arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_mmu.c

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