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  *         Scott Wood, scottwood@freescale.com
   6  *         Ashish Kalra, ashish.kalra@freescale.com
   7  *         Varun Sethi, varun.sethi@freescale.com
   8  *
   9  * Description:
  10  * This file is based on arch/powerpc/kvm/44x_tlb.c,
  11  * by Hollis Blanchard <hollisb@us.ibm.com>.
  12  *
  13  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  14  * it under the terms of the GNU General Public License, version 2, as
  15  * published by the Free Software Foundation.
  16  */
  17
  18 #include <linux/kernel.h>
  19 #include <linux/types.h>
  20 #include <linux/slab.h>
  21 #include <linux/string.h>
  22 #include <linux/kvm.h>
  23 #include <linux/kvm_host.h>
  24 #include <linux/highmem.h>
  25 #include <linux/log2.h>
  26 #include <linux/uaccess.h>
  27 #include <linux/sched.h>
  28 #include <linux/rwsem.h>
  29 #include <linux/vmalloc.h>
  30 #include <linux/hugetlb.h>
  31 #include <asm/kvm_ppc.h>
  32
  33 #include "e500.h"
  34 #include "trace.h"
  35 #include "timing.h"
  36
  37 #define to_htlb1_esel(esel) (host_tlb_params[1].entries - (esel) - 1)
  38
  39 static struct kvmppc_e500_tlb_params host_tlb_params[E500_TLB_NUM];
  40
  41 static inline unsigned int gtlb0_get_next_victim(
  42                 struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
  43 {
  44         unsigned int victim;
  45
  46         victim = vcpu_e500->gtlb_nv[0]++;
  47         if (unlikely(vcpu_e500->gtlb_nv[0] >= vcpu_e500->gtlb_params[0].ways))
  48                 vcpu_e500->gtlb_nv[0] = 0;
  49
  50         return victim;
  51 }
  52
  53 static inline unsigned int tlb1_max_shadow_size(void)
  54 {
  55         /* reserve one entry for magic page */
  56         return host_tlb_params[1].entries - tlbcam_index - 1;
  57 }
  58
  59 static inline int tlbe_is_writable(struct kvm_book3e_206_tlb_entry *tlbe)
  60 {
  61         return tlbe->mas7_3 & (MAS3_SW|MAS3_UW);
  62 }
  63
  64 static inline u32 e500_shadow_mas3_attrib(u32 mas3, int usermode)
  65 {
  66         /* Mask off reserved bits. */
  67         mas3 &= MAS3_ATTRIB_MASK;
  68
  69 #ifndef CONFIG_KVM_BOOKE_HV
  70         if (!usermode) {
  71                 /* Guest is in supervisor mode,
  72                  * so we need to translate guest
  73                  * supervisor permissions into user permissions. */
  74                 mas3 &= ~E500_TLB_USER_PERM_MASK;
  75                 mas3 |= (mas3 & E500_TLB_SUPER_PERM_MASK) << 1;
  76         }
  77         mas3 |= E500_TLB_SUPER_PERM_MASK;
  78 #endif
  79         return mas3;
  80 }
  81
  82 static inline u32 e500_shadow_mas2_attrib(u32 mas2, int usermode)
  83 {
  84 #ifdef CONFIG_SMP
  85         return (mas2 & MAS2_ATTRIB_MASK) | MAS2_M;
  86 #else
  87         return mas2 & MAS2_ATTRIB_MASK;
  88 #endif
  89 }
  90
  91 /*
  92  * writing shadow tlb entry to host TLB
  93  */
  94 static inline void __write_host_tlbe(struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe,
  95                                      uint32_t mas0)
  96 {
  97         unsigned long flags;
  98
  99         local_irq_save(flags);
 100         mtspr(SPRN_MAS0, mas0);
 101         mtspr(SPRN_MAS1, stlbe->mas1);
 102         mtspr(SPRN_MAS2, (unsigned long)stlbe->mas2);
 103         mtspr(SPRN_MAS3, (u32)stlbe->mas7_3);
 104         mtspr(SPRN_MAS7, (u32)(stlbe->mas7_3 >> 32));
 105 #ifdef CONFIG_KVM_BOOKE_HV
 106         mtspr(SPRN_MAS8, stlbe->mas8);
 107 #endif
 108         asm volatile("isync; tlbwe" : : : "memory");
 109
 110 #ifdef CONFIG_KVM_BOOKE_HV
 111         /* Must clear mas8 for other host tlbwe's */
 112         mtspr(SPRN_MAS8, 0);
 113         isync();
 114 #endif
 115         local_irq_restore(flags);
 116
 117         trace_kvm_booke206_stlb_write(mas0, stlbe->mas8, stlbe->mas1,
 118                                       stlbe->mas2, stlbe->mas7_3);
 119 }
 120
 121 /*
 122  * Acquire a mas0 with victim hint, as if we just took a TLB miss.
 123  *
 124  * We don't care about the address we're searching for, other than that it's
 125  * in the right set and is not present in the TLB.  Using a zero PID and a
 126  * userspace address means we don't have to set and then restore MAS5, or
 127  * calculate a proper MAS6 value.
 128  */
 129 static u32 get_host_mas0(unsigned long eaddr)
 130 {
 131         unsigned long flags;
 132         u32 mas0;
 133
 134         local_irq_save(flags);
 135         mtspr(SPRN_MAS6, 0);
 136         asm volatile("tlbsx 0, %0" : : "b" (eaddr & ~CONFIG_PAGE_OFFSET));
 137         mas0 = mfspr(SPRN_MAS0);
 138         local_irq_restore(flags);
 139
 140         return mas0;
 141 }
 142
 143 /* sesel is for tlb1 only */
 144 static inline void write_host_tlbe(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 145                 int tlbsel, int sesel, struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe)
 146 {
 147         u32 mas0;
 148
 149         if (tlbsel == 0) {
 150                 mas0 = get_host_mas0(stlbe->mas2);
 151                 __write_host_tlbe(stlbe, mas0);
 152         } else {
 153                 __write_host_tlbe(stlbe,
 154                                   MAS0_TLBSEL(1) |
 155                                   MAS0_ESEL(to_htlb1_esel(sesel)));
 156         }
 157 }
 158
 159 #ifdef CONFIG_KVM_E500V2
 160 void kvmppc_map_magic(struct kvm_vcpu *vcpu)
 161 {
 162         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 163         struct kvm_book3e_206_tlb_entry magic;
 164         ulong shared_page = ((ulong)vcpu->arch.shared) & PAGE_MASK;
 165         unsigned int stid;
 166         pfn_t pfn;
 167
 168         pfn = (pfn_t)virt_to_phys((void *)shared_page) >> PAGE_SHIFT;
 169         get_page(pfn_to_page(pfn));
 170
 171         preempt_disable();
 172         stid = kvmppc_e500_get_sid(vcpu_e500, 0, 0, 0, 0);
 173
 174         magic.mas1 = MAS1_VALID | MAS1_TS | MAS1_TID(stid) |
 175                      MAS1_TSIZE(BOOK3E_PAGESZ_4K);
 176         magic.mas2 = vcpu->arch.magic_page_ea | MAS2_M;
 177         magic.mas7_3 = ((u64)pfn << PAGE_SHIFT) |
 178                        MAS3_SW | MAS3_SR | MAS3_UW | MAS3_UR;
 179         magic.mas8 = 0;
 180
 181         __write_host_tlbe(&magic, MAS0_TLBSEL(1) | MAS0_ESEL(tlbcam_index));
 182         preempt_enable();
 183 }
 184 #endif
 185
 186 static void inval_gtlbe_on_host(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 187                                 int tlbsel, int esel)
 188 {
 189         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe =
 190                 get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 191
 192         if (tlbsel == 1 &&
 193             vcpu_e500->gtlb_priv[1][esel].ref.flags & E500_TLB_BITMAP) {
 194                 u64 tmp = vcpu_e500->g2h_tlb1_map[esel];
 195                 int hw_tlb_indx;
 196                 unsigned long flags;
 197
 198                 local_irq_save(flags);
 199                 while (tmp) {
 200                         hw_tlb_indx = __ilog2_u64(tmp & -tmp);
 201                         mtspr(SPRN_MAS0,
 202                               MAS0_TLBSEL(1) |
 203                               MAS0_ESEL(to_htlb1_esel(hw_tlb_indx)));
 204                         mtspr(SPRN_MAS1, 0);
 205                         asm volatile("tlbwe");
 206                         vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap[hw_tlb_indx] = 0;
 207                         tmp &= tmp - 1;
 208                 }
 209                 mb();
 210                 vcpu_e500->g2h_tlb1_map[esel] = 0;
 211                 vcpu_e500->gtlb_priv[1][esel].ref.flags &= ~E500_TLB_BITMAP;
 212                 local_irq_restore(flags);
 213
 214                 return;
 215         }
 216
 217         /* Guest tlbe is backed by at most one host tlbe per shadow pid. */
 218         kvmppc_e500_tlbil_one(vcpu_e500, gtlbe);
 219 }
 220
 221 static int tlb0_set_base(gva_t addr, int sets, int ways)
 222 {
 223         int set_base;
 224
 225         set_base = (addr >> PAGE_SHIFT) & (sets - 1);
 226         set_base *= ways;
 227
 228         return set_base;
 229 }
 230
 231 static int gtlb0_set_base(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500, gva_t addr)
 232 {
 233         return tlb0_set_base(addr, vcpu_e500->gtlb_params[0].sets,
 234                              vcpu_e500->gtlb_params[0].ways);
 235 }
 236
 237 static unsigned int get_tlb_esel(struct kvm_vcpu *vcpu, int tlbsel)
 238 {
 239         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 240         int esel = get_tlb_esel_bit(vcpu);
 241
 242         if (tlbsel == 0) {
 243                 esel &= vcpu_e500->gtlb_params[0].ways - 1;
 244                 esel += gtlb0_set_base(vcpu_e500, vcpu->arch.shared->mas2);
 245         } else {
 246                 esel &= vcpu_e500->gtlb_params[tlbsel].entries - 1;
 247         }
 248
 249         return esel;
 250 }
 251
 252 /* Search the guest TLB for a matching entry. */
 253 static int kvmppc_e500_tlb_index(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 254                 gva_t eaddr, int tlbsel, unsigned int pid, int as)
 255 {
 256         int size = vcpu_e500->gtlb_params[tlbsel].entries;
 257         unsigned int set_base, offset;
 258         int i;
 259
 260         if (tlbsel == 0) {
 261                 set_base = gtlb0_set_base(vcpu_e500, eaddr);
 262                 size = vcpu_e500->gtlb_params[0].ways;
 263         } else {
 264                 if (eaddr < vcpu_e500->tlb1_min_eaddr ||
 265                                 eaddr > vcpu_e500->tlb1_max_eaddr)
 266                         return -1;
 267                 set_base = 0;
 268         }
 269
 270         offset = vcpu_e500->gtlb_offset[tlbsel];
 271
 272         for (i = 0; i < size; i++) {
 273                 struct kvm_book3e_206_tlb_entry *tlbe =
 274                         &vcpu_e500->gtlb_arch[offset + set_base + i];
 275                 unsigned int tid;
 276
 277                 if (eaddr < get_tlb_eaddr(tlbe))
 278                         continue;
 279
 280                 if (eaddr > get_tlb_end(tlbe))
 281                         continue;
 282
 283                 tid = get_tlb_tid(tlbe);
 284                 if (tid && (tid != pid))
 285                         continue;
 286
 287                 if (!get_tlb_v(tlbe))
 288                         continue;
 289
 290                 if (get_tlb_ts(tlbe) != as && as != -1)
 291                         continue;
 292
 293                 return set_base + i;
 294         }
 295
 296         return -1;
 297 }
 298
 299 static inline void kvmppc_e500_ref_setup(struct tlbe_ref *ref,
 300                                          struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 301                                          pfn_t pfn)
 302 {
 303         ref->pfn = pfn;
 304         ref->flags = E500_TLB_VALID;
 305
 306         if (tlbe_is_writable(gtlbe))
 307                 kvm_set_pfn_dirty(pfn);
 308 }
 309
 310 static inline void kvmppc_e500_ref_release(struct tlbe_ref *ref)
 311 {
 312         if (ref->flags & E500_TLB_VALID) {
 313                 trace_kvm_booke206_ref_release(ref->pfn, ref->flags);
 314                 ref->flags = 0;
 315         }
 316 }
 317
 318 static void clear_tlb1_bitmap(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 319 {
 320         if (vcpu_e500->g2h_tlb1_map)
 321                 memset(vcpu_e500->g2h_tlb1_map, 0,
 322                        sizeof(u64) * vcpu_e500->gtlb_params[1].entries);
 323         if (vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap)
 324                 memset(vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap, 0,
 325                        sizeof(unsigned int) * host_tlb_params[1].entries);
 326 }
 327
 328 static void clear_tlb_privs(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 329 {
 330         int tlbsel = 0;
 331         int i;
 332
 333         for (i = 0; i < vcpu_e500->gtlb_params[tlbsel].entries; i++) {
 334                 struct tlbe_ref *ref =
 335                         &vcpu_e500->gtlb_priv[tlbsel][i].ref;
 336                 kvmppc_e500_ref_release(ref);
 337         }
 338 }
 339
 340 static void clear_tlb_refs(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 341 {
 342         int stlbsel = 1;
 343         int i;
 344
 345         kvmppc_e500_tlbil_all(vcpu_e500);
 346
 347         for (i = 0; i < host_tlb_params[stlbsel].entries; i++) {
 348                 struct tlbe_ref *ref =
 349                         &vcpu_e500->tlb_refs[stlbsel][i];
 350                 kvmppc_e500_ref_release(ref);
 351         }
 352
 353         clear_tlb_privs(vcpu_e500);
 354 }
 355
 356 void kvmppc_core_flush_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu)
 357 {
 358         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 359         clear_tlb_refs(vcpu_e500);
 360         clear_tlb1_bitmap(vcpu_e500);
 361 }
 362
 363 static inline void kvmppc_e500_deliver_tlb_miss(struct kvm_vcpu *vcpu,
 364                 unsigned int eaddr, int as)
 365 {
 366         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 367         unsigned int victim, tsized;
 368         int tlbsel;
 369
 370         /* since we only have two TLBs, only lower bit is used. */
 371         tlbsel = (vcpu->arch.shared->mas4 >> 28) & 0x1;
 372         victim = (tlbsel == 0) ? gtlb0_get_next_victim(vcpu_e500) : 0;
 373         tsized = (vcpu->arch.shared->mas4 >> 7) & 0x1f;
 374
 375         vcpu->arch.shared->mas0 = MAS0_TLBSEL(tlbsel) | MAS0_ESEL(victim)
 376                 | MAS0_NV(vcpu_e500->gtlb_nv[tlbsel]);
 377         vcpu->arch.shared->mas1 = MAS1_VALID | (as ? MAS1_TS : 0)
 378                 | MAS1_TID(get_tlbmiss_tid(vcpu))
 379                 | MAS1_TSIZE(tsized);
 380         vcpu->arch.shared->mas2 = (eaddr & MAS2_EPN)
 381                 | (vcpu->arch.shared->mas4 & MAS2_ATTRIB_MASK);
 382         vcpu->arch.shared->mas7_3 &= MAS3_U0 | MAS3_U1 | MAS3_U2 | MAS3_U3;
 383         vcpu->arch.shared->mas6 = (vcpu->arch.shared->mas6 & MAS6_SPID1)
 384                 | (get_cur_pid(vcpu) << 16)
 385                 | (as ? MAS6_SAS : 0);
 386 }
 387
 388 /* TID must be supplied by the caller */
 389 static inline void kvmppc_e500_setup_stlbe(
 390         struct kvm_vcpu *vcpu,
 391         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 392         int tsize, struct tlbe_ref *ref, u64 gvaddr,
 393         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe)
 394 {
 395         pfn_t pfn = ref->pfn;
 396         u32 pr = vcpu->arch.shared->msr & MSR_PR;
 397
 398         BUG_ON(!(ref->flags & E500_TLB_VALID));
 399
 400         /* Force IPROT=0 for all guest mappings. */
 401         stlbe->mas1 = MAS1_TSIZE(tsize) | get_tlb_sts(gtlbe) | MAS1_VALID;
 402         stlbe->mas2 = (gvaddr & MAS2_EPN) |
 403                       e500_shadow_mas2_attrib(gtlbe->mas2, pr);
 404         stlbe->mas7_3 = ((u64)pfn << PAGE_SHIFT) |
 405                         e500_shadow_mas3_attrib(gtlbe->mas7_3, pr);
 406
 407 #ifdef CONFIG_KVM_BOOKE_HV
 408         stlbe->mas8 = MAS8_TGS | vcpu->kvm->arch.lpid;
 409 #endif
 410 }
 411
 412 static inline void kvmppc_e500_shadow_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 413         u64 gvaddr, gfn_t gfn, struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 414         int tlbsel, struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe,
 415         struct tlbe_ref *ref)
 416 {
 417         struct kvm_memory_slot *slot;
 418         unsigned long pfn = 0; /* silence GCC warning */
 419         unsigned long hva;
 420         int pfnmap = 0;
 421         int tsize = BOOK3E_PAGESZ_4K;
 422
 423         /*
 424          * Translate guest physical to true physical, acquiring
 425          * a page reference if it is normal, non-reserved memory.
 426          *
 427          * gfn_to_memslot() must succeed because otherwise we wouldn't
 428          * have gotten this far.  Eventually we should just pass the slot
 429          * pointer through from the first lookup.
 430          */
 431         slot = gfn_to_memslot(vcpu_e500->vcpu.kvm, gfn);
 432         hva = gfn_to_hva_memslot(slot, gfn);
 433
 434         if (tlbsel == 1) {
 435                 struct vm_area_struct *vma;
 436                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
 437
 438                 vma = find_vma(current->mm, hva);
 439                 if (vma && hva >= vma->vm_start &&
 440                     (vma->vm_flags & VM_PFNMAP)) {
 441                         /*
 442                          * This VMA is a physically contiguous region (e.g.
 443                          * /dev/mem) that bypasses normal Linux page
 444                          * management.  Find the overlap between the
 445                          * vma and the memslot.
 446                          */
 447
 448                         unsigned long start, end;
 449                         unsigned long slot_start, slot_end;
 450
 451                         pfnmap = 1;
 452
 453                         start = vma->vm_pgoff;
 454                         end = start +
 455                               ((vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
 456
 457                         pfn = start + ((hva - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
 458
 459                         slot_start = pfn - (gfn - slot->base_gfn);
 460                         slot_end = slot_start + slot->npages;
 461
 462                         if (start < slot_start)
 463                                 start = slot_start;
 464                         if (end > slot_end)
 465                                 end = slot_end;
 466
 467                         tsize = (gtlbe->mas1 & MAS1_TSIZE_MASK) >>
 468                                 MAS1_TSIZE_SHIFT;
 469
 470                         /*
 471                          * e500 doesn't implement the lowest tsize bit,
 472                          * or 1K pages.
 473                          */
 474                         tsize = max(BOOK3E_PAGESZ_4K, tsize & ~1);
 475
 476                         /*
 477                          * Now find the largest tsize (up to what the guest
 478                          * requested) that will cover gfn, stay within the
 479                          * range, and for which gfn and pfn are mutually
 480                          * aligned.
 481                          */
 482
 483                         for (; tsize > BOOK3E_PAGESZ_4K; tsize -= 2) {
 484                                 unsigned long gfn_start, gfn_end, tsize_pages;
 485                                 tsize_pages = 1 << (tsize - 2);
 486
 487                                 gfn_start = gfn & ~(tsize_pages - 1);
 488                                 gfn_end = gfn_start + tsize_pages;
 489
 490                                 if (gfn_start + pfn - gfn < start)
 491                                         continue;
 492                                 if (gfn_end + pfn - gfn > end)
 493                                         continue;
 494                                 if ((gfn & (tsize_pages - 1)) !=
 495                                     (pfn & (tsize_pages - 1)))
 496                                         continue;
 497
 498                                 gvaddr &= ~((tsize_pages << PAGE_SHIFT) - 1);
 499                                 pfn &= ~(tsize_pages - 1);
 500                                 break;
 501                         }
 502                 } else if (vma && hva >= vma->vm_start &&
 503                            (vma->vm_flags & VM_HUGETLB)) {
 504                         unsigned long psize = vma_kernel_pagesize(vma);
 505
 506                         tsize = (gtlbe->mas1 & MAS1_TSIZE_MASK) >>
 507                                 MAS1_TSIZE_SHIFT;
 508
 509                         /*
 510                          * Take the largest page size that satisfies both host
 511                          * and guest mapping
 512                          */
 513                         tsize = min(__ilog2(psize) - 10, tsize);
 514
 515                         /*
 516                          * e500 doesn't implement the lowest tsize bit,
 517                          * or 1K pages.
 518                          */
 519                         tsize = max(BOOK3E_PAGESZ_4K, tsize & ~1);
 520                 }
 521
 522                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
 523         }
 524
 525         if (likely(!pfnmap)) {
 526                 unsigned long tsize_pages = 1 << (tsize + 10 - PAGE_SHIFT);
 527                 pfn = gfn_to_pfn_memslot(slot, gfn);
 528                 if (is_error_noslot_pfn(pfn)) {
 529                         printk(KERN_ERR "Couldn't get real page for gfn %lx!\n",
 530                                         (long)gfn);
 531                         return;
 532                 }
 533
 534                 /* Align guest and physical address to page map boundaries */
 535                 pfn &= ~(tsize_pages - 1);
 536                 gvaddr &= ~((tsize_pages << PAGE_SHIFT) - 1);
 537         }
 538
 539         /* Drop old ref and setup new one. */
 540         kvmppc_e500_ref_release(ref);
 541         kvmppc_e500_ref_setup(ref, gtlbe, pfn);
 542
 543         kvmppc_e500_setup_stlbe(&vcpu_e500->vcpu, gtlbe, tsize,
 544                                 ref, gvaddr, stlbe);
 545
 546         /* Clear i-cache for new pages */
 547         kvmppc_mmu_flush_icache(pfn);
 548
 549         /* Drop refcount on page, so that mmu notifiers can clear it */
 550         kvm_release_pfn_clean(pfn);
 551 }
 552
 553 /* XXX only map the one-one case, for now use TLB0 */
 554 static void kvmppc_e500_tlb0_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 555                                  int esel,
 556                                  struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe)
 557 {
 558         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe;
 559         struct tlbe_ref *ref;
 560
 561         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, 0, esel);
 562         ref = &vcpu_e500->gtlb_priv[0][esel].ref;
 563
 564         kvmppc_e500_shadow_map(vcpu_e500, get_tlb_eaddr(gtlbe),
 565                         get_tlb_raddr(gtlbe) >> PAGE_SHIFT,
 566                         gtlbe, 0, stlbe, ref);
 567 }
 568
 569 /* Caller must ensure that the specified guest TLB entry is safe to insert into
 570  * the shadow TLB. */
 571 /* XXX for both one-one and one-to-many , for now use TLB1 */
 572 static int kvmppc_e500_tlb1_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 573                 u64 gvaddr, gfn_t gfn, struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 574                 struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe, int esel)
 575 {
 576         struct tlbe_ref *ref;
 577         unsigned int victim;
 578
 579         victim = vcpu_e500->host_tlb1_nv++;
 580
 581         if (unlikely(vcpu_e500->host_tlb1_nv >= tlb1_max_shadow_size()))
 582                 vcpu_e500->host_tlb1_nv = 0;
 583
 584         ref = &vcpu_e500->tlb_refs[1][victim];
 585         kvmppc_e500_shadow_map(vcpu_e500, gvaddr, gfn, gtlbe, 1, stlbe, ref);
 586
 587         vcpu_e500->g2h_tlb1_map[esel] |= (u64)1 << victim;
 588         vcpu_e500->gtlb_priv[1][esel].ref.flags |= E500_TLB_BITMAP;
 589         if (vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap[victim]) {
 590                 unsigned int idx = vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap[victim];
 591                 vcpu_e500->g2h_tlb1_map[idx] &= ~(1ULL << victim);
 592         }
 593         vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap[victim] = esel;
 594
 595         return victim;
 596 }
 597
 598 static void kvmppc_recalc_tlb1map_range(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 599 {
 600         int size = vcpu_e500->gtlb_params[1].entries;
 601         unsigned int offset;
 602         gva_t eaddr;
 603         int i;
 604
 605         vcpu_e500->tlb1_min_eaddr = ~0UL;
 606         vcpu_e500->tlb1_max_eaddr = 0;
 607         offset = vcpu_e500->gtlb_offset[1];
 608
 609         for (i = 0; i < size; i++) {
 610                 struct kvm_book3e_206_tlb_entry *tlbe =
 611                         &vcpu_e500->gtlb_arch[offset + i];
 612
 613                 if (!get_tlb_v(tlbe))
 614                         continue;
 615
 616                 eaddr = get_tlb_eaddr(tlbe);
 617                 vcpu_e500->tlb1_min_eaddr =
 618                                 min(vcpu_e500->tlb1_min_eaddr, eaddr);
 619
 620                 eaddr = get_tlb_end(tlbe);
 621                 vcpu_e500->tlb1_max_eaddr =
 622                                 max(vcpu_e500->tlb1_max_eaddr, eaddr);
 623         }
 624 }
 625
 626 static int kvmppc_need_recalc_tlb1map_range(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 627                                 struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe)
 628 {
 629         unsigned long start, end, size;
 630
 631         size = get_tlb_bytes(gtlbe);
 632         start = get_tlb_eaddr(gtlbe) & ~(size - 1);
 633         end = start + size - 1;
 634
 635         return vcpu_e500->tlb1_min_eaddr == start ||
 636                         vcpu_e500->tlb1_max_eaddr == end;
 637 }
 638
 639 /* This function is supposed to be called for a adding a new valid tlb entry */
 640 static void kvmppc_set_tlb1map_range(struct kvm_vcpu *vcpu,
 641                                 struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe)
 642 {
 643         unsigned long start, end, size;
 644         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 645
 646         if (!get_tlb_v(gtlbe))
 647                 return;
 648
 649         size = get_tlb_bytes(gtlbe);
 650         start = get_tlb_eaddr(gtlbe) & ~(size - 1);
 651         end = start + size - 1;
 652
 653         vcpu_e500->tlb1_min_eaddr = min(vcpu_e500->tlb1_min_eaddr, start);
 654         vcpu_e500->tlb1_max_eaddr = max(vcpu_e500->tlb1_max_eaddr, end);
 655 }
 656
 657 static inline int kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(
 658                                 struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 659                                 int tlbsel, int esel)
 660 {
 661         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe =
 662                 get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 663
 664         if (unlikely(get_tlb_iprot(gtlbe)))
 665                 return -1;
 666
 667         if (tlbsel == 1 && kvmppc_need_recalc_tlb1map_range(vcpu_e500, gtlbe))
 668                 kvmppc_recalc_tlb1map_range(vcpu_e500);
 669
 670         gtlbe->mas1 = 0;
 671
 672         return 0;
 673 }
 674
 675 int kvmppc_e500_emul_mt_mmucsr0(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500, ulong value)
 676 {
 677         int esel;
 678
 679         if (value & MMUCSR0_TLB0FI)
 680                 for (esel = 0; esel < vcpu_e500->gtlb_params[0].entries; esel++)
 681                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, 0, esel);
 682         if (value & MMUCSR0_TLB1FI)
 683                 for (esel = 0; esel < vcpu_e500->gtlb_params[1].entries; esel++)
 684                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, 1, esel);
 685
 686         /* Invalidate all vcpu id mappings */
 687         kvmppc_e500_tlbil_all(vcpu_e500);
 688
 689         return EMULATE_DONE;
 690 }
 691
 692 int kvmppc_e500_emul_tlbivax(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t ea)
 693 {
 694         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 695         unsigned int ia;
 696         int esel, tlbsel;
 697
 698         ia = (ea >> 2) & 0x1;
 699
 700         /* since we only have two TLBs, only lower bit is used. */
 701         tlbsel = (ea >> 3) & 0x1;
 702
 703         if (ia) {
 704                 /* invalidate all entries */
 705                 for (esel = 0; esel < vcpu_e500->gtlb_params[tlbsel].entries;
 706                      esel++)
 707                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 708         } else {
 709                 ea &= 0xfffff000;
 710                 esel = kvmppc_e500_tlb_index(vcpu_e500, ea, tlbsel,
 711                                 get_cur_pid(vcpu), -1);
 712                 if (esel >= 0)
 713                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 714         }
 715
 716         /* Invalidate all vcpu id mappings */
 717         kvmppc_e500_tlbil_all(vcpu_e500);
 718
 719         return EMULATE_DONE;
 720 }
 721
 722 static void tlbilx_all(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500, int tlbsel,
 723                        int pid, int type)
 724 {
 725         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *tlbe;
 726         int tid, esel;
 727
 728         /* invalidate all entries */
 729         for (esel = 0; esel < vcpu_e500->gtlb_params[tlbsel].entries; esel++) {
 730                 tlbe = get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 731                 tid = get_tlb_tid(tlbe);
 732                 if (type == 0 || tid == pid) {
 733                         inval_gtlbe_on_host(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 734                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 735                 }
 736         }
 737 }
 738
 739 static void tlbilx_one(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500, int pid,
 740                        gva_t ea)
 741 {
 742         int tlbsel, esel;
 743
 744         for (tlbsel = 0; tlbsel < 2; tlbsel++) {
 745                 esel = kvmppc_e500_tlb_index(vcpu_e500, ea, tlbsel, pid, -1);
 746                 if (esel >= 0) {
 747                         inval_gtlbe_on_host(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 748                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 749                         break;
 750                 }
 751         }
 752 }
 753
 754 int kvmppc_e500_emul_tlbilx(struct kvm_vcpu *vcpu, int type, gva_t ea)
 755 {
 756         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 757         int pid = get_cur_spid(vcpu);
 758
 759         if (type == 0 || type == 1) {
 760                 tlbilx_all(vcpu_e500, 0, pid, type);
 761                 tlbilx_all(vcpu_e500, 1, pid, type);
 762         } else if (type == 3) {
 763                 tlbilx_one(vcpu_e500, pid, ea);
 764         }
 765
 766         return EMULATE_DONE;
 767 }
 768
 769 int kvmppc_e500_emul_tlbre(struct kvm_vcpu *vcpu)
 770 {
 771         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 772         int tlbsel, esel;
 773         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe;
 774
 775         tlbsel = get_tlb_tlbsel(vcpu);
 776         esel = get_tlb_esel(vcpu, tlbsel);
 777
 778         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 779         vcpu->arch.shared->mas0 &= ~MAS0_NV(~0);
 780         vcpu->arch.shared->mas0 |= MAS0_NV(vcpu_e500->gtlb_nv[tlbsel]);
 781         vcpu->arch.shared->mas1 = gtlbe->mas1;
 782         vcpu->arch.shared->mas2 = gtlbe->mas2;
 783         vcpu->arch.shared->mas7_3 = gtlbe->mas7_3;
 784
 785         return EMULATE_DONE;
 786 }
 787
 788 int kvmppc_e500_emul_tlbsx(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t ea)
 789 {
 790         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 791         int as = !!get_cur_sas(vcpu);
 792         unsigned int pid = get_cur_spid(vcpu);
 793         int esel, tlbsel;
 794         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe = NULL;
 795
 796         for (tlbsel = 0; tlbsel < 2; tlbsel++) {
 797                 esel = kvmppc_e500_tlb_index(vcpu_e500, ea, tlbsel, pid, as);
 798                 if (esel >= 0) {
 799                         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 800                         break;
 801                 }
 802         }
 803
 804         if (gtlbe) {
 805                 esel &= vcpu_e500->gtlb_params[tlbsel].ways - 1;
 806
 807                 vcpu->arch.shared->mas0 = MAS0_TLBSEL(tlbsel) | MAS0_ESEL(esel)
 808                         | MAS0_NV(vcpu_e500->gtlb_nv[tlbsel]);
 809                 vcpu->arch.shared->mas1 = gtlbe->mas1;
 810                 vcpu->arch.shared->mas2 = gtlbe->mas2;
 811                 vcpu->arch.shared->mas7_3 = gtlbe->mas7_3;
 812         } else {
 813                 int victim;
 814
 815                 /* since we only have two TLBs, only lower bit is used. */
 816                 tlbsel = vcpu->arch.shared->mas4 >> 28 & 0x1;
 817                 victim = (tlbsel == 0) ? gtlb0_get_next_victim(vcpu_e500) : 0;
 818
 819                 vcpu->arch.shared->mas0 = MAS0_TLBSEL(tlbsel)
 820                         | MAS0_ESEL(victim)
 821                         | MAS0_NV(vcpu_e500->gtlb_nv[tlbsel]);
 822                 vcpu->arch.shared->mas1 =
 823                           (vcpu->arch.shared->mas6 & MAS6_SPID0)
 824                         | (vcpu->arch.shared->mas6 & (MAS6_SAS ? MAS1_TS : 0))
 825                         | (vcpu->arch.shared->mas4 & MAS4_TSIZED(~0));
 826                 vcpu->arch.shared->mas2 &= MAS2_EPN;
 827                 vcpu->arch.shared->mas2 |= vcpu->arch.shared->mas4 &
 828                                            MAS2_ATTRIB_MASK;
 829                 vcpu->arch.shared->mas7_3 &= MAS3_U0 | MAS3_U1 |
 830                                              MAS3_U2 | MAS3_U3;
 831         }
 832
 833         kvmppc_set_exit_type(vcpu, EMULATED_TLBSX_EXITS);
 834         return EMULATE_DONE;
 835 }
 836
 837 /* sesel is for tlb1 only */
 838 static void write_stlbe(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 839                         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 840                         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe,
 841                         int stlbsel, int sesel)
 842 {
 843         int stid;
 844
 845         preempt_disable();
 846         stid = kvmppc_e500_get_tlb_stid(&vcpu_e500->vcpu, gtlbe);
 847
 848         stlbe->mas1 |= MAS1_TID(stid);
 849         write_host_tlbe(vcpu_e500, stlbsel, sesel, stlbe);
 850         preempt_enable();
 851 }
 852
 853 int kvmppc_e500_emul_tlbwe(struct kvm_vcpu *vcpu)
 854 {
 855         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 856         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe, stlbe;
 857         int tlbsel, esel, stlbsel, sesel;
 858         int recal = 0;
 859
 860         tlbsel = get_tlb_tlbsel(vcpu);
 861         esel = get_tlb_esel(vcpu, tlbsel);
 862
 863         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 864
 865         if (get_tlb_v(gtlbe)) {
 866                 inval_gtlbe_on_host(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 867                 if ((tlbsel == 1) &&
 868                         kvmppc_need_recalc_tlb1map_range(vcpu_e500, gtlbe))
 869                         recal = 1;
 870         }
 871
 872         gtlbe->mas1 = vcpu->arch.shared->mas1;
 873         gtlbe->mas2 = vcpu->arch.shared->mas2;
 874         if (!(vcpu->arch.shared->msr & MSR_CM))
 875                 gtlbe->mas2 &= 0xffffffffUL;
 876         gtlbe->mas7_3 = vcpu->arch.shared->mas7_3;
 877
 878         trace_kvm_booke206_gtlb_write(vcpu->arch.shared->mas0, gtlbe->mas1,
 879                                       gtlbe->mas2, gtlbe->mas7_3);
 880
 881         if (tlbsel == 1) {
 882                 /*
 883                  * If a valid tlb1 entry is overwritten then recalculate the
 884                  * min/max TLB1 map address range otherwise no need to look
 885                  * in tlb1 array.
 886                  */
 887                 if (recal)
 888                         kvmppc_recalc_tlb1map_range(vcpu_e500);
 889                 else
 890                         kvmppc_set_tlb1map_range(vcpu, gtlbe);
 891         }
 892
 893         /* Invalidate shadow mappings for the about-to-be-clobbered TLBE. */
 894         if (tlbe_is_host_safe(vcpu, gtlbe)) {
 895                 u64 eaddr;
 896                 u64 raddr;
 897
 898                 switch (tlbsel) {
 899                 case 0:
 900                         /* TLB0 */
 901                         gtlbe->mas1 &= ~MAS1_TSIZE(~0);
 902                         gtlbe->mas1 |= MAS1_TSIZE(BOOK3E_PAGESZ_4K);
 903
 904                         stlbsel = 0;
 905                         kvmppc_e500_tlb0_map(vcpu_e500, esel, &stlbe);
 906                         sesel = 0; /* unused */
 907
 908                         break;
 909
 910                 case 1:
 911                         /* TLB1 */
 912                         eaddr = get_tlb_eaddr(gtlbe);
 913                         raddr = get_tlb_raddr(gtlbe);
 914
 915                         /* Create a 4KB mapping on the host.
 916                          * If the guest wanted a large page,
 917                          * only the first 4KB is mapped here and the rest
 918                          * are mapped on the fly. */
 919                         stlbsel = 1;
 920                         sesel = kvmppc_e500_tlb1_map(vcpu_e500, eaddr,
 921                                     raddr >> PAGE_SHIFT, gtlbe, &stlbe, esel);
 922                         break;
 923
 924                 default:
 925                         BUG();
 926                 }
 927
 928                 write_stlbe(vcpu_e500, gtlbe, &stlbe, stlbsel, sesel);
 929         }
 930
 931         kvmppc_set_exit_type(vcpu, EMULATED_TLBWE_EXITS);
 932         return EMULATE_DONE;
 933 }
 934
 935 static int kvmppc_e500_tlb_search(struct kvm_vcpu *vcpu,
 936                                   gva_t eaddr, unsigned int pid, int as)
 937 {
 938         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 939         int esel, tlbsel;
 940
 941         for (tlbsel = 0; tlbsel < 2; tlbsel++) {
 942                 esel = kvmppc_e500_tlb_index(vcpu_e500, eaddr, tlbsel, pid, as);
 943                 if (esel >= 0)
 944                         return index_of(tlbsel, esel);
 945         }
 946
 947         return -1;
 948 }
 949
 950 /* 'linear_address' is actually an encoding of AS|PID|EADDR . */
 951 int kvmppc_core_vcpu_translate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 952                                struct kvm_translation *tr)
 953 {
 954         int index;
 955         gva_t eaddr;
 956         u8 pid;
 957         u8 as;
 958
 959         eaddr = tr->linear_address;
 960         pid = (tr->linear_address >> 32) & 0xff;
 961         as = (tr->linear_address >> 40) & 0x1;
 962
 963         index = kvmppc_e500_tlb_search(vcpu, eaddr, pid, as);
 964         if (index < 0) {
 965                 tr->valid = 0;
 966                 return 0;
 967         }
 968
 969         tr->physical_address = kvmppc_mmu_xlate(vcpu, index, eaddr);
 970         /* XXX what does "writeable" and "usermode" even mean? */
 971         tr->valid = 1;
 972
 973         return 0;
 974 }
 975
 976
 977 int kvmppc_mmu_itlb_index(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr)
 978 {
 979         unsigned int as = !!(vcpu->arch.shared->msr & MSR_IS);
 980
 981         return kvmppc_e500_tlb_search(vcpu, eaddr, get_cur_pid(vcpu), as);
 982 }
 983
 984 int kvmppc_mmu_dtlb_index(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr)
 985 {
 986         unsigned int as = !!(vcpu->arch.shared->msr & MSR_DS);
 987
 988         return kvmppc_e500_tlb_search(vcpu, eaddr, get_cur_pid(vcpu), as);
 989 }
 990
 991 void kvmppc_mmu_itlb_miss(struct kvm_vcpu *vcpu)
 992 {
 993         unsigned int as = !!(vcpu->arch.shared->msr & MSR_IS);
 994
 995         kvmppc_e500_deliver_tlb_miss(vcpu, vcpu->arch.pc, as);
 996 }
 997
 998 void kvmppc_mmu_dtlb_miss(struct kvm_vcpu *vcpu)
 999 {
1000         unsigned int as = !!(vcpu->arch.shared->msr & MSR_DS);
1001
1002         kvmppc_e500_deliver_tlb_miss(vcpu, vcpu->arch.fault_dear, as);
1003 }
1004
1005 gpa_t kvmppc_mmu_xlate(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned int index,
1006                         gva_t eaddr)
1007 {
1008         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
1009         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe;
1010         u64 pgmask;
1011
1012         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, tlbsel_of(index), esel_of(index));
1013         pgmask = get_tlb_bytes(gtlbe) - 1;
1014
1015         return get_tlb_raddr(gtlbe) | (eaddr & pgmask);
1016 }
1017
1018 void kvmppc_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu)
1019 {
1020 }
1021
1022 void kvmppc_mmu_map(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 eaddr, gpa_t gpaddr,
1023                         unsigned int index)
1024 {
1025         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
1026         struct tlbe_priv *priv;
1027         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe, stlbe;
1028         int tlbsel = tlbsel_of(index);
1029         int esel = esel_of(index);
1030         int stlbsel, sesel;
1031
1032         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
1033
1034         switch (tlbsel) {
1035         case 0:
1036                 stlbsel = 0;
1037                 sesel = 0; /* unused */
1038                 priv = &vcpu_e500->gtlb_priv[tlbsel][esel];
1039
1040                 /* Only triggers after clear_tlb_refs */
1041                 if (unlikely(!(priv->ref.flags & E500_TLB_VALID)))
1042                         kvmppc_e500_tlb0_map(vcpu_e500, esel, &stlbe);
1043                 else
1044                         kvmppc_e500_setup_stlbe(vcpu, gtlbe, BOOK3E_PAGESZ_4K,
1045                                                 &priv->ref, eaddr, &stlbe);
1046                 break;
1047
1048         case 1: {
1049                 gfn_t gfn = gpaddr >> PAGE_SHIFT;
1050
1051                 stlbsel = 1;
1052                 sesel = kvmppc_e500_tlb1_map(vcpu_e500, eaddr, gfn,
1053                                              gtlbe, &stlbe, esel);
1054                 break;
1055         }
1056
1057         default:
1058                 BUG();
1059                 break;
1060         }
1061
1062         write_stlbe(vcpu_e500, gtlbe, &stlbe, stlbsel, sesel);
1063 }
1064
1065 /************* MMU Notifiers *************/
1066
1067 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva)
1068 {
1069         trace_kvm_unmap_hva(hva);
1070
1071         /*
1072          * Flush all shadow tlb entries everywhere. This is slow, but
1073          * we are 100% sure that we catch the to be unmapped page
1074          */
1075         kvm_flush_remote_tlbs(kvm);
1076
1077         return 0;
1078 }
1079
1080 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end)
1081 {
1082         /* kvm_unmap_hva flushes everything anyways */
1083         kvm_unmap_hva(kvm, start);
1084
1085         return 0;
1086 }
1087
1088 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva)
1089 {
1090         /* XXX could be more clever ;) */
1091         return 0;
1092 }
1093
1094 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva)
1095 {
1096         /* XXX could be more clever ;) */
1097         return 0;
1098 }
1099
1100 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte)
1101 {
1102         /* The page will get remapped properly on its next fault */
1103         kvm_unmap_hva(kvm, hva);
1104 }
1105
1106 /*****************************************/
1107
1108 static void free_gtlb(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
1109 {
1110         int i;
1111
1112         clear_tlb1_bitmap(vcpu_e500);
1113         kfree(vcpu_e500->g2h_tlb1_map);
1114
1115         clear_tlb_refs(vcpu_e500);
1116         kfree(vcpu_e500->gtlb_priv[0]);
1117         kfree(vcpu_e500->gtlb_priv[1]);
1118
1119         if (vcpu_e500->shared_tlb_pages) {
1120                 vfree((void *)(round_down((uintptr_t)vcpu_e500->gtlb_arch,
1121                                           PAGE_SIZE)));
1122
1123                 for (i = 0; i < vcpu_e500->num_shared_tlb_pages; i++) {
1124                         set_page_dirty_lock(vcpu_e500->shared_tlb_pages[i]);
1125                         put_page(vcpu_e500->shared_tlb_pages[i]);
1126                 }
1127
1128                 vcpu_e500->num_shared_tlb_pages = 0;
1129
1130                 kfree(vcpu_e500->shared_tlb_pages);
1131                 vcpu_e500->shared_tlb_pages = NULL;
1132         } else {
1133                 kfree(vcpu_e500->gtlb_arch);
1134         }
1135
1136         vcpu_e500->gtlb_arch = NULL;
1137 }
1138
1139 void kvmppc_get_sregs_e500_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_sregs *sregs)
1140 {
1141         sregs->u.e.mas0 = vcpu->arch.shared->mas0;
1142         sregs->u.e.mas1 = vcpu->arch.shared->mas1;
1143         sregs->u.e.mas2 = vcpu->arch.shared->mas2;
1144         sregs->u.e.mas7_3 = vcpu->arch.shared->mas7_3;
1145         sregs->u.e.mas4 = vcpu->arch.shared->mas4;
1146         sregs->u.e.mas6 = vcpu->arch.shared->mas6;
1147
1148         sregs->u.e.mmucfg = vcpu->arch.mmucfg;
1149         sregs->u.e.tlbcfg[0] = vcpu->arch.tlbcfg[0];
1150         sregs->u.e.tlbcfg[1] = vcpu->arch.tlbcfg[1];
1151         sregs->u.e.tlbcfg[2] = 0;
1152         sregs->u.e.tlbcfg[3] = 0;
1153 }
1154
1155 int kvmppc_set_sregs_e500_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_sregs *sregs)
1156 {
1157         if (sregs->u.e.features & KVM_SREGS_E_ARCH206_MMU) {
1158                 vcpu->arch.shared->mas0 = sregs->u.e.mas0;
1159                 vcpu->arch.shared->mas1 = sregs->u.e.mas1;
1160                 vcpu->arch.shared->mas2 = sregs->u.e.mas2;
1161                 vcpu->arch.shared->mas7_3 = sregs->u.e.mas7_3;
1162                 vcpu->arch.shared->mas4 = sregs->u.e.mas4;
1163                 vcpu->arch.shared->mas6 = sregs->u.e.mas6;
1164         }
1165
1166         return 0;
1167 }
1168
1169 int kvm_vcpu_ioctl_config_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu,
1170                               struct kvm_config_tlb *cfg)
1171 {
1172         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
1173         struct kvm_book3e_206_tlb_params params;
1174         char *virt;
1175         struct page **pages;
1176         struct tlbe_priv *privs[2] = {};
1177         u64 *g2h_bitmap = NULL;
1178         size_t array_len;
1179         u32 sets;
1180         int num_pages, ret, i;
1181
1182         if (cfg->mmu_type != KVM_MMU_FSL_BOOKE_NOHV)
1183                 return -EINVAL;
1184
1185         if (copy_from_user(&params, (void __user *)(uintptr_t)cfg->params,
1186                            sizeof(params)))
1187                 return -EFAULT;
1188
1189         if (params.tlb_sizes[1] > 64)
1190                 return -EINVAL;
1191         if (params.tlb_ways[1] != params.tlb_sizes[1])
1192                 return -EINVAL;
1193         if (params.tlb_sizes[2] != 0 || params.tlb_sizes[3] != 0)
1194                 return -EINVAL;
1195         if (params.tlb_ways[2] != 0 || params.tlb_ways[3] != 0)
1196                 return -EINVAL;
1197
1198         if (!is_power_of_2(params.tlb_ways[0]))
1199                 return -EINVAL;
1200
1201         sets = params.tlb_sizes[0] >> ilog2(params.tlb_ways[0]);
1202         if (!is_power_of_2(sets))
1203                 return -EINVAL;
1204
1205         array_len = params.tlb_sizes[0] + params.tlb_sizes[1];
1206         array_len *= sizeof(struct kvm_book3e_206_tlb_entry);
1207
1208         if (cfg->array_len < array_len)
1209                 return -EINVAL;
1210
1211         num_pages = DIV_ROUND_UP(cfg->array + array_len - 1, PAGE_SIZE) -
1212                     cfg->array / PAGE_SIZE;
1213         pages = kmalloc(sizeof(struct page *) * num_pages, GFP_KERNEL);
1214         if (!pages)
1215                 return -ENOMEM;
1216
1217         ret = get_user_pages_fast(cfg->array, num_pages, 1, pages);
1218         if (ret < 0)
1219                 goto err_pages;
1220
1221         if (ret != num_pages) {
1222                 num_pages = ret;
1223                 ret = -EFAULT;
1224                 goto err_put_page;
1225         }
1226
1227         virt = vmap(pages, num_pages, VM_MAP, PAGE_KERNEL);
1228         if (!virt) {
1229                 ret = -ENOMEM;
1230                 goto err_put_page;
1231         }
1232
1233         privs[0] = kzalloc(sizeof(struct tlbe_priv) * params.tlb_sizes[0],
1234                            GFP_KERNEL);
1235         privs[1] = kzalloc(sizeof(struct tlbe_priv) * params.tlb_sizes[1],
1236                            GFP_KERNEL);
1237
1238         if (!privs[0] || !privs[1]) {
1239                 ret = -ENOMEM;
1240                 goto err_privs;
1241         }
1242
1243         g2h_bitmap = kzalloc(sizeof(u64) * params.tlb_sizes[1],
1244                              GFP_KERNEL);
1245         if (!g2h_bitmap) {
1246                 ret = -ENOMEM;
1247                 goto err_privs;
1248         }
1249
1250         free_gtlb(vcpu_e500);
1251
1252         vcpu_e500->gtlb_priv[0] = privs[0];
1253         vcpu_e500->gtlb_priv[1] = privs[1];
1254         vcpu_e500->g2h_tlb1_map = g2h_bitmap;
1255
1256         vcpu_e500->gtlb_arch = (struct kvm_book3e_206_tlb_entry *)
1257                 (virt + (cfg->array & (PAGE_SIZE - 1)));
1258
1259         vcpu_e500->gtlb_params[0].entries = params.tlb_sizes[0];
1260         vcpu_e500->gtlb_params[1].entries = params.tlb_sizes[1];
1261
1262         vcpu_e500->gtlb_offset[0] = 0;
1263         vcpu_e500->gtlb_offset[1] = params.tlb_sizes[0];
1264
1265         vcpu->arch.mmucfg = mfspr(SPRN_MMUCFG) & ~MMUCFG_LPIDSIZE;
1266
1267         vcpu->arch.tlbcfg[0] &= ~(TLBnCFG_N_ENTRY | TLBnCFG_ASSOC);
1268         if (params.tlb_sizes[0] <= 2048)
1269                 vcpu->arch.tlbcfg[0] |= params.tlb_sizes[0];
1270         vcpu->arch.tlbcfg[0] |= params.tlb_ways[0] << TLBnCFG_ASSOC_SHIFT;
1271
1272         vcpu->arch.tlbcfg[1] &= ~(TLBnCFG_N_ENTRY | TLBnCFG_ASSOC);
1273         vcpu->arch.tlbcfg[1] |= params.tlb_sizes[1];
1274         vcpu->arch.tlbcfg[1] |= params.tlb_ways[1] << TLBnCFG_ASSOC_SHIFT;
1275
1276         vcpu_e500->shared_tlb_pages = pages;
1277         vcpu_e500->num_shared_tlb_pages = num_pages;
1278
1279         vcpu_e500->gtlb_params[0].ways = params.tlb_ways[0];
1280         vcpu_e500->gtlb_params[0].sets = sets;
1281
1282         vcpu_e500->gtlb_params[1].ways = params.tlb_sizes[1];
1283         vcpu_e500->gtlb_params[1].sets = 1;
1284
1285         kvmppc_recalc_tlb1map_range(vcpu_e500);
1286         return 0;
1287
1288 err_privs:
1289         kfree(privs[0]);
1290         kfree(privs[1]);
1291
1292 err_put_page:
1293         for (i = 0; i < num_pages; i++)
1294                 put_page(pages[i]);
1295
1296 err_pages:
1297         kfree(pages);
1298         return ret;
1299 }
1300
1301 int kvm_vcpu_ioctl_dirty_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu,
1302                              struct kvm_dirty_tlb *dirty)
1303 {
1304         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
1305         kvmppc_recalc_tlb1map_range(vcpu_e500);
1306         clear_tlb_refs(vcpu_e500);
1307         return 0;
1308 }
1309
1310 int kvmppc_e500_tlb_init(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
1311 {
1312         struct kvm_vcpu *vcpu = &vcpu_e500->vcpu;
1313         int entry_size = sizeof(struct kvm_book3e_206_tlb_entry);
1314         int entries = KVM_E500_TLB0_SIZE + KVM_E500_TLB1_SIZE;
1315
1316         host_tlb_params[0].entries = mfspr(SPRN_TLB0CFG) & TLBnCFG_N_ENTRY;
1317         host_tlb_params[1].entries = mfspr(SPRN_TLB1CFG) & TLBnCFG_N_ENTRY;
1318
1319         /*
1320          * This should never happen on real e500 hardware, but is
1321          * architecturally possible -- e.g. in some weird nested
1322          * virtualization case.
1323          */
1324         if (host_tlb_params[0].entries == 0 ||
1325             host_tlb_params[1].entries == 0) {
1326                 pr_err("%s: need to know host tlb size\n", __func__);
1327                 return -ENODEV;
1328         }
1329
1330         host_tlb_params[0].ways = (mfspr(SPRN_TLB0CFG) & TLBnCFG_ASSOC) >>
1331                                   TLBnCFG_ASSOC_SHIFT;
1332         host_tlb_params[1].ways = host_tlb_params[1].entries;
1333
1334         if (!is_power_of_2(host_tlb_params[0].entries) ||
1335             !is_power_of_2(host_tlb_params[0].ways) ||
1336             host_tlb_params[0].entries < host_tlb_params[0].ways ||
1337             host_tlb_params[0].ways == 0) {
1338                 pr_err("%s: bad tlb0 host config: %u entries %u ways\n",
1339                        __func__, host_tlb_params[0].entries,
1340                        host_tlb_params[0].ways);
1341                 return -ENODEV;
1342         }
1343
1344         host_tlb_params[0].sets =
1345                 host_tlb_params[0].entries / host_tlb_params[0].ways;
1346         host_tlb_params[1].sets = 1;
1347
1348         vcpu_e500->gtlb_params[0].entries = KVM_E500_TLB0_SIZE;
1349         vcpu_e500->gtlb_params[1].entries = KVM_E500_TLB1_SIZE;
1350
1351         vcpu_e500->gtlb_params[0].ways = KVM_E500_TLB0_WAY_NUM;
1352         vcpu_e500->gtlb_params[0].sets =
1353                 KVM_E500_TLB0_SIZE / KVM_E500_TLB0_WAY_NUM;
1354
1355         vcpu_e500->gtlb_params[1].ways = KVM_E500_TLB1_SIZE;
1356         vcpu_e500->gtlb_params[1].sets = 1;
1357
1358         vcpu_e500->gtlb_arch = kmalloc(entries * entry_size, GFP_KERNEL);
1359         if (!vcpu_e500->gtlb_arch)
1360                 return -ENOMEM;
1361
1362         vcpu_e500->gtlb_offset[0] = 0;
1363         vcpu_e500->gtlb_offset[1] = KVM_E500_TLB0_SIZE;
1364
1365         vcpu_e500->tlb_refs[0] =
1366                 kzalloc(sizeof(struct tlbe_ref) * host_tlb_params[0].entries,
1367                         GFP_KERNEL);
1368         if (!vcpu_e500->tlb_refs[0])
1369                 goto err;
1370
1371         vcpu_e500->tlb_refs[1] =
1372                 kzalloc(sizeof(struct tlbe_ref) * host_tlb_params[1].entries,
1373                         GFP_KERNEL);
1374         if (!vcpu_e500->tlb_refs[1])
1375                 goto err;
1376
1377         vcpu_e500->gtlb_priv[0] = kzalloc(sizeof(struct tlbe_ref) *
1378                                           vcpu_e500->gtlb_params[0].entries,
1379                                           GFP_KERNEL);
1380         if (!vcpu_e500->gtlb_priv[0])
1381                 goto err;
1382
1383         vcpu_e500->gtlb_priv[1] = kzalloc(sizeof(struct tlbe_ref) *
1384                                           vcpu_e500->gtlb_params[1].entries,
1385                                           GFP_KERNEL);
1386         if (!vcpu_e500->gtlb_priv[1])
1387                 goto err;
1388
1389         vcpu_e500->g2h_tlb1_map = kzalloc(sizeof(u64) *
1390                                           vcpu_e500->gtlb_params[1].entries,
1391                                           GFP_KERNEL);
1392         if (!vcpu_e500->g2h_tlb1_map)
1393                 goto err;
1394
1395         vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap = kzalloc(sizeof(unsigned int) *
1396                                            host_tlb_params[1].entries,
1397                                            GFP_KERNEL);
1398         if (!vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap)
1399                 goto err;
1400
1401         /* Init TLB configuration register */
1402         vcpu->arch.tlbcfg[0] = mfspr(SPRN_TLB0CFG) &
1403                              ~(TLBnCFG_N_ENTRY | TLBnCFG_ASSOC);
1404         vcpu->arch.tlbcfg[0] |= vcpu_e500->gtlb_params[0].entries;
1405         vcpu->arch.tlbcfg[0] |=
1406                 vcpu_e500->gtlb_params[0].ways << TLBnCFG_ASSOC_SHIFT;
1407
1408         vcpu->arch.tlbcfg[1] = mfspr(SPRN_TLB1CFG) &
1409                              ~(TLBnCFG_N_ENTRY | TLBnCFG_ASSOC);
1410         vcpu->arch.tlbcfg[1] |= vcpu_e500->gtlb_params[1].entries;
1411         vcpu->arch.tlbcfg[1] |=
1412                 vcpu_e500->gtlb_params[1].ways << TLBnCFG_ASSOC_SHIFT;
1413
1414         kvmppc_recalc_tlb1map_range(vcpu_e500);
1415         return 0;
1416
1417 err:
1418         free_gtlb(vcpu_e500);
1419         kfree(vcpu_e500->tlb_refs[0]);
1420         kfree(vcpu_e500->tlb_refs[1]);
1421         return -1;
1422 }
1423
1424 void kvmppc_e500_tlb_uninit(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
1425 {
1426         free_gtlb(vcpu_e500);
1427         kfree(vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap);
1428         kfree(vcpu_e500->tlb_refs[0]);
1429         kfree(vcpu_e500->tlb_refs[1]);
1430 }