d][%3d] |  %08X | %08X | %08X | %08X |\n",
  48                                         tlbsel, i, tlbe->mas1, tlbe->mas2,
  49                                         tlbe->mas3, tlbe->mas7);
  50                 }
  51         }
  52
  53         for (tlbsel = 0; tlbsel < 2; tlbsel++) {
  54                 printk("Shadow TLB%d:\n", tlbsel);
  55                 for (i = 0; i < vcpu_e500->shadow_tlb_size[tlbsel]; i++) {
  56                         tlbe = &vcpu_e500->shadow_tlb[tlbsel][i];
  57                         if (tlbe->mas1 & MAS1_VALID)
  58                                 printk(" S[%d][%3d] |  %08X | %08X | %08X | %08X |\n",
  59                                         tlbsel, i, tlbe->mas1, tlbe->mas2,
  60                                         tlbe->mas3, tlbe->mas7);
  61                 }
  62         }
  63 }
  64
  65 static inline unsigned int tlb0_get_next_victim(
  66                 struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
  67 {
  68         unsigned int victim;
  69
  70         victim = vcpu_e500->guest_tlb_nv[0]++;
  71         if (unlikely(vcpu_e500->guest_tlb_nv[0] >= KVM_E500_TLB0_WAY_NUM))
  72                 vcpu_e500->guest_tlb_nv[0] = 0;
  73
  74         return victim;
  75 }
  76
  77 static inline unsigned int tlb1_max_shadow_size(void)
  78 {
  79         return tlb1_entry_num - tlbcam_index;
  80 }
  81
  82 static inline int tlbe_is_writable(struct tlbe *tlbe)
  83 {
  84         return tlbe->mas3 & (MAS3_SW|MAS3_UW);
  85 }
  86
  87 static inline u32 e500_shadow_mas3_attrib(u32 mas3, int usermode)
  88 {
  89         /* Mask off reserved bits. */
  90         mas3 &= MAS3_ATTRIB_MASK;
  91
  92         if (!usermode) {
  93                 /* Guest is in supervisor mode,
  94                  * so we need to translate guest
  95                  * supervisor permissions into user permissions. */
  96                 mas3 &= ~E500_TLB_USER_PERM_MASK;
  97                 mas3 |= (mas3 & E500_TLB_SUPER_PERM_MASK) << 1;
  98         }
  99
 100         return mas3 | E500_TLB_SUPER_PERM_MASK;
 101 }
 102
 103 static inline u32 e500_shadow_mas2_attrib(u32 mas2, int usermode)
 104 {
 105 #ifdef CONFIG_SMP
 106         return (mas2 & MAS2_ATTRIB_MASK) | MAS2_M;
 107 #else
 108         return mas2 & MAS2_ATTRIB_MASK;
 109 #endif
 110 }
 111
 112 /*
 113  * writing shadow tlb entry to host TLB
 114  */
 115 static inline void __write_host_tlbe(struct tlbe *stlbe, uint32_t mas0)
 116 {
 117         unsigned long flags;
 118
 119         local_irq_save(flags);
 120         mtspr(SPRN_MAS0, mas0);
 121         mtspr(SPRN_MAS1, stlbe->mas1);
 122         mtspr(SPRN_MAS2, stlbe->mas2);
 123         mtspr(SPRN_MAS3, stlbe->mas3);
 124         mtspr(SPRN_MAS7, stlbe->mas7);
 125         asm volatile("isync; tlbwe" : : : "memory");
 126         local_irq_restore(flags);
 127 }
 128
 129 static inline void write_host_tlbe(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 130                 int tlbsel, int esel)
 131 {
 132         struct tlbe *stlbe = &vcpu_e500->shadow_tlb[tlbsel][esel];
 133
 134         if (tlbsel == 0) {
 135                 __write_host_tlbe(stlbe,
 136                                   MAS0_TLBSEL(0) |
 137                                   MAS0_ESEL(esel & (KVM_E500_TLB0_WAY_NUM - 1)));
 138         } else {
 139                 __write_host_tlbe(stlbe,
 140                                   MAS0_TLBSEL(1) |
 141                                   MAS0_ESEL(to_htlb1_esel(esel)));
 142         }
 143 }
 144
 145 void kvmppc_e500_tlb_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu)
 146 {
 147 }
 148
 149 void kvmppc_e500_tlb_put(struct kvm_vcpu *vcpu)
 150 {
 151         _tlbil_all();
 152 }
 153
 154 /* Search the guest TLB for a matching entry. */
 155 static int kvmppc_e500_tlb_index(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 156                 gva_t eaddr, int tlbsel, unsigned int pid, int as)
 157 {
 158         int i;
 159
 160         /* XXX Replace loop with fancy data structures. */
 161         for (i = 0; i < vcpu_e500->guest_tlb_size[tlbsel]; i++) {
 162                 struct tlbe *tlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][i];
 163                 unsigned int tid;
 164
 165                 if (eaddr < get_tlb_eaddr(tlbe))
 166                         continue;
 167
 168                 if (eaddr > get_tlb_end(tlbe))
 169                         continue;
 170
 171                 tid = get_tlb_tid(tlbe);
 172                 if (tid && (tid != pid))
 173                         continue;
 174
 175                 if (!get_tlb_v(tlbe))
 176                         continue;
 177
 178                 if (get_tlb_ts(tlbe) != as && as != -1)
 179                         continue;
 180
 181                 return i;
 182         }
 183
 184         return -1;
 185 }
 186
 187 static void kvmppc_e500_shadow_release(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 188                 int tlbsel, int esel)
 189 {
 190         struct tlbe *stlbe = &vcpu_e500->shadow_tlb[tlbsel][esel];
 191         unsigned long pfn;
 192
 193         pfn = stlbe->mas3 >> PAGE_SHIFT;
 194         pfn |= stlbe->mas7 << (32 - PAGE_SHIFT);
 195
 196         if (get_tlb_v(stlbe)) {
 197                 if (tlbe_is_writable(stlbe))
 198                         kvm_release_pfn_dirty(pfn);
 199                 else
 200                         kvm_release_pfn_clean(pfn);
 201         }
 202 }
 203
 204 static void kvmppc_e500_stlbe_invalidate(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 205                 int tlbsel, int esel)
 206 {
 207         struct tlbe *stlbe = &vcpu_e500->shadow_tlb[tlbsel][esel];
 208
 209         kvmppc_e500_shadow_release(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 210         stlbe->mas1 = 0;
 211         trace_kvm_stlb_inval(index_of(tlbsel, esel));
 212 }
 213
 214 static void kvmppc_e500_tlb1_invalidate(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 215                 gva_t eaddr, gva_t eend, u32 tid)
 216 {
 217         unsigned int pid = tid & 0xff;
 218         unsigned int i;
 219
 220         /* XXX Replace loop with fancy data structures. */
 221         for (i = 0; i < vcpu_e500->guest_tlb_size[1]; i++) {
 222                 struct tlbe *stlbe = &vcpu_e500->shadow_tlb[1][i];
 223                 unsigned int tid;
 224
 225                 if (!get_tlb_v(stlbe))
 226                         continue;
 227
 228                 if (eend < get_tlb_eaddr(stlbe))
 229                         continue;
 230
 231                 if (eaddr > get_tlb_end(stlbe))
 232                         continue;
 233
 234                 tid = get_tlb_tid(stlbe);
 235                 if (tid && (tid != pid))
 236                         continue;
 237
 238                 kvmppc_e500_stlbe_invalidate(vcpu_e500, 1, i);
 239                 write_host_tlbe(vcpu_e500, 1, i);
 240         }
 241 }
 242
 243 static inline void kvmppc_e500_deliver_tlb_miss(struct kvm_vcpu *vcpu,
 244                 unsigned int eaddr, int as)
 245 {
 246         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 247         unsigned int victim, pidsel, tsized;
 248         int tlbsel;
 249
 250         /* since we only have two TLBs, only lower bit is used. */
 251         tlbsel = (vcpu_e500->mas4 >> 28) & 0x1;
 252         victim = (tlbsel == 0) ? tlb0_get_next_victim(vcpu_e500) : 0;
 253         pidsel = (vcpu_e500->mas4 >> 16) & 0xf;
 254         tsized = (vcpu_e500->mas4 >> 7) & 0x1f;
 255
 256         vcpu_e500->mas0 = MAS0_TLBSEL(tlbsel) | MAS0_ESEL(victim)
 257                 | MAS0_NV(vcpu_e500->guest_tlb_nv[tlbsel]);
 258         vcpu_e500->mas1 = MAS1_VALID | (as ? MAS1_TS : 0)
 259                 | MAS1_TID(vcpu_e500->pid[pidsel])
 260                 | MAS1_TSIZE(tsized);
 261         vcpu_e500->mas2 = (eaddr & MAS2_EPN)
 262                 | (vcpu_e500->mas4 & MAS2_ATTRIB_MASK);
 263         vcpu_e500->mas3 &= MAS3_U0 | MAS3_U1 | MAS3_U2 | MAS3_U3;
 264         vcpu_e500->mas6 = (vcpu_e500->mas6 & MAS6_SPID1)
 265                 | (get_cur_pid(vcpu) << 16)
 266                 | (as ? MAS6_SAS : 0);
 267         vcpu_e500->mas7 = 0;
 268 }
 269
 270 static inline void kvmppc_e500_shadow_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 271         u64 gvaddr, gfn_t gfn, struct tlbe *gtlbe, int tlbsel, int esel)
 272 {
 273         struct kvm_memory_slot *slot;
 274         struct tlbe *stlbe;
 275         unsigned long pfn, hva;
 276         int pfnmap = 0;
 277         int tsize = BOOK3E_PAGESZ_4K;
 278
 279         stlbe = &vcpu_e500->shadow_tlb[tlbsel][esel];
 280
 281         /*
 282          * Translate guest physical to true physical, acquiring
 283          * a page reference if it is normal, non-reserved memory.
 284          *
 285          * gfn_to_memslot() must succeed because otherwise we wouldn't
 286          * have gotten this far.  Eventually we should just pass the slot
 287          * pointer through from the first lookup.
 288          */
 289         slot = gfn_to_memslot(vcpu_e500->vcpu.kvm, gfn);
 290         hva = gfn_to_hva_memslot(slot, gfn);
 291
 292         if (tlbsel == 1) {
 293                 struct vm_area_struct *vma;
 294                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
 295
 296                 vma = find_vma(current->mm, hva);
 297                 if (vma && hva >= vma->vm_start &&
 298                     (vma->vm_flags & VM_PFNMAP)) {
 299                         /*
 300                          * This VMA is a physically contiguous region (e.g.
 301                          * /dev/mem) that bypasses normal Linux page
 302                          * management.  Find the overlap between the
 303                          * vma and the memslot.
 304                          */
 305
 306                         unsigned long start, end;
 307                         unsigned long slot_start, slot_end;
 308
 309                         pfnmap = 1;
 310
 311                         start = vma->vm_pgoff;
 312                         end = start +
 313                               ((vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
 314
 315                         pfn = start + ((hva - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
 316
 317                         slot_start = pfn - (gfn - slot->base_gfn);
 318                         slot_end = slot_start + slot->npages;
 319
 320                         if (start < slot_start)
 321                                 start = slot_start;
 322                         if (end > slot_end)
 323                                 end = slot_end;
 324
 325                         tsize = (gtlbe->mas1 & MAS1_TSIZE_MASK) >>
 326                                 MAS1_TSIZE_SHIFT;
 327
 328                         /*
 329                          * e500 doesn't implement the lowest tsize bit,
 330                          * or 1K pages.
 331                          */
 332                         tsize = max(BOOK3E_PAGESZ_4K, tsize & ~1);
 333
 334                         /*
 335                          * Now find the largest tsize (up to what the guest
 336                          * requested) that will cover gfn, stay within the
 337                          * range, and for which gfn and pfn are mutually
 338                          * aligned.
 339                          */
 340
 341                         for (; tsize > BOOK3E_PAGESZ_4K; tsize -= 2) {
 342                                 unsigned long gfn_start, gfn_end, tsize_pages;
 343                                 tsize_pages = 1 << (tsize - 2);
 344
 345                                 gfn_start = gfn & ~(tsize_pages - 1);
 346                                 gfn_end = gfn_start + tsize_pages;
 347
 348                                 if (gfn_start + pfn - gfn < start)
 349                                         continue;
 350                                 if (gfn_end + pfn - gfn > end)
 351                                         continue;
 352                                 if ((gfn & (tsize_pages - 1)) !=
 353                                     (pfn & (tsize_pages - 1)))
 354                                         continue;
 355
 356                                 gvaddr &= ~((tsize_pages << PAGE_SHIFT) - 1);
 357                                 pfn &= ~(tsize_pages - 1);
 358                                 break;
 359                         }
 360                 }
 361
 362                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
 363         }
 364
 365         if (likely(!pfnmap)) {
 366                 pfn = gfn_to_pfn_memslot(vcpu_e500->vcpu.kvm, slot, gfn);
 367                 if (is_error_pfn(pfn)) {
 368                         printk(KERN_ERR "Couldn't get real page for gfn %lx!\n",
 369                                         (long)gfn);
 370                         kvm_release_pfn_clean(pfn);
 371                         return;
 372                 }
 373         }
 374
 375         /* Drop reference to old page. */
 376         kvmppc_e500_shadow_release(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 377
 378         /* Force TS=1 IPROT=0 for all guest mappings. */
 379         stlbe->mas1 = MAS1_TSIZE(tsize)
 380                 | MAS1_TID(get_tlb_tid(gtlbe)) | MAS1_TS | MAS1_VALID;
 381         stlbe->mas2 = (gvaddr & MAS2_EPN)
 382                 | e500_shadow_mas2_attrib(gtlbe->mas2,
 383                                 vcpu_e500->vcpu.arch.shared->msr & MSR_PR);
 384         stlbe->mas3 = ((pfn << PAGE_SHIFT) & MAS3_RPN)
 385                 | e500_shadow_mas3_attrib(gtlbe->mas3,
 386                                 vcpu_e500->vcpu.arch.shared->msr & MSR_PR);
 387         stlbe->mas7 = (pfn >> (32 - PAGE_SHIFT)) & MAS7_RPN;
 388
 389         trace_kvm_stlb_write(index_of(tlbsel, esel), stlbe->mas1, stlbe->mas2,
 390                              stlbe->mas3, stlbe->mas7);
 391 }
 392
 393 /* XXX only map the one-one case, for now use TLB0 */
 394 static int kvmppc_e500_stlbe_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 395                 int tlbsel, int esel)
 396 {
 397         struct tlbe *gtlbe;
 398
 399         gtlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][esel];
 400
 401         kvmppc_e500_shadow_map(vcpu_e500, get_tlb_eaddr(gtlbe),
 402                         get_tlb_raddr(gtlbe) >> PAGE_SHIFT,
 403                         gtlbe, tlbsel, esel);
 404
 405         return esel;
 406 }
 407
 408 /* Caller must ensure that the specified guest TLB entry is safe to insert into
 409  * the shadow TLB. */
 410 /* XXX for both one-one and one-to-many , for now use TLB1 */
 411 static int kvmppc_e500_tlb1_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 412                 u64 gvaddr, gfn_t gfn, struct tlbe *gtlbe)
 413 {
 414         unsigned int victim;
 415
 416         victim = vcpu_e500->guest_tlb_nv[1]++;
 417
 418         if (unlikely(vcpu_e500->guest_tlb_nv[1] >= tlb1_max_shadow_size()))
 419                 vcpu_e500->guest_tlb_nv[1] = 0;
 420
 421         kvmppc_e500_shadow_map(vcpu_e500, gvaddr, gfn, gtlbe, 1, victim);
 422
 423         return victim;
 424 }
 425
 426 /* Invalidate all guest kernel mappings when enter usermode,
 427  * so that when they fault back in they will get the
 428  * proper permission bits. */
 429 void kvmppc_mmu_priv_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, int usermode)
 430 {
 431         if (usermode) {
 432                 struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 433                 int i;
 434
 435                 /* XXX Replace loop with fancy data structures. */
 436                 for (i = 0; i < tlb1_max_shadow_size(); i++)
 437                         kvmppc_e500_stlbe_invalidate(vcpu_e500, 1, i);
 438
 439                 _tlbil_all();
 440         }
 441 }
 442
 443 static int kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 444                 int tlbsel, int esel)
 445 {
 446         struct tlbe *gtlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][esel];
 447
 448         if (unlikely(get_tlb_iprot(gtlbe)))
 449                 return -1;
 450
 451         if (tlbsel == 1) {
 452                 kvmppc_e500_tlb1_invalidate(vcpu_e500, get_tlb_eaddr(gtlbe),
 453                                 get_tlb_end(gtlbe),
 454                                 get_tlb_tid(gtlbe));
 455         } else {
 456                 kvmppc_e500_stlbe_invalidate(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 457         }
 458
 459         gtlbe->mas1 = 0;
 460
 461         return 0;
 462 }
 463
 464 int kvmppc_e500_emul_mt_mmucsr0(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500, ulong value)
 465 {
 466         int esel;
 467
 468         if (value & MMUCSR0_TLB0FI)
 469                 for (esel = 0; esel < vcpu_e500->guest_tlb_size[0]; esel++)
 470                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, 0, esel);
 471         if (value & MMUCSR0_TLB1FI)
 472                 for (esel = 0; esel < vcpu_e500->guest_tlb_size[1]; esel++)
 473                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, 1, esel);
 474
 475         _tlbil_all();
 476
 477         return EMULATE_DONE;
 478 }
 479
 480 int kvmppc_e500_emul_tlbivax(struct kvm_vcpu *vcpu, int ra, int rb)
 481 {
 482         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 483         unsigned int ia;
 484         int esel, tlbsel;
 485         gva_t ea;
 486
 487         ea = ((ra) ? kvmppc_get_gpr(vcpu, ra) : 0) + kvmppc_get_gpr(vcpu, rb);
 488
 489         ia = (ea >> 2) & 0x1;
 490
 491         /* since we only have two TLBs, only lower bit is used. */
 492         tlbsel = (ea >> 3) & 0x1;
 493
 494         if (ia) {
 495                 /* invalidate all entries */
 496                 for (esel = 0; esel < vcpu_e500->guest_tlb_size[tlbsel]; esel++)
 497                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 498         } else {
 499                 ea &= 0xfffff000;
 500                 esel = kvmppc_e500_tlb_index(vcpu_e500, ea, tlbsel,
 501                                 get_cur_pid(vcpu), -1);
 502                 if (esel >= 0)
 503                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 504         }
 505
 506         _tlbil_all();
 507
 508         return EMULATE_DONE;
 509 }
 510
 511 int kvmppc_e500_emul_tlbre(struct kvm_vcpu *vcpu)
 512 {
 513         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 514         int tlbsel, esel;
 515         struct tlbe *gtlbe;
 516
 517         tlbsel = get_tlb_tlbsel(vcpu_e500);
 518         esel = get_tlb_esel(vcpu_e500, tlbsel);
 519
 520         gtlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][esel];
 521         vcpu_e500->mas0 &= ~MAS0_NV(~0);
 522         vcpu_e500->mas0 |= MAS0_NV(vcpu_e500->guest_tlb_nv[tlbsel]);
 523         vcpu_e500->mas1 = gtlbe->mas1;
 524         vcpu_e500->mas2 = gtlbe->mas2;
 525         vcpu_e500->mas3 = gtlbe->mas3;
 526         vcpu_e500->mas7 = gtlbe->mas7;
 527
 528         return EMULATE_DONE;
 529 }
 530
 531 int kvmppc_e500_emul_tlbsx(struct kvm_vcpu *vcpu, int rb)
 532 {
 533         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 534         int as = !!get_cur_sas(vcpu_e500);
 535         unsigned int pid = get_cur_spid(vcpu_e500);
 536         int esel, tlbsel;
 537         struct tlbe *gtlbe = NULL;
 538         gva_t ea;
 539
 540         ea = kvmppc_get_gpr(vcpu, rb);
 541
 542         for (tlbsel = 0; tlbsel < 2; tlbsel++) {
 543                 esel = kvmppc_e500_tlb_index(vcpu_e500, ea, tlbsel, pid, as);
 544                 if (esel >= 0) {
 545                         gtlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][esel];
 546                         break;
 547                 }
 548         }
 549
 550         if (gtlbe) {
 551                 vcpu_e500->mas0 = MAS0_TLBSEL(tlbsel) | MAS0_ESEL(esel)
 552                         | MAS0_NV(vcpu_e500->guest_tlb_nv[tlbsel]);
 553                 vcpu_e500->mas1 = gtlbe->mas1;
 554                 vcpu_e500->mas2 = gtlbe->mas2;
 555                 vcpu_e500->mas3 = gtlbe->mas3;
 556                 vcpu_e500->mas7 = gtlbe->mas7;
 557         } else {
 558                 int victim;
 559
 560                 /* since we only have two TLBs, only lower bit is used. */
 561                 tlbsel = vcpu_e500->mas4 >> 28 & 0x1;
 562                 victim = (tlbsel == 0) ? tlb0_get_next_victim(vcpu_e500) : 0;
 563
 564                 vcpu_e500->mas0 = MAS0_TLBSEL(tlbsel) | MAS0_ESEL(victim)
 565                         | MAS0_NV(vcpu_e500->guest_tlb_nv[tlbsel]);
 566                 vcpu_e500->mas1 = (vcpu_e500->mas6 & MAS6_SPID0)
 567                         | (vcpu_e500->mas6 & (MAS6_SAS ? MAS1_TS : 0))
 568                         | (vcpu_e500->mas4 & MAS4_TSIZED(~0));
 569                 vcpu_e500->mas2 &= MAS2_EPN;
 570                 vcpu_e500->mas2 |= vcpu_e500->mas4 & MAS2_ATTRIB_MASK;
 571                 vcpu_e500->mas3 &= MAS3_U0 | MAS3_U1 | MAS3_U2 | MAS3_U3;
 572                 vcpu_e500->mas7 = 0;
 573         }
 574
 575         kvmppc_set_exit_type(vcpu, EMULATED_TLBSX_EXITS);
 576         return EMULATE_DONE;
 577 }
 578
 579 int kvmppc_e500_emul_tlbwe(struct kvm_vcpu *vcpu)
 580 {
 581         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 582         u64 eaddr;
 583         u64 raddr;
 584         u32 tid;
 585         struct tlbe *gtlbe;
 586         int tlbsel, esel, stlbsel, sesel;
 587
 588         tlbsel = get_tlb_tlbsel(vcpu_e500);
 589         esel = get_tlb_esel(vcpu_e500, tlbsel);
 590
 591         gtlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][esel];
 592
 593         if (get_tlb_v(gtlbe) && tlbsel == 1) {
 594                 eaddr = get_tlb_eaddr(gtlbe);
 595                 tid = get_tlb_tid(gtlbe);
 596                 kvmppc_e500_tlb1_invalidate(vcpu_e500, eaddr,
 597                                 get_tlb_end(gtlbe), tid);
 598         }
 599
 600         gtlbe->mas1 = vcpu_e500->mas1;
 601         gtlbe->mas2 = vcpu_e500->mas2;
 602         gtlbe->mas3 = vcpu_e500->mas3;
 603         gtlbe->mas7 = vcpu_e500->mas7;
 604
 605         trace_kvm_gtlb_write(vcpu_e500->mas0, gtlbe->mas1, gtlbe->mas2,
 606                              gtlbe->mas3, gtlbe->mas7);
 607
 608         /* Invalidate shadow mappings for the about-to-be-clobbered TLBE. */
 609         if (tlbe_is_host_safe(vcpu, gtlbe)) {
 610                 switch (tlbsel) {
 611                 case 0:
 612                         /* TLB0 */
 613                         gtlbe->mas1 &= ~MAS1_TSIZE(~0);
 614                         gtlbe->mas1 |= MAS1_TSIZE(BOOK3E_PAGESZ_4K);
 615
 616                         stlbsel = 0;
 617                         sesel = kvmppc_e500_stlbe_map(vcpu_e500, 0, esel);
 618
 619                         break;
 620
 621                 case 1:
 622                         /* TLB1 */
 623                         eaddr = get_tlb_eaddr(gtlbe);
 624                         raddr = get_tlb_raddr(gtlbe);
 625
 626                         /* Create a 4KB mapping on the host.
 627                          * If the guest wanted a large page,
 628                          * only the first 4KB is mapped here and the rest
 629                          * are mapped on the fly. */
 630                         stlbsel = 1;
 631                         sesel = kvmppc_e500_tlb1_map(vcpu_e500, eaddr,
 632                                         raddr >> PAGE_SHIFT, gtlbe);
 633                         break;
 634
 635                 default:
 636                         BUG();
 637                 }
 638                 write_host_tlbe(vcpu_e500, stlbsel, sesel);
 639         }
 640
 641         kvmppc_set_exit_type(vcpu, EMULATED_TLBWE_EXITS);
 642         return EMULATE_DONE;
 643 }
 644
 645 int kvmppc_mmu_itlb_index(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr)
 646 {
 647         unsigned int as = !!(vcpu->arch.shared->msr & MSR_IS);
 648
 649         return kvmppc_e500_tlb_search(vcpu, eaddr, get_cur_pid(vcpu), as);
 650 }
 651
 652 int kvmppc_mmu_dtlb_index(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr)
 653 {
 654         unsigned int as = !!(vcpu->arch.shared->msr & MSR_DS);
 655
 656         return kvmppc_e500_tlb_search(vcpu, eaddr, get_cur_pid(vcpu), as);
 657 }
 658
 659 void kvmppc_mmu_itlb_miss(struct kvm_vcpu *vcpu)
 660 {
 661         unsigned int as = !!(vcpu->arch.shared->msr & MSR_IS);
 662
 663         kvmppc_e500_deliver_tlb_miss(vcpu, vcpu->arch.pc, as);
 664 }
 665
 666 void kvmppc_mmu_dtlb_miss(struct kvm_vcpu *vcpu)
 667 {
 668         unsigned int as = !!(vcpu->arch.shared->msr & MSR_DS);
 669
 670         kvmppc_e500_deliver_tlb_miss(vcpu, vcpu->arch.fault_dear, as);
 671 }
 672
 673 gpa_t kvmppc_mmu_xlate(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned int index,
 674                         gva_t eaddr)
 675 {
 676         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 677         struct tlbe *gtlbe =
 678                 &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel_of(index)][esel_of(index)];
 679         u64 pgmask = get_tlb_bytes(gtlbe) - 1;
 680
 681         return get_tlb_raddr(gtlbe) | (eaddr & pgmask);
 682 }
 683
 684 void kvmppc_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu)
 685 {
 686         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 687         int tlbsel, i;
 688
 689         for (tlbsel = 0; tlbsel < 2; tlbsel++)
 690                 for (i = 0; i < vcpu_e500->guest_tlb_size[tlbsel]; i++)
 691                         kvmppc_e500_shadow_release(vcpu_e500, tlbsel, i);
 692
 693         /* discard all guest mapping */
 694         _tlbil_all();
 695 }
 696
 697 void kvmppc_mmu_map(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 eaddr, gpa_t gpaddr,
 698                         unsigned int index)
 699 {
 700         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 701         int tlbsel = tlbsel_of(index);
 702         int esel = esel_of(index);
 703         int stlbsel, sesel;
 704
 705         switch (tlbsel) {
 706         case 0:
 707                 stlbsel = 0;
 708                 sesel = esel;
 709                 break;
 710
 711         case 1: {
 712                 gfn_t gfn = gpaddr >> PAGE_SHIFT;
 713                 struct tlbe *gtlbe
 714                         = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][esel];
 715
 716                 stlbsel = 1;
 717                 sesel = kvmppc_e500_tlb1_map(vcpu_e500, eaddr, gfn, gtlbe);
 718                 break;
 719         }
 720
 721         default:
 722                 BUG();
 723                 break;
 724         }
 725         write_host_tlbe(vcpu_e500, stlbsel, sesel);
 726 }
 727
 728 int kvmppc_e500_tlb_search(struct kvm_vcpu *vcpu,
 729                                 gva_t eaddr, unsigned int pid, int as)
 730 {
 731         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 732         int esel, tlbsel;
 733
 734         for (tlbsel = 0; tlbsel < 2; tlbsel++) {
 735                 esel = kvmppc_e500_tlb_index(vcpu_e500, eaddr, tlbsel, pid, as);
 736                 if (esel >= 0)
 737                         return index_of(tlbsel, esel);
 738         }
 739
 740         return -1;
 741 }
 742
 743 void kvmppc_set_pid(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 pid)
 744 {
 745         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 746
 747         vcpu_e500->pid[0] = vcpu->arch.shadow_pid =
 748                 vcpu->arch.pid = pid;
 749 }
 750
 751 void kvmppc_e500_tlb_setup(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 752 {
 753         struct tlbe *tlbe;
 754
 755         /* Insert large initial mapping for guest. */
 756         tlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[1][0];
 757         tlbe->mas1 = MAS1_VALID | MAS1_TSIZE(BOOK3E_PAGESZ_256M);
 758         tlbe->mas2 = 0;
 759         tlbe->mas3 = E500_TLB_SUPER_PERM_MASK;
 760         tlbe->mas7 = 0;
 761
 762         /* 4K map for serial output. Used by kernel wrapper. */
 763         tlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[1][1];
 764         tlbe->mas1 = MAS1_VALID | MAS1_TSIZE(BOOK3E_PAGESZ_4K);
 765         tlbe->mas2 = (0xe0004500 & 0xFFFFF000) | MAS2_I | MAS2_G;
 766         tlbe->mas3 = (0xe0004500 & 0xFFFFF000) | E500_TLB_SUPER_PERM_MASK;
 767         tlbe->mas7 = 0;
 768 }
 769
 770 int kvmppc_e500_tlb_init(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 771 {
 772         tlb1_entry_num = mfspr(SPRN_TLB1CFG) & 0xFFF;
 773
 774         vcpu_e500->guest_tlb_size[0] = KVM_E500_TLB0_SIZE;
 775         vcpu_e500->guest_tlb[0] =
 776                 kzalloc(sizeof(struct tlbe) * KVM_E500_TLB0_SIZE, GFP_KERNEL);
 777         if (vcpu_e500->guest_tlb[0] == NULL)
 778                 goto err_out;
 779
 780         vcpu_e500->shadow_tlb_size[0] = KVM_E500_TLB0_SIZE;
 781         vcpu_e500->shadow_tlb[0] =
 782                 kzalloc(sizeof(struct tlbe) * KVM_E500_TLB0_SIZE, GFP_KERNEL);
 783         if (vcpu_e500->shadow_tlb[0] == NULL)
 784                 goto err_out_guest0;
 785
 786         vcpu_e500->guest_tlb_size[1] = KVM_E500_TLB1_SIZE;
 787         vcpu_e500->guest_tlb[1] =
 788                 kzalloc(sizeof(struct tlbe) * KVM_E500_TLB1_SIZE, GFP_KERNEL);
 789         if (vcpu_e500->guest_tlb[1] == NULL)
 790                 goto err_out_shadow0;
 791
 792         vcpu_e500->shadow_tlb_size[1] = tlb1_entry_num;
 793         vcpu_e500->shadow_tlb[1] =
 794                 kzalloc(sizeof(struct tlbe) * tlb1_entry_num, GFP_KERNEL);
 795         if (vcpu_e500->shadow_tlb[1] == NULL)
 796                 goto err_out_guest1;
 797
 798         /* Init TLB configuration register */
 799         vcpu_e500->tlb0cfg = mfspr(SPRN_TLB0CFG) & ~0xfffUL;
 800         vcpu_e500->tlb0cfg |= vcpu_e500->guest_tlb_size[0];
 801         vcpu_e500->tlb1cfg = mfspr(SPRN_TLB1CFG) & ~0xfffUL;
 802         vcpu_e500->tlb1cfg |= vcpu_e500->guest_tlb_size[1];
 803
 804         return 0;
 805
 806 err_out_guest1:
 807         kfree(vcpu_e500->guest_tlb[1]);
 808 err_out_shadow0:
 809         kfree(vcpu_e500->shadow_tlb[0]);
 810 err_out_guest0:
 811         kfree(vcpu_e500->guest_tlb[0]);
 812 err_out:
 813         return -1;
 814 }
 815
 816 void kvmppc_e500_tlb_uninit(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 817 {
 818         kfree(vcpu_e500->shadow_tlb[1]);
 819         kfree(vcpu_e500->guest_tlb[1]);
 820         kfree(vcpu_e500->shadow_tlb[0]);
 821         kfree(vcpu_e500->guest_tlb[0]);
 822 }