arch/powerpc/kvm/e500_tlb.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2008-2011 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  *
   9  * Description:
  10  * This file is based on arch/powerpc/kvm/44x_tlb.c,
  11  * by Hollis Blanchard <hollisb@us.ibm.com>.
  12  *
  13  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  14  * it under the terms of the GNU General Public License, version 2, as
  15  * published by the Free Software Foundation.
  16  */
  17
  18 #include <linux/kernel.h>
  19 #include <linux/types.h>
  20 #include <linux/slab.h>
  21 #include <linux/string.h>
  22 #include <linux/kvm.h>
  23 #include <linux/kvm_host.h>
  24 #include <linux/highmem.h>
  25 #include <linux/log2.h>
  26 #include <linux/uaccess.h>
  27 #include <linux/sched.h>
  28 #include <linux/rwsem.h>
  29 #include <linux/vmalloc.h>
  30 #include <linux/hugetlb.h>
  31 #include <asm/kvm_ppc.h>
  32
  33 #include "e500.h"
  34 #include "trace.h"
  35 #include "timing.h"
  36
  37 #define to_htlb1_esel(esel) (host_tlb_params[1].entries - (esel) - 1)
  38
  39 static struct kvmppc_e500_tlb_params host_tlb_params[E500_TLB_NUM];
  40
  41 static inline unsigned int gtlb0_get_next_victim(
  42                 struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
  43 {
  44         unsigned int victim;
  45
  46         victim = vcpu_e500->gtlb_nv[0]++;
  47         if (unlikely(vcpu_e500->gtlb_nv[0] >= vcpu_e500->gtlb_params[0].ways))
  48                 vcpu_e500->gtlb_nv[0] = 0;
  49
  50         return victim;
  51 }
  52
  53 static inline unsigned int tlb1_max_shadow_size(void)
  54 {
  55         /* reserve one entry for magic page */
  56         return host_tlb_params[1].entries - tlbcam_index - 1;
  57 }
  58
  59 static inline int tlbe_is_writable(struct kvm_book3e_206_tlb_entry *tlbe)
  60 {
  61         return tlbe->mas7_3 & (MAS3_SW|MAS3_UW);
  62 }
  63
  64 static inline u32 e500_shadow_mas3_attrib(u32 mas3, int usermode)
  65 {
  66         /* Mask off reserved bits. */
  67         mas3 &= MAS3_ATTRIB_MASK;
  68
  69 #ifndef CONFIG_KVM_BOOKE_HV
  70         if (!usermode) {
  71                 /* Guest is in supervisor mode,
  72                  * so we need to translate guest
  73                  * supervisor permissions into user permissions. */
  74                 mas3 &= ~E500_TLB_USER_PERM_MASK;
  75                 mas3 |= (mas3 & E500_TLB_SUPER_PERM_MASK) << 1;
  76         }
  77         mas3 |= E500_TLB_SUPER_PERM_MASK;
  78 #endif
  79         return mas3;
  80 }
  81
  82 static inline u32 e500_shadow_mas2_attrib(u32 mas2, int usermode)
  83 {
  84 #ifdef CONFIG_SMP
  85         return (mas2 & MAS2_ATTRIB_MASK) | MAS2_M;
  86 #else
  87         return mas2 & MAS2_ATTRIB_MASK;
  88 #endif
  89 }
  90
  91 /*
  92  * writing shadow tlb entry to host TLB
  93  */
  94 static inline void __write_host_tlbe(struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe,
  95                                      uint32_t mas0)
  96 {
  97         unsigned long flags;
  98
  99         local_irq_save(flags);
 100         mtspr(SPRN_MAS0, mas0);
 101         mtspr(SPRN_MAS1, stlbe->mas1);
 102         mtspr(SPRN_MAS2, (unsigned long)stlbe->mas2);
 103         mtspr(SPRN_MAS3, (u32)stlbe->mas7_3);
 104         mtspr(SPRN_MAS7, (u32)(stlbe->mas7_3 >> 32));
 105 #ifdef CONFIG_KVM_BOOKE_HV
 106         mtspr(SPRN_MAS8, stlbe->mas8);
 107 #endif
 108         asm volatile("isync; tlbwe" : : : "memory");
 109
 110 #ifdef CONFIG_KVM_BOOKE_HV
 111         /* Must clear mas8 for other host tlbwe's */
 112         mtspr(SPRN_MAS8, 0);
 113         isync();
 114 #endif
 115         local_irq_restore(flags);
 116
 117         trace_kvm_booke206_stlb_write(mas0, stlbe->mas8, stlbe->mas1,
 118                                       stlbe->mas2, stlbe->mas7_3);
 119 }
 120
 121 /*
 122  * Acquire a mas0 with victim hint, as if we just took a TLB miss.
 123  *
 124  * We don't care about the address we're searching for, other than that it's
 125  * in the right set and is not present in the TLB.  Using a zero PID and a
 126  * userspace address means we don't have to set and then restore MAS5, or
 127  * calculate a proper MAS6 value.
 128  */
 129 static u32 get_host_mas0(unsigned long eaddr)
 130 {
 131         unsigned long flags;
 132         u32 mas0;
 133
 134         local_irq_save(flags);
 135         mtspr(SPRN_MAS6, 0);
 136         asm volatile("tlbsx 0, %0" : : "b" (eaddr & ~CONFIG_PAGE_OFFSET));
 137         mas0 = mfspr(SPRN_MAS0);
 138         local_irq_restore(flags);
 139
 140         return mas0;
 141 }
 142
 143 /* sesel is for tlb1 only */
 144 static inline void write_host_tlbe(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 145                 int tlbsel, int sesel, struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe)
 146 {
 147         u32 mas0;
 148
 149         if (tlbsel == 0) {
 150                 mas0 = get_host_mas0(stlbe->mas2);
 151                 __write_host_tlbe(stlbe, mas0);
 152         } else {
 153                 __write_host_tlbe(stlbe,
 154                                   MAS0_TLBSEL(1) |
 155                                   MAS0_ESEL(to_htlb1_esel(sesel)));
 156         }
 157 }
 158
 159 #ifdef CONFIG_KVM_E500V2
 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));
 182         preempt_enable();
 183 }
 184 #endif
 185
 186 static void inval_gtlbe_on_host(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 187                                 int tlbsel, int esel)
 188 {
 189         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe =
 190                 get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 191
 192         if (tlbsel == 1 &&
 193             vcpu_e500->gtlb_priv[1][esel].ref.flags & E500_TLB_BITMAP) {
 194                 u64 tmp = vcpu_e500->g2h_tlb1_map[esel];
 195                 int hw_tlb_indx;
 196                 unsigned long flags;
 197
 198                 local_irq_save(flags);
 199                 while (tmp) {
 200                         hw_tlb_indx = __ilog2_u64(tmp & -tmp);
 201                         mtspr(SPRN_MAS0,
 202                               MAS0_TLBSEL(1) |
 203                               MAS0_ESEL(to_htlb1_esel(hw_tlb_indx)));
 204                         mtspr(SPRN_MAS1, 0);
 205                         asm volatile("tlbwe");
 206                         vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap[hw_tlb_indx] = 0;
 207                         tmp &= tmp - 1;
 208                 }
 209                 mb();
 210                 vcpu_e500->g2h_tlb1_map[esel] = 0;
 211                 vcpu_e500->gtlb_priv[1][esel].ref.flags &= ~E500_TLB_BITMAP;
 212                 local_irq_restore(flags);
 213
 214                 return;
 215         }
 216
 217         /* Guest tlbe is backed by at most one host tlbe per shadow pid. */
 218         kvmppc_e500_tlbil_one(vcpu_e500, gtlbe);
 219 }
 220
 221 static int tlb0_set_base(gva_t addr, int sets, int ways)
 222 {
 223         int set_base;
 224
 225         set_base = (addr >> PAGE_SHIFT) & (sets - 1);
 226         set_base *= ways;
 227
 228         return set_base;
 229 }
 230
 231 static int gtlb0_set_base(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500, gva_t addr)
 232 {
 233         return tlb0_set_base(addr, vcpu_e500->gtlb_params[0].sets,
 234                              vcpu_e500->gtlb_params[0].ways);
 235 }
 236
 237 static unsigned int get_tlb_esel(struct kvm_vcpu *vcpu, int tlbsel)
 238 {
 239         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 240         int esel = get_tlb_esel_bit(vcpu);
 241
 242         if (tlbsel == 0) {
 243                 esel &= vcpu_e500->gtlb_params[0].ways - 1;
 244                 esel += gtlb0_set_base(vcpu_e500, vcpu->arch.shared->mas2);
 245         } else {
 246                 esel &= vcpu_e500->gtlb_params[tlbsel].entries - 1;
 247         }
 248
 249         return esel;
 250 }
 251
 252 /* Search the guest TLB for a matching entry. */
 253 static int kvmppc_e500_tlb_index(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 254                 gva_t eaddr, int tlbsel, unsigned int pid, int as)
 255 {
 256         int size = vcpu_e500->gtlb_params[tlbsel].entries;
 257         unsigned int set_base, offset;
 258         int i;
 259
 260         if (tlbsel == 0) {
 261                 set_base = gtlb0_set_base(vcpu_e500, eaddr);
 262                 size = vcpu_e500->gtlb_params[0].ways;
 263         } else {
 264                 if (eaddr < vcpu_e500->tlb1_min_eaddr ||
 265                                 eaddr > vcpu_e500->tlb1_max_eaddr)
 266                         return -1;
 267                 set_base = 0;
 268         }
 269
 270         offset = vcpu_e500->gtlb_offset[tlbsel];
 271
 272         for (i = 0; i < size; i++) {
 273                 struct kvm_book3e_206_tlb_entry *tlbe =
 274                         &vcpu_e500->gtlb_arch[offset + set_base + i];
 275                 unsigned int tid;
 276
 277                 if (eaddr < get_tlb_eaddr(tlbe))
 278                         continue;
 279
 280                 if (eaddr > get_tlb_end(tlbe))
 281                         continue;
 282
 283                 tid = get_tlb_tid(tlbe);
 284                 if (tid && (tid != pid))
 285                         continue;
 286
 287                 if (!get_tlb_v(tlbe))
 288                         continue;
 289
 290                 if (get_tlb_ts(tlbe) != as && as != -1)
 291                         continue;
 292
 293                 return set_base + i;
 294         }
 295
 296         return -1;
 297 }
 298
 299 static inline void kvmppc_e500_ref_setup(struct tlbe_ref *ref,
 300                                          struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 301                                          pfn_t pfn)
 302 {
 303         ref->pfn = pfn;
 304         ref->flags = E500_TLB_VALID;
 305
 306         if (tlbe_is_writable(gtlbe))
 307                 ref->flags |= E500_TLB_DIRTY;
 308 }
 309
 310 static inline void kvmppc_e500_ref_release(struct tlbe_ref *ref)
 311 {
 312         if (ref->flags & E500_TLB_VALID) {
 313                 if (ref->flags & E500_TLB_DIRTY)
 314                         kvm_release_pfn_dirty(ref->pfn);
 315                 else
 316                         kvm_release_pfn_clean(ref->pfn);
 317
 318                 ref->flags = 0;
 319         }
 320 }
 321
 322 static void clear_tlb1_bitmap(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 323 {
 324         if (vcpu_e500->g2h_tlb1_map)
 325                 memset(vcpu_e500->g2h_tlb1_map,
 326                        sizeof(u64) * vcpu_e500->gtlb_params[1].entries, 0);
 327         if (vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap)
 328                 memset(vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap,
 329                        sizeof(unsigned int) * host_tlb_params[1].entries, 0);
 330 }
 331
 332 static void clear_tlb_privs(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 333 {
 334         int tlbsel = 0;
 335         int i;
 336
 337         for (i = 0; i < vcpu_e500->gtlb_params[tlbsel].entries; i++) {
 338                 struct tlbe_ref *ref =
 339                         &vcpu_e500->gtlb_priv[tlbsel][i].ref;
 340                 kvmppc_e500_ref_release(ref);
 341         }
 342 }
 343
 344 static void clear_tlb_refs(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 345 {
 346         int stlbsel = 1;
 347         int i;
 348
 349         kvmppc_e500_tlbil_all(vcpu_e500);
 350
 351         for (i = 0; i < host_tlb_params[stlbsel].entries; i++) {
 352                 struct tlbe_ref *ref =
 353                         &vcpu_e500->tlb_refs[stlbsel][i];
 354                 kvmppc_e500_ref_release(ref);
 355         }
 356
 357         clear_tlb_privs(vcpu_e500);
 358 }
 359
 360 static inline void kvmppc_e500_deliver_tlb_miss(struct kvm_vcpu *vcpu,
 361                 unsigned int eaddr, int as)
 362 {
 363         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 364         unsigned int victim, tsized;
 365         int tlbsel;
 366
 367         /* since we only have two TLBs, only lower bit is used. */
 368         tlbsel = (vcpu->arch.shared->mas4 >> 28) & 0x1;
 369         victim = (tlbsel == 0) ? gtlb0_get_next_victim(vcpu_e500) : 0;
 370         tsized = (vcpu->arch.shared->mas4 >> 7) & 0x1f;
 371
 372         vcpu->arch.shared->mas0 = MAS0_TLBSEL(tlbsel) | MAS0_ESEL(victim)
 373                 | MAS0_NV(vcpu_e500->gtlb_nv[tlbsel]);
 374         vcpu->arch.shared->mas1 = MAS1_VALID | (as ? MAS1_TS : 0)
 375                 | MAS1_TID(get_tlbmiss_tid(vcpu))
 376                 | MAS1_TSIZE(tsized);
 377         vcpu->arch.shared->mas2 = (eaddr & MAS2_EPN)
 378                 | (vcpu->arch.shared->mas4 & MAS2_ATTRIB_MASK);
 379         vcpu->arch.shared->mas7_3 &= MAS3_U0 | MAS3_U1 | MAS3_U2 | MAS3_U3;
 380         vcpu->arch.shared->mas6 = (vcpu->arch.shared->mas6 & MAS6_SPID1)
 381                 | (get_cur_pid(vcpu) << 16)
 382                 | (as ? MAS6_SAS : 0);
 383 }
 384
 385 /* TID must be supplied by the caller */
 386 static inline void kvmppc_e500_setup_stlbe(
 387         struct kvm_vcpu *vcpu,
 388         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 389         int tsize, struct tlbe_ref *ref, u64 gvaddr,
 390         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe)
 391 {
 392         pfn_t pfn = ref->pfn;
 393         u32 pr = vcpu->arch.shared->msr & MSR_PR;
 394
 395         BUG_ON(!(ref->flags & E500_TLB_VALID));
 396
 397         /* Force IPROT=0 for all guest mappings. */
 398         stlbe->mas1 = MAS1_TSIZE(tsize) | get_tlb_sts(gtlbe) | MAS1_VALID;
 399         stlbe->mas2 = (gvaddr & MAS2_EPN) |
 400                       e500_shadow_mas2_attrib(gtlbe->mas2, pr);
 401         stlbe->mas7_3 = ((u64)pfn << PAGE_SHIFT) |
 402                         e500_shadow_mas3_attrib(gtlbe->mas7_3, pr);
 403
 404 #ifdef CONFIG_KVM_BOOKE_HV
 405         stlbe->mas8 = MAS8_TGS | vcpu->kvm->arch.lpid;
 406 #endif
 407 }
 408
 409 static inline void kvmppc_e500_shadow_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 410         u64 gvaddr, gfn_t gfn, struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 411         int tlbsel, struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe,
 412         struct tlbe_ref *ref)
 413 {
 414         struct kvm_memory_slot *slot;
 415         unsigned long pfn, hva;
 416         int pfnmap = 0;
 417         int tsize = BOOK3E_PAGESZ_4K;
 418
 419         /*
 420          * Translate guest physical to true physical, acquiring
 421          * a page reference if it is normal, non-reserved memory.
 422          *
 423          * gfn_to_memslot() must succeed because otherwise we wouldn't
 424          * have gotten this far.  Eventually we should just pass the slot
 425          * pointer through from the first lookup.
 426          */
 427         slot = gfn_to_memslot(vcpu_e500->vcpu.kvm, gfn);
 428         hva = gfn_to_hva_memslot(slot, gfn);
 429
 430         if (tlbsel == 1) {
 431                 struct vm_area_struct *vma;
 432                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
 433
 434                 vma = find_vma(current->mm, hva);
 435                 if (vma && hva >= vma->vm_start &&
 436                     (vma->vm_flags & VM_PFNMAP)) {
 437                         /*
 438                          * This VMA is a physically contiguous region (e.g.
 439                          * /dev/mem) that bypasses normal Linux page
 440                          * management.  Find the overlap between the
 441                          * vma and the memslot.
 442                          */
 443
 444                         unsigned long start, end;
 445                         unsigned long slot_start, slot_end;
 446
 447                         pfnmap = 1;
 448
 449                         start = vma->vm_pgoff;
 450                         end = start +
 451                               ((vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
 452
 453                         pfn = start + ((hva - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
 454
 455                         slot_start = pfn - (gfn - slot->base_gfn);
 456                         slot_end = slot_start + slot->npages;
 457
 458                         if (start < slot_start)
 459                                 start = slot_start;
 460                         if (end > slot_end)
 461                                 end = slot_end;
 462
 463                         tsize = (gtlbe->mas1 & MAS1_TSIZE_MASK) >>
 464                                 MAS1_TSIZE_SHIFT;
 465
 466                         /*
 467                          * e500 doesn't implement the lowest tsize bit,
 468                          * or 1K pages.
 469                          */
 470                         tsize = max(BOOK3E_PAGESZ_4K, tsize & ~1);
 471
 472                         /*
 473                          * Now find the largest tsize (up to what the guest
 474                          * requested) that will cover gfn, stay within the
 475                          * range, and for which gfn and pfn are mutually
 476                          * aligned.
 477                          */
 478
 479                         for (; tsize > BOOK3E_PAGESZ_4K; tsize -= 2) {
 480                                 unsigned long gfn_start, gfn_end, tsize_pages;
 481                                 tsize_pages = 1 << (tsize - 2);
 482
 483                                 gfn_start = gfn & ~(tsize_pages - 1);
 484                                 gfn_end = gfn_start + tsize_pages;
 485
 486                                 if (gfn_start + pfn - gfn < start)
 487                                         continue;
 488                                 if (gfn_end + pfn - gfn > end)
 489                                         continue;
 490                                 if ((gfn & (tsize_pages - 1)) !=
 491                                     (pfn & (tsize_pages - 1)))
 492                                         continue;
 493
 494                                 gvaddr &= ~((tsize_pages << PAGE_SHIFT) - 1);
 495                                 pfn &= ~(tsize_pages - 1);
 496                                 break;
 497                         }
 498                 } else if (vma && hva >= vma->vm_start &&
 499                            (vma->vm_flags & VM_HUGETLB)) {
 500                         unsigned long psize = vma_kernel_pagesize(vma);
 501
 502                         tsize = (gtlbe->mas1 & MAS1_TSIZE_MASK) >>
 503                                 MAS1_TSIZE_SHIFT;
 504
 505                         /*
 506                          * Take the largest page size that satisfies both host
 507                          * and guest mapping
 508                          */
 509                         tsize = min(__ilog2(psize) - 10, tsize);
 510
 511                         /*
 512                          * e500 doesn't implement the lowest tsize bit,
 513                          * or 1K pages.
 514                          */
 515                         tsize = max(BOOK3E_PAGESZ_4K, tsize & ~1);
 516                 }
 517
 518                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
 519         }
 520
 521         if (likely(!pfnmap)) {
 522                 unsigned long tsize_pages = 1 << (tsize + 10 - PAGE_SHIFT);
 523                 pfn = gfn_to_pfn_memslot(vcpu_e500->vcpu.kvm, slot, gfn);
 524                 if (is_error_pfn(pfn)) {
 525                         printk(KERN_ERR "Couldn't get real page for gfn %lx!\n",
 526                                         (long)gfn);
 527                         kvm_release_pfn_clean(pfn);
 528                         return;
 529                 }
 530
 531                 /* Align guest and physical address to page map boundaries */
 532                 pfn &= ~(tsize_pages - 1);
 533                 gvaddr &= ~((tsize_pages << PAGE_SHIFT) - 1);
 534         }
 535
 536         /* Drop old ref and setup new one. */
 537         kvmppc_e500_ref_release(ref);
 538         kvmppc_e500_ref_setup(ref, gtlbe, pfn);
 539
 540         kvmppc_e500_setup_stlbe(&vcpu_e500->vcpu, gtlbe, tsize,
 541                                 ref, gvaddr, stlbe);
 542 }
 543
 544 /* XXX only map the one-one case, for now use TLB0 */
 545 static void kvmppc_e500_tlb0_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 546                                  int esel,
 547                                  struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe)
 548 {
 549         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe;
 550         struct tlbe_ref *ref;
 551
 552         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, 0, esel);
 553         ref = &vcpu_e500->gtlb_priv[0][esel].ref;
 554
 555         kvmppc_e500_shadow_map(vcpu_e500, get_tlb_eaddr(gtlbe),
 556                         get_tlb_raddr(gtlbe) >> PAGE_SHIFT,
 557                         gtlbe, 0, stlbe, ref);
 558 }
 559
 560 /* Caller must ensure that the specified guest TLB entry is safe to insert into
 561  * the shadow TLB. */
 562 /* XXX for both one-one and one-to-many , for now use TLB1 */
 563 static int kvmppc_e500_tlb1_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 564                 u64 gvaddr, gfn_t gfn, struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 565                 struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe, int esel)
 566 {
 567         struct tlbe_ref *ref;
 568         unsigned int victim;
 569
 570         victim = vcpu_e500->host_tlb1_nv++;
 571
 572         if (unlikely(vcpu_e500->host_tlb1_nv >= tlb1_max_shadow_size()))
 573                 vcpu_e500->host_tlb1_nv = 0;
 574
 575         ref = &vcpu_e500->tlb_refs[1][victim];
 576         kvmppc_e500_shadow_map(vcpu_e500, gvaddr, gfn, gtlbe, 1, stlbe, ref);
 577
 578         vcpu_e500->g2h_tlb1_map[esel] |= (u64)1 << victim;
 579         vcpu_e500->gtlb_priv[1][esel].ref.flags |= E500_TLB_BITMAP;
 580         if (vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap[victim]) {
 581                 unsigned int idx = vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap[victim];
 582                 vcpu_e500->g2h_tlb1_map[idx] &= ~(1ULL << victim);
 583         }
 584         vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap[victim] = esel;
 585
 586         return victim;
 587 }
 588
 589 static void kvmppc_recalc_tlb1map_range(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 590 {
 591         int size = vcpu_e500->gtlb_params[1].entries;
 592         unsigned int offset;
 593         gva_t eaddr;
 594         int i;
 595
 596         vcpu_e500->tlb1_min_eaddr = ~0UL;
 597         vcpu_e500->tlb1_max_eaddr = 0;
 598         offset = vcpu_e500->gtlb_offset[1];
 599
 600         for (i = 0; i < size; i++) {
 601                 struct kvm_book3e_206_tlb_entry *tlbe =
 602                         &vcpu_e500->gtlb_arch[offset + i];
 603
 604                 if (!get_tlb_v(tlbe))
 605                         continue;
 606
 607                 eaddr = get_tlb_eaddr(tlbe);
 608                 vcpu_e500->tlb1_min_eaddr =
 609                                 min(vcpu_e500->tlb1_min_eaddr, eaddr);
 610
 611                 eaddr = get_tlb_end(tlbe);
 612                 vcpu_e500->tlb1_max_eaddr =
 613                                 max(vcpu_e500->tlb1_max_eaddr, eaddr);
 614         }
 615 }
 616
 617 static int kvmppc_need_recalc_tlb1map_range(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 618                                 struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe)
 619 {
 620         unsigned long start, end, size;
 621
 622         size = get_tlb_bytes(gtlbe);
 623         start = get_tlb_eaddr(gtlbe) & ~(size - 1);
 624         end = start + size - 1;
 625
 626         return vcpu_e500->tlb1_min_eaddr == start ||
 627                         vcpu_e500->tlb1_max_eaddr == end;
 628 }
 629
 630 /* This function is supposed to be called for a adding a new valid tlb entry */
 631 static void kvmppc_set_tlb1map_range(struct kvm_vcpu *vcpu,
 632                                 struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe)
 633 {
 634         unsigned long start, end, size;
 635         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 636
 637         if (!get_tlb_v(gtlbe))
 638                 return;
 639
 640         size = get_tlb_bytes(gtlbe);
 641         start = get_tlb_eaddr(gtlbe) & ~(size - 1);
 642         end = start + size - 1;
 643
 644         vcpu_e500->tlb1_min_eaddr = min(vcpu_e500->tlb1_min_eaddr, start);
 645         vcpu_e500->tlb1_max_eaddr = max(vcpu_e500->tlb1_max_eaddr, end);
 646 }
 647
 648 static inline int kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(
 649                                 struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 650                                 int tlbsel, int esel)
 651 {
 652         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe =
 653                 get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 654
 655         if (unlikely(get_tlb_iprot(gtlbe)))
 656                 return -1;
 657
 658         if (tlbsel == 1 && kvmppc_need_recalc_tlb1map_range(vcpu_e500, gtlbe))
 659                 kvmppc_recalc_tlb1map_range(vcpu_e500);
 660
 661         gtlbe->mas1 = 0;
 662
 663         return 0;
 664 }
 665
 666 int kvmppc_e500_emul_mt_mmucsr0(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500, ulong value)
 667 {
 668         int esel;
 669
 670         if (value & MMUCSR0_TLB0FI)
 671                 for (esel = 0; esel < vcpu_e500->gtlb_params[0].entries; esel++)
 672                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, 0, esel);
 673         if (value & MMUCSR0_TLB1FI)
 674                 for (esel = 0; esel < vcpu_e500->gtlb_params[1].entries; esel++)
 675                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, 1, esel);
 676
 677         /* Invalidate all vcpu id mappings */
 678         kvmppc_e500_tlbil_all(vcpu_e500);
 679
 680         return EMULATE_DONE;
 681 }
 682
 683 int kvmppc_e500_emul_tlbivax(struct kvm_vcpu *vcpu, int ra, int rb)
 684 {
 685         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 686         unsigned int ia;
 687         int esel, tlbsel;
 688         gva_t ea;
 689
 690         ea = ((ra) ? kvmppc_get_gpr(vcpu, ra) : 0) + kvmppc_get_gpr(vcpu, rb);
 691
 692         ia = (ea >> 2) & 0x1;
 693
 694         /* since we only have two TLBs, only lower bit is used. */
 695         tlbsel = (ea >> 3) & 0x1;
 696
 697         if (ia) {
 698                 /* invalidate all entries */
 699                 for (esel = 0; esel < vcpu_e500->gtlb_params[tlbsel].entries;
 700                      esel++)
 701                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 702         } else {
 703                 ea &= 0xfffff000;
 704                 esel = kvmppc_e500_tlb_index(vcpu_e500, ea, tlbsel,
 705                                 get_cur_pid(vcpu), -1);
 706                 if (esel >= 0)
 707                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 708         }
 709
 710         /* Invalidate all vcpu id mappings */
 711         kvmppc_e500_tlbil_all(vcpu_e500);
 712
 713         return EMULATE_DONE;
 714 }
 715
 716 static void tlbilx_all(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500, int tlbsel,
 717                        int pid, int rt)
 718 {
 719         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *tlbe;
 720         int tid, esel;
 721
 722         /* invalidate all entries */
 723         for (esel = 0; esel < vcpu_e500->gtlb_params[tlbsel].entries; esel++) {
 724                 tlbe = get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 725                 tid = get_tlb_tid(tlbe);
 726                 if (rt == 0 || tid == pid) {
 727                         inval_gtlbe_on_host(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 728                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 729                 }
 730         }
 731 }
 732
 733 static void tlbilx_one(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500, int pid,
 734                        int ra, int rb)
 735 {
 736         int tlbsel, esel;
 737         gva_t ea;
 738
 739         ea = kvmppc_get_gpr(&vcpu_e500->vcpu, rb);
 740         if (ra)
 741                 ea += kvmppc_get_gpr(&vcpu_e500->vcpu, ra);
 742
 743         for (tlbsel = 0; tlbsel < 2; tlbsel++) {
 744                 esel = kvmppc_e500_tlb_index(vcpu_e500, ea, tlbsel, pid, -1);
 745                 if (esel >= 0) {
 746                         inval_gtlbe_on_host(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 747                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 748                         break;
 749                 }
 750         }
 751 }
 752
 753 int kvmppc_e500_emul_tlbilx(struct kvm_vcpu *vcpu, int rt, int ra, int rb)
 754 {
 755         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 756         int pid = get_cur_spid(vcpu);
 757
 758         if (rt == 0 || rt == 1) {
 759                 tlbilx_all(vcpu_e500, 0, pid, rt);
 760                 tlbilx_all(vcpu_e500, 1, pid, rt);
 761         } else if (rt == 3) {
 762                 tlbilx_one(vcpu_e500, pid, ra, rb);
 763         }
 764
 765         return EMULATE_DONE;
 766 }
 767
 768 int kvmppc_e500_emul_tlbre(struct kvm_vcpu *vcpu)
 769 {
 770         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 771         int tlbsel, esel;
 772         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe;
 773
 774         tlbsel = get_tlb_tlbsel(vcpu);
 775         esel = get_tlb_esel(vcpu, tlbsel);
 776
 777         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 778         vcpu->arch.shared->mas0 &= ~MAS0_NV(~0);
 779         vcpu->arch.shared->mas0 |= MAS0_NV(vcpu_e500->gtlb_nv[tlbsel]);
 780         vcpu->arch.shared->mas1 = gtlbe->mas1;
 781         vcpu->arch.shared->mas2 = gtlbe->mas2;
 782         vcpu->arch.shared->mas7_3 = gtlbe->mas7_3;
 783
 784         return EMULATE_DONE;
 785 }
 786
 787 int kvmppc_e500_emul_tlbsx(struct kvm_vcpu *vcpu, int rb)
 788 {
 789         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 790         int as = !!get_cur_sas(vcpu);
 791         unsigned int pid = get_cur_spid(vcpu);
 792         int esel, tlbsel;
 793         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe = NULL;
 794         gva_t ea;
 795
 796         ea = kvmppc_get_gpr(vcpu, rb);
 797
 798         for (tlbsel = 0; tlbsel < 2; tlbsel++) {
 799                 esel = kvmppc_e500_tlb_index(vcpu_e500, ea, tlbsel, pid, as);
 800                 if (esel >= 0) {
 801                         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 802                         break;
 803                 }
 804         }
 805
 806         if (gtlbe) {
 807                 esel &= vcpu_e500->gtlb_params[tlbsel].ways - 1;
 808
 809                 vcpu->arch.shared->mas0 = MAS0_TLBSEL(tlbsel) | MAS0_ESEL(esel)
 810                         | MAS0_NV(vcpu_e500->gtlb_nv[tlbsel]);
 811                 vcpu->arch.shared->mas1 = gtlbe->mas1;
 812                 vcpu->arch.shared->mas2 = gtlbe->mas2;
 813                 vcpu->arch.shared->mas7_3 = gtlbe->mas7_3;
 814         } else {
 815                 int victim;
 816
 817                 /* since we only have two TLBs, only lower bit is used. */
 818                 tlbsel = vcpu->arch.shared->mas4 >> 28 & 0x1;
 819                 victim = (tlbsel == 0) ? gtlb0_get_next_victim(vcpu_e500) : 0;
 820
 821                 vcpu->arch.shared->mas0 = MAS0_TLBSEL(tlbsel)
 822                         | MAS0_ESEL(victim)
 823                         | MAS0_NV(vcpu_e500->gtlb_nv[tlbsel]);
 824                 vcpu->arch.shared->mas1 =
 825                           (vcpu->arch.shared->mas6 & MAS6_SPID0)
 826                         | (vcpu->arch.shared->mas6 & (MAS6_SAS ? MAS1_TS : 0))
 827                         | (vcpu->arch.shared->mas4 & MAS4_TSIZED(~0));
 828                 vcpu->arch.shared->mas2 &= MAS2_EPN;
 829                 vcpu->arch.shared->mas2 |= vcpu->arch.shared->mas4 &
 830                                            MAS2_ATTRIB_MASK;
 831                 vcpu->arch.shared->mas7_3 &= MAS3_U0 | MAS3_U1 |
 832                                              MAS3_U2 | MAS3_U3;
 833         }
 834
 835         kvmppc_set_exit_type(vcpu, EMULATED_TLBSX_EXITS);
 836         return EMULATE_DONE;
 837 }
 838
 839 /* sesel is for tlb1 only */
 840 static void write_stlbe(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 841                         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 842                         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe,
 843                         int stlbsel, int sesel)
 844 {
 845         int stid;
 846
 847         preempt_disable();
 848         stid = kvmppc_e500_get_tlb_stid(&vcpu_e500->vcpu, gtlbe);
 849
 850         stlbe->mas1 |= MAS1_TID(stid);
 851         write_host_tlbe(vcpu_e500, stlbsel, sesel, stlbe);
 852         preempt_enable();
 853 }
 854
 855 int kvmppc_e500_emul_tlbwe(struct kvm_vcpu *vcpu)
 856 {
 857         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 858         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe, stlbe;
 859         int tlbsel, esel, stlbsel, sesel;
 860         int recal = 0;
 861
 862         tlbsel = get_tlb_tlbsel(vcpu);
 863         esel = get_tlb_esel(vcpu, tlbsel);
 864
 865         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 866
 867         if (get_tlb_v(gtlbe)) {
 868                 inval_gtlbe_on_host(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 869                 if ((tlbsel == 1) &&
 870                         kvmppc_need_recalc_tlb1map_range(vcpu_e500, gtlbe))
 871                         recal = 1;
 872         }
 873
 874         gtlbe->mas1 = vcpu->arch.shared->mas1;
 875         gtlbe->mas2 = vcpu->arch.shared->mas2;
 876         gtlbe->mas7_3 = vcpu->arch.shared->mas7_3;
 877
 878         trace_kvm_booke206_gtlb_write(vcpu->arch.shared->mas0, gtlbe->mas1,
 879                                       gtlbe->mas2, gtlbe->mas7_3);
 880
 881         if (tlbsel == 1) {
 882                 /*
 883                  * If a valid tlb1 entry is overwritten then recalculate the
 884                  * min/max TLB1 map address range otherwise no need to look
 885                  * in tlb1 array.
 886                  */
 887                 if (recal)
 888                         kvmppc_recalc_tlb1map_range(vcpu_e500);
 889                 else
 890                         kvmppc_set_tlb1map_range(vcpu, gtlbe);
 891         }
 892
 893         /* Invalidate shadow mappings for the about-to-be-clobbered TLBE. */
 894         if (tlbe_is_host_safe(vcpu, gtlbe)) {
 895                 u64 eaddr;
 896                 u64 raddr;
 897
 898                 switch (tlbsel) {
 899                 case 0:
 900                         /* TLB0 */
 901                         gtlbe->mas1 &= ~MAS1_TSIZE(~0);
 902                         gtlbe->mas1 |= MAS1_TSIZE(BOOK3E_PAGESZ_4K);
 903
 904                         stlbsel = 0;
 905                         kvmppc_e500_tlb0_map(vcpu_e500, esel, &stlbe);
 906                         sesel = 0; /* unused */
 907
 908                         break;
 909
 910                 case 1:
 911                         /* TLB1 */
 912                         eaddr = get_tlb_eaddr(gtlbe);
 913                         raddr = get_tlb_raddr(gtlbe);
 914
 915                         /* Create a 4KB mapping on the host.
 916                          * If the guest wanted a large page,
 917                          * only the first 4KB is mapped here and the rest
 918                          * are mapped on the fly. */
 919                         stlbsel = 1;
 920                         sesel = kvmppc_e500_tlb1_map(vcpu_e500, eaddr,
 921                                     raddr >> PAGE_SHIFT, gtlbe, &stlbe, esel);
 922                         break;
 923
 924                 default:
 925                         BUG();
 926                 }
 927
 928                 write_stlbe(vcpu_e500, gtlbe, &stlbe, stlbsel, sesel);
 929         }
 930
 931         kvmppc_set_exit_type(vcpu, EMULATED_TLBWE_EXITS);
 932         return EMULATE_DONE;
 933 }
 934
 935 static int kvmppc_e500_tlb_search(struct kvm_vcpu *vcpu,
 936                                   gva_t eaddr, unsigned int pid, int as)
 937 {
 938         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 939         int esel, tlbsel;
 940
 941         for (tlbsel = 0; tlbsel < 2; tlbsel++) {
 942                 esel = kvmppc_e500_tlb_index(vcpu_e500, eaddr, tlbsel, pid, as);
 943                 if (esel >= 0)
 944                         return index_of(tlbsel, esel);
 945         }
 946
 947         return -1;
 948 }
 949
 950 /* 'linear_address' is actually an encoding of AS|PID|EADDR . */
 951 int kvmppc_core_vcpu_translate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 952                                struct kvm_translation *tr)
 953 {
 954         int index;
 955         gva_t eaddr;
 956         u8 pid;
 957         u8 as;
 958
 959         eaddr = tr->linear_address;
 960         pid = (tr->linear_address >> 32) & 0xff;
 961         as = (tr->linear_address >> 40) & 0x1;
 962
 963         index = kvmppc_e500_tlb_search(vcpu, eaddr, pid, as);
 964         if (index < 0) {
 965                 tr->valid = 0;
 966                 return 0;
 967         }
 968
 969         tr->physical_address = kvmppc_mmu_xlate(vcpu, index, eaddr);
 970         /* XXX what does "writeable" and "usermode" even mean? */
 971         tr->valid = 1;
 972
 973         return 0;
 974 }
 975
 976
 977 int kvmppc_mmu_itlb_index(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr)
 978 {
 979         unsigned int as = !!(vcpu->arch.shared->msr & MSR_IS);
 980
 981         return kvmppc_e500_tlb_search(vcpu, eaddr, get_cur_pid(vcpu), as);
 982 }
 983
 984 int kvmppc_mmu_dtlb_index(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr)
 985 {
 986         unsigned int as = !!(vcpu->arch.shared->msr & MSR_DS);
 987
 988         return kvmppc_e500_tlb_search(vcpu, eaddr, get_cur_pid(vcpu), as);
 989 }
 990
 991 void kvmppc_mmu_itlb_miss(struct kvm_vcpu *vcpu)
 992 {
 993         unsigned int as = !!(vcpu->arch.shared->msr & MSR_IS);
 994
 995         kvmppc_e500_deliver_tlb_miss(vcpu, vcpu->arch.pc, as);
 996 }
 997
 998 void kvmppc_mmu_dtlb_miss(struct kvm_vcpu *vcpu)
 999 {
1000         unsigned int as = !!(vcpu->arch.shared->msr & MSR_DS);
1001
1002         kvmppc_e500_deliver_tlb_miss(vcpu, vcpu->arch.fault_dear, as);
1003 }
1004
1005 gpa_t kvmppc_mmu_xlate(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned int index,
1006                         gva_t eaddr)
1007 {
1008         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
1009         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe;
1010         u64 pgmask;
1011
1012         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, tlbsel_of(index), esel_of(index));
1013         pgmask = get_tlb_bytes(gtlbe) - 1;
1014
1015         return get_tlb_raddr(gtlbe) | (eaddr & pgmask);
1016 }
1017
1018 void kvmppc_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu)
1019 {
1020 }
1021
1022 void kvmppc_mmu_map(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 eaddr, gpa_t gpaddr,
1023                         unsigned int index)
1024 {
1025         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
1026         struct tlbe_priv *priv;
1027         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe, stlbe;
1028         int tlbsel = tlbsel_of(index);
1029         int esel = esel_of(index);
1030         int stlbsel, sesel;
1031
1032         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
1033
1034         switch (tlbsel) {
1035         case 0:
1036                 stlbsel = 0;
1037                 sesel = 0; /* unused */
1038                 priv = &vcpu_e500->gtlb_priv[tlbsel][esel];
1039
1040                 kvmppc_e500_setup_stlbe(vcpu, gtlbe, BOOK3E_PAGESZ_4K,
1041                                         &priv->ref, eaddr, &stlbe);
1042                 break;
1043
1044         case 1: {
1045                 gfn_t gfn = gpaddr >> PAGE_SHIFT;
1046
1047                 stlbsel = 1;
1048                 sesel = kvmppc_e500_tlb1_map(vcpu_e500, eaddr, gfn,
1049                                              gtlbe, &stlbe, esel);
1050                 break;
1051         }
1052
1053         default:
1054                 BUG();
1055                 break;
1056         }
1057
1058         write_stlbe(vcpu_e500, gtlbe, &stlbe, stlbsel, sesel);
1059 }
1060
1061 static void free_gtlb(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
1062 {
1063         int i;
1064
1065         clear_tlb1_bitmap(vcpu_e500);
1066         kfree(vcpu_e500->g2h_tlb1_map);
1067
1068         clear_tlb_refs(vcpu_e500);
1069         kfree(vcpu_e500->gtlb_priv[0]);
1070         kfree(vcpu_e500->gtlb_priv[1]);
1071
1072         if (vcpu_e500->shared_tlb_pages) {
1073                 vfree((void *)(round_down((uintptr_t)vcpu_e500->gtlb_arch,
1074                                           PAGE_SIZE)));
1075
1076                 for (i = 0; i < vcpu_e500->num_shared_tlb_pages; i++) {
1077                         set_page_dirty_lock(vcpu_e500->shared_tlb_pages[i]);
1078                         put_page(vcpu_e500->shared_tlb_pages[i]);
1079                 }
1080
1081                 vcpu_e500->num_shared_tlb_pages = 0;
1082                 vcpu_e500->shared_tlb_pages = NULL;
1083         } else {
1084                 kfree(vcpu_e500->gtlb_arch);
1085         }
1086
1087         vcpu_e500->gtlb_arch = NULL;
1088 }
1089
1090 void kvmppc_get_sregs_e500_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_sregs *sregs)
1091 {
1092         sregs->u.e.mas0 = vcpu->arch.shared->mas0;
1093         sregs->u.e.mas1 = vcpu->arch.shared->mas1;
1094         sregs->u.e.mas2 = vcpu->arch.shared->mas2;
1095         sregs->u.e.mas7_3 = vcpu->arch.shared->mas7_3;
1096         sregs->u.e.mas4 = vcpu->arch.shared->mas4;
1097         sregs->u.e.mas6 = vcpu->arch.shared->mas6;
1098
1099         sregs->u.e.mmucfg = vcpu->arch.mmucfg;
1100         sregs->u.e.tlbcfg[0] = vcpu->arch.tlbcfg[0];
1101         sregs->u.e.tlbcfg[1] = vcpu->arch.tlbcfg[1];
1102         sregs->u.e.tlbcfg[2] = 0;
1103         sregs->u.e.tlbcfg[3] = 0;
1104 }
1105
1106 int kvmppc_set_sregs_e500_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_sregs *sregs)
1107 {
1108         if (sregs->u.e.features & KVM_SREGS_E_ARCH206_MMU) {
1109                 vcpu->arch.shared->mas0 = sregs->u.e.mas0;
1110                 vcpu->arch.shared->mas1 = sregs->u.e.mas1;
1111                 vcpu->arch.shared->mas2 = sregs->u.e.mas2;
1112                 vcpu->arch.shared->mas7_3 = sregs->u.e.mas7_3;
1113                 vcpu->arch.shared->mas4 = sregs->u.e.mas4;
1114                 vcpu->arch.shared->mas6 = sregs->u.e.mas6;
1115         }
1116
1117         return 0;
1118 }
1119
1120 int kvm_vcpu_ioctl_config_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu,
1121                               struct kvm_config_tlb *cfg)
1122 {
1123         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
1124         struct kvm_book3e_206_tlb_params params;
1125         char *virt;
1126         struct page **pages;
1127         struct tlbe_priv *privs[2] = {};
1128         u64 *g2h_bitmap = NULL;
1129         size_t array_len;
1130         u32 sets;
1131         int num_pages, ret, i;
1132
1133         if (cfg->mmu_type != KVM_MMU_FSL_BOOKE_NOHV)
1134                 return -EINVAL;
1135
1136         if (copy_from_user(&params, (void __user *)(uintptr_t)cfg->params,
1137                            sizeof(params)))
1138                 return -EFAULT;
1139
1140         if (params.tlb_sizes[1] > 64)
1141                 return -EINVAL;
1142         if (params.tlb_ways[1] != params.tlb_sizes[1])
1143                 return -EINVAL;
1144         if (params.tlb_sizes[2] != 0 || params.tlb_sizes[3] != 0)
1145                 return -EINVAL;
1146         if (params.tlb_ways[2] != 0 || params.tlb_ways[3] != 0)
1147                 return -EINVAL;
1148
1149         if (!is_power_of_2(params.tlb_ways[0]))
1150                 return -EINVAL;
1151
1152         sets = params.tlb_sizes[0] >> ilog2(params.tlb_ways[0]);
1153         if (!is_power_of_2(sets))
1154                 return -EINVAL;
1155
1156         array_len = params.tlb_sizes[0] + params.tlb_sizes[1];
1157         array_len *= sizeof(struct kvm_book3e_206_tlb_entry);
1158
1159         if (cfg->array_len < array_len)
1160                 return -EINVAL;
1161
1162         num_pages = DIV_ROUND_UP(cfg->array + array_len - 1, PAGE_SIZE) -
1163                     cfg->array / PAGE_SIZE;
1164         pages = kmalloc(sizeof(struct page *) * num_pages, GFP_KERNEL);
1165         if (!pages)
1166                 return -ENOMEM;
1167
1168         ret = get_user_pages_fast(cfg->array, num_pages, 1, pages);
1169         if (ret < 0)
1170                 goto err_pages;
1171
1172         if (ret != num_pages) {
1173                 num_pages = ret;
1174                 ret = -EFAULT;
1175                 goto err_put_page;
1176         }
1177
1178         virt = vmap(pages, num_pages, VM_MAP, PAGE_KERNEL);
1179         if (!virt)
1180                 goto err_put_page;
1181
1182         privs[0] = kzalloc(sizeof(struct tlbe_priv) * params.tlb_sizes[0],
1183                            GFP_KERNEL);
1184         privs[1] = kzalloc(sizeof(struct tlbe_priv) * params.tlb_sizes[1],
1185                            GFP_KERNEL);
1186
1187         if (!privs[0] || !privs[1])
1188                 goto err_put_page;
1189
1190         g2h_bitmap = kzalloc(sizeof(u64) * params.tlb_sizes[1],
1191                              GFP_KERNEL);
1192         if (!g2h_bitmap)
1193                 goto err_put_page;
1194
1195         free_gtlb(vcpu_e500);
1196
1197         vcpu_e500->gtlb_priv[0] = privs[0];
1198         vcpu_e500->gtlb_priv[1] = privs[1];
1199         vcpu_e500->g2h_tlb1_map = g2h_bitmap;
1200
1201         vcpu_e500->gtlb_arch = (struct kvm_book3e_206_tlb_entry *)
1202                 (virt + (cfg->array & (PAGE_SIZE - 1)));
1203
1204         vcpu_e500->gtlb_params[0].entries = params.tlb_sizes[0];
1205         vcpu_e500->gtlb_params[1].entries = params.tlb_sizes[1];
1206
1207         vcpu_e500->gtlb_offset[0] = 0;
1208         vcpu_e500->gtlb_offset[1] = params.tlb_sizes[0];
1209
1210         vcpu->arch.mmucfg = mfspr(SPRN_MMUCFG) & ~MMUCFG_LPIDSIZE;
1211
1212         vcpu->arch.tlbcfg[0] &= ~(TLBnCFG_N_ENTRY | TLBnCFG_ASSOC);
1213         if (params.tlb_sizes[0] <= 2048)
1214                 vcpu->arch.tlbcfg[0] |= params.tlb_sizes[0];
1215         vcpu->arch.tlbcfg[0] |= params.tlb_ways[0] << TLBnCFG_ASSOC_SHIFT;
1216
1217         vcpu->arch.tlbcfg[1] &= ~(TLBnCFG_N_ENTRY | TLBnCFG_ASSOC);
1218         vcpu->arch.tlbcfg[1] |= params.tlb_sizes[1];
1219         vcpu->arch.tlbcfg[1] |= params.tlb_ways[1] << TLBnCFG_ASSOC_SHIFT;
1220
1221         vcpu_e500->shared_tlb_pages = pages;
1222         vcpu_e500->num_shared_tlb_pages = num_pages;
1223
1224         vcpu_e500->gtlb_params[0].ways = params.tlb_ways[0];
1225         vcpu_e500->gtlb_params[0].sets = sets;
1226
1227         vcpu_e500->gtlb_params[1].ways = params.tlb_sizes[1];
1228         vcpu_e500->gtlb_params[1].sets = 1;
1229
1230         kvmppc_recalc_tlb1map_range(vcpu_e500);
1231         return 0;
1232
1233 err_put_page:
1234         kfree(privs[0]);
1235         kfree(privs[1]);
1236
1237         for (i = 0; i < num_pages; i++)
1238                 put_page(pages[i]);
1239
1240 err_pages:
1241         kfree(pages);
1242         return ret;
1243 }
1244
1245 int kvm_vcpu_ioctl_dirty_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu,
1246                              struct kvm_dirty_tlb *dirty)
1247 {
1248         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
1249         kvmppc_recalc_tlb1map_range(vcpu_e500);
1250         clear_tlb_refs(vcpu_e500);
1251         return 0;
1252 }
1253
1254 int kvmppc_e500_tlb_init(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
1255 {
1256         struct kvm_vcpu *vcpu = &vcpu_e500->vcpu;
1257         int entry_size = sizeof(struct kvm_book3e_206_tlb_entry);
1258         int entries = KVM_E500_TLB0_SIZE + KVM_E500_TLB1_SIZE;
1259
1260         host_tlb_params[0].entries = mfspr(SPRN_TLB0CFG) & TLBnCFG_N_ENTRY;
1261         host_tlb_params[1].entries = mfspr(SPRN_TLB1CFG) & TLBnCFG_N_ENTRY;
1262
1263         /*
1264          * This should never happen on real e500 hardware, but is
1265          * architecturally possible -- e.g. in some weird nested
1266          * virtualization case.
1267          */
1268         if (host_tlb_params[0].entries == 0 ||
1269             host_tlb_params[1].entries == 0) {
1270                 pr_err("%s: need to know host tlb size\n", __func__);
1271                 return -ENODEV;
1272         }
1273
1274         host_tlb_params[0].ways = (mfspr(SPRN_TLB0CFG) & TLBnCFG_ASSOC) >>
1275                                   TLBnCFG_ASSOC_SHIFT;
1276         host_tlb_params[1].ways = host_tlb_params[1].entries;
1277
1278         if (!is_power_of_2(host_tlb_params[0].entries) ||
1279             !is_power_of_2(host_tlb_params[0].ways) ||
1280             host_tlb_params[0].entries < host_tlb_params[0].ways ||
1281             host_tlb_params[0].ways == 0) {
1282                 pr_err("%s: bad tlb0 host config: %u entries %u ways\n",
1283                        __func__, host_tlb_params[0].entries,
1284                        host_tlb_params[0].ways);
1285                 return -ENODEV;
1286         }
1287
1288         host_tlb_params[0].sets =
1289                 host_tlb_params[0].entries / host_tlb_params[0].ways;
1290         host_tlb_params[1].sets = 1;
1291
1292         vcpu_e500->gtlb_params[0].entries = KVM_E500_TLB0_SIZE;
1293         vcpu_e500->gtlb_params[1].entries = KVM_E500_TLB1_SIZE;
1294
1295         vcpu_e500->gtlb_params[0].ways = KVM_E500_TLB0_WAY_NUM;
1296         vcpu_e500->gtlb_params[0].sets =
1297                 KVM_E500_TLB0_SIZE / KVM_E500_TLB0_WAY_NUM;
1298
1299         vcpu_e500->gtlb_params[1].ways = KVM_E500_TLB1_SIZE;
1300         vcpu_e500->gtlb_params[1].sets = 1;
1301
1302         vcpu_e500->gtlb_arch = kmalloc(entries * entry_size, GFP_KERNEL);
1303         if (!vcpu_e500->gtlb_arch)
1304                 return -ENOMEM;
1305
1306         vcpu_e500->gtlb_offset[0] = 0;
1307         vcpu_e500->gtlb_offset[1] = KVM_E500_TLB0_SIZE;
1308
1309         vcpu_e500->tlb_refs[0] =
1310                 kzalloc(sizeof(struct tlbe_ref) * host_tlb_params[0].entries,
1311                         GFP_KERNEL);
1312         if (!vcpu_e500->tlb_refs[0])
1313                 goto err;
1314
1315         vcpu_e500->tlb_refs[1] =
1316                 kzalloc(sizeof(struct tlbe_ref) * host_tlb_params[1].entries,
1317                         GFP_KERNEL);
1318         if (!vcpu_e500->tlb_refs[1])
1319                 goto err;
1320
1321         vcpu_e500->gtlb_priv[0] = kzalloc(sizeof(struct tlbe_ref) *
1322                                           vcpu_e500->gtlb_params[0].entries,
1323                                           GFP_KERNEL);
1324         if (!vcpu_e500->gtlb_priv[0])
1325                 goto err;
1326
1327         vcpu_e500->gtlb_priv[1] = kzalloc(sizeof(struct tlbe_ref) *
1328                                           vcpu_e500->gtlb_params[1].entries,
1329                                           GFP_KERNEL);
1330         if (!vcpu_e500->gtlb_priv[1])
1331                 goto err;
1332
1333         vcpu_e500->g2h_tlb1_map = kzalloc(sizeof(unsigned int) *
1334                                           vcpu_e500->gtlb_params[1].entries,
1335                                           GFP_KERNEL);
1336         if (!vcpu_e500->g2h_tlb1_map)
1337                 goto err;
1338
1339         vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap = kzalloc(sizeof(unsigned int) *
1340                                            host_tlb_params[1].entries,
1341                                            GFP_KERNEL);
1342         if (!vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap)
1343                 goto err;
1344
1345         /* Init TLB configuration register */
1346         vcpu->arch.tlbcfg[0] = mfspr(SPRN_TLB0CFG) &
1347                              ~(TLBnCFG_N_ENTRY | TLBnCFG_ASSOC);
1348         vcpu->arch.tlbcfg[0] |= vcpu_e500->gtlb_params[0].entries;
1349         vcpu->arch.tlbcfg[0] |=
1350                 vcpu_e500->gtlb_params[0].ways << TLBnCFG_ASSOC_SHIFT;
1351
1352         vcpu->arch.tlbcfg[1] = mfspr(SPRN_TLB1CFG) &
1353                              ~(TLBnCFG_N_ENTRY | TLBnCFG_ASSOC);
1354         vcpu->arch.tlbcfg[1] |= vcpu_e500->gtlb_params[1].entries;
1355         vcpu->arch.tlbcfg[1] |=
1356                 vcpu_e500->gtlb_params[1].ways << TLBnCFG_ASSOC_SHIFT;
1357
1358         kvmppc_recalc_tlb1map_range(vcpu_e500);
1359         return 0;
1360
1361 err:
1362         free_gtlb(vcpu_e500);
1363         kfree(vcpu_e500->tlb_refs[0]);
1364         kfree(vcpu_e500->tlb_refs[1]);
1365         return -1;
1366 }
1367
1368 void kvmppc_e500_tlb_uninit(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
1369 {
1370         free_gtlb(vcpu_e500);
1371         kfree(vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap);
1372         kfree(vcpu_e500->tlb_refs[0]);
1373         kfree(vcpu_e500->tlb_refs[1]);
1374 }