arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_mmu.c

   1 /*
   2  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   3  * it under the terms of the GNU General Public License, version 2, as
   4  * published by the Free Software Foundation.
   5  *
   6  * Copyright 2010-2011 Paul Mackerras, IBM Corp. <paulus@au1.ibm.com>
   7  */
   8
   9 #include <linux/types.h>
  10 #include <linux/string.h>
  11 #include <linux/kvm.h>
  12 #include <linux/kvm_host.h>
  13 #include <linux/hugetlb.h>
  14 #include <linux/module.h>
  15
  16 #include <asm/tlbflush.h>
  17 #include <asm/kvm_ppc.h>
  18 #include <asm/kvm_book3s.h>
  19 #include <asm/mmu-hash64.h>
  20 #include <asm/hvcall.h>
  21 #include <asm/synch.h>
  22 #include <asm/ppc-opcode.h>
  23
  24 /* Translate address of a vmalloc'd thing to a linear map address */
  25 static void *real_vmalloc_addr(void *x)
  26 {
  27         unsigned long addr = (unsigned long) x;
  28         pte_t *p;
  29
  30         p = find_linux_pte_or_hugepte(swapper_pg_dir, addr, NULL);
  31         if (!p || !pte_present(*p))
  32                 return NULL;
  33         /* assume we don't have huge pages in vmalloc space... */
  34         addr = (pte_pfn(*p) << PAGE_SHIFT) | (addr & ~PAGE_MASK);
  35         return __va(addr);
  36 }
  37
  38 /* Return 1 if we need to do a global tlbie, 0 if we can use tlbiel */
  39 static int global_invalidates(struct kvm *kvm, unsigned long flags)
  40 {
  41         int global;
  42
  43         /*
  44          * If there is only one vcore, and it's currently running,
  45          * as indicated by local_paca->kvm_hstate.kvm_vcpu being set,
  46          * we can use tlbiel as long as we mark all other physical
  47          * cores as potentially having stale TLB entries for this lpid.
  48          * If we're not using MMU notifiers, we never take pages away
  49          * from the guest, so we can use tlbiel if requested.
  50          * Otherwise, don't use tlbiel.
  51          */
  52         if (kvm->arch.online_vcores == 1 && local_paca->kvm_hstate.kvm_vcpu)
  53                 global = 0;
  54         else if (kvm->arch.using_mmu_notifiers)
  55                 global = 1;
  56         else
  57                 global = !(flags & H_LOCAL);
  58
  59         if (!global) {
  60                 /* any other core might now have stale TLB entries... */
  61                 smp_wmb();
  62                 cpumask_setall(&kvm->arch.need_tlb_flush);
  63                 cpumask_clear_cpu(local_paca->kvm_hstate.kvm_vcore->pcpu,
  64                                   &kvm->arch.need_tlb_flush);
  65         }
  66
  67         return global;
  68 }
  69
  70 /*
  71  * Add this HPTE into the chain for the real page.
  72  * Must be called with the chain locked; it unlocks the chain.
  73  */
  74 void kvmppc_add_revmap_chain(struct kvm *kvm, struct revmap_entry *rev,
  75                              unsigned long *rmap, long pte_index, int realmode)
  76 {
  77         struct revmap_entry *head, *tail;
  78         unsigned long i;
  79
  80         if (*rmap & KVMPPC_RMAP_PRESENT) {
  81                 i = *rmap & KVMPPC_RMAP_INDEX;
  82                 head = &kvm->arch.revmap[i];
  83                 if (realmode)
  84                         head = real_vmalloc_addr(head);
  85                 tail = &kvm->arch.revmap[head->back];
  86                 if (realmode)
  87                         tail = real_vmalloc_addr(tail);
  88                 rev->forw = i;
  89                 rev->back = head->back;
  90                 tail->forw = pte_index;
  91                 head->back = pte_index;
  92         } else {
  93                 rev->forw = rev->back = pte_index;
  94                 *rmap = (*rmap & ~KVMPPC_RMAP_INDEX) |
  95                         pte_index | KVMPPC_RMAP_PRESENT;
  96         }
  97         unlock_rmap(rmap);
  98 }
  99 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_add_revmap_chain);
 100
 101 /* Remove this HPTE from the chain for a real page */
 102 static void remove_revmap_chain(struct kvm *kvm, long pte_index,
 103                                 struct revmap_entry *rev,
 104                                 unsigned long hpte_v, unsigned long hpte_r)
 105 {
 106         struct revmap_entry *next, *prev;
 107         unsigned long gfn, ptel, head;
 108         struct kvm_memory_slot *memslot;
 109         unsigned long *rmap;
 110         unsigned long rcbits;
 111
 112         rcbits = hpte_r & (HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 113         ptel = rev->guest_rpte |= rcbits;
 114         gfn = hpte_rpn(ptel, hpte_page_size(hpte_v, ptel));
 115         memslot = __gfn_to_memslot(kvm_memslots_raw(kvm), gfn);
 116         if (!memslot)
 117                 return;
 118
 119         rmap = real_vmalloc_addr(&memslot->arch.rmap[gfn - memslot->base_gfn]);
 120         lock_rmap(rmap);
 121
 122         head = *rmap & KVMPPC_RMAP_INDEX;
 123         next = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[rev->forw]);
 124         prev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[rev->back]);
 125         next->back = rev->back;
 126         prev->forw = rev->forw;
 127         if (head == pte_index) {
 128                 head = rev->forw;
 129                 if (head == pte_index)
 130                         *rmap &= ~(KVMPPC_RMAP_PRESENT | KVMPPC_RMAP_INDEX);
 131                 else
 132                         *rmap = (*rmap & ~KVMPPC_RMAP_INDEX) | head;
 133         }
 134         *rmap |= rcbits << KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT;
 135         unlock_rmap(rmap);
 136 }
 137
 138 static pte_t lookup_linux_pte_and_update(pgd_t *pgdir, unsigned long hva,
 139                               int writing, unsigned long *pte_sizep)
 140 {
 141         pte_t *ptep;
 142         unsigned long ps = *pte_sizep;
 143         unsigned int hugepage_shift;
 144
 145         ptep = find_linux_pte_or_hugepte(pgdir, hva, &hugepage_shift);
 146         if (!ptep)
 147                 return __pte(0);
 148         if (hugepage_shift)
 149                 *pte_sizep = 1ul << hugepage_shift;
 150         else
 151                 *pte_sizep = PAGE_SIZE;
 152         if (ps > *pte_sizep)
 153                 return __pte(0);
 154         return kvmppc_read_update_linux_pte(ptep, writing, hugepage_shift);
 155 }
 156
 157 static inline void unlock_hpte(__be64 *hpte, unsigned long hpte_v)
 158 {
 159         asm volatile(PPC_RELEASE_BARRIER "" : : : "memory");
 160         hpte[0] = cpu_to_be64(hpte_v);
 161 }
 162
 163 long kvmppc_do_h_enter(struct kvm *kvm, unsigned long flags,
 164                        long pte_index, unsigned long pteh, unsigned long ptel,
 165                        pgd_t *pgdir, bool realmode, unsigned long *pte_idx_ret)
 166 {
 167         unsigned long i, pa, gpa, gfn, psize;
 168         unsigned long slot_fn, hva;
 169         __be64 *hpte;
 170         struct revmap_entry *rev;
 171         unsigned long g_ptel;
 172         struct kvm_memory_slot *memslot;
 173         unsigned long *physp, pte_size;
 174         unsigned long is_io;
 175         unsigned long *rmap;
 176         pte_t pte;
 177         unsigned int writing;
 178         unsigned long mmu_seq;
 179         unsigned long rcbits;
 180
 181         psize = hpte_page_size(pteh, ptel);
 182         if (!psize)
 183                 return H_PARAMETER;
 184         writing = hpte_is_writable(ptel);
 185         pteh &= ~(HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID);
 186         ptel &= ~HPTE_GR_RESERVED;
 187         g_ptel = ptel;
 188
 189         /* used later to detect if we might have been invalidated */
 190         mmu_seq = kvm->mmu_notifier_seq;
 191         smp_rmb();
 192
 193         /* Find the memslot (if any) for this address */
 194         gpa = (ptel & HPTE_R_RPN) & ~(psize - 1);
 195         gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
 196         memslot = __gfn_to_memslot(kvm_memslots_raw(kvm), gfn);
 197         pa = 0;
 198         is_io = ~0ul;
 199         rmap = NULL;
 200         if (!(memslot && !(memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID))) {
 201                 /* PPC970 can't do emulated MMIO */
 202                 if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_206))
 203                         return H_PARAMETER;
 204                 /* Emulated MMIO - mark this with key=31 */
 205                 pteh |= HPTE_V_ABSENT;
 206                 ptel |= HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO;
 207                 goto do_insert;
 208         }
 209
 210         /* Check if the requested page fits entirely in the memslot. */
 211         if (!slot_is_aligned(memslot, psize))
 212                 return H_PARAMETER;
 213         slot_fn = gfn - memslot->base_gfn;
 214         rmap = &memslot->arch.rmap[slot_fn];
 215
 216         if (!kvm->arch.using_mmu_notifiers) {
 217                 physp = memslot->arch.slot_phys;
 218                 if (!physp)
 219                         return H_PARAMETER;
 220                 physp += slot_fn;
 221                 if (realmode)
 222                         physp = real_vmalloc_addr(physp);
 223                 pa = *physp;
 224                 if (!pa)
 225                         return H_TOO_HARD;
 226                 is_io = pa & (HPTE_R_I | HPTE_R_W);
 227                 pte_size = PAGE_SIZE << (pa & KVMPPC_PAGE_ORDER_MASK);
 228                 pa &= PAGE_MASK;
 229                 pa |= gpa & ~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_and_update(pgdir, hva, writing,
 237                                                   &pte_size);
 238                 if (pte_present(pte) && !pte_numa(pte)) {
 239                         if (writing && !pte_write(pte))
 240                                 /* make the actual HPTE be read-only */
 241                                 ptel = hpte_make_readonly(ptel);
 242                         is_io = hpte_cache_bits(pte_val(pte));
 243                         pa = pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT;
 244                         pa |= hva & (pte_size - 1);
 245                         pa |= gpa & ~PAGE_MASK;
 246                 }
 247         }
 248
 249         if (pte_size < psize)
 250                 return H_PARAMETER;
 251
 252         ptel &= ~(HPTE_R_PP0 - psize);
 253         ptel |= pa;
 254
 255         if (pa)
 256                 pteh |= HPTE_V_VALID;
 257         else
 258                 pteh |= HPTE_V_ABSENT;
 259
 260         /* Check WIMG */
 261         if (is_io != ~0ul && !hpte_cache_flags_ok(ptel, is_io)) {
 262                 if (is_io)
 263                         return H_PARAMETER;
 264                 /*
 265                  * Allow guest to map emulated device memory as
 266                  * uncacheable, but actually make it cacheable.
 267                  */
 268                 ptel &= ~(HPTE_R_W|HPTE_R_I|HPTE_R_G);
 269                 ptel |= HPTE_R_M;
 270         }
 271
 272         /* Find and lock the HPTEG slot to use */
 273  do_insert:
 274         if (pte_index >= kvm->arch.hpt_npte)
 275                 return H_PARAMETER;
 276         if (likely((flags & H_EXACT) == 0)) {
 277                 pte_index &= ~7UL;
 278                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 279                 for (i = 0; i < 8; ++i) {
 280                         if ((be64_to_cpu(*hpte) & HPTE_V_VALID) == 0 &&
 281                             try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_VALID |
 282                                           HPTE_V_ABSENT))
 283                                 break;
 284                         hpte += 2;
 285                 }
 286                 if (i == 8) {
 287                         /*
 288                          * Since try_lock_hpte doesn't retry (not even stdcx.
 289                          * failures), it could be that there is a free slot
 290                          * but we transiently failed to lock it.  Try again,
 291                          * actually locking each slot and checking it.
 292                          */
 293                         hpte -= 16;
 294                         for (i = 0; i < 8; ++i) {
 295                                 u64 pte;
 296                                 while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 297                                         cpu_relax();
 298                                 pte = be64_to_cpu(*hpte);
 299                                 if (!(pte & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT)))
 300                                         break;
 301                                 *hpte &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_HVLOCK);
 302                                 hpte += 2;
 303                         }
 304                         if (i == 8)
 305                                 return H_PTEG_FULL;
 306                 }
 307                 pte_index += i;
 308         } else {
 309                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 310                 if (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_VALID |
 311                                    HPTE_V_ABSENT)) {
 312                         /* Lock the slot and check again */
 313                         u64 pte;
 314
 315                         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 316                                 cpu_relax();
 317                         pte = be64_to_cpu(*hpte);
 318                         if (pte & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT)) {
 319                                 *hpte &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_HVLOCK);
 320                                 return H_PTEG_FULL;
 321                         }
 322                 }
 323         }
 324
 325         /* Save away the guest's idea of the second HPTE dword */
 326         rev = &kvm->arch.revmap[pte_index];
 327         if (realmode)
 328                 rev = real_vmalloc_addr(rev);
 329         if (rev) {
 330                 rev->guest_rpte = g_ptel;
 331                 note_hpte_modification(kvm, rev);
 332         }
 333
 334         /* Link HPTE into reverse-map chain */
 335         if (pteh & HPTE_V_VALID) {
 336                 if (realmode)
 337                         rmap = real_vmalloc_addr(rmap);
 338                 lock_rmap(rmap);
 339                 /* Check for pending invalidations under the rmap chain lock */
 340                 if (kvm->arch.using_mmu_notifiers &&
 341                     mmu_notifier_retry(kvm, mmu_seq)) {
 342                         /* inval in progress, write a non-present HPTE */
 343                         pteh |= HPTE_V_ABSENT;
 344                         pteh &= ~HPTE_V_VALID;
 345                         unlock_rmap(rmap);
 346                 } else {
 347                         kvmppc_add_revmap_chain(kvm, rev, rmap, pte_index,
 348                                                 realmode);
 349                         /* Only set R/C in real HPTE if already set in *rmap */
 350                         rcbits = *rmap >> KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT;
 351                         ptel &= rcbits | ~(HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 352                 }
 353         }
 354
 355         hpte[1] = cpu_to_be64(ptel);
 356
 357         /* Write the first HPTE dword, unlocking the HPTE and making it valid */
 358         eieio();
 359         hpte[0] = cpu_to_be64(pteh);
 360         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 361
 362         *pte_idx_ret = pte_index;
 363         return H_SUCCESS;
 364 }
 365 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_do_h_enter);
 366
 367 long kvmppc_h_enter(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 368                     long pte_index, unsigned long pteh, unsigned long ptel)
 369 {
 370         return kvmppc_do_h_enter(vcpu->kvm, flags, pte_index, pteh, ptel,
 371                                  vcpu->arch.pgdir, true, &vcpu->arch.gpr[4]);
 372 }
 373
 374 #ifdef __BIG_ENDIAN__
 375 #define LOCK_TOKEN      (*(u32 *)(&get_paca()->lock_token))
 376 #else
 377 #define LOCK_TOKEN      (*(u32 *)(&get_paca()->paca_index))
 378 #endif
 379
 380 static inline int try_lock_tlbie(unsigned int *lock)
 381 {
 382         unsigned int tmp, old;
 383         unsigned int token = LOCK_TOKEN;
 384
 385         asm volatile("1:lwarx   %1,0,%2\n"
 386                      "  cmpwi   cr0,%1,0\n"
 387                      "  bne     2f\n"
 388                      "  stwcx.  %3,0,%2\n"
 389                      "  bne-    1b\n"
 390                      "  isync\n"
 391                      "2:"
 392                      : "=&r" (tmp), "=&r" (old)
 393                      : "r" (lock), "r" (token)
 394                      : "cc", "memory");
 395         return old == 0;
 396 }
 397
 398 /*
 399  * tlbie/tlbiel is a bit different on the PPC970 compared to later
 400  * processors such as POWER7; the large page bit is in the instruction
 401  * not RB, and the top 16 bits and the bottom 12 bits of the VA
 402  * in RB must be 0.
 403  */
 404 static void do_tlbies_970(struct kvm *kvm, unsigned long *rbvalues,
 405                           long npages, int global, bool need_sync)
 406 {
 407         long i;
 408
 409         if (global) {
 410                 while (!try_lock_tlbie(&kvm->arch.tlbie_lock))
 411                         cpu_relax();
 412                 if (need_sync)
 413                         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 414                 for (i = 0; i < npages; ++i) {
 415                         unsigned long rb = rbvalues[i];
 416
 417                         if (rb & 1)             /* large page */
 418                                 asm volatile("tlbie %0,1" : :
 419                                              "r" (rb & 0x0000fffffffff000ul));
 420                         else
 421                                 asm volatile("tlbie %0,0" : :
 422                                              "r" (rb & 0x0000fffffffff000ul));
 423                 }
 424                 asm volatile("eieio; tlbsync; ptesync" : : : "memory");
 425                 kvm->arch.tlbie_lock = 0;
 426         } else {
 427                 if (need_sync)
 428                         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 429                 for (i = 0; i < npages; ++i) {
 430                         unsigned long rb = rbvalues[i];
 431
 432                         if (rb & 1)             /* large page */
 433                                 asm volatile("tlbiel %0,1" : :
 434                                              "r" (rb & 0x0000fffffffff000ul));
 435                         else
 436                                 asm volatile("tlbiel %0,0" : :
 437                                              "r" (rb & 0x0000fffffffff000ul));
 438                 }
 439                 asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 440         }
 441 }
 442
 443 static void do_tlbies(struct kvm *kvm, unsigned long *rbvalues,
 444                       long npages, int global, bool need_sync)
 445 {
 446         long i;
 447
 448         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_201)) {
 449                 /* PPC970 tlbie instruction is a bit different */
 450                 do_tlbies_970(kvm, rbvalues, npages, global, need_sync);
 451                 return;
 452         }
 453         if (global) {
 454                 while (!try_lock_tlbie(&kvm->arch.tlbie_lock))
 455                         cpu_relax();
 456                 if (need_sync)
 457                         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 458                 for (i = 0; i < npages; ++i)
 459                         asm volatile(PPC_TLBIE(%1,%0) : :
 460                                      "r" (rbvalues[i]), "r" (kvm->arch.lpid));
 461                 asm volatile("eieio; tlbsync; ptesync" : : : "memory");
 462                 kvm->arch.tlbie_lock = 0;
 463         } else {
 464                 if (need_sync)
 465                         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 466                 for (i = 0; i < npages; ++i)
 467                         asm volatile("tlbiel %0" : : "r" (rbvalues[i]));
 468                 asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 469         }
 470 }
 471
 472 long kvmppc_do_h_remove(struct kvm *kvm, unsigned long flags,
 473                         unsigned long pte_index, unsigned long avpn,
 474                         unsigned long *hpret)
 475 {
 476         __be64 *hpte;
 477         unsigned long v, r, rb;
 478         struct revmap_entry *rev;
 479         u64 pte;
 480
 481         if (pte_index >= kvm->arch.hpt_npte)
 482                 return H_PARAMETER;
 483         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 484         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 485                 cpu_relax();
 486         pte = be64_to_cpu(hpte[0]);
 487         if ((pte & (HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID)) == 0 ||
 488             ((flags & H_AVPN) && (pte & ~0x7fUL) != avpn) ||
 489             ((flags & H_ANDCOND) && (pte & avpn) != 0)) {
 490                 hpte[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_HVLOCK);
 491                 return H_NOT_FOUND;
 492         }
 493
 494         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 495         v = pte & ~HPTE_V_HVLOCK;
 496         if (v & HPTE_V_VALID) {
 497                 u64 pte1;
 498
 499                 pte1 = be64_to_cpu(hpte[1]);
 500                 hpte[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_VALID);
 501                 rb = compute_tlbie_rb(v, pte1, pte_index);
 502                 do_tlbies(kvm, &rb, 1, global_invalidates(kvm, flags), true);
 503                 /* Read PTE low word after tlbie to get final R/C values */
 504                 remove_revmap_chain(kvm, pte_index, rev, v, pte1);
 505         }
 506         r = rev->guest_rpte & ~HPTE_GR_RESERVED;
 507         note_hpte_modification(kvm, rev);
 508         unlock_hpte(hpte, 0);
 509
 510         hpret[0] = v;
 511         hpret[1] = r;
 512         return H_SUCCESS;
 513 }
 514 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_do_h_remove);
 515
 516 long kvmppc_h_remove(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 517                      unsigned long pte_index, unsigned long avpn)
 518 {
 519         return kvmppc_do_h_remove(vcpu->kvm, flags, pte_index, avpn,
 520                                   &vcpu->arch.gpr[4]);
 521 }
 522
 523 long kvmppc_h_bulk_remove(struct kvm_vcpu *vcpu)
 524 {
 525         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 526         unsigned long *args = &vcpu->arch.gpr[4];
 527         __be64 *hp, *hptes[4];
 528         unsigned long tlbrb[4];
 529         long int i, j, k, n, found, indexes[4];
 530         unsigned long flags, req, pte_index, rcbits;
 531         int global;
 532         long int ret = H_SUCCESS;
 533         struct revmap_entry *rev, *revs[4];
 534         u64 hp0;
 535
 536         global = global_invalidates(kvm, 0);
 537         for (i = 0; i < 4 && ret == H_SUCCESS; ) {
 538                 n = 0;
 539                 for (; i < 4; ++i) {
 540                         j = i * 2;
 541                         pte_index = args[j];
 542                         flags = pte_index >> 56;
 543                         pte_index &= ((1ul << 56) - 1);
 544                         req = flags >> 6;
 545                         flags &= 3;
 546                         if (req == 3) {         /* no more requests */
 547                                 i = 4;
 548                                 break;
 549                         }
 550                         if (req != 1 || flags == 3 ||
 551                             pte_index >= kvm->arch.hpt_npte) {
 552                                 /* parameter error */
 553                                 args[j] = ((0xa0 | flags) << 56) + pte_index;
 554                                 ret = H_PARAMETER;
 555                                 break;
 556                         }
 557                         hp = (__be64 *) (kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 558                         /* to avoid deadlock, don't spin except for first */
 559                         if (!try_lock_hpte(hp, HPTE_V_HVLOCK)) {
 560                                 if (n)
 561                                         break;
 562                                 while (!try_lock_hpte(hp, HPTE_V_HVLOCK))
 563                                         cpu_relax();
 564                         }
 565                         found = 0;
 566                         hp0 = be64_to_cpu(hp[0]);
 567                         if (hp0 & (HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID)) {
 568                                 switch (flags & 3) {
 569                                 case 0:         /* absolute */
 570                                         found = 1;
 571                                         break;
 572                                 case 1:         /* andcond */
 573                                         if (!(hp0 & args[j + 1]))
 574                                                 found = 1;
 575                                         break;
 576                                 case 2:         /* AVPN */
 577                                         if ((hp0 & ~0x7fUL) == args[j + 1])
 578                                                 found = 1;
 579                                         break;
 580                                 }
 581                         }
 582                         if (!found) {
 583                                 hp[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_HVLOCK);
 584                                 args[j] = ((0x90 | flags) << 56) + pte_index;
 585                                 continue;
 586                         }
 587
 588                         args[j] = ((0x80 | flags) << 56) + pte_index;
 589                         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 590                         note_hpte_modification(kvm, rev);
 591
 592                         if (!(hp0 & HPTE_V_VALID)) {
 593                                 /* insert R and C bits from PTE */
 594                                 rcbits = rev->guest_rpte & (HPTE_R_R|HPTE_R_C);
 595                                 args[j] |= rcbits << (56 - 5);
 596                                 hp[0] = 0;
 597                                 continue;
 598                         }
 599
 600                         /* leave it locked */
 601                         hp[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_VALID);
 602                         tlbrb[n] = compute_tlbie_rb(be64_to_cpu(hp[0]),
 603                                 be64_to_cpu(hp[1]), pte_index);
 604                         indexes[n] = j;
 605                         hptes[n] = hp;
 606                         revs[n] = rev;
 607                         ++n;
 608                 }
 609
 610                 if (!n)
 611                         break;
 612
 613                 /* Now that we've collected a batch, do the tlbies */
 614                 do_tlbies(kvm, tlbrb, n, global, true);
 615
 616                 /* Read PTE low words after tlbie to get final R/C values */
 617                 for (k = 0; k < n; ++k) {
 618                         j = indexes[k];
 619                         pte_index = args[j] & ((1ul << 56) - 1);
 620                         hp = hptes[k];
 621                         rev = revs[k];
 622                         remove_revmap_chain(kvm, pte_index, rev,
 623                                 be64_to_cpu(hp[0]), be64_to_cpu(hp[1]));
 624                         rcbits = rev->guest_rpte & (HPTE_R_R|HPTE_R_C);
 625                         args[j] |= rcbits << (56 - 5);
 626                         hp[0] = 0;
 627                 }
 628         }
 629
 630         return ret;
 631 }
 632
 633 long kvmppc_h_protect(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 634                       unsigned long pte_index, unsigned long avpn,
 635                       unsigned long va)
 636 {
 637         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 638         __be64 *hpte;
 639         struct revmap_entry *rev;
 640         unsigned long v, r, rb, mask, bits;
 641         u64 pte;
 642
 643         if (pte_index >= kvm->arch.hpt_npte)
 644                 return H_PARAMETER;
 645
 646         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 647         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 648                 cpu_relax();
 649         pte = be64_to_cpu(hpte[0]);
 650         if ((pte & (HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID)) == 0 ||
 651             ((flags & H_AVPN) && (pte & ~0x7fUL) != avpn)) {
 652                 hpte[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_HVLOCK);
 653                 return H_NOT_FOUND;
 654         }
 655
 656         v = pte;
 657         bits = (flags << 55) & HPTE_R_PP0;
 658         bits |= (flags << 48) & HPTE_R_KEY_HI;
 659         bits |= flags & (HPTE_R_PP | HPTE_R_N | HPTE_R_KEY_LO);
 660
 661         /* Update guest view of 2nd HPTE dword */
 662         mask = HPTE_R_PP0 | HPTE_R_PP | HPTE_R_N |
 663                 HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO;
 664         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 665         if (rev) {
 666                 r = (rev->guest_rpte & ~mask) | bits;
 667                 rev->guest_rpte = r;
 668                 note_hpte_modification(kvm, rev);
 669         }
 670         r = (be64_to_cpu(hpte[1]) & ~mask) | bits;
 671
 672         /* Update HPTE */
 673         if (v & HPTE_V_VALID) {
 674                 rb = compute_tlbie_rb(v, r, pte_index);
 675                 hpte[0] = cpu_to_be64(v & ~HPTE_V_VALID);
 676                 do_tlbies(kvm, &rb, 1, global_invalidates(kvm, flags), true);
 677                 /*
 678                  * If the host has this page as readonly but the guest
 679                  * wants to make it read/write, reduce the permissions.
 680                  * Checking the host permissions involves finding the
 681                  * memslot and then the Linux PTE for the page.
 682                  */
 683                 if (hpte_is_writable(r) && kvm->arch.using_mmu_notifiers) {
 684                         unsigned long psize, gfn, hva;
 685                         struct kvm_memory_slot *memslot;
 686                         pgd_t *pgdir = vcpu->arch.pgdir;
 687                         pte_t pte;
 688
 689                         psize = hpte_page_size(v, r);
 690                         gfn = ((r & HPTE_R_RPN) & ~(psize - 1)) >> PAGE_SHIFT;
 691                         memslot = __gfn_to_memslot(kvm_memslots_raw(kvm), gfn);
 692                         if (memslot) {
 693                                 hva = __gfn_to_hva_memslot(memslot, gfn);
 694                                 pte = lookup_linux_pte_and_update(pgdir, hva,
 695                                                                   1, &psize);
 696                                 if (pte_present(pte) && !pte_write(pte))
 697                                         r = hpte_make_readonly(r);
 698                         }
 699                 }
 700         }
 701         hpte[1] = cpu_to_be64(r);
 702         eieio();
 703         hpte[0] = cpu_to_be64(v & ~HPTE_V_HVLOCK);
 704         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 705         return H_SUCCESS;
 706 }
 707
 708 long kvmppc_h_read(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 709                    unsigned long pte_index)
 710 {
 711         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 712         __be64 *hpte;
 713         unsigned long v, r;
 714         int i, n = 1;
 715         struct revmap_entry *rev = NULL;
 716
 717         if (pte_index >= kvm->arch.hpt_npte)
 718                 return H_PARAMETER;
 719         if (flags & H_READ_4) {
 720                 pte_index &= ~3;
 721                 n = 4;
 722         }
 723         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 724         for (i = 0; i < n; ++i, ++pte_index) {
 725                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 726                 v = be64_to_cpu(hpte[0]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
 727                 r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 728                 if (v & HPTE_V_ABSENT) {
 729                         v &= ~HPTE_V_ABSENT;
 730                         v |= HPTE_V_VALID;
 731                 }
 732                 if (v & HPTE_V_VALID) {
 733                         r = rev[i].guest_rpte | (r & (HPTE_R_R | HPTE_R_C));
 734                         r &= ~HPTE_GR_RESERVED;
 735                 }
 736                 vcpu->arch.gpr[4 + i * 2] = v;
 737                 vcpu->arch.gpr[5 + i * 2] = r;
 738         }
 739         return H_SUCCESS;
 740 }
 741
 742 void kvmppc_invalidate_hpte(struct kvm *kvm, __be64 *hptep,
 743                         unsigned long pte_index)
 744 {
 745         unsigned long rb;
 746
 747         hptep[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_VALID);
 748         rb = compute_tlbie_rb(be64_to_cpu(hptep[0]), be64_to_cpu(hptep[1]),
 749                               pte_index);
 750         do_tlbies(kvm, &rb, 1, 1, true);
 751 }
 752 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_invalidate_hpte);
 753
 754 void kvmppc_clear_ref_hpte(struct kvm *kvm, __be64 *hptep,
 755                            unsigned long pte_index)
 756 {
 757         unsigned long rb;
 758         unsigned char rbyte;
 759
 760         rb = compute_tlbie_rb(be64_to_cpu(hptep[0]), be64_to_cpu(hptep[1]),
 761                               pte_index);
 762         rbyte = (be64_to_cpu(hptep[1]) & ~HPTE_R_R) >> 8;
 763         /* modify only the second-last byte, which contains the ref bit */
 764         *((char *)hptep + 14) = rbyte;
 765         do_tlbies(kvm, &rb, 1, 1, false);
 766 }
 767 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_clear_ref_hpte);
 768
 769 static int slb_base_page_shift[4] = {
 770         24,     /* 16M */
 771         16,     /* 64k */
 772         34,     /* 16G */
 773         20,     /* 1M, unsupported */
 774 };
 775
 776 /* When called from virtmode, this func should be protected by
 777  * preempt_disable(), otherwise, the holding of HPTE_V_HVLOCK
 778  * can trigger deadlock issue.
 779  */
 780 long kvmppc_hv_find_lock_hpte(struct kvm *kvm, gva_t eaddr, unsigned long slb_v,
 781                               unsigned long valid)
 782 {
 783         unsigned int i;
 784         unsigned int pshift;
 785         unsigned long somask;
 786         unsigned long vsid, hash;
 787         unsigned long avpn;
 788         __be64 *hpte;
 789         unsigned long mask, val;
 790         unsigned long v, r;
 791
 792         /* Get page shift, work out hash and AVPN etc. */
 793         mask = SLB_VSID_B | HPTE_V_AVPN | HPTE_V_SECONDARY;
 794         val = 0;
 795         pshift = 12;
 796         if (slb_v & SLB_VSID_L) {
 797                 mask |= HPTE_V_LARGE;
 798                 val |= HPTE_V_LARGE;
 799                 pshift = slb_base_page_shift[(slb_v & SLB_VSID_LP) >> 4];
 800         }
 801         if (slb_v & SLB_VSID_B_1T) {
 802                 somask = (1UL << 40) - 1;
 803                 vsid = (slb_v & ~SLB_VSID_B) >> SLB_VSID_SHIFT_1T;
 804                 vsid ^= vsid << 25;
 805         } else {
 806                 somask = (1UL << 28) - 1;
 807                 vsid = (slb_v & ~SLB_VSID_B) >> SLB_VSID_SHIFT;
 808         }
 809         hash = (vsid ^ ((eaddr & somask) >> pshift)) & kvm->arch.hpt_mask;
 810         avpn = slb_v & ~(somask >> 16); /* also includes B */
 811         avpn |= (eaddr & somask) >> 16;
 812
 813         if (pshift >= 24)
 814                 avpn &= ~((1UL << (pshift - 16)) - 1);
 815         else
 816                 avpn &= ~0x7fUL;
 817         val |= avpn;
 818
 819         for (;;) {
 820                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (hash << 7));
 821
 822                 for (i = 0; i < 16; i += 2) {
 823                         /* Read the PTE racily */
 824                         v = be64_to_cpu(hpte[i]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
 825
 826                         /* Check valid/absent, hash, segment size and AVPN */
 827                         if (!(v & valid) || (v & mask) != val)
 828                                 continue;
 829
 830                         /* Lock the PTE and read it under the lock */
 831                         while (!try_lock_hpte(&hpte[i], HPTE_V_HVLOCK))
 832                                 cpu_relax();
 833                         v = be64_to_cpu(hpte[i]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
 834                         r = be64_to_cpu(hpte[i+1]);
 835
 836                         /*
 837                          * Check the HPTE again, including base page size
 838                          */
 839                         if ((v & valid) && (v & mask) == val &&
 840                             hpte_base_page_size(v, r) == (1ul << pshift))
 841                                 /* Return with the HPTE still locked */
 842                                 return (hash << 3) + (i >> 1);
 843
 844                         /* Unlock and move on */
 845                         hpte[i] = cpu_to_be64(v);
 846                 }
 847
 848                 if (val & HPTE_V_SECONDARY)
 849                         break;
 850                 val |= HPTE_V_SECONDARY;
 851                 hash = hash ^ kvm->arch.hpt_mask;
 852         }
 853         return -1;
 854 }
 855 EXPORT_SYMBOL(kvmppc_hv_find_lock_hpte);
 856
 857 /*
 858  * Called in real mode to check whether an HPTE not found fault
 859  * is due to accessing a paged-out page or an emulated MMIO page,
 860  * or if a protection fault is due to accessing a page that the
 861  * guest wanted read/write access to but which we made read-only.
 862  * Returns a possibly modified status (DSISR) value if not
 863  * (i.e. pass the interrupt to the guest),
 864  * -1 to pass the fault up to host kernel mode code, -2 to do that
 865  * and also load the instruction word (for MMIO emulation),
 866  * or 0 if we should make the guest retry the access.
 867  */
 868 long kvmppc_hpte_hv_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long addr,
 869                           unsigned long slb_v, unsigned int status, bool data)
 870 {
 871         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 872         long int index;
 873         unsigned long v, r, gr;
 874         __be64 *hpte;
 875         unsigned long valid;
 876         struct revmap_entry *rev;
 877         unsigned long pp, key;
 878
 879         /* For protection fault, expect to find a valid HPTE */
 880         valid = HPTE_V_VALID;
 881         if (status & DSISR_NOHPTE)
 882                 valid |= HPTE_V_ABSENT;
 883
 884         index = kvmppc_hv_find_lock_hpte(kvm, addr, slb_v, valid);
 885         if (index < 0) {
 886                 if (status & DSISR_NOHPTE)
 887                         return status;  /* there really was no HPTE */
 888                 return 0;               /* for prot fault, HPTE disappeared */
 889         }
 890         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (index << 4));
 891         v = be64_to_cpu(hpte[0]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
 892         r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 893         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[index]);
 894         gr = rev->guest_rpte;
 895
 896         unlock_hpte(hpte, v);
 897
 898         /* For not found, if the HPTE is valid by now, retry the instruction */
 899         if ((status & DSISR_NOHPTE) && (v & HPTE_V_VALID))
 900                 return 0;
 901
 902         /* Check access permissions to the page */
 903         pp = gr & (HPTE_R_PP0 | HPTE_R_PP);
 904         key = (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_PR) ? SLB_VSID_KP : SLB_VSID_KS;
 905         status &= ~DSISR_NOHPTE;        /* DSISR_NOHPTE == SRR1_ISI_NOPT */
 906         if (!data) {
 907                 if (gr & (HPTE_R_N | HPTE_R_G))
 908                         return status | SRR1_ISI_N_OR_G;
 909                 if (!hpte_read_permission(pp, slb_v & key))
 910                         return status | SRR1_ISI_PROT;
 911         } else if (status & DSISR_ISSTORE) {
 912                 /* check write permission */
 913                 if (!hpte_write_permission(pp, slb_v & key))
 914                         return status | DSISR_PROTFAULT;
 915         } else {
 916                 if (!hpte_read_permission(pp, slb_v & key))
 917                         return status | DSISR_PROTFAULT;
 918         }
 919
 920         /* Check storage key, if applicable */
 921         if (data && (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_DR)) {
 922                 unsigned int perm = hpte_get_skey_perm(gr, vcpu->arch.amr);
 923                 if (status & DSISR_ISSTORE)
 924                         perm >>= 1;
 925                 if (perm & 1)
 926                         return status | DSISR_KEYFAULT;
 927         }
 928
 929         /* Save HPTE info for virtual-mode handler */
 930         vcpu->arch.pgfault_addr = addr;
 931         vcpu->arch.pgfault_index = index;
 932         vcpu->arch.pgfault_hpte[0] = v;
 933         vcpu->arch.pgfault_hpte[1] = r;
 934
 935         /* Check the storage key to see if it is possibly emulated MMIO */
 936         if (data && (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_IR) &&
 937             (r & (HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO)) ==
 938             (HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO))
 939                 return -2;      /* MMIO emulation - load instr word */
 940
 941         return -1;              /* send fault up to host kernel mode */
 942 }