kernel/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          * assume we don't have huge pages in vmalloc space...
  31          * So don't worry about THP collapse/split. Called
  32          * Only in realmode, hence won't need irq_save/restore.
  33          */
  34         p = __find_linux_pte_or_hugepte(swapper_pg_dir, addr, NULL);
  35         if (!p || !pte_present(*p))
  36                 return NULL;
  37         addr = (pte_pfn(*p) << PAGE_SHIFT) | (addr & ~PAGE_MASK);
  38         return __va(addr);
  39 }
  40
  41 /* Return 1 if we need to do a global tlbie, 0 if we can use tlbiel */
  42 static int global_invalidates(struct kvm *kvm, unsigned long flags)
  43 {
  44         int global;
  45
  46         /*
  47          * If there is only one vcore, and it's currently running,
  48          * as indicated by local_paca->kvm_hstate.kvm_vcpu being set,
  49          * we can use tlbiel as long as we mark all other physical
  50          * cores as potentially having stale TLB entries for this lpid.
  51          * Otherwise, don't use tlbiel.
  52          */
  53         if (kvm->arch.online_vcores == 1 && local_paca->kvm_hstate.kvm_vcpu)
  54                 global = 0;
  55         else
  56                 global = 1;
  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_raw(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 long kvmppc_do_h_enter(struct kvm *kvm, unsigned long flags,
 138                        long pte_index, unsigned long pteh, unsigned long ptel,
 139                        pgd_t *pgdir, bool realmode, unsigned long *pte_idx_ret)
 140 {
 141         unsigned long i, pa, gpa, gfn, psize;
 142         unsigned long slot_fn, hva;
 143         __be64 *hpte;
 144         struct revmap_entry *rev;
 145         unsigned long g_ptel;
 146         struct kvm_memory_slot *memslot;
 147         unsigned hpage_shift;
 148         unsigned long is_io;
 149         unsigned long *rmap;
 150         pte_t *ptep;
 151         unsigned int writing;
 152         unsigned long mmu_seq;
 153         unsigned long rcbits, irq_flags = 0;
 154
 155         psize = hpte_page_size(pteh, ptel);
 156         if (!psize)
 157                 return H_PARAMETER;
 158         writing = hpte_is_writable(ptel);
 159         pteh &= ~(HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID);
 160         ptel &= ~HPTE_GR_RESERVED;
 161         g_ptel = ptel;
 162
 163         /* used later to detect if we might have been invalidated */
 164         mmu_seq = kvm->mmu_notifier_seq;
 165         smp_rmb();
 166
 167         /* Find the memslot (if any) for this address */
 168         gpa = (ptel & HPTE_R_RPN) & ~(psize - 1);
 169         gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
 170         memslot = __gfn_to_memslot(kvm_memslots_raw(kvm), gfn);
 171         pa = 0;
 172         is_io = ~0ul;
 173         rmap = NULL;
 174         if (!(memslot && !(memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID))) {
 175                 /* Emulated MMIO - mark this with key=31 */
 176                 pteh |= HPTE_V_ABSENT;
 177                 ptel |= HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO;
 178                 goto do_insert;
 179         }
 180
 181         /* Check if the requested page fits entirely in the memslot. */
 182         if (!slot_is_aligned(memslot, psize))
 183                 return H_PARAMETER;
 184         slot_fn = gfn - memslot->base_gfn;
 185         rmap = &memslot->arch.rmap[slot_fn];
 186
 187         /* Translate to host virtual address */
 188         hva = __gfn_to_hva_memslot(memslot, gfn);
 189         /*
 190          * If we had a page table table change after lookup, we would
 191          * retry via mmu_notifier_retry.
 192          */
 193         if (realmode)
 194                 ptep = __find_linux_pte_or_hugepte(pgdir, hva, &hpage_shift);
 195         else {
 196                 local_irq_save(irq_flags);
 197                 ptep = find_linux_pte_or_hugepte(pgdir, hva, &hpage_shift);
 198         }
 199         if (ptep) {
 200                 pte_t pte;
 201                 unsigned int host_pte_size;
 202
 203                 if (hpage_shift)
 204                         host_pte_size = 1ul << hpage_shift;
 205                 else
 206                         host_pte_size = PAGE_SIZE;
 207                 /*
 208                  * We should always find the guest page size
 209                  * to <= host page size, if host is using hugepage
 210                  */
 211                 if (host_pte_size < psize) {
 212                         if (!realmode)
 213                                 local_irq_restore(flags);
 214                         return H_PARAMETER;
 215                 }
 216                 pte = kvmppc_read_update_linux_pte(ptep, writing);
 217                 if (pte_present(pte) && !pte_protnone(pte)) {
 218                         if (writing && !pte_write(pte))
 219                                 /* make the actual HPTE be read-only */
 220                                 ptel = hpte_make_readonly(ptel);
 221                         is_io = hpte_cache_bits(pte_val(pte));
 222                         pa = pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT;
 223                         pa |= hva & (host_pte_size - 1);
 224                         pa |= gpa & ~PAGE_MASK;
 225                 }
 226         }
 227         if (!realmode)
 228                 local_irq_restore(irq_flags);
 229
 230         ptel &= ~(HPTE_R_PP0 - psize);
 231         ptel |= pa;
 232
 233         if (pa)
 234                 pteh |= HPTE_V_VALID;
 235         else
 236                 pteh |= HPTE_V_ABSENT;
 237
 238         /* Check WIMG */
 239         if (is_io != ~0ul && !hpte_cache_flags_ok(ptel, is_io)) {
 240                 if (is_io)
 241                         return H_PARAMETER;
 242                 /*
 243                  * Allow guest to map emulated device memory as
 244                  * uncacheable, but actually make it cacheable.
 245                  */
 246                 ptel &= ~(HPTE_R_W|HPTE_R_I|HPTE_R_G);
 247                 ptel |= HPTE_R_M;
 248         }
 249
 250         /* Find and lock the HPTEG slot to use */
 251  do_insert:
 252         if (pte_index >= kvm->arch.hpt_npte)
 253                 return H_PARAMETER;
 254         if (likely((flags & H_EXACT) == 0)) {
 255                 pte_index &= ~7UL;
 256                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 257                 for (i = 0; i < 8; ++i) {
 258                         if ((be64_to_cpu(*hpte) & HPTE_V_VALID) == 0 &&
 259                             try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_VALID |
 260                                           HPTE_V_ABSENT))
 261                                 break;
 262                         hpte += 2;
 263                 }
 264                 if (i == 8) {
 265                         /*
 266                          * Since try_lock_hpte doesn't retry (not even stdcx.
 267                          * failures), it could be that there is a free slot
 268                          * but we transiently failed to lock it.  Try again,
 269                          * actually locking each slot and checking it.
 270                          */
 271                         hpte -= 16;
 272                         for (i = 0; i < 8; ++i) {
 273                                 u64 pte;
 274                                 while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 275                                         cpu_relax();
 276                                 pte = be64_to_cpu(hpte[0]);
 277                                 if (!(pte & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT)))
 278                                         break;
 279                                 __unlock_hpte(hpte, pte);
 280                                 hpte += 2;
 281                         }
 282                         if (i == 8)
 283                                 return H_PTEG_FULL;
 284                 }
 285                 pte_index += i;
 286         } else {
 287                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 288                 if (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_VALID |
 289                                    HPTE_V_ABSENT)) {
 290                         /* Lock the slot and check again */
 291                         u64 pte;
 292
 293                         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 294                                 cpu_relax();
 295                         pte = be64_to_cpu(hpte[0]);
 296                         if (pte & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT)) {
 297                                 __unlock_hpte(hpte, pte);
 298                                 return H_PTEG_FULL;
 299                         }
 300                 }
 301         }
 302
 303         /* Save away the guest's idea of the second HPTE dword */
 304         rev = &kvm->arch.revmap[pte_index];
 305         if (realmode)
 306                 rev = real_vmalloc_addr(rev);
 307         if (rev) {
 308                 rev->guest_rpte = g_ptel;
 309                 note_hpte_modification(kvm, rev);
 310         }
 311
 312         /* Link HPTE into reverse-map chain */
 313         if (pteh & HPTE_V_VALID) {
 314                 if (realmode)
 315                         rmap = real_vmalloc_addr(rmap);
 316                 lock_rmap(rmap);
 317                 /* Check for pending invalidations under the rmap chain lock */
 318                 if (mmu_notifier_retry(kvm, mmu_seq)) {
 319                         /* inval in progress, write a non-present HPTE */
 320                         pteh |= HPTE_V_ABSENT;
 321                         pteh &= ~HPTE_V_VALID;
 322                         unlock_rmap(rmap);
 323                 } else {
 324                         kvmppc_add_revmap_chain(kvm, rev, rmap, pte_index,
 325                                                 realmode);
 326                         /* Only set R/C in real HPTE if already set in *rmap */
 327                         rcbits = *rmap >> KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT;
 328                         ptel &= rcbits | ~(HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 329                 }
 330         }
 331
 332         hpte[1] = cpu_to_be64(ptel);
 333
 334         /* Write the first HPTE dword, unlocking the HPTE and making it valid */
 335         eieio();
 336         __unlock_hpte(hpte, pteh);
 337         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 338
 339         *pte_idx_ret = pte_index;
 340         return H_SUCCESS;
 341 }
 342 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_do_h_enter);
 343
 344 long kvmppc_h_enter(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 345                     long pte_index, unsigned long pteh, unsigned long ptel)
 346 {
 347         return kvmppc_do_h_enter(vcpu->kvm, flags, pte_index, pteh, ptel,
 348                                  vcpu->arch.pgdir, true, &vcpu->arch.gpr[4]);
 349 }
 350
 351 #ifdef __BIG_ENDIAN__
 352 #define LOCK_TOKEN      (*(u32 *)(&get_paca()->lock_token))
 353 #else
 354 #define LOCK_TOKEN      (*(u32 *)(&get_paca()->paca_index))
 355 #endif
 356
 357 static inline int try_lock_tlbie(unsigned int *lock)
 358 {
 359         unsigned int tmp, old;
 360         unsigned int token = LOCK_TOKEN;
 361
 362         asm volatile("1:lwarx   %1,0,%2\n"
 363                      "  cmpwi   cr0,%1,0\n"
 364                      "  bne     2f\n"
 365                      "  stwcx.  %3,0,%2\n"
 366                      "  bne-    1b\n"
 367                      "  isync\n"
 368                      "2:"
 369                      : "=&r" (tmp), "=&r" (old)
 370                      : "r" (lock), "r" (token)
 371                      : "cc", "memory");
 372         return old == 0;
 373 }
 374
 375 static void do_tlbies(struct kvm *kvm, unsigned long *rbvalues,
 376                       long npages, int global, bool need_sync)
 377 {
 378         long i;
 379
 380         if (global) {
 381                 while (!try_lock_tlbie(&kvm->arch.tlbie_lock))
 382                         cpu_relax();
 383                 if (need_sync)
 384                         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 385                 for (i = 0; i < npages; ++i)
 386                         asm volatile(PPC_TLBIE(%1,%0) : :
 387                                      "r" (rbvalues[i]), "r" (kvm->arch.lpid));
 388                 asm volatile("eieio; tlbsync; ptesync" : : : "memory");
 389                 kvm->arch.tlbie_lock = 0;
 390         } else {
 391                 if (need_sync)
 392                         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 393                 for (i = 0; i < npages; ++i)
 394                         asm volatile("tlbiel %0" : : "r" (rbvalues[i]));
 395                 asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 396         }
 397 }
 398
 399 long kvmppc_do_h_remove(struct kvm *kvm, unsigned long flags,
 400                         unsigned long pte_index, unsigned long avpn,
 401                         unsigned long *hpret)
 402 {
 403         __be64 *hpte;
 404         unsigned long v, r, rb;
 405         struct revmap_entry *rev;
 406         u64 pte;
 407
 408         if (pte_index >= kvm->arch.hpt_npte)
 409                 return H_PARAMETER;
 410         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 411         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 412                 cpu_relax();
 413         pte = be64_to_cpu(hpte[0]);
 414         if ((pte & (HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID)) == 0 ||
 415             ((flags & H_AVPN) && (pte & ~0x7fUL) != avpn) ||
 416             ((flags & H_ANDCOND) && (pte & avpn) != 0)) {
 417                 __unlock_hpte(hpte, pte);
 418                 return H_NOT_FOUND;
 419         }
 420
 421         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 422         v = pte & ~HPTE_V_HVLOCK;
 423         if (v & HPTE_V_VALID) {
 424                 u64 pte1;
 425
 426                 pte1 = be64_to_cpu(hpte[1]);
 427                 hpte[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_VALID);
 428                 rb = compute_tlbie_rb(v, pte1, pte_index);
 429                 do_tlbies(kvm, &rb, 1, global_invalidates(kvm, flags), true);
 430                 /* Read PTE low word after tlbie to get final R/C values */
 431                 remove_revmap_chain(kvm, pte_index, rev, v, pte1);
 432         }
 433         r = rev->guest_rpte & ~HPTE_GR_RESERVED;
 434         note_hpte_modification(kvm, rev);
 435         unlock_hpte(hpte, 0);
 436
 437         hpret[0] = v;
 438         hpret[1] = r;
 439         return H_SUCCESS;
 440 }
 441 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_do_h_remove);
 442
 443 long kvmppc_h_remove(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 444                      unsigned long pte_index, unsigned long avpn)
 445 {
 446         return kvmppc_do_h_remove(vcpu->kvm, flags, pte_index, avpn,
 447                                   &vcpu->arch.gpr[4]);
 448 }
 449
 450 long kvmppc_h_bulk_remove(struct kvm_vcpu *vcpu)
 451 {
 452         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 453         unsigned long *args = &vcpu->arch.gpr[4];
 454         __be64 *hp, *hptes[4];
 455         unsigned long tlbrb[4];
 456         long int i, j, k, n, found, indexes[4];
 457         unsigned long flags, req, pte_index, rcbits;
 458         int global;
 459         long int ret = H_SUCCESS;
 460         struct revmap_entry *rev, *revs[4];
 461         u64 hp0;
 462
 463         global = global_invalidates(kvm, 0);
 464         for (i = 0; i < 4 && ret == H_SUCCESS; ) {
 465                 n = 0;
 466                 for (; i < 4; ++i) {
 467                         j = i * 2;
 468                         pte_index = args[j];
 469                         flags = pte_index >> 56;
 470                         pte_index &= ((1ul << 56) - 1);
 471                         req = flags >> 6;
 472                         flags &= 3;
 473                         if (req == 3) {         /* no more requests */
 474                                 i = 4;
 475                                 break;
 476                         }
 477                         if (req != 1 || flags == 3 ||
 478                             pte_index >= kvm->arch.hpt_npte) {
 479                                 /* parameter error */
 480                                 args[j] = ((0xa0 | flags) << 56) + pte_index;
 481                                 ret = H_PARAMETER;
 482                                 break;
 483                         }
 484                         hp = (__be64 *) (kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 485                         /* to avoid deadlock, don't spin except for first */
 486                         if (!try_lock_hpte(hp, HPTE_V_HVLOCK)) {
 487                                 if (n)
 488                                         break;
 489                                 while (!try_lock_hpte(hp, HPTE_V_HVLOCK))
 490                                         cpu_relax();
 491                         }
 492                         found = 0;
 493                         hp0 = be64_to_cpu(hp[0]);
 494                         if (hp0 & (HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID)) {
 495                                 switch (flags & 3) {
 496                                 case 0:         /* absolute */
 497                                         found = 1;
 498                                         break;
 499                                 case 1:         /* andcond */
 500                                         if (!(hp0 & args[j + 1]))
 501                                                 found = 1;
 502                                         break;
 503                                 case 2:         /* AVPN */
 504                                         if ((hp0 & ~0x7fUL) == args[j + 1])
 505                                                 found = 1;
 506                                         break;
 507                                 }
 508                         }
 509                         if (!found) {
 510                                 hp[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_HVLOCK);
 511                                 args[j] = ((0x90 | flags) << 56) + pte_index;
 512                                 continue;
 513                         }
 514
 515                         args[j] = ((0x80 | flags) << 56) + pte_index;
 516                         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 517                         note_hpte_modification(kvm, rev);
 518
 519                         if (!(hp0 & HPTE_V_VALID)) {
 520                                 /* insert R and C bits from PTE */
 521                                 rcbits = rev->guest_rpte & (HPTE_R_R|HPTE_R_C);
 522                                 args[j] |= rcbits << (56 - 5);
 523                                 hp[0] = 0;
 524                                 continue;
 525                         }
 526
 527                         /* leave it locked */
 528                         hp[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_VALID);
 529                         tlbrb[n] = compute_tlbie_rb(be64_to_cpu(hp[0]),
 530                                 be64_to_cpu(hp[1]), pte_index);
 531                         indexes[n] = j;
 532                         hptes[n] = hp;
 533                         revs[n] = rev;
 534                         ++n;
 535                 }
 536
 537                 if (!n)
 538                         break;
 539
 540                 /* Now that we've collected a batch, do the tlbies */
 541                 do_tlbies(kvm, tlbrb, n, global, true);
 542
 543                 /* Read PTE low words after tlbie to get final R/C values */
 544                 for (k = 0; k < n; ++k) {
 545                         j = indexes[k];
 546                         pte_index = args[j] & ((1ul << 56) - 1);
 547                         hp = hptes[k];
 548                         rev = revs[k];
 549                         remove_revmap_chain(kvm, pte_index, rev,
 550                                 be64_to_cpu(hp[0]), be64_to_cpu(hp[1]));
 551                         rcbits = rev->guest_rpte & (HPTE_R_R|HPTE_R_C);
 552                         args[j] |= rcbits << (56 - 5);
 553                         __unlock_hpte(hp, 0);
 554                 }
 555         }
 556
 557         return ret;
 558 }
 559
 560 long kvmppc_h_protect(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 561                       unsigned long pte_index, unsigned long avpn,
 562                       unsigned long va)
 563 {
 564         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 565         __be64 *hpte;
 566         struct revmap_entry *rev;
 567         unsigned long v, r, rb, mask, bits;
 568         u64 pte;
 569
 570         if (pte_index >= kvm->arch.hpt_npte)
 571                 return H_PARAMETER;
 572
 573         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 574         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 575                 cpu_relax();
 576         pte = be64_to_cpu(hpte[0]);
 577         if ((pte & (HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID)) == 0 ||
 578             ((flags & H_AVPN) && (pte & ~0x7fUL) != avpn)) {
 579                 __unlock_hpte(hpte, pte);
 580                 return H_NOT_FOUND;
 581         }
 582
 583         v = pte;
 584         bits = (flags << 55) & HPTE_R_PP0;
 585         bits |= (flags << 48) & HPTE_R_KEY_HI;
 586         bits |= flags & (HPTE_R_PP | HPTE_R_N | HPTE_R_KEY_LO);
 587
 588         /* Update guest view of 2nd HPTE dword */
 589         mask = HPTE_R_PP0 | HPTE_R_PP | HPTE_R_N |
 590                 HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO;
 591         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 592         if (rev) {
 593                 r = (rev->guest_rpte & ~mask) | bits;
 594                 rev->guest_rpte = r;
 595                 note_hpte_modification(kvm, rev);
 596         }
 597
 598         /* Update HPTE */
 599         if (v & HPTE_V_VALID) {
 600                 /*
 601                  * If the page is valid, don't let it transition from
 602                  * readonly to writable.  If it should be writable, we'll
 603                  * take a trap and let the page fault code sort it out.
 604                  */
 605                 pte = be64_to_cpu(hpte[1]);
 606                 r = (pte & ~mask) | bits;
 607                 if (hpte_is_writable(r) && !hpte_is_writable(pte))
 608                         r = hpte_make_readonly(r);
 609                 /* If the PTE is changing, invalidate it first */
 610                 if (r != pte) {
 611                         rb = compute_tlbie_rb(v, r, pte_index);
 612                         hpte[0] = cpu_to_be64((v & ~HPTE_V_VALID) |
 613                                               HPTE_V_ABSENT);
 614                         do_tlbies(kvm, &rb, 1, global_invalidates(kvm, flags),
 615                                   true);
 616                         hpte[1] = cpu_to_be64(r);
 617                 }
 618         }
 619         unlock_hpte(hpte, v & ~HPTE_V_HVLOCK);
 620         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 621         return H_SUCCESS;
 622 }
 623
 624 long kvmppc_h_read(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 625                    unsigned long pte_index)
 626 {
 627         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 628         __be64 *hpte;
 629         unsigned long v, r;
 630         int i, n = 1;
 631         struct revmap_entry *rev = NULL;
 632
 633         if (pte_index >= kvm->arch.hpt_npte)
 634                 return H_PARAMETER;
 635         if (flags & H_READ_4) {
 636                 pte_index &= ~3;
 637                 n = 4;
 638         }
 639         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 640         for (i = 0; i < n; ++i, ++pte_index) {
 641                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 642                 v = be64_to_cpu(hpte[0]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
 643                 r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 644                 if (v & HPTE_V_ABSENT) {
 645                         v &= ~HPTE_V_ABSENT;
 646                         v |= HPTE_V_VALID;
 647                 }
 648                 if (v & HPTE_V_VALID) {
 649                         r = rev[i].guest_rpte | (r & (HPTE_R_R | HPTE_R_C));
 650                         r &= ~HPTE_GR_RESERVED;
 651                 }
 652                 vcpu->arch.gpr[4 + i * 2] = v;
 653                 vcpu->arch.gpr[5 + i * 2] = r;
 654         }
 655         return H_SUCCESS;
 656 }
 657
 658 void kvmppc_invalidate_hpte(struct kvm *kvm, __be64 *hptep,
 659                         unsigned long pte_index)
 660 {
 661         unsigned long rb;
 662
 663         hptep[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_VALID);
 664         rb = compute_tlbie_rb(be64_to_cpu(hptep[0]), be64_to_cpu(hptep[1]),
 665                               pte_index);
 666         do_tlbies(kvm, &rb, 1, 1, true);
 667 }
 668 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_invalidate_hpte);
 669
 670 void kvmppc_clear_ref_hpte(struct kvm *kvm, __be64 *hptep,
 671                            unsigned long pte_index)
 672 {
 673         unsigned long rb;
 674         unsigned char rbyte;
 675
 676         rb = compute_tlbie_rb(be64_to_cpu(hptep[0]), be64_to_cpu(hptep[1]),
 677                               pte_index);
 678         rbyte = (be64_to_cpu(hptep[1]) & ~HPTE_R_R) >> 8;
 679         /* modify only the second-last byte, which contains the ref bit */
 680         *((char *)hptep + 14) = rbyte;
 681         do_tlbies(kvm, &rb, 1, 1, false);
 682 }
 683 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_clear_ref_hpte);
 684
 685 static int slb_base_page_shift[4] = {
 686         24,     /* 16M */
 687         16,     /* 64k */
 688         34,     /* 16G */
 689         20,     /* 1M, unsupported */
 690 };
 691
 692 /* When called from virtmode, this func should be protected by
 693  * preempt_disable(), otherwise, the holding of HPTE_V_HVLOCK
 694  * can trigger deadlock issue.
 695  */
 696 long kvmppc_hv_find_lock_hpte(struct kvm *kvm, gva_t eaddr, unsigned long slb_v,
 697                               unsigned long valid)
 698 {
 699         unsigned int i;
 700         unsigned int pshift;
 701         unsigned long somask;
 702         unsigned long vsid, hash;
 703         unsigned long avpn;
 704         __be64 *hpte;
 705         unsigned long mask, val;
 706         unsigned long v, r;
 707
 708         /* Get page shift, work out hash and AVPN etc. */
 709         mask = SLB_VSID_B | HPTE_V_AVPN | HPTE_V_SECONDARY;
 710         val = 0;
 711         pshift = 12;
 712         if (slb_v & SLB_VSID_L) {
 713                 mask |= HPTE_V_LARGE;
 714                 val |= HPTE_V_LARGE;
 715                 pshift = slb_base_page_shift[(slb_v & SLB_VSID_LP) >> 4];
 716         }
 717         if (slb_v & SLB_VSID_B_1T) {
 718                 somask = (1UL << 40) - 1;
 719                 vsid = (slb_v & ~SLB_VSID_B) >> SLB_VSID_SHIFT_1T;
 720                 vsid ^= vsid << 25;
 721         } else {
 722                 somask = (1UL << 28) - 1;
 723                 vsid = (slb_v & ~SLB_VSID_B) >> SLB_VSID_SHIFT;
 724         }
 725         hash = (vsid ^ ((eaddr & somask) >> pshift)) & kvm->arch.hpt_mask;
 726         avpn = slb_v & ~(somask >> 16); /* also includes B */
 727         avpn |= (eaddr & somask) >> 16;
 728
 729         if (pshift >= 24)
 730                 avpn &= ~((1UL << (pshift - 16)) - 1);
 731         else
 732                 avpn &= ~0x7fUL;
 733         val |= avpn;
 734
 735         for (;;) {
 736                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (hash << 7));
 737
 738                 for (i = 0; i < 16; i += 2) {
 739                         /* Read the PTE racily */
 740                         v = be64_to_cpu(hpte[i]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
 741
 742                         /* Check valid/absent, hash, segment size and AVPN */
 743                         if (!(v & valid) || (v & mask) != val)
 744                                 continue;
 745
 746                         /* Lock the PTE and read it under the lock */
 747                         while (!try_lock_hpte(&hpte[i], HPTE_V_HVLOCK))
 748                                 cpu_relax();
 749                         v = be64_to_cpu(hpte[i]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
 750                         r = be64_to_cpu(hpte[i+1]);
 751
 752                         /*
 753                          * Check the HPTE again, including base page size
 754                          */
 755                         if ((v & valid) && (v & mask) == val &&
 756                             hpte_base_page_size(v, r) == (1ul << pshift))
 757                                 /* Return with the HPTE still locked */
 758                                 return (hash << 3) + (i >> 1);
 759
 760                         __unlock_hpte(&hpte[i], v);
 761                 }
 762
 763                 if (val & HPTE_V_SECONDARY)
 764                         break;
 765                 val |= HPTE_V_SECONDARY;
 766                 hash = hash ^ kvm->arch.hpt_mask;
 767         }
 768         return -1;
 769 }
 770 EXPORT_SYMBOL(kvmppc_hv_find_lock_hpte);
 771
 772 /*
 773  * Called in real mode to check whether an HPTE not found fault
 774  * is due to accessing a paged-out page or an emulated MMIO page,
 775  * or if a protection fault is due to accessing a page that the
 776  * guest wanted read/write access to but which we made read-only.
 777  * Returns a possibly modified status (DSISR) value if not
 778  * (i.e. pass the interrupt to the guest),
 779  * -1 to pass the fault up to host kernel mode code, -2 to do that
 780  * and also load the instruction word (for MMIO emulation),
 781  * or 0 if we should make the guest retry the access.
 782  */
 783 long kvmppc_hpte_hv_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long addr,
 784                           unsigned long slb_v, unsigned int status, bool data)
 785 {
 786         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 787         long int index;
 788         unsigned long v, r, gr;
 789         __be64 *hpte;
 790         unsigned long valid;
 791         struct revmap_entry *rev;
 792         unsigned long pp, key;
 793
 794         /* For protection fault, expect to find a valid HPTE */
 795         valid = HPTE_V_VALID;
 796         if (status & DSISR_NOHPTE)
 797                 valid |= HPTE_V_ABSENT;
 798
 799         index = kvmppc_hv_find_lock_hpte(kvm, addr, slb_v, valid);
 800         if (index < 0) {
 801                 if (status & DSISR_NOHPTE)
 802                         return status;  /* there really was no HPTE */
 803                 return 0;               /* for prot fault, HPTE disappeared */
 804         }
 805         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (index << 4));
 806         v = be64_to_cpu(hpte[0]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
 807         r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 808         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[index]);
 809         gr = rev->guest_rpte;
 810
 811         unlock_hpte(hpte, v);
 812
 813         /* For not found, if the HPTE is valid by now, retry the instruction */
 814         if ((status & DSISR_NOHPTE) && (v & HPTE_V_VALID))
 815                 return 0;
 816
 817         /* Check access permissions to the page */
 818         pp = gr & (HPTE_R_PP0 | HPTE_R_PP);
 819         key = (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_PR) ? SLB_VSID_KP : SLB_VSID_KS;
 820         status &= ~DSISR_NOHPTE;        /* DSISR_NOHPTE == SRR1_ISI_NOPT */
 821         if (!data) {
 822                 if (gr & (HPTE_R_N | HPTE_R_G))
 823                         return status | SRR1_ISI_N_OR_G;
 824                 if (!hpte_read_permission(pp, slb_v & key))
 825                         return status | SRR1_ISI_PROT;
 826         } else if (status & DSISR_ISSTORE) {
 827                 /* check write permission */
 828                 if (!hpte_write_permission(pp, slb_v & key))
 829                         return status | DSISR_PROTFAULT;
 830         } else {
 831                 if (!hpte_read_permission(pp, slb_v & key))
 832                         return status | DSISR_PROTFAULT;
 833         }
 834
 835         /* Check storage key, if applicable */
 836         if (data && (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_DR)) {
 837                 unsigned int perm = hpte_get_skey_perm(gr, vcpu->arch.amr);
 838                 if (status & DSISR_ISSTORE)
 839                         perm >>= 1;
 840                 if (perm & 1)
 841                         return status | DSISR_KEYFAULT;
 842         }
 843
 844         /* Save HPTE info for virtual-mode handler */
 845         vcpu->arch.pgfault_addr = addr;
 846         vcpu->arch.pgfault_index = index;
 847         vcpu->arch.pgfault_hpte[0] = v;
 848         vcpu->arch.pgfault_hpte[1] = r;
 849
 850         /* Check the storage key to see if it is possibly emulated MMIO */
 851         if (data && (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_IR) &&
 852             (r & (HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO)) ==
 853             (HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO))
 854                 return -2;      /* MMIO emulation - load instr word */
 855
 856         return -1;              /* send fault up to host kernel mode */
 857 }