kernel/arch/powerpc/kvm/e500_mmu_host.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2008-2013 Freescale Semiconductor, Inc. All rights reserved.
   3  *
   4  * Author: Yu Liu, yu.liu@freescale.com
   5  *         Scott Wood, scottwood@freescale.com
   6  *         Ashish Kalra, ashish.kalra@freescale.com
   7  *         Varun Sethi, varun.sethi@freescale.com
   8  *         Alexander Graf, agraf@suse.de
   9  *
  10  * Description:
  11  * This file is based on arch/powerpc/kvm/44x_tlb.c,
  12  * by Hollis Blanchard <hollisb@us.ibm.com>.
  13  *
  14  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  15  * it under the terms of the GNU General Public License, version 2, as
  16  * published by the Free Software Foundation.
  17  */
  18
  19 #include <linux/kernel.h>
  20 #include <linux/types.h>
  21 #include <linux/slab.h>
  22 #include <linux/string.h>
  23 #include <linux/kvm.h>
  24 #include <linux/kvm_host.h>
  25 #include <linux/highmem.h>
  26 #include <linux/log2.h>
  27 #include <linux/uaccess.h>
  28 #include <linux/sched.h>
  29 #include <linux/rwsem.h>
  30 #include <linux/vmalloc.h>
  31 #include <linux/hugetlb.h>
  32 #include <asm/kvm_ppc.h>
  33
  34 #include "e500.h"
  35 #include "timing.h"
  36 #include "e500_mmu_host.h"
  37
  38 #include "trace_booke.h"
  39
  40 #define to_htlb1_esel(esel) (host_tlb_params[1].entries - (esel) - 1)
  41
  42 static struct kvmppc_e500_tlb_params host_tlb_params[E500_TLB_NUM];
  43
  44 static inline unsigned int tlb1_max_shadow_size(void)
  45 {
  46         /* reserve one entry for magic page */
  47         return host_tlb_params[1].entries - tlbcam_index - 1;
  48 }
  49
  50 static inline u32 e500_shadow_mas3_attrib(u32 mas3, int usermode)
  51 {
  52         /* Mask off reserved bits. */
  53         mas3 &= MAS3_ATTRIB_MASK;
  54
  55 #ifndef CONFIG_KVM_BOOKE_HV
  56         if (!usermode) {
  57                 /* Guest is in supervisor mode,
  58                  * so we need to translate guest
  59                  * supervisor permissions into user permissions. */
  60                 mas3 &= ~E500_TLB_USER_PERM_MASK;
  61                 mas3 |= (mas3 & E500_TLB_SUPER_PERM_MASK) << 1;
  62         }
  63         mas3 |= E500_TLB_SUPER_PERM_MASK;
  64 #endif
  65         return mas3;
  66 }
  67
  68 /*
  69  * writing shadow tlb entry to host TLB
  70  */
  71 static inline void __write_host_tlbe(struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe,
  72                                      uint32_t mas0,
  73                                      uint32_t lpid)
  74 {
  75         unsigned long flags;
  76
  77         local_irq_save(flags);
  78         mtspr(SPRN_MAS0, mas0);
  79         mtspr(SPRN_MAS1, stlbe->mas1);
  80         mtspr(SPRN_MAS2, (unsigned long)stlbe->mas2);
  81         mtspr(SPRN_MAS3, (u32)stlbe->mas7_3);
  82         mtspr(SPRN_MAS7, (u32)(stlbe->mas7_3 >> 32));
  83 #ifdef CONFIG_KVM_BOOKE_HV
  84         mtspr(SPRN_MAS8, MAS8_TGS | get_thread_specific_lpid(lpid));
  85 #endif
  86         asm volatile("isync; tlbwe" : : : "memory");
  87
  88 #ifdef CONFIG_KVM_BOOKE_HV
  89         /* Must clear mas8 for other host tlbwe's */
  90         mtspr(SPRN_MAS8, 0);
  91         isync();
  92 #endif
  93         local_irq_restore(flags);
  94
  95         trace_kvm_booke206_stlb_write(mas0, stlbe->mas8, stlbe->mas1,
  96                                       stlbe->mas2, stlbe->mas7_3);
  97 }
  98
  99 /*
 100  * Acquire a mas0 with victim hint, as if we just took a TLB miss.
 101  *
 102  * We don't care about the address we're searching for, other than that it's
 103  * in the right set and is not present in the TLB.  Using a zero PID and a
 104  * userspace address means we don't have to set and then restore MAS5, or
 105  * calculate a proper MAS6 value.
 106  */
 107 static u32 get_host_mas0(unsigned long eaddr)
 108 {
 109         unsigned long flags;
 110         u32 mas0;
 111         u32 mas4;
 112
 113         local_irq_save(flags);
 114         mtspr(SPRN_MAS6, 0);
 115         mas4 = mfspr(SPRN_MAS4);
 116         mtspr(SPRN_MAS4, mas4 & ~MAS4_TLBSEL_MASK);
 117         asm volatile("tlbsx 0, %0" : : "b" (eaddr & ~CONFIG_PAGE_OFFSET));
 118         mas0 = mfspr(SPRN_MAS0);
 119         mtspr(SPRN_MAS4, mas4);
 120         local_irq_restore(flags);
 121
 122         return mas0;
 123 }
 124
 125 /* sesel is for tlb1 only */
 126 static inline void write_host_tlbe(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 127                 int tlbsel, int sesel, struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe)
 128 {
 129         u32 mas0;
 130
 131         if (tlbsel == 0) {
 132                 mas0 = get_host_mas0(stlbe->mas2);
 133                 __write_host_tlbe(stlbe, mas0, vcpu_e500->vcpu.kvm->arch.lpid);
 134         } else {
 135                 __write_host_tlbe(stlbe,
 136                                   MAS0_TLBSEL(1) |
 137                                   MAS0_ESEL(to_htlb1_esel(sesel)),
 138                                   vcpu_e500->vcpu.kvm->arch.lpid);
 139         }
 140 }
 141
 142 /* sesel is for tlb1 only */
 143 static void write_stlbe(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 144                         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 145                         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe,
 146                         int stlbsel, int sesel)
 147 {
 148         int stid;
 149
 150         preempt_disable();
 151         stid = kvmppc_e500_get_tlb_stid(&vcpu_e500->vcpu, gtlbe);
 152
 153         stlbe->mas1 |= MAS1_TID(stid);
 154         write_host_tlbe(vcpu_e500, stlbsel, sesel, stlbe);
 155         preempt_enable();
 156 }
 157
 158 #ifdef CONFIG_KVM_E500V2
 159 /* XXX should be a hook in the gva2hpa translation */
 160 void kvmppc_map_magic(struct kvm_vcpu *vcpu)
 161 {
 162         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 163         struct kvm_book3e_206_tlb_entry magic;
 164         ulong shared_page = ((ulong)vcpu->arch.shared) & PAGE_MASK;
 165         unsigned int stid;
 166         pfn_t pfn;
 167
 168         pfn = (pfn_t)virt_to_phys((void *)shared_page) >> PAGE_SHIFT;
 169         get_page(pfn_to_page(pfn));
 170
 171         preempt_disable();
 172         stid = kvmppc_e500_get_sid(vcpu_e500, 0, 0, 0, 0);
 173
 174         magic.mas1 = MAS1_VALID | MAS1_TS | MAS1_TID(stid) |
 175                      MAS1_TSIZE(BOOK3E_PAGESZ_4K);
 176         magic.mas2 = vcpu->arch.magic_page_ea | MAS2_M;
 177         magic.mas7_3 = ((u64)pfn << PAGE_SHIFT) |
 178                        MAS3_SW | MAS3_SR | MAS3_UW | MAS3_UR;
 179         magic.mas8 = 0;
 180
 181         __write_host_tlbe(&magic, MAS0_TLBSEL(1) | MAS0_ESEL(tlbcam_index), 0);
 182         preempt_enable();
 183 }
 184 #endif
 185
 186 void inval_gtlbe_on_host(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500, int tlbsel,
 187                          int esel)
 188 {
 189         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe =
 190                 get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 191         struct tlbe_ref *ref = &vcpu_e500->gtlb_priv[tlbsel][esel].ref;
 192
 193         /* Don't bother with unmapped entries */
 194         if (!(ref->flags & E500_TLB_VALID)) {
 195                 WARN(ref->flags & (E500_TLB_BITMAP | E500_TLB_TLB0),
 196                      "%s: flags %x\n", __func__, ref->flags);
 197                 WARN_ON(tlbsel == 1 && vcpu_e500->g2h_tlb1_map[esel]);
 198         }
 199
 200         if (tlbsel == 1 && ref->flags & E500_TLB_BITMAP) {
 201                 u64 tmp = vcpu_e500->g2h_tlb1_map[esel];
 202                 int hw_tlb_indx;
 203                 unsigned long flags;
 204
 205                 local_irq_save(flags);
 206                 while (tmp) {
 207                         hw_tlb_indx = __ilog2_u64(tmp & -tmp);
 208                         mtspr(SPRN_MAS0,
 209                               MAS0_TLBSEL(1) |
 210                               MAS0_ESEL(to_htlb1_esel(hw_tlb_indx)));
 211                         mtspr(SPRN_MAS1, 0);
 212                         asm volatile("tlbwe");
 213                         vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap[hw_tlb_indx] = 0;
 214                         tmp &= tmp - 1;
 215                 }
 216                 mb();
 217                 vcpu_e500->g2h_tlb1_map[esel] = 0;
 218                 ref->flags &= ~(E500_TLB_BITMAP | E500_TLB_VALID);
 219                 local_irq_restore(flags);
 220         }
 221
 222         if (tlbsel == 1 && ref->flags & E500_TLB_TLB0) {
 223                 /*
 224                  * TLB1 entry is backed by 4k pages. This should happen
 225                  * rarely and is not worth optimizing. Invalidate everything.
 226                  */
 227                 kvmppc_e500_tlbil_all(vcpu_e500);
 228                 ref->flags &= ~(E500_TLB_TLB0 | E500_TLB_VALID);
 229         }
 230
 231         /*
 232          * If TLB entry is still valid then it's a TLB0 entry, and thus
 233          * backed by at most one host tlbe per shadow pid
 234          */
 235         if (ref->flags & E500_TLB_VALID)
 236                 kvmppc_e500_tlbil_one(vcpu_e500, gtlbe);
 237
 238         /* Mark the TLB as not backed by the host anymore */
 239         ref->flags = 0;
 240 }
 241
 242 static inline int tlbe_is_writable(struct kvm_book3e_206_tlb_entry *tlbe)
 243 {
 244         return tlbe->mas7_3 & (MAS3_SW|MAS3_UW);
 245 }
 246
 247 static inline void kvmppc_e500_ref_setup(struct tlbe_ref *ref,
 248                                          struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 249                                          pfn_t pfn, unsigned int wimg)
 250 {
 251         ref->pfn = pfn;
 252         ref->flags = E500_TLB_VALID;
 253
 254         /* Use guest supplied MAS2_G and MAS2_E */
 255         ref->flags |= (gtlbe->mas2 & MAS2_ATTRIB_MASK) | wimg;
 256
 257         /* Mark the page accessed */
 258         kvm_set_pfn_accessed(pfn);
 259
 260         if (tlbe_is_writable(gtlbe))
 261                 kvm_set_pfn_dirty(pfn);
 262 }
 263
 264 static inline void kvmppc_e500_ref_release(struct tlbe_ref *ref)
 265 {
 266         if (ref->flags & E500_TLB_VALID) {
 267                 /* FIXME: don't log bogus pfn for TLB1 */
 268                 trace_kvm_booke206_ref_release(ref->pfn, ref->flags);
 269                 ref->flags = 0;
 270         }
 271 }
 272
 273 static void clear_tlb1_bitmap(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 274 {
 275         if (vcpu_e500->g2h_tlb1_map)
 276                 memset(vcpu_e500->g2h_tlb1_map, 0,
 277                        sizeof(u64) * vcpu_e500->gtlb_params[1].entries);
 278         if (vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap)
 279                 memset(vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap, 0,
 280                        sizeof(unsigned int) * host_tlb_params[1].entries);
 281 }
 282
 283 static void clear_tlb_privs(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 284 {
 285         int tlbsel;
 286         int i;
 287
 288         for (tlbsel = 0; tlbsel <= 1; tlbsel++) {
 289                 for (i = 0; i < vcpu_e500->gtlb_params[tlbsel].entries; i++) {
 290                         struct tlbe_ref *ref =
 291                                 &vcpu_e500->gtlb_priv[tlbsel][i].ref;
 292                         kvmppc_e500_ref_release(ref);
 293                 }
 294         }
 295 }
 296
 297 void kvmppc_core_flush_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu)
 298 {
 299         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 300         kvmppc_e500_tlbil_all(vcpu_e500);
 301         clear_tlb_privs(vcpu_e500);
 302         clear_tlb1_bitmap(vcpu_e500);
 303 }
 304
 305 /* TID must be supplied by the caller */
 306 static void kvmppc_e500_setup_stlbe(
 307         struct kvm_vcpu *vcpu,
 308         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 309         int tsize, struct tlbe_ref *ref, u64 gvaddr,
 310         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe)
 311 {
 312         pfn_t pfn = ref->pfn;
 313         u32 pr = vcpu->arch.shared->msr & MSR_PR;
 314
 315         BUG_ON(!(ref->flags & E500_TLB_VALID));
 316
 317         /* Force IPROT=0 for all guest mappings. */
 318         stlbe->mas1 = MAS1_TSIZE(tsize) | get_tlb_sts(gtlbe) | MAS1_VALID;
 319         stlbe->mas2 = (gvaddr & MAS2_EPN) | (ref->flags & E500_TLB_MAS2_ATTR);
 320         stlbe->mas7_3 = ((u64)pfn << PAGE_SHIFT) |
 321                         e500_shadow_mas3_attrib(gtlbe->mas7_3, pr);
 322 }
 323
 324 static inline int kvmppc_e500_shadow_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 325         u64 gvaddr, gfn_t gfn, struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 326         int tlbsel, struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe,
 327         struct tlbe_ref *ref)
 328 {
 329         struct kvm_memory_slot *slot;
 330         unsigned long pfn = 0; /* silence GCC warning */
 331         unsigned long hva;
 332         int pfnmap = 0;
 333         int tsize = BOOK3E_PAGESZ_4K;
 334         int ret = 0;
 335         unsigned long mmu_seq;
 336         struct kvm *kvm = vcpu_e500->vcpu.kvm;
 337         unsigned long tsize_pages = 0;
 338         pte_t *ptep;
 339         unsigned int wimg = 0;
 340         pgd_t *pgdir;
 341         unsigned long flags;
 342
 343         /* used to check for invalidations in progress */
 344         mmu_seq = kvm->mmu_notifier_seq;
 345         smp_rmb();
 346
 347         /*
 348          * Translate guest physical to true physical, acquiring
 349          * a page reference if it is normal, non-reserved memory.
 350          *
 351          * gfn_to_memslot() must succeed because otherwise we wouldn't
 352          * have gotten this far.  Eventually we should just pass the slot
 353          * pointer through from the first lookup.
 354          */
 355         slot = gfn_to_memslot(vcpu_e500->vcpu.kvm, gfn);
 356         hva = gfn_to_hva_memslot(slot, gfn);
 357
 358         if (tlbsel == 1) {
 359                 struct vm_area_struct *vma;
 360                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
 361
 362                 vma = find_vma(current->mm, hva);
 363                 if (vma && hva >= vma->vm_start &&
 364                     (vma->vm_flags & VM_PFNMAP)) {
 365                         /*
 366                          * This VMA is a physically contiguous region (e.g.
 367                          * /dev/mem) that bypasses normal Linux page
 368                          * management.  Find the overlap between the
 369                          * vma and the memslot.
 370                          */
 371
 372                         unsigned long start, end;
 373                         unsigned long slot_start, slot_end;
 374
 375                         pfnmap = 1;
 376
 377                         start = vma->vm_pgoff;
 378                         end = start +
 379                               ((vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
 380
 381                         pfn = start + ((hva - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
 382
 383                         slot_start = pfn - (gfn - slot->base_gfn);
 384                         slot_end = slot_start + slot->npages;
 385
 386                         if (start < slot_start)
 387                                 start = slot_start;
 388                         if (end > slot_end)
 389                                 end = slot_end;
 390
 391                         tsize = (gtlbe->mas1 & MAS1_TSIZE_MASK) >>
 392                                 MAS1_TSIZE_SHIFT;
 393
 394                         /*
 395                          * e500 doesn't implement the lowest tsize bit,
 396                          * or 1K pages.
 397                          */
 398                         tsize = max(BOOK3E_PAGESZ_4K, tsize & ~1);
 399
 400                         /*
 401                          * Now find the largest tsize (up to what the guest
 402                          * requested) that will cover gfn, stay within the
 403                          * range, and for which gfn and pfn are mutually
 404                          * aligned.
 405                          */
 406
 407                         for (; tsize > BOOK3E_PAGESZ_4K; tsize -= 2) {
 408                                 unsigned long gfn_start, gfn_end;
 409                                 tsize_pages = 1 << (tsize - 2);
 410
 411                                 gfn_start = gfn & ~(tsize_pages - 1);
 412                                 gfn_end = gfn_start + tsize_pages;
 413
 414                                 if (gfn_start + pfn - gfn < start)
 415                                         continue;
 416                                 if (gfn_end + pfn - gfn > end)
 417                                         continue;
 418                                 if ((gfn & (tsize_pages - 1)) !=
 419                                     (pfn & (tsize_pages - 1)))
 420                                         continue;
 421
 422                                 gvaddr &= ~((tsize_pages << PAGE_SHIFT) - 1);
 423                                 pfn &= ~(tsize_pages - 1);
 424                                 break;
 425                         }
 426                 } else if (vma && hva >= vma->vm_start &&
 427                            (vma->vm_flags & VM_HUGETLB)) {
 428                         unsigned long psize = vma_kernel_pagesize(vma);
 429
 430                         tsize = (gtlbe->mas1 & MAS1_TSIZE_MASK) >>
 431                                 MAS1_TSIZE_SHIFT;
 432
 433                         /*
 434                          * Take the largest page size that satisfies both host
 435                          * and guest mapping
 436                          */
 437                         tsize = min(__ilog2(psize) - 10, tsize);
 438
 439                         /*
 440                          * e500 doesn't implement the lowest tsize bit,
 441                          * or 1K pages.
 442                          */
 443                         tsize = max(BOOK3E_PAGESZ_4K, tsize & ~1);
 444                 }
 445
 446                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
 447         }
 448
 449         if (likely(!pfnmap)) {
 450                 tsize_pages = 1 << (tsize + 10 - PAGE_SHIFT);
 451                 pfn = gfn_to_pfn_memslot(slot, gfn);
 452                 if (is_error_noslot_pfn(pfn)) {
 453                         if (printk_ratelimit())
 454                                 pr_err("%s: real page not found for gfn %lx\n",
 455                                        __func__, (long)gfn);
 456                         return -EINVAL;
 457                 }
 458
 459                 /* Align guest and physical address to page map boundaries */
 460                 pfn &= ~(tsize_pages - 1);
 461                 gvaddr &= ~((tsize_pages << PAGE_SHIFT) - 1);
 462         }
 463
 464         spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 465         if (mmu_notifier_retry(kvm, mmu_seq)) {
 466                 ret = -EAGAIN;
 467                 goto out;
 468         }
 469
 470
 471         pgdir = vcpu_e500->vcpu.arch.pgdir;
 472         /*
 473          * We are just looking at the wimg bits, so we don't
 474          * care much about the trans splitting bit.
 475          * We are holding kvm->mmu_lock so a notifier invalidate
 476          * can't run hence pfn won't change.
 477          */
 478         local_irq_save(flags);
 479         ptep = find_linux_pte_or_hugepte(pgdir, hva, NULL);
 480         if (ptep) {
 481                 pte_t pte = READ_ONCE(*ptep);
 482
 483                 if (pte_present(pte)) {
 484                         wimg = (pte_val(pte) >> PTE_WIMGE_SHIFT) &
 485                                 MAS2_WIMGE_MASK;
 486                         local_irq_restore(flags);
 487                 } else {
 488                         local_irq_restore(flags);
 489                         pr_err_ratelimited("%s: pte not present: gfn %lx,pfn %lx\n",
 490                                            __func__, (long)gfn, pfn);
 491                         ret = -EINVAL;
 492                         goto out;
 493                 }
 494         }
 495         kvmppc_e500_ref_setup(ref, gtlbe, pfn, wimg);
 496
 497         kvmppc_e500_setup_stlbe(&vcpu_e500->vcpu, gtlbe, tsize,
 498                                 ref, gvaddr, stlbe);
 499
 500         /* Clear i-cache for new pages */
 501         kvmppc_mmu_flush_icache(pfn);
 502
 503 out:
 504         spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
 505
 506         /* Drop refcount on page, so that mmu notifiers can clear it */
 507         kvm_release_pfn_clean(pfn);
 508
 509         return ret;
 510 }
 511
 512 /* XXX only map the one-one case, for now use TLB0 */
 513 static int kvmppc_e500_tlb0_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500, int esel,
 514                                 struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe)
 515 {
 516         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe;
 517         struct tlbe_ref *ref;
 518         int stlbsel = 0;
 519         int sesel = 0;
 520         int r;
 521
 522         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, 0, esel);
 523         ref = &vcpu_e500->gtlb_priv[0][esel].ref;
 524
 525         r = kvmppc_e500_shadow_map(vcpu_e500, get_tlb_eaddr(gtlbe),
 526                         get_tlb_raddr(gtlbe) >> PAGE_SHIFT,
 527                         gtlbe, 0, stlbe, ref);
 528         if (r)
 529                 return r;
 530
 531         write_stlbe(vcpu_e500, gtlbe, stlbe, stlbsel, sesel);
 532
 533         return 0;
 534 }
 535
 536 static int kvmppc_e500_tlb1_map_tlb1(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 537                                      struct tlbe_ref *ref,
 538                                      int esel)
 539 {
 540         unsigned int sesel = vcpu_e500->host_tlb1_nv++;
 541
 542         if (unlikely(vcpu_e500->host_tlb1_nv >= tlb1_max_shadow_size()))
 543                 vcpu_e500->host_tlb1_nv = 0;
 544
 545         if (vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap[sesel]) {
 546                 unsigned int idx = vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap[sesel] - 1;
 547                 vcpu_e500->g2h_tlb1_map[idx] &= ~(1ULL << sesel);
 548         }
 549
 550         vcpu_e500->gtlb_priv[1][esel].ref.flags |= E500_TLB_BITMAP;
 551         vcpu_e500->g2h_tlb1_map[esel] |= (u64)1 << sesel;
 552         vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap[sesel] = esel + 1;
 553         WARN_ON(!(ref->flags & E500_TLB_VALID));
 554
 555         return sesel;
 556 }
 557
 558 /* Caller must ensure that the specified guest TLB entry is safe to insert into
 559  * the shadow TLB. */
 560 /* For both one-one and one-to-many */
 561 static int kvmppc_e500_tlb1_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 562                 u64 gvaddr, gfn_t gfn, struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 563                 struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe, int esel)
 564 {
 565         struct tlbe_ref *ref = &vcpu_e500->gtlb_priv[1][esel].ref;
 566         int sesel;
 567         int r;
 568
 569         r = kvmppc_e500_shadow_map(vcpu_e500, gvaddr, gfn, gtlbe, 1, stlbe,
 570                                    ref);
 571         if (r)
 572                 return r;
 573
 574         /* Use TLB0 when we can only map a page with 4k */
 575         if (get_tlb_tsize(stlbe) == BOOK3E_PAGESZ_4K) {
 576                 vcpu_e500->gtlb_priv[1][esel].ref.flags |= E500_TLB_TLB0;
 577                 write_stlbe(vcpu_e500, gtlbe, stlbe, 0, 0);
 578                 return 0;
 579         }
 580
 581         /* Otherwise map into TLB1 */
 582         sesel = kvmppc_e500_tlb1_map_tlb1(vcpu_e500, ref, esel);
 583         write_stlbe(vcpu_e500, gtlbe, stlbe, 1, sesel);
 584
 585         return 0;
 586 }
 587
 588 void kvmppc_mmu_map(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 eaddr, gpa_t gpaddr,
 589                     unsigned int index)
 590 {
 591         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 592         struct tlbe_priv *priv;
 593         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe, stlbe;
 594         int tlbsel = tlbsel_of(index);
 595         int esel = esel_of(index);
 596
 597         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 598
 599         switch (tlbsel) {
 600         case 0:
 601                 priv = &vcpu_e500->gtlb_priv[tlbsel][esel];
 602
 603                 /* Triggers after clear_tlb_privs or on initial mapping */
 604                 if (!(priv->ref.flags & E500_TLB_VALID)) {
 605                         kvmppc_e500_tlb0_map(vcpu_e500, esel, &stlbe);
 606                 } else {
 607                         kvmppc_e500_setup_stlbe(vcpu, gtlbe, BOOK3E_PAGESZ_4K,
 608                                                 &priv->ref, eaddr, &stlbe);
 609                         write_stlbe(vcpu_e500, gtlbe, &stlbe, 0, 0);
 610                 }
 611                 break;
 612
 613         case 1: {
 614                 gfn_t gfn = gpaddr >> PAGE_SHIFT;
 615                 kvmppc_e500_tlb1_map(vcpu_e500, eaddr, gfn, gtlbe, &stlbe,
 616                                      esel);
 617                 break;
 618         }
 619
 620         default:
 621                 BUG();
 622                 break;
 623         }
 624 }
 625
 626 #ifdef CONFIG_KVM_BOOKE_HV
 627 int kvmppc_load_last_inst(struct kvm_vcpu *vcpu, enum instruction_type type,
 628                           u32 *instr)
 629 {
 630         gva_t geaddr;
 631         hpa_t addr;
 632         hfn_t pfn;
 633         hva_t eaddr;
 634         u32 mas1, mas2, mas3;
 635         u64 mas7_mas3;
 636         struct page *page;
 637         unsigned int addr_space, psize_shift;
 638         bool pr;
 639         unsigned long flags;
 640
 641         /* Search TLB for guest pc to get the real address */
 642         geaddr = kvmppc_get_pc(vcpu);
 643
 644         addr_space = (vcpu->arch.shared->msr & MSR_IS) >> MSR_IR_LG;
 645
 646         local_irq_save(flags);
 647         mtspr(SPRN_MAS6, (vcpu->arch.pid << MAS6_SPID_SHIFT) | addr_space);
 648         mtspr(SPRN_MAS5, MAS5_SGS | get_lpid(vcpu));
 649         asm volatile("tlbsx 0, %[geaddr]\n" : :
 650                      [geaddr] "r" (geaddr));
 651         mtspr(SPRN_MAS5, 0);
 652         mtspr(SPRN_MAS8, 0);
 653         mas1 = mfspr(SPRN_MAS1);
 654         mas2 = mfspr(SPRN_MAS2);
 655         mas3 = mfspr(SPRN_MAS3);
 656 #ifdef CONFIG_64BIT
 657         mas7_mas3 = mfspr(SPRN_MAS7_MAS3);
 658 #else
 659         mas7_mas3 = ((u64)mfspr(SPRN_MAS7) << 32) | mas3;
 660 #endif
 661         local_irq_restore(flags);
 662
 663         /*
 664          * If the TLB entry for guest pc was evicted, return to the guest.
 665          * There are high chances to find a valid TLB entry next time.
 666          */
 667         if (!(mas1 & MAS1_VALID))
 668                 return EMULATE_AGAIN;
 669
 670         /*
 671          * Another thread may rewrite the TLB entry in parallel, don't
 672          * execute from the address if the execute permission is not set
 673          */
 674         pr = vcpu->arch.shared->msr & MSR_PR;
 675         if (unlikely((pr && !(mas3 & MAS3_UX)) ||
 676                      (!pr && !(mas3 & MAS3_SX)))) {
 677                 pr_err_ratelimited(
 678                         "%s: Instruction emulation from guest address %08lx without execute permission\n",
 679                         __func__, geaddr);
 680                 return EMULATE_AGAIN;
 681         }
 682
 683         /*
 684          * The real address will be mapped by a cacheable, memory coherent,
 685          * write-back page. Check for mismatches when LRAT is used.
 686          */
 687         if (has_feature(vcpu, VCPU_FTR_MMU_V2) &&
 688             unlikely((mas2 & MAS2_I) || (mas2 & MAS2_W) || !(mas2 & MAS2_M))) {
 689                 pr_err_ratelimited(
 690                         "%s: Instruction emulation from guest address %08lx mismatches storage attributes\n",
 691                         __func__, geaddr);
 692                 return EMULATE_AGAIN;
 693         }
 694
 695         /* Get pfn */
 696         psize_shift = MAS1_GET_TSIZE(mas1) + 10;
 697         addr = (mas7_mas3 & (~0ULL << psize_shift)) |
 698                (geaddr & ((1ULL << psize_shift) - 1ULL));
 699         pfn = addr >> PAGE_SHIFT;
 700
 701         /* Guard against emulation from devices area */
 702         if (unlikely(!page_is_ram(pfn))) {
 703                 pr_err_ratelimited("%s: Instruction emulation from non-RAM host address %08llx is not supported\n",
 704                          __func__, addr);
 705                 return EMULATE_AGAIN;
 706         }
 707
 708         /* Map a page and get guest's instruction */
 709         page = pfn_to_page(pfn);
 710         eaddr = (unsigned long)kmap_atomic(page);
 711         *instr = *(u32 *)(eaddr | (unsigned long)(addr & ~PAGE_MASK));
 712         kunmap_atomic((u32 *)eaddr);
 713
 714         return EMULATE_DONE;
 715 }
 716 #else
 717 int kvmppc_load_last_inst(struct kvm_vcpu *vcpu, enum instruction_type type,
 718                           u32 *instr)
 719 {
 720         return EMULATE_AGAIN;
 721 }
 722 #endif
 723
 724 /************* MMU Notifiers *************/
 725
 726 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva)
 727 {
 728         trace_kvm_unmap_hva(hva);
 729
 730         /*
 731          * Flush all shadow tlb entries everywhere. This is slow, but
 732          * we are 100% sure that we catch the to be unmapped page
 733          */
 734         kvm_flush_remote_tlbs(kvm);
 735
 736         return 0;
 737 }
 738
 739 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end)
 740 {
 741         /* kvm_unmap_hva flushes everything anyways */
 742         kvm_unmap_hva(kvm, start);
 743
 744         return 0;
 745 }
 746
 747 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end)
 748 {
 749         /* XXX could be more clever ;) */
 750         return 0;
 751 }
 752
 753 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva)
 754 {
 755         /* XXX could be more clever ;) */
 756         return 0;
 757 }
 758
 759 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte)
 760 {
 761         /* The page will get remapped properly on its next fault */
 762         kvm_unmap_hva(kvm, hva);
 763 }
 764
 765 /*****************************************/
 766
 767 int e500_mmu_host_init(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 768 {
 769         host_tlb_params[0].entries = mfspr(SPRN_TLB0CFG) & TLBnCFG_N_ENTRY;
 770         host_tlb_params[1].entries = mfspr(SPRN_TLB1CFG) & TLBnCFG_N_ENTRY;
 771
 772         /*
 773          * This should never happen on real e500 hardware, but is
 774          * architecturally possible -- e.g. in some weird nested
 775          * virtualization case.
 776          */
 777         if (host_tlb_params[0].entries == 0 ||
 778             host_tlb_params[1].entries == 0) {
 779                 pr_err("%s: need to know host tlb size\n", __func__);
 780                 return -ENODEV;
 781         }
 782
 783         host_tlb_params[0].ways = (mfspr(SPRN_TLB0CFG) & TLBnCFG_ASSOC) >>
 784                                   TLBnCFG_ASSOC_SHIFT;
 785         host_tlb_params[1].ways = host_tlb_params[1].entries;
 786
 787         if (!is_power_of_2(host_tlb_params[0].entries) ||
 788             !is_power_of_2(host_tlb_params[0].ways) ||
 789             host_tlb_params[0].entries < host_tlb_params[0].ways ||
 790             host_tlb_params[0].ways == 0) {
 791                 pr_err("%s: bad tlb0 host config: %u entries %u ways\n",
 792                        __func__, host_tlb_params[0].entries,
 793                        host_tlb_params[0].ways);
 794                 return -ENODEV;
 795         }
 796
 797         host_tlb_params[0].sets =
 798                 host_tlb_params[0].entries / host_tlb_params[0].ways;
 799         host_tlb_params[1].sets = 1;
 800
 801         vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap = kzalloc(sizeof(unsigned int) *
 802                                            host_tlb_params[1].entries,
 803                                            GFP_KERNEL);
 804         if (!vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap)
 805                 return -EINVAL;
 806
 807         return 0;
 808 }
 809
 810 void e500_mmu_host_uninit(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 811 {
 812         kfree(vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap);
 813 }