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          * Otherwise, don't use tlbiel.
  49          */
  50         if (kvm->arch.online_vcores == 1 && local_paca->kvm_hstate.kvm_vcpu)
  51                 global = 0;
  52         else
  53                 global = 1;
  54
  55         if (!global) {
  56                 /* any other core might now have stale TLB entries... */
  57                 smp_wmb();
  58                 cpumask_setall(&kvm->arch.need_tlb_flush);
  59                 cpumask_clear_cpu(local_paca->kvm_hstate.kvm_vcore->pcpu,
  60                                   &kvm->arch.need_tlb_flush);
  61         }
  62
  63         return global;
  64 }
  65
  66 /*
  67  * Add this HPTE into the chain for the real page.
  68  * Must be called with the chain locked; it unlocks the chain.
  69  */
  70 void kvmppc_add_revmap_chain(struct kvm *kvm, struct revmap_entry *rev,
  71                              unsigned long *rmap, long pte_index, int realmode)
  72 {
  73         struct revmap_entry *head, *tail;
  74         unsigned long i;
  75
  76         if (*rmap & KVMPPC_RMAP_PRESENT) {
  77                 i = *rmap & KVMPPC_RMAP_INDEX;
  78                 head = &kvm->arch.revmap[i];
  79                 if (realmode)
  80                         head = real_vmalloc_addr(head);
  81                 tail = &kvm->arch.revmap[head->back];
  82                 if (realmode)
  83                         tail = real_vmalloc_addr(tail);
  84                 rev->forw = i;
  85                 rev->back = head->back;
  86                 tail->forw = pte_index;
  87                 head->back = pte_index;
  88         } else {
  89                 rev->forw = rev->back = pte_index;
  90                 *rmap = (*rmap & ~KVMPPC_RMAP_INDEX) |
  91                         pte_index | KVMPPC_RMAP_PRESENT;
  92         }
  93         unlock_rmap(rmap);
  94 }
  95 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_add_revmap_chain);
  96
  97 /* Remove this HPTE from the chain for a real page */
  98 static void remove_revmap_chain(struct kvm *kvm, long pte_index,
  99                                 struct revmap_entry *rev,
 100                                 unsigned long hpte_v, unsigned long hpte_r)
 101 {
 102         struct revmap_entry *next, *prev;
 103         unsigned long gfn, ptel, head;
 104         struct kvm_memory_slot *memslot;
 105         unsigned long *rmap;
 106         unsigned long rcbits;
 107
 108         rcbits = hpte_r & (HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 109         ptel = rev->guest_rpte |= rcbits;
 110         gfn = hpte_rpn(ptel, hpte_page_size(hpte_v, ptel));
 111         memslot = __gfn_to_memslot(kvm_memslots_raw(kvm), gfn);
 112         if (!memslot)
 113                 return;
 114
 115         rmap = real_vmalloc_addr(&memslot->arch.rmap[gfn - memslot->base_gfn]);
 116         lock_rmap(rmap);
 117
 118         head = *rmap & KVMPPC_RMAP_INDEX;
 119         next = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[rev->forw]);
 120         prev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[rev->back]);
 121         next->back = rev->back;
 122         prev->forw = rev->forw;
 123         if (head == pte_index) {
 124                 head = rev->forw;
 125                 if (head == pte_index)
 126                         *rmap &= ~(KVMPPC_RMAP_PRESENT | KVMPPC_RMAP_INDEX);
 127                 else
 128                         *rmap = (*rmap & ~KVMPPC_RMAP_INDEX) | head;
 129         }
 130         *rmap |= rcbits << KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT;
 131         unlock_rmap(rmap);
 132 }
 133
 134 static pte_t lookup_linux_pte_and_update(pgd_t *pgdir, unsigned long hva,
 135                               int writing, unsigned long *pte_sizep)
 136 {
 137         pte_t *ptep;
 138         unsigned long ps = *pte_sizep;
 139         unsigned int hugepage_shift;
 140
 141         ptep = find_linux_pte_or_hugepte(pgdir, hva, &hugepage_shift);
 142         if (!ptep)
 143                 return __pte(0);
 144         if (hugepage_shift)
 145                 *pte_sizep = 1ul << hugepage_shift;
 146         else
 147                 *pte_sizep = PAGE_SIZE;
 148         if (ps > *pte_sizep)
 149                 return __pte(0);
 150         return kvmppc_read_update_linux_pte(ptep, writing, hugepage_shift);
 151 }
 152
 153 static inline void unlock_hpte(__be64 *hpte, unsigned long hpte_v)
 154 {
 155         asm volatile(PPC_RELEASE_BARRIER "" : : : "memory");
 156         hpte[0] = cpu_to_be64(hpte_v);
 157 }
 158
 159 long kvmppc_do_h_enter(struct kvm *kvm, unsigned long flags,
 160                        long pte_index, unsigned long pteh, unsigned long ptel,
 161                        pgd_t *pgdir, bool realmode, unsigned long *pte_idx_ret)
 162 {
 163         unsigned long i, pa, gpa, gfn, psize;
 164         unsigned long slot_fn, hva;
 165         __be64 *hpte;
 166         struct revmap_entry *rev;
 167         unsigned long g_ptel;
 168         struct kvm_memory_slot *memslot;
 169         unsigned long pte_size;
 170         unsigned long is_io;
 171         unsigned long *rmap;
 172         pte_t pte;
 173         unsigned int writing;
 174         unsigned long mmu_seq;
 175         unsigned long rcbits;
 176
 177         psize = hpte_page_size(pteh, ptel);
 178         if (!psize)
 179                 return H_PARAMETER;
 180         writing = hpte_is_writable(ptel);
 181         pteh &= ~(HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID);
 182         ptel &= ~HPTE_GR_RESERVED;
 183         g_ptel = ptel;
 184
 185         /* used later to detect if we might have been invalidated */
 186         mmu_seq = kvm->mmu_notifier_seq;
 187         smp_rmb();
 188
 189         /* Find the memslot (if any) for this address */
 190         gpa = (ptel & HPTE_R_RPN) & ~(psize - 1);
 191         gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
 192         memslot = __gfn_to_memslot(kvm_memslots_raw(kvm), gfn);
 193         pa = 0;
 194         is_io = ~0ul;
 195         rmap = NULL;
 196         if (!(memslot && !(memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID))) {
 197                 /* Emulated MMIO - mark this with key=31 */
 198                 pteh |= HPTE_V_ABSENT;
 199                 ptel |= HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO;
 200                 goto do_insert;
 201         }
 202
 203         /* Check if the requested page fits entirely in the memslot. */
 204         if (!slot_is_aligned(memslot, psize))
 205                 return H_PARAMETER;
 206         slot_fn = gfn - memslot->base_gfn;
 207         rmap = &memslot->arch.rmap[slot_fn];
 208
 209         /* Translate to host virtual address */
 210         hva = __gfn_to_hva_memslot(memslot, gfn);
 211
 212         /* Look up the Linux PTE for the backing page */
 213         pte_size = psize;
 214         pte = lookup_linux_pte_and_update(pgdir, hva, writing, &pte_size);
 215         if (pte_present(pte) && !pte_protnone(pte)) {
 216                 if (writing && !pte_write(pte))
 217                         /* make the actual HPTE be read-only */
 218                         ptel = hpte_make_readonly(ptel);
 219                 is_io = hpte_cache_bits(pte_val(pte));
 220                 pa = pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT;
 221                 pa |= hva & (pte_size - 1);
 222                 pa |= gpa & ~PAGE_MASK;
 223         }
 224
 225         if (pte_size < psize)
 226                 return H_PARAMETER;
 227
 228         ptel &= ~(HPTE_R_PP0 - psize);
 229         ptel |= pa;
 230
 231         if (pa)
 232                 pteh |= HPTE_V_VALID;
 233         else
 234                 pteh |= HPTE_V_ABSENT;
 235
 236         /* Check WIMG */
 237         if (is_io != ~0ul && !hpte_cache_flags_ok(ptel, is_io)) {
 238                 if (is_io)
 239                         return H_PARAMETER;
 240                 /*
 241                  * Allow guest to map emulated device memory as
 242                  * uncacheable, but actually make it cacheable.
 243                  */
 244                 ptel &= ~(HPTE_R_W|HPTE_R_I|HPTE_R_G);
 245                 ptel |= HPTE_R_M;
 246         }
 247
 248         /* Find and lock the HPTEG slot to use */
 249  do_insert:
 250         if (pte_index >= kvm->arch.hpt_npte)
 251                 return H_PARAMETER;
 252         if (likely((flags & H_EXACT) == 0)) {
 253                 pte_index &= ~7UL;
 254                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 255                 for (i = 0; i < 8; ++i) {
 256                         if ((be64_to_cpu(*hpte) & HPTE_V_VALID) == 0 &&
 257                             try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_VALID |
 258                                           HPTE_V_ABSENT))
 259                                 break;
 260                         hpte += 2;
 261                 }
 262                 if (i == 8) {
 263                         /*
 264                          * Since try_lock_hpte doesn't retry (not even stdcx.
 265                          * failures), it could be that there is a free slot
 266                          * but we transiently failed to lock it.  Try again,
 267                          * actually locking each slot and checking it.
 268                          */
 269                         hpte -= 16;
 270                         for (i = 0; i < 8; ++i) {
 271                                 u64 pte;
 272                                 while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 273                                         cpu_relax();
 274                                 pte = be64_to_cpu(*hpte);
 275                                 if (!(pte & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT)))
 276                                         break;
 277                                 *hpte &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_HVLOCK);
 278                                 hpte += 2;
 279                         }
 280                         if (i == 8)
 281                                 return H_PTEG_FULL;
 282                 }
 283                 pte_index += i;
 284         } else {
 285                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 286                 if (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_VALID |
 287                                    HPTE_V_ABSENT)) {
 288                         /* Lock the slot and check again */
 289                         u64 pte;
 290
 291                         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 292                                 cpu_relax();
 293                         pte = be64_to_cpu(*hpte);
 294                         if (pte & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT)) {
 295                                 *hpte &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_HVLOCK);
 296                                 return H_PTEG_FULL;
 297                         }
 298                 }
 299         }
 300
 301         /* Save away the guest's idea of the second HPTE dword */
 302         rev = &kvm->arch.revmap[pte_index];
 303         if (realmode)
 304                 rev = real_vmalloc_addr(rev);
 305         if (rev) {
 306                 rev->guest_rpte = g_ptel;
 307                 note_hpte_modification(kvm, rev);
 308         }
 309
 310         /* Link HPTE into reverse-map chain */
 311         if (pteh & HPTE_V_VALID) {
 312                 if (realmode)
 313                         rmap = real_vmalloc_addr(rmap);
 314                 lock_rmap(rmap);
 315                 /* Check for pending invalidations under the rmap chain lock */
 316                 if (mmu_notifier_retry(kvm, mmu_seq)) {
 317                         /* inval in progress, write a non-present HPTE */
 318                         pteh |= HPTE_V_ABSENT;
 319                         pteh &= ~HPTE_V_VALID;
 320                         unlock_rmap(rmap);
 321                 } else {
 322                         kvmppc_add_revmap_chain(kvm, rev, rmap, pte_index,
 323                                                 realmode);
 324                         /* Only set R/C in real HPTE if already set in *rmap */
 325                         rcbits = *rmap >> KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT;
 326                         ptel &= rcbits | ~(HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 327                 }
 328         }
 329
 330         hpte[1] = cpu_to_be64(ptel);
 331
 332         /* Write the first HPTE dword, unlocking the HPTE and making it valid */
 333         eieio();
 334         hpte[0] = cpu_to_be64(pteh);
 335         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 336
 337         *pte_idx_ret = pte_index;
 338         return H_SUCCESS;
 339 }
 340 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_do_h_enter);
 341
 342 long kvmppc_h_enter(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 343                     long pte_index, unsigned long pteh, unsigned long ptel)
 344 {
 345         return kvmppc_do_h_enter(vcpu->kvm, flags, pte_index, pteh, ptel,
 346                                  vcpu->arch.pgdir, true, &vcpu->arch.gpr[4]);
 347 }
 348
 349 #ifdef __BIG_ENDIAN__
 350 #define LOCK_TOKEN      (*(u32 *)(&get_paca()->lock_token))
 351 #else
 352 #define LOCK_TOKEN      (*(u32 *)(&get_paca()->paca_index))
 353 #endif
 354
 355 static inline int try_lock_tlbie(unsigned int *lock)
 356 {
 357         unsigned int tmp, old;
 358         unsigned int token = LOCK_TOKEN;
 359
 360         asm volatile("1:lwarx   %1,0,%2\n"
 361                      "  cmpwi   cr0,%1,0\n"
 362                      "  bne     2f\n"
 363                      "  stwcx.  %3,0,%2\n"
 364                      "  bne-    1b\n"
 365                      "  isync\n"
 366                      "2:"
 367                      : "=&r" (tmp), "=&r" (old)
 368                      : "r" (lock), "r" (token)
 369                      : "cc", "memory");
 370         return old == 0;
 371 }
 372
 373 static void do_tlbies(struct kvm *kvm, unsigned long *rbvalues,
 374                       long npages, int global, bool need_sync)
 375 {
 376         long i;
 377
 378         if (global) {
 379                 while (!try_lock_tlbie(&kvm->arch.tlbie_lock))
 380                         cpu_relax();
 381                 if (need_sync)
 382                         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 383                 for (i = 0; i < npages; ++i)
 384                         asm volatile(PPC_TLBIE(%1,%0) : :
 385                                      "r" (rbvalues[i]), "r" (kvm->arch.lpid));
 386                 asm volatile("eieio; tlbsync; ptesync" : : : "memory");
 387                 kvm->arch.tlbie_lock = 0;
 388         } else {
 389                 if (need_sync)
 390                         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 391                 for (i = 0; i < npages; ++i)
 392                         asm volatile("tlbiel %0" : : "r" (rbvalues[i]));
 393                 asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 394         }
 395 }
 396
 397 long kvmppc_do_h_remove(struct kvm *kvm, unsigned long flags,
 398                         unsigned long pte_index, unsigned long avpn,
 399                         unsigned long *hpret)
 400 {
 401         __be64 *hpte;
 402         unsigned long v, r, rb;
 403         struct revmap_entry *rev;
 404         u64 pte;
 405
 406         if (pte_index >= kvm->arch.hpt_npte)
 407                 return H_PARAMETER;
 408         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 409         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 410                 cpu_relax();
 411         pte = be64_to_cpu(hpte[0]);
 412         if ((pte & (HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID)) == 0 ||
 413             ((flags & H_AVPN) && (pte & ~0x7fUL) != avpn) ||
 414             ((flags & H_ANDCOND) && (pte & avpn) != 0)) {
 415                 hpte[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_HVLOCK);
 416                 return H_NOT_FOUND;
 417         }
 418
 419         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 420         v = pte & ~HPTE_V_HVLOCK;
 421         if (v & HPTE_V_VALID) {
 422                 u64 pte1;
 423
 424                 pte1 = be64_to_cpu(hpte[1]);
 425                 hpte[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_VALID);
 426                 rb = compute_tlbie_rb(v, pte1, pte_index);
 427                 do_tlbies(kvm, &rb, 1, global_invalidates(kvm, flags), true);
 428                 /* Read PTE low word after tlbie to get final R/C values */
 429                 remove_revmap_chain(kvm, pte_index, rev, v, pte1);
 430         }
 431         r = rev->guest_rpte & ~HPTE_GR_RESERVED;
 432         note_hpte_modification(kvm, rev);
 433         unlock_hpte(hpte, 0);
 434
 435         hpret[0] = v;
 436         hpret[1] = r;
 437         return H_SUCCESS;
 438 }
 439 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_do_h_remove);
 440
 441 long kvmppc_h_remove(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 442                      unsigned long pte_index, unsigned long avpn)
 443 {
 444         return kvmppc_do_h_remove(vcpu->kvm, flags, pte_index, avpn,
 445                                   &vcpu->arch.gpr[4]);
 446 }
 447
 448 long kvmppc_h_bulk_remove(struct kvm_vcpu *vcpu)
 449 {
 450         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 451         unsigned long *args = &vcpu->arch.gpr[4];
 452         __be64 *hp, *hptes[4];
 453         unsigned long tlbrb[4];
 454         long int i, j, k, n, found, indexes[4];
 455         unsigned long flags, req, pte_index, rcbits;
 456         int global;
 457         long int ret = H_SUCCESS;
 458         struct revmap_entry *rev, *revs[4];
 459         u64 hp0;
 460
 461         global = global_invalidates(kvm, 0);
 462         for (i = 0; i < 4 && ret == H_SUCCESS; ) {
 463                 n = 0;
 464                 for (; i < 4; ++i) {
 465                         j = i * 2;
 466                         pte_index = args[j];
 467                         flags = pte_index >> 56;
 468                         pte_index &= ((1ul << 56) - 1);
 469                         req = flags >> 6;
 470                         flags &= 3;
 471                         if (req == 3) {         /* no more requests */
 472                                 i = 4;
 473                                 break;
 474                         }
 475                         if (req != 1 || flags == 3 ||
 476                             pte_index >= kvm->arch.hpt_npte) {
 477                                 /* parameter error */
 478                                 args[j] = ((0xa0 | flags) << 56) + pte_index;
 479                                 ret = H_PARAMETER;
 480                                 break;
 481                         }
 482                         hp = (__be64 *) (kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 483                         /* to avoid deadlock, don't spin except for first */
 484                         if (!try_lock_hpte(hp, HPTE_V_HVLOCK)) {
 485                                 if (n)
 486                                         break;
 487                                 while (!try_lock_hpte(hp, HPTE_V_HVLOCK))
 488                                         cpu_relax();
 489                         }
 490                         found = 0;
 491                         hp0 = be64_to_cpu(hp[0]);
 492                         if (hp0 & (HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID)) {
 493                                 switch (flags & 3) {
 494                                 case 0:         /* absolute */
 495                                         found = 1;
 496                                         break;
 497                                 case 1:         /* andcond */
 498                                         if (!(hp0 & args[j + 1]))
 499                                                 found = 1;
 500                                         break;
 501                                 case 2:         /* AVPN */
 502                                         if ((hp0 & ~0x7fUL) == args[j + 1])
 503                                                 found = 1;
 504                                         break;
 505                                 }
 506                         }
 507                         if (!found) {
 508                                 hp[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_HVLOCK);
 509                                 args[j] = ((0x90 | flags) << 56) + pte_index;
 510                                 continue;
 511                         }
 512
 513                         args[j] = ((0x80 | flags) << 56) + pte_index;
 514                         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 515                         note_hpte_modification(kvm, rev);
 516
 517                         if (!(hp0 & HPTE_V_VALID)) {
 518                                 /* insert R and C bits from PTE */
 519                                 rcbits = rev->guest_rpte & (HPTE_R_R|HPTE_R_C);
 520                                 args[j] |= rcbits << (56 - 5);
 521                                 hp[0] = 0;
 522                                 continue;
 523                         }
 524
 525                         /* leave it locked */
 526                         hp[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_VALID);
 527                         tlbrb[n] = compute_tlbie_rb(be64_to_cpu(hp[0]),
 528                                 be64_to_cpu(hp[1]), pte_index);
 529                         indexes[n] = j;
 530                         hptes[n] = hp;
 531                         revs[n] = rev;
 532                         ++n;
 533                 }
 534
 535                 if (!n)
 536                         break;
 537
 538                 /* Now that we've collected a batch, do the tlbies */
 539                 do_tlbies(kvm, tlbrb, n, global, true);
 540
 541                 /* Read PTE low words after tlbie to get final R/C values */
 542                 for (k = 0; k < n; ++k) {
 543                         j = indexes[k];
 544                         pte_index = args[j] & ((1ul << 56) - 1);
 545                         hp = hptes[k];
 546                         rev = revs[k];
 547                         remove_revmap_chain(kvm, pte_index, rev,
 548                                 be64_to_cpu(hp[0]), be64_to_cpu(hp[1]));
 549                         rcbits = rev->guest_rpte & (HPTE_R_R|HPTE_R_C);
 550                         args[j] |= rcbits << (56 - 5);
 551                         hp[0] = 0;
 552                 }
 553         }
 554
 555         return ret;
 556 }
 557
 558 long kvmppc_h_protect(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 559                       unsigned long pte_index, unsigned long avpn,
 560                       unsigned long va)
 561 {
 562         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 563         __be64 *hpte;
 564         struct revmap_entry *rev;
 565         unsigned long v, r, rb, mask, bits;
 566         u64 pte;
 567
 568         if (pte_index >= kvm->arch.hpt_npte)
 569                 return H_PARAMETER;
 570
 571         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 572         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 573                 cpu_relax();
 574         pte = be64_to_cpu(hpte[0]);
 575         if ((pte & (HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID)) == 0 ||
 576             ((flags & H_AVPN) && (pte & ~0x7fUL) != avpn)) {
 577                 hpte[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_HVLOCK);
 578                 return H_NOT_FOUND;
 579         }
 580
 581         v = pte;
 582         bits = (flags << 55) & HPTE_R_PP0;
 583         bits |= (flags << 48) & HPTE_R_KEY_HI;
 584         bits |= flags & (HPTE_R_PP | HPTE_R_N | HPTE_R_KEY_LO);
 585
 586         /* Update guest view of 2nd HPTE dword */
 587         mask = HPTE_R_PP0 | HPTE_R_PP | HPTE_R_N |
 588                 HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO;
 589         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 590         if (rev) {
 591                 r = (rev->guest_rpte & ~mask) | bits;
 592                 rev->guest_rpte = r;
 593                 note_hpte_modification(kvm, rev);
 594         }
 595
 596         /* Update HPTE */
 597         if (v & HPTE_V_VALID) {
 598                 /*
 599                  * If the page is valid, don't let it transition from
 600                  * readonly to writable.  If it should be writable, we'll
 601                  * take a trap and let the page fault code sort it out.
 602                  */
 603                 pte = be64_to_cpu(hpte[1]);
 604                 r = (pte & ~mask) | bits;
 605                 if (hpte_is_writable(r) && !hpte_is_writable(pte))
 606                         r = hpte_make_readonly(r);
 607                 /* If the PTE is changing, invalidate it first */
 608                 if (r != pte) {
 609                         rb = compute_tlbie_rb(v, r, pte_index);
 610                         hpte[0] = cpu_to_be64((v & ~HPTE_V_VALID) |
 611                                               HPTE_V_ABSENT);
 612                         do_tlbies(kvm, &rb, 1, global_invalidates(kvm, flags),
 613                                   true);
 614                         hpte[1] = cpu_to_be64(r);
 615                 }
 616         }
 617         unlock_hpte(hpte, v & ~HPTE_V_HVLOCK);
 618         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 619         return H_SUCCESS;
 620 }
 621
 622 long kvmppc_h_read(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 623                    unsigned long pte_index)
 624 {
 625         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 626         __be64 *hpte;
 627         unsigned long v, r;
 628         int i, n = 1;
 629         struct revmap_entry *rev = NULL;
 630
 631         if (pte_index >= kvm->arch.hpt_npte)
 632                 return H_PARAMETER;
 633         if (flags & H_READ_4) {
 634                 pte_index &= ~3;
 635                 n = 4;
 636         }
 637         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 638         for (i = 0; i < n; ++i, ++pte_index) {
 639                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 640                 v = be64_to_cpu(hpte[0]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
 641                 r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 642                 if (v & HPTE_V_ABSENT) {
 643                         v &= ~HPTE_V_ABSENT;
 644                         v |= HPTE_V_VALID;
 645                 }
 646                 if (v & HPTE_V_VALID) {
 647                         r = rev[i].guest_rpte | (r & (HPTE_R_R | HPTE_R_C));
 648                         r &= ~HPTE_GR_RESERVED;
 649                 }
 650                 vcpu->arch.gpr[4 + i * 2] = v;
 651                 vcpu->arch.gpr[5 + i * 2] = r;
 652         }
 653         return H_SUCCESS;
 654 }
 655
 656 void kvmppc_invalidate_hpte(struct kvm *kvm, __be64 *hptep,
 657                         unsigned long pte_index)
 658 {
 659         unsigned long rb;
 660
 661         hptep[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_VALID);
 662         rb = compute_tlbie_rb(be64_to_cpu(hptep[0]), be64_to_cpu(hptep[1]),
 663                               pte_index);
 664         do_tlbies(kvm, &rb, 1, 1, true);
 665 }
 666 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_invalidate_hpte);
 667
 668 void kvmppc_clear_ref_hpte(struct kvm *kvm, __be64 *hptep,
 669                            unsigned long pte_index)
 670 {
 671         unsigned long rb;
 672         unsigned char rbyte;
 673
 674         rb = compute_tlbie_rb(be64_to_cpu(hptep[0]), be64_to_cpu(hptep[1]),
 675                               pte_index);
 676         rbyte = (be64_to_cpu(hptep[1]) & ~HPTE_R_R) >> 8;
 677         /* modify only the second-last byte, which contains the ref bit */
 678         *((char *)hptep + 14) = rbyte;
 679         do_tlbies(kvm, &rb, 1, 1, false);
 680 }
 681 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_clear_ref_hpte);
 682
 683 static int slb_base_page_shift[4] = {
 684         24,     /* 16M */
 685         16,     /* 64k */
 686         34,     /* 16G */
 687         20,     /* 1M, unsupported */
 688 };
 689
 690 /* When called from virtmode, this func should be protected by
 691  * preempt_disable(), otherwise, the holding of HPTE_V_HVLOCK
 692  * can trigger deadlock issue.
 693  */
 694 long kvmppc_hv_find_lock_hpte(struct kvm *kvm, gva_t eaddr, unsigned long slb_v,
 695                               unsigned long valid)
 696 {
 697         unsigned int i;
 698         unsigned int pshift;
 699         unsigned long somask;
 700         unsigned long vsid, hash;
 701         unsigned long avpn;
 702         __be64 *hpte;
 703         unsigned long mask, val;
 704         unsigned long v, r;
 705
 706         /* Get page shift, work out hash and AVPN etc. */
 707         mask = SLB_VSID_B | HPTE_V_AVPN | HPTE_V_SECONDARY;
 708         val = 0;
 709         pshift = 12;
 710         if (slb_v & SLB_VSID_L) {
 711                 mask |= HPTE_V_LARGE;
 712                 val |= HPTE_V_LARGE;
 713                 pshift = slb_base_page_shift[(slb_v & SLB_VSID_LP) >> 4];
 714         }
 715         if (slb_v & SLB_VSID_B_1T) {
 716                 somask = (1UL << 40) - 1;
 717                 vsid = (slb_v & ~SLB_VSID_B) >> SLB_VSID_SHIFT_1T;
 718                 vsid ^= vsid << 25;
 719         } else {
 720                 somask = (1UL << 28) - 1;
 721                 vsid = (slb_v & ~SLB_VSID_B) >> SLB_VSID_SHIFT;
 722         }
 723         hash = (vsid ^ ((eaddr & somask) >> pshift)) & kvm->arch.hpt_mask;
 724         avpn = slb_v & ~(somask >> 16); /* also includes B */
 725         avpn |= (eaddr & somask) >> 16;
 726
 727         if (pshift >= 24)
 728                 avpn &= ~((1UL << (pshift - 16)) - 1);
 729         else
 730                 avpn &= ~0x7fUL;
 731         val |= avpn;
 732
 733         for (;;) {
 734                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (hash << 7));
 735
 736                 for (i = 0; i < 16; i += 2) {
 737                         /* Read the PTE racily */
 738                         v = be64_to_cpu(hpte[i]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
 739
 740                         /* Check valid/absent, hash, segment size and AVPN */
 741                         if (!(v & valid) || (v & mask) != val)
 742                                 continue;
 743
 744                         /* Lock the PTE and read it under the lock */
 745                         while (!try_lock_hpte(&hpte[i], HPTE_V_HVLOCK))
 746                                 cpu_relax();
 747                         v = be64_to_cpu(hpte[i]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
 748                         r = be64_to_cpu(hpte[i+1]);
 749
 750                         /*
 751                          * Check the HPTE again, including base page size
 752                          */
 753                         if ((v & valid) && (v & mask) == val &&
 754                             hpte_base_page_size(v, r) == (1ul << pshift))
 755                                 /* Return with the HPTE still locked */
 756                                 return (hash << 3) + (i >> 1);
 757
 758                         /* Unlock and move on */
 759                         hpte[i] = cpu_to_be64(v);
 760                 }
 761
 762                 if (val & HPTE_V_SECONDARY)
 763                         break;
 764                 val |= HPTE_V_SECONDARY;
 765                 hash = hash ^ kvm->arch.hpt_mask;
 766         }
 767         return -1;
 768 }
 769 EXPORT_SYMBOL(kvmppc_hv_find_lock_hpte);
 770
 771 /*
 772  * Called in real mode to check whether an HPTE not found fault
 773  * is due to accessing a paged-out page or an emulated MMIO page,
 774  * or if a protection fault is due to accessing a page that the
 775  * guest wanted read/write access to but which we made read-only.
 776  * Returns a possibly modified status (DSISR) value if not
 777  * (i.e. pass the interrupt to the guest),
 778  * -1 to pass the fault up to host kernel mode code, -2 to do that
 779  * and also load the instruction word (for MMIO emulation),
 780  * or 0 if we should make the guest retry the access.
 781  */
 782 long kvmppc_hpte_hv_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long addr,
 783                           unsigned long slb_v, unsigned int status, bool data)
 784 {
 785         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 786         long int index;
 787         unsigned long v, r, gr;
 788         __be64 *hpte;
 789         unsigned long valid;
 790         struct revmap_entry *rev;
 791         unsigned long pp, key;
 792
 793         /* For protection fault, expect to find a valid HPTE */
 794         valid = HPTE_V_VALID;
 795         if (status & DSISR_NOHPTE)
 796                 valid |= HPTE_V_ABSENT;
 797
 798         index = kvmppc_hv_find_lock_hpte(kvm, addr, slb_v, valid);
 799         if (index < 0) {
 800                 if (status & DSISR_NOHPTE)
 801                         return status;  /* there really was no HPTE */
 802                 return 0;               /* for prot fault, HPTE disappeared */
 803         }
 804         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (index << 4));
 805         v = be64_to_cpu(hpte[0]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
 806         r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 807         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[index]);
 808         gr = rev->guest_rpte;
 809
 810         unlock_hpte(hpte, v);
 811
 812         /* For not found, if the HPTE is valid by now, retry the instruction */
 813         if ((status & DSISR_NOHPTE) && (v & HPTE_V_VALID))
 814                 return 0;
 815
 816         /* Check access permissions to the page */
 817         pp = gr & (HPTE_R_PP0 | HPTE_R_PP);
 818         key = (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_PR) ? SLB_VSID_KP : SLB_VSID_KS;
 819         status &= ~DSISR_NOHPTE;        /* DSISR_NOHPTE == SRR1_ISI_NOPT */
 820         if (!data) {
 821                 if (gr & (HPTE_R_N | HPTE_R_G))
 822                         return status | SRR1_ISI_N_OR_G;
 823                 if (!hpte_read_permission(pp, slb_v & key))
 824                         return status | SRR1_ISI_PROT;
 825         } else if (status & DSISR_ISSTORE) {
 826                 /* check write permission */
 827                 if (!hpte_write_permission(pp, slb_v & key))
 828                         return status | DSISR_PROTFAULT;
 829         } else {
 830                 if (!hpte_read_permission(pp, slb_v & key))
 831                         return status | DSISR_PROTFAULT;
 832         }
 833
 834         /* Check storage key, if applicable */
 835         if (data && (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_DR)) {
 836                 unsigned int perm = hpte_get_skey_perm(gr, vcpu->arch.amr);
 837                 if (status & DSISR_ISSTORE)
 838                         perm >>= 1;
 839                 if (perm & 1)
 840                         return status | DSISR_KEYFAULT;
 841         }
 842
 843         /* Save HPTE info for virtual-mode handler */
 844         vcpu->arch.pgfault_addr = addr;
 845         vcpu->arch.pgfault_index = index;
 846         vcpu->arch.pgfault_hpte[0] = v;
 847         vcpu->arch.pgfault_hpte[1] = r;
 848
 849         /* Check the storage key to see if it is possibly emulated MMIO */
 850         if (data && (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_IR) &&
 851             (r & (HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO)) ==
 852             (HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO))
 853                 return -2;      /* MMIO emulation - load instr word */
 854
 855         return -1;              /* send fault up to host kernel mode */
 856 }