arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_mmu.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  *
   4  * Copyright 2010-2011 Paul Mackerras, IBM Corp. <paulus@au1.ibm.com>
   5  */
   6
   7 #include <linux/types.h>
   8 #include <linux/string.h>
   9 #include <linux/kvm.h>
  10 #include <linux/kvm_host.h>
  11 #include <linux/hugetlb.h>
  12 #include <linux/module.h>
  13 #include <linux/log2.h>
  14 #include <linux/sizes.h>
  15
  16 #include <asm/trace.h>
  17 #include <asm/kvm_ppc.h>
  18 #include <asm/kvm_book3s.h>
  19 #include <asm/book3s/64/mmu-hash.h>
  20 #include <asm/hvcall.h>
  21 #include <asm/synch.h>
  22 #include <asm/ppc-opcode.h>
  23 #include <asm/pte-walk.h>
  24
  25 /* Translate address of a vmalloc'd thing to a linear map address */
  26 static void *real_vmalloc_addr(void *addr)
  27 {
  28         return __va(ppc_find_vmap_phys((unsigned long)addr));
  29 }
  30
  31 /* Return 1 if we need to do a global tlbie, 0 if we can use tlbiel */
  32 static int global_invalidates(struct kvm *kvm)
  33 {
  34         int global;
  35         int cpu;
  36
  37         /*
  38          * If there is only one vcore, and it's currently running,
  39          * as indicated by local_paca->kvm_hstate.kvm_vcpu being set,
  40          * we can use tlbiel as long as we mark all other physical
  41          * cores as potentially having stale TLB entries for this lpid.
  42          * Otherwise, don't use tlbiel.
  43          */
  44         if (kvm->arch.online_vcores == 1 && local_paca->kvm_hstate.kvm_vcpu)
  45                 global = 0;
  46         else
  47                 global = 1;
  48
  49         /* LPID has been switched to host if in virt mode so can't do local */
  50         if (!global && (mfmsr() & (MSR_IR|MSR_DR)))
  51                 global = 1;
  52
  53         if (!global) {
  54                 /* any other core might now have stale TLB entries... */
  55                 smp_wmb();
  56                 cpumask_setall(&kvm->arch.need_tlb_flush);
  57                 cpu = local_paca->kvm_hstate.kvm_vcore->pcpu;
  58                 cpumask_clear_cpu(cpu, &kvm->arch.need_tlb_flush);
  59         }
  60
  61         return global;
  62 }
  63
  64 /*
  65  * Add this HPTE into the chain for the real page.
  66  * Must be called with the chain locked; it unlocks the chain.
  67  */
  68 void kvmppc_add_revmap_chain(struct kvm *kvm, struct revmap_entry *rev,
  69                              unsigned long *rmap, long pte_index, int realmode)
  70 {
  71         struct revmap_entry *head, *tail;
  72         unsigned long i;
  73
  74         if (*rmap & KVMPPC_RMAP_PRESENT) {
  75                 i = *rmap & KVMPPC_RMAP_INDEX;
  76                 head = &kvm->arch.hpt.rev[i];
  77                 if (realmode)
  78                         head = real_vmalloc_addr(head);
  79                 tail = &kvm->arch.hpt.rev[head->back];
  80                 if (realmode)
  81                         tail = real_vmalloc_addr(tail);
  82                 rev->forw = i;
  83                 rev->back = head->back;
  84                 tail->forw = pte_index;
  85                 head->back = pte_index;
  86         } else {
  87                 rev->forw = rev->back = pte_index;
  88                 *rmap = (*rmap & ~KVMPPC_RMAP_INDEX) |
  89                         pte_index | KVMPPC_RMAP_PRESENT | KVMPPC_RMAP_HPT;
  90         }
  91         unlock_rmap(rmap);
  92 }
  93 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_add_revmap_chain);
  94
  95 /* Update the dirty bitmap of a memslot */
  96 void kvmppc_update_dirty_map(const struct kvm_memory_slot *memslot,
  97                              unsigned long gfn, unsigned long psize)
  98 {
  99         unsigned long npages;
 100
 101         if (!psize || !memslot->dirty_bitmap)
 102                 return;
 103         npages = (psize + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
 104         gfn -= memslot->base_gfn;
 105         set_dirty_bits_atomic(memslot->dirty_bitmap, gfn, npages);
 106 }
 107 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_update_dirty_map);
 108
 109 static void kvmppc_set_dirty_from_hpte(struct kvm *kvm,
 110                                 unsigned long hpte_v, unsigned long hpte_gr)
 111 {
 112         struct kvm_memory_slot *memslot;
 113         unsigned long gfn;
 114         unsigned long psize;
 115
 116         psize = kvmppc_actual_pgsz(hpte_v, hpte_gr);
 117         gfn = hpte_rpn(hpte_gr, psize);
 118         memslot = __gfn_to_memslot(kvm_memslots_raw(kvm), gfn);
 119         if (memslot && memslot->dirty_bitmap)
 120                 kvmppc_update_dirty_map(memslot, gfn, psize);
 121 }
 122
 123 /* Returns a pointer to the revmap entry for the page mapped by a HPTE */
 124 static unsigned long *revmap_for_hpte(struct kvm *kvm, unsigned long hpte_v,
 125                                       unsigned long hpte_gr,
 126                                       struct kvm_memory_slot **memslotp,
 127                                       unsigned long *gfnp)
 128 {
 129         struct kvm_memory_slot *memslot;
 130         unsigned long *rmap;
 131         unsigned long gfn;
 132
 133         gfn = hpte_rpn(hpte_gr, kvmppc_actual_pgsz(hpte_v, hpte_gr));
 134         memslot = __gfn_to_memslot(kvm_memslots_raw(kvm), gfn);
 135         if (memslotp)
 136                 *memslotp = memslot;
 137         if (gfnp)
 138                 *gfnp = gfn;
 139         if (!memslot)
 140                 return NULL;
 141
 142         rmap = real_vmalloc_addr(&memslot->arch.rmap[gfn - memslot->base_gfn]);
 143         return rmap;
 144 }
 145
 146 /* Remove this HPTE from the chain for a real page */
 147 static void remove_revmap_chain(struct kvm *kvm, long pte_index,
 148                                 struct revmap_entry *rev,
 149                                 unsigned long hpte_v, unsigned long hpte_r)
 150 {
 151         struct revmap_entry *next, *prev;
 152         unsigned long ptel, head;
 153         unsigned long *rmap;
 154         unsigned long rcbits;
 155         struct kvm_memory_slot *memslot;
 156         unsigned long gfn;
 157
 158         rcbits = hpte_r & (HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 159         ptel = rev->guest_rpte |= rcbits;
 160         rmap = revmap_for_hpte(kvm, hpte_v, ptel, &memslot, &gfn);
 161         if (!rmap)
 162                 return;
 163         lock_rmap(rmap);
 164
 165         head = *rmap & KVMPPC_RMAP_INDEX;
 166         next = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.hpt.rev[rev->forw]);
 167         prev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.hpt.rev[rev->back]);
 168         next->back = rev->back;
 169         prev->forw = rev->forw;
 170         if (head == pte_index) {
 171                 head = rev->forw;
 172                 if (head == pte_index)
 173                         *rmap &= ~(KVMPPC_RMAP_PRESENT | KVMPPC_RMAP_INDEX);
 174                 else
 175                         *rmap = (*rmap & ~KVMPPC_RMAP_INDEX) | head;
 176         }
 177         *rmap |= rcbits << KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT;
 178         if (rcbits & HPTE_R_C)
 179                 kvmppc_update_dirty_map(memslot, gfn,
 180                                         kvmppc_actual_pgsz(hpte_v, hpte_r));
 181         unlock_rmap(rmap);
 182 }
 183
 184 long kvmppc_do_h_enter(struct kvm *kvm, unsigned long flags,
 185                        long pte_index, unsigned long pteh, unsigned long ptel,
 186                        pgd_t *pgdir, bool realmode, unsigned long *pte_idx_ret)
 187 {
 188         unsigned long i, pa, gpa, gfn, psize;
 189         unsigned long slot_fn, hva;
 190         __be64 *hpte;
 191         struct revmap_entry *rev;
 192         unsigned long g_ptel;
 193         struct kvm_memory_slot *memslot;
 194         unsigned hpage_shift;
 195         bool is_ci;
 196         unsigned long *rmap;
 197         pte_t *ptep;
 198         unsigned int writing;
 199         unsigned long mmu_seq;
 200         unsigned long rcbits;
 201
 202         if (kvm_is_radix(kvm))
 203                 return H_FUNCTION;
 204         /*
 205          * The HPTE gets used by compute_tlbie_rb() to set TLBIE bits, so
 206          * these functions should work together -- must ensure a guest can not
 207          * cause problems with the TLBIE that KVM executes.
 208          */
 209         if ((pteh >> HPTE_V_SSIZE_SHIFT) & 0x2) {
 210                 /* B=0b1x is a reserved value, disallow it. */
 211                 return H_PARAMETER;
 212         }
 213         psize = kvmppc_actual_pgsz(pteh, ptel);
 214         if (!psize)
 215                 return H_PARAMETER;
 216         writing = hpte_is_writable(ptel);
 217         pteh &= ~(HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID);
 218         ptel &= ~HPTE_GR_RESERVED;
 219         g_ptel = ptel;
 220
 221         /* used later to detect if we might have been invalidated */
 222         mmu_seq = kvm->mmu_invalidate_seq;
 223         smp_rmb();
 224
 225         /* Find the memslot (if any) for this address */
 226         gpa = (ptel & HPTE_R_RPN) & ~(psize - 1);
 227         gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
 228         memslot = __gfn_to_memslot(kvm_memslots_raw(kvm), gfn);
 229         pa = 0;
 230         is_ci = false;
 231         rmap = NULL;
 232         if (!(memslot && !(memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID))) {
 233                 /* Emulated MMIO - mark this with key=31 */
 234                 pteh |= HPTE_V_ABSENT;
 235                 ptel |= HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO;
 236                 goto do_insert;
 237         }
 238
 239         /* Check if the requested page fits entirely in the memslot. */
 240         if (!slot_is_aligned(memslot, psize))
 241                 return H_PARAMETER;
 242         slot_fn = gfn - memslot->base_gfn;
 243         rmap = &memslot->arch.rmap[slot_fn];
 244
 245         /* Translate to host virtual address */
 246         hva = __gfn_to_hva_memslot(memslot, gfn);
 247
 248         arch_spin_lock(&kvm->mmu_lock.rlock.raw_lock);
 249         ptep = find_kvm_host_pte(kvm, mmu_seq, hva, &hpage_shift);
 250         if (ptep) {
 251                 pte_t pte;
 252                 unsigned int host_pte_size;
 253
 254                 if (hpage_shift)
 255                         host_pte_size = 1ul << hpage_shift;
 256                 else
 257                         host_pte_size = PAGE_SIZE;
 258                 /*
 259                  * We should always find the guest page size
 260                  * to <= host page size, if host is using hugepage
 261                  */
 262                 if (host_pte_size < psize) {
 263                         arch_spin_unlock(&kvm->mmu_lock.rlock.raw_lock);
 264                         return H_PARAMETER;
 265                 }
 266                 pte = kvmppc_read_update_linux_pte(ptep, writing);
 267                 if (pte_present(pte) && !pte_protnone(pte)) {
 268                         if (writing && !pte_write(pte))
 269                                 /* make the actual HPTE be read-only */
 270                                 ptel = hpte_make_readonly(ptel);
 271                         is_ci = pte_ci(pte);
 272                         pa = pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT;
 273                         pa |= hva & (host_pte_size - 1);
 274                         pa |= gpa & ~PAGE_MASK;
 275                 }
 276         }
 277         arch_spin_unlock(&kvm->mmu_lock.rlock.raw_lock);
 278
 279         ptel &= HPTE_R_KEY | HPTE_R_PP0 | (psize-1);
 280         ptel |= pa;
 281
 282         if (pa)
 283                 pteh |= HPTE_V_VALID;
 284         else {
 285                 pteh |= HPTE_V_ABSENT;
 286                 ptel &= ~(HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO);
 287         }
 288
 289         /*If we had host pte mapping then  Check WIMG */
 290         if (ptep && !hpte_cache_flags_ok(ptel, is_ci)) {
 291                 if (is_ci)
 292                         return H_PARAMETER;
 293                 /*
 294                  * Allow guest to map emulated device memory as
 295                  * uncacheable, but actually make it cacheable.
 296                  */
 297                 ptel &= ~(HPTE_R_W|HPTE_R_I|HPTE_R_G);
 298                 ptel |= HPTE_R_M;
 299         }
 300
 301         /* Find and lock the HPTEG slot to use */
 302  do_insert:
 303         if (pte_index >= kvmppc_hpt_npte(&kvm->arch.hpt))
 304                 return H_PARAMETER;
 305         if (likely((flags & H_EXACT) == 0)) {
 306                 pte_index &= ~7UL;
 307                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt.virt + (pte_index << 4));
 308                 for (i = 0; i < 8; ++i) {
 309                         if ((be64_to_cpu(*hpte) & HPTE_V_VALID) == 0 &&
 310                             try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_VALID |
 311                                           HPTE_V_ABSENT))
 312                                 break;
 313                         hpte += 2;
 314                 }
 315                 if (i == 8) {
 316                         /*
 317                          * Since try_lock_hpte doesn't retry (not even stdcx.
 318                          * failures), it could be that there is a free slot
 319                          * but we transiently failed to lock it.  Try again,
 320                          * actually locking each slot and checking it.
 321                          */
 322                         hpte -= 16;
 323                         for (i = 0; i < 8; ++i) {
 324                                 u64 pte;
 325                                 while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 326                                         cpu_relax();
 327                                 pte = be64_to_cpu(hpte[0]);
 328                                 if (!(pte & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT)))
 329                                         break;
 330                                 __unlock_hpte(hpte, pte);
 331                                 hpte += 2;
 332                         }
 333                         if (i == 8)
 334                                 return H_PTEG_FULL;
 335                 }
 336                 pte_index += i;
 337         } else {
 338                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt.virt + (pte_index << 4));
 339                 if (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_VALID |
 340                                    HPTE_V_ABSENT)) {
 341                         /* Lock the slot and check again */
 342                         u64 pte;
 343
 344                         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 345                                 cpu_relax();
 346                         pte = be64_to_cpu(hpte[0]);
 347                         if (pte & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT)) {
 348                                 __unlock_hpte(hpte, pte);
 349                                 return H_PTEG_FULL;
 350                         }
 351                 }
 352         }
 353
 354         /* Save away the guest's idea of the second HPTE dword */
 355         rev = &kvm->arch.hpt.rev[pte_index];
 356         if (realmode)
 357                 rev = real_vmalloc_addr(rev);
 358         if (rev) {
 359                 rev->guest_rpte = g_ptel;
 360                 note_hpte_modification(kvm, rev);
 361         }
 362
 363         /* Link HPTE into reverse-map chain */
 364         if (pteh & HPTE_V_VALID) {
 365                 if (realmode)
 366                         rmap = real_vmalloc_addr(rmap);
 367                 lock_rmap(rmap);
 368                 /* Check for pending invalidations under the rmap chain lock */
 369                 if (mmu_invalidate_retry(kvm, mmu_seq)) {
 370                         /* inval in progress, write a non-present HPTE */
 371                         pteh |= HPTE_V_ABSENT;
 372                         pteh &= ~HPTE_V_VALID;
 373                         ptel &= ~(HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO);
 374                         unlock_rmap(rmap);
 375                 } else {
 376                         kvmppc_add_revmap_chain(kvm, rev, rmap, pte_index,
 377                                                 realmode);
 378                         /* Only set R/C in real HPTE if already set in *rmap */
 379                         rcbits = *rmap >> KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT;
 380                         ptel &= rcbits | ~(HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 381                 }
 382         }
 383
 384         /* Convert to new format on P9 */
 385         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
 386                 ptel = hpte_old_to_new_r(pteh, ptel);
 387                 pteh = hpte_old_to_new_v(pteh);
 388         }
 389         hpte[1] = cpu_to_be64(ptel);
 390
 391         /* Write the first HPTE dword, unlocking the HPTE and making it valid */
 392         eieio();
 393         __unlock_hpte(hpte, pteh);
 394         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 395
 396         *pte_idx_ret = pte_index;
 397         return H_SUCCESS;
 398 }
 399 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_do_h_enter);
 400
 401 long kvmppc_h_enter(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 402                     long pte_index, unsigned long pteh, unsigned long ptel)
 403 {
 404         return kvmppc_do_h_enter(vcpu->kvm, flags, pte_index, pteh, ptel,
 405                                  vcpu->arch.pgdir, true,
 406                                  &vcpu->arch.regs.gpr[4]);
 407 }
 408 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_h_enter);
 409
 410 #ifdef __BIG_ENDIAN__
 411 #define LOCK_TOKEN      (*(u32 *)(&get_paca()->lock_token))
 412 #else
 413 #define LOCK_TOKEN      (*(u32 *)(&get_paca()->paca_index))
 414 #endif
 415
 416 static inline int is_mmio_hpte(unsigned long v, unsigned long r)
 417 {
 418         return ((v & HPTE_V_ABSENT) &&
 419                 (r & (HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO)) ==
 420                 (HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO));
 421 }
 422
 423 static inline void fixup_tlbie_lpid(unsigned long rb_value, unsigned long lpid)
 424 {
 425
 426         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_P9_TLBIE_ERAT_BUG)) {
 427                 /* Radix flush for a hash guest */
 428
 429                 unsigned long rb,rs,prs,r,ric;
 430
 431                 rb = PPC_BIT(52); /* IS = 2 */
 432                 rs = 0;  /* lpid = 0 */
 433                 prs = 0; /* partition scoped */
 434                 r = 1;   /* radix format */
 435                 ric = 0; /* RIC_FLSUH_TLB */
 436
 437                 /*
 438                  * Need the extra ptesync to make sure we don't
 439                  * re-order the tlbie
 440                  */
 441                 asm volatile("ptesync": : :"memory");
 442                 asm volatile(PPC_TLBIE_5(%0, %4, %3, %2, %1)
 443                              : : "r"(rb), "i"(r), "i"(prs),
 444                                "i"(ric), "r"(rs) : "memory");
 445         }
 446
 447         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_P9_TLBIE_STQ_BUG)) {
 448                 asm volatile("ptesync": : :"memory");
 449                 asm volatile(PPC_TLBIE_5(%0,%1,0,0,0) : :
 450                              "r" (rb_value), "r" (lpid));
 451         }
 452 }
 453
 454 static void do_tlbies(struct kvm *kvm, unsigned long *rbvalues,
 455                       long npages, int global, bool need_sync)
 456 {
 457         long i;
 458
 459         /*
 460          * We use the POWER9 5-operand versions of tlbie and tlbiel here.
 461          * Since we are using RIC=0 PRS=0 R=0, and P7/P8 tlbiel ignores
 462          * the RS field, this is backwards-compatible with P7 and P8.
 463          */
 464         if (global) {
 465                 if (need_sync)
 466                         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 467                 for (i = 0; i < npages; ++i) {
 468                         asm volatile(PPC_TLBIE_5(%0,%1,0,0,0) : :
 469                                      "r" (rbvalues[i]), "r" (kvm->arch.lpid));
 470                 }
 471
 472                 fixup_tlbie_lpid(rbvalues[i - 1], kvm->arch.lpid);
 473                 asm volatile("eieio; tlbsync; ptesync" : : : "memory");
 474         } else {
 475                 if (need_sync)
 476                         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 477                 for (i = 0; i < npages; ++i) {
 478                         asm volatile(PPC_TLBIEL(%0,%1,0,0,0) : :
 479                                      "r" (rbvalues[i]), "r" (0));
 480                 }
 481                 asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 482         }
 483 }
 484
 485 long kvmppc_do_h_remove(struct kvm *kvm, unsigned long flags,
 486                         unsigned long pte_index, unsigned long avpn,
 487                         unsigned long *hpret)
 488 {
 489         __be64 *hpte;
 490         unsigned long v, r, rb;
 491         struct revmap_entry *rev;
 492         u64 pte, orig_pte, pte_r;
 493
 494         if (kvm_is_radix(kvm))
 495                 return H_FUNCTION;
 496         if (pte_index >= kvmppc_hpt_npte(&kvm->arch.hpt))
 497                 return H_PARAMETER;
 498         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt.virt + (pte_index << 4));
 499         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 500                 cpu_relax();
 501         pte = orig_pte = be64_to_cpu(hpte[0]);
 502         pte_r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 503         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
 504                 pte = hpte_new_to_old_v(pte, pte_r);
 505                 pte_r = hpte_new_to_old_r(pte_r);
 506         }
 507         if ((pte & (HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID)) == 0 ||
 508             ((flags & H_AVPN) && (pte & ~0x7fUL) != avpn) ||
 509             ((flags & H_ANDCOND) && (pte & avpn) != 0)) {
 510                 __unlock_hpte(hpte, orig_pte);
 511                 return H_NOT_FOUND;
 512         }
 513
 514         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.hpt.rev[pte_index]);
 515         v = pte & ~HPTE_V_HVLOCK;
 516         if (v & HPTE_V_VALID) {
 517                 hpte[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_VALID);
 518                 rb = compute_tlbie_rb(v, pte_r, pte_index);
 519                 do_tlbies(kvm, &rb, 1, global_invalidates(kvm), true);
 520                 /*
 521                  * The reference (R) and change (C) bits in a HPT
 522                  * entry can be set by hardware at any time up until
 523                  * the HPTE is invalidated and the TLB invalidation
 524                  * sequence has completed.  This means that when
 525                  * removing a HPTE, we need to re-read the HPTE after
 526                  * the invalidation sequence has completed in order to
 527                  * obtain reliable values of R and C.
 528                  */
 529                 remove_revmap_chain(kvm, pte_index, rev, v,
 530                                     be64_to_cpu(hpte[1]));
 531         }
 532         r = rev->guest_rpte & ~HPTE_GR_RESERVED;
 533         note_hpte_modification(kvm, rev);
 534         unlock_hpte(hpte, 0);
 535
 536         if (is_mmio_hpte(v, pte_r))
 537                 atomic64_inc(&kvm->arch.mmio_update);
 538
 539         if (v & HPTE_V_ABSENT)
 540                 v = (v & ~HPTE_V_ABSENT) | HPTE_V_VALID;
 541         hpret[0] = v;
 542         hpret[1] = r;
 543         return H_SUCCESS;
 544 }
 545 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_do_h_remove);
 546
 547 long kvmppc_h_remove(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 548                      unsigned long pte_index, unsigned long avpn)
 549 {
 550         return kvmppc_do_h_remove(vcpu->kvm, flags, pte_index, avpn,
 551                                   &vcpu->arch.regs.gpr[4]);
 552 }
 553 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_h_remove);
 554
 555 long kvmppc_h_bulk_remove(struct kvm_vcpu *vcpu)
 556 {
 557         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 558         unsigned long *args = &vcpu->arch.regs.gpr[4];
 559         __be64 *hp, *hptes[4];
 560         unsigned long tlbrb[4];
 561         long int i, j, k, n, found, indexes[4];
 562         unsigned long flags, req, pte_index, rcbits;
 563         int global;
 564         long int ret = H_SUCCESS;
 565         struct revmap_entry *rev, *revs[4];
 566         u64 hp0, hp1;
 567
 568         if (kvm_is_radix(kvm))
 569                 return H_FUNCTION;
 570         global = global_invalidates(kvm);
 571         for (i = 0; i < 4 && ret == H_SUCCESS; ) {
 572                 n = 0;
 573                 for (; i < 4; ++i) {
 574                         j = i * 2;
 575                         pte_index = args[j];
 576                         flags = pte_index >> 56;
 577                         pte_index &= ((1ul << 56) - 1);
 578                         req = flags >> 6;
 579                         flags &= 3;
 580                         if (req == 3) {         /* no more requests */
 581                                 i = 4;
 582                                 break;
 583                         }
 584                         if (req != 1 || flags == 3 ||
 585                             pte_index >= kvmppc_hpt_npte(&kvm->arch.hpt)) {
 586                                 /* parameter error */
 587                                 args[j] = ((0xa0 | flags) << 56) + pte_index;
 588                                 ret = H_PARAMETER;
 589                                 break;
 590                         }
 591                         hp = (__be64 *) (kvm->arch.hpt.virt + (pte_index << 4));
 592                         /* to avoid deadlock, don't spin except for first */
 593                         if (!try_lock_hpte(hp, HPTE_V_HVLOCK)) {
 594                                 if (n)
 595                                         break;
 596                                 while (!try_lock_hpte(hp, HPTE_V_HVLOCK))
 597                                         cpu_relax();
 598                         }
 599                         found = 0;
 600                         hp0 = be64_to_cpu(hp[0]);
 601                         hp1 = be64_to_cpu(hp[1]);
 602                         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
 603                                 hp0 = hpte_new_to_old_v(hp0, hp1);
 604                                 hp1 = hpte_new_to_old_r(hp1);
 605                         }
 606                         if (hp0 & (HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID)) {
 607                                 switch (flags & 3) {
 608                                 case 0:         /* absolute */
 609                                         found = 1;
 610                                         break;
 611                                 case 1:         /* andcond */
 612                                         if (!(hp0 & args[j + 1]))
 613                                                 found = 1;
 614                                         break;
 615                                 case 2:         /* AVPN */
 616                                         if ((hp0 & ~0x7fUL) == args[j + 1])
 617                                                 found = 1;
 618                                         break;
 619                                 }
 620                         }
 621                         if (!found) {
 622                                 hp[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_HVLOCK);
 623                                 args[j] = ((0x90 | flags) << 56) + pte_index;
 624                                 continue;
 625                         }
 626
 627                         args[j] = ((0x80 | flags) << 56) + pte_index;
 628                         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.hpt.rev[pte_index]);
 629                         note_hpte_modification(kvm, rev);
 630
 631                         if (!(hp0 & HPTE_V_VALID)) {
 632                                 /* insert R and C bits from PTE */
 633                                 rcbits = rev->guest_rpte & (HPTE_R_R|HPTE_R_C);
 634                                 args[j] |= rcbits << (56 - 5);
 635                                 hp[0] = 0;
 636                                 if (is_mmio_hpte(hp0, hp1))
 637                                         atomic64_inc(&kvm->arch.mmio_update);
 638                                 continue;
 639                         }
 640
 641                         /* leave it locked */
 642                         hp[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_VALID);
 643                         tlbrb[n] = compute_tlbie_rb(hp0, hp1, pte_index);
 644                         indexes[n] = j;
 645                         hptes[n] = hp;
 646                         revs[n] = rev;
 647                         ++n;
 648                 }
 649
 650                 if (!n)
 651                         break;
 652
 653                 /* Now that we've collected a batch, do the tlbies */
 654                 do_tlbies(kvm, tlbrb, n, global, true);
 655
 656                 /* Read PTE low words after tlbie to get final R/C values */
 657                 for (k = 0; k < n; ++k) {
 658                         j = indexes[k];
 659                         pte_index = args[j] & ((1ul << 56) - 1);
 660                         hp = hptes[k];
 661                         rev = revs[k];
 662                         remove_revmap_chain(kvm, pte_index, rev,
 663                                 be64_to_cpu(hp[0]), be64_to_cpu(hp[1]));
 664                         rcbits = rev->guest_rpte & (HPTE_R_R|HPTE_R_C);
 665                         args[j] |= rcbits << (56 - 5);
 666                         __unlock_hpte(hp, 0);
 667                 }
 668         }
 669
 670         return ret;
 671 }
 672 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_h_bulk_remove);
 673
 674 long kvmppc_h_protect(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 675                       unsigned long pte_index, unsigned long avpn)
 676 {
 677         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 678         __be64 *hpte;
 679         struct revmap_entry *rev;
 680         unsigned long v, r, rb, mask, bits;
 681         u64 pte_v, pte_r;
 682
 683         if (kvm_is_radix(kvm))
 684                 return H_FUNCTION;
 685         if (pte_index >= kvmppc_hpt_npte(&kvm->arch.hpt))
 686                 return H_PARAMETER;
 687
 688         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt.virt + (pte_index << 4));
 689         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 690                 cpu_relax();
 691         v = pte_v = be64_to_cpu(hpte[0]);
 692         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 693                 v = hpte_new_to_old_v(v, be64_to_cpu(hpte[1]));
 694         if ((v & (HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID)) == 0 ||
 695             ((flags & H_AVPN) && (v & ~0x7fUL) != avpn)) {
 696                 __unlock_hpte(hpte, pte_v);
 697                 return H_NOT_FOUND;
 698         }
 699
 700         pte_r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 701         bits = (flags << 55) & HPTE_R_PP0;
 702         bits |= (flags << 48) & HPTE_R_KEY_HI;
 703         bits |= flags & (HPTE_R_PP | HPTE_R_N | HPTE_R_KEY_LO);
 704
 705         /* Update guest view of 2nd HPTE dword */
 706         mask = HPTE_R_PP0 | HPTE_R_PP | HPTE_R_N |
 707                 HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO;
 708         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.hpt.rev[pte_index]);
 709         if (rev) {
 710                 r = (rev->guest_rpte & ~mask) | bits;
 711                 rev->guest_rpte = r;
 712                 note_hpte_modification(kvm, rev);
 713         }
 714
 715         /* Update HPTE */
 716         if (v & HPTE_V_VALID) {
 717                 /*
 718                  * If the page is valid, don't let it transition from
 719                  * readonly to writable.  If it should be writable, we'll
 720                  * take a trap and let the page fault code sort it out.
 721                  */
 722                 r = (pte_r & ~mask) | bits;
 723                 if (hpte_is_writable(r) && !hpte_is_writable(pte_r))
 724                         r = hpte_make_readonly(r);
 725                 /* If the PTE is changing, invalidate it first */
 726                 if (r != pte_r) {
 727                         rb = compute_tlbie_rb(v, r, pte_index);
 728                         hpte[0] = cpu_to_be64((pte_v & ~HPTE_V_VALID) |
 729                                               HPTE_V_ABSENT);
 730                         do_tlbies(kvm, &rb, 1, global_invalidates(kvm), true);
 731                         /* Don't lose R/C bit updates done by hardware */
 732                         r |= be64_to_cpu(hpte[1]) & (HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 733                         hpte[1] = cpu_to_be64(r);
 734                 }
 735         }
 736         unlock_hpte(hpte, pte_v & ~HPTE_V_HVLOCK);
 737         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 738         if (is_mmio_hpte(v, pte_r))
 739                 atomic64_inc(&kvm->arch.mmio_update);
 740
 741         return H_SUCCESS;
 742 }
 743 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_h_protect);
 744
 745 long kvmppc_h_read(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 746                    unsigned long pte_index)
 747 {
 748         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 749         __be64 *hpte;
 750         unsigned long v, r;
 751         int i, n = 1;
 752         struct revmap_entry *rev = NULL;
 753
 754         if (kvm_is_radix(kvm))
 755                 return H_FUNCTION;
 756         if (pte_index >= kvmppc_hpt_npte(&kvm->arch.hpt))
 757                 return H_PARAMETER;
 758         if (flags & H_READ_4) {
 759                 pte_index &= ~3;
 760                 n = 4;
 761         }
 762         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.hpt.rev[pte_index]);
 763         for (i = 0; i < n; ++i, ++pte_index) {
 764                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt.virt + (pte_index << 4));
 765                 v = be64_to_cpu(hpte[0]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
 766                 r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 767                 if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
 768                         v = hpte_new_to_old_v(v, r);
 769                         r = hpte_new_to_old_r(r);
 770                 }
 771                 if (v & HPTE_V_ABSENT) {
 772                         v &= ~HPTE_V_ABSENT;
 773                         v |= HPTE_V_VALID;
 774                 }
 775                 if (v & HPTE_V_VALID) {
 776                         r = rev[i].guest_rpte | (r & (HPTE_R_R | HPTE_R_C));
 777                         r &= ~HPTE_GR_RESERVED;
 778                 }
 779                 kvmppc_set_gpr(vcpu, 4 + i * 2, v);
 780                 kvmppc_set_gpr(vcpu, 5 + i * 2, r);
 781         }
 782         return H_SUCCESS;
 783 }
 784 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_h_read);
 785
 786 long kvmppc_h_clear_ref(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 787                         unsigned long pte_index)
 788 {
 789         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 790         __be64 *hpte;
 791         unsigned long v, r, gr;
 792         struct revmap_entry *rev;
 793         unsigned long *rmap;
 794         long ret = H_NOT_FOUND;
 795
 796         if (kvm_is_radix(kvm))
 797                 return H_FUNCTION;
 798         if (pte_index >= kvmppc_hpt_npte(&kvm->arch.hpt))
 799                 return H_PARAMETER;
 800
 801         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.hpt.rev[pte_index]);
 802         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt.virt + (pte_index << 4));
 803         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 804                 cpu_relax();
 805         v = be64_to_cpu(hpte[0]);
 806         r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 807         if (!(v & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT)))
 808                 goto out;
 809
 810         gr = rev->guest_rpte;
 811         if (rev->guest_rpte & HPTE_R_R) {
 812                 rev->guest_rpte &= ~HPTE_R_R;
 813                 note_hpte_modification(kvm, rev);
 814         }
 815         if (v & HPTE_V_VALID) {
 816                 gr |= r & (HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 817                 if (r & HPTE_R_R) {
 818                         kvmppc_clear_ref_hpte(kvm, hpte, pte_index);
 819                         rmap = revmap_for_hpte(kvm, v, gr, NULL, NULL);
 820                         if (rmap) {
 821                                 lock_rmap(rmap);
 822                                 *rmap |= KVMPPC_RMAP_REFERENCED;
 823                                 unlock_rmap(rmap);
 824                         }
 825                 }
 826         }
 827         kvmppc_set_gpr(vcpu, 4, gr);
 828         ret = H_SUCCESS;
 829  out:
 830         unlock_hpte(hpte, v & ~HPTE_V_HVLOCK);
 831         return ret;
 832 }
 833 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_h_clear_ref);
 834
 835 long kvmppc_h_clear_mod(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 836                         unsigned long pte_index)
 837 {
 838         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 839         __be64 *hpte;
 840         unsigned long v, r, gr;
 841         struct revmap_entry *rev;
 842         long ret = H_NOT_FOUND;
 843
 844         if (kvm_is_radix(kvm))
 845                 return H_FUNCTION;
 846         if (pte_index >= kvmppc_hpt_npte(&kvm->arch.hpt))
 847                 return H_PARAMETER;
 848
 849         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.hpt.rev[pte_index]);
 850         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt.virt + (pte_index << 4));
 851         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 852                 cpu_relax();
 853         v = be64_to_cpu(hpte[0]);
 854         r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 855         if (!(v & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT)))
 856                 goto out;
 857
 858         gr = rev->guest_rpte;
 859         if (gr & HPTE_R_C) {
 860                 rev->guest_rpte &= ~HPTE_R_C;
 861                 note_hpte_modification(kvm, rev);
 862         }
 863         if (v & HPTE_V_VALID) {
 864                 /* need to make it temporarily absent so C is stable */
 865                 hpte[0] |= cpu_to_be64(HPTE_V_ABSENT);
 866                 kvmppc_invalidate_hpte(kvm, hpte, pte_index);
 867                 r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 868                 gr |= r & (HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 869                 if (r & HPTE_R_C) {
 870                         hpte[1] = cpu_to_be64(r & ~HPTE_R_C);
 871                         eieio();
 872                         kvmppc_set_dirty_from_hpte(kvm, v, gr);
 873                 }
 874         }
 875         kvmppc_set_gpr(vcpu, 4, gr);
 876         ret = H_SUCCESS;
 877  out:
 878         unlock_hpte(hpte, v & ~HPTE_V_HVLOCK);
 879         return ret;
 880 }
 881 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_h_clear_mod);
 882
 883 static int kvmppc_get_hpa(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long mmu_seq,
 884                           unsigned long gpa, int writing, unsigned long *hpa,
 885                           struct kvm_memory_slot **memslot_p)
 886 {
 887         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 888         struct kvm_memory_slot *memslot;
 889         unsigned long gfn, hva, pa, psize = PAGE_SHIFT;
 890         unsigned int shift;
 891         pte_t *ptep, pte;
 892
 893         /* Find the memslot for this address */
 894         gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
 895         memslot = __gfn_to_memslot(kvm_memslots_raw(kvm), gfn);
 896         if (!memslot || (memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID))
 897                 return H_PARAMETER;
 898
 899         /* Translate to host virtual address */
 900         hva = __gfn_to_hva_memslot(memslot, gfn);
 901
 902         /* Try to find the host pte for that virtual address */
 903         ptep = find_kvm_host_pte(kvm, mmu_seq, hva, &shift);
 904         if (!ptep)
 905                 return H_TOO_HARD;
 906         pte = kvmppc_read_update_linux_pte(ptep, writing);
 907         if (!pte_present(pte))
 908                 return H_TOO_HARD;
 909
 910         /* Convert to a physical address */
 911         if (shift)
 912                 psize = 1UL << shift;
 913         pa = pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT;
 914         pa |= hva & (psize - 1);
 915         pa |= gpa & ~PAGE_MASK;
 916
 917         if (hpa)
 918                 *hpa = pa;
 919         if (memslot_p)
 920                 *memslot_p = memslot;
 921
 922         return H_SUCCESS;
 923 }
 924
 925 static long kvmppc_do_h_page_init_zero(struct kvm_vcpu *vcpu,
 926                                        unsigned long dest)
 927 {
 928         struct kvm_memory_slot *memslot;
 929         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 930         unsigned long pa, mmu_seq;
 931         long ret = H_SUCCESS;
 932         int i;
 933
 934         /* Used later to detect if we might have been invalidated */
 935         mmu_seq = kvm->mmu_invalidate_seq;
 936         smp_rmb();
 937
 938         arch_spin_lock(&kvm->mmu_lock.rlock.raw_lock);
 939
 940         ret = kvmppc_get_hpa(vcpu, mmu_seq, dest, 1, &pa, &memslot);
 941         if (ret != H_SUCCESS)
 942                 goto out_unlock;
 943
 944         /* Zero the page */
 945         for (i = 0; i < SZ_4K; i += L1_CACHE_BYTES, pa += L1_CACHE_BYTES)
 946                 dcbz((void *)pa);
 947         kvmppc_update_dirty_map(memslot, dest >> PAGE_SHIFT, PAGE_SIZE);
 948
 949 out_unlock:
 950         arch_spin_unlock(&kvm->mmu_lock.rlock.raw_lock);
 951         return ret;
 952 }
 953
 954 static long kvmppc_do_h_page_init_copy(struct kvm_vcpu *vcpu,
 955                                        unsigned long dest, unsigned long src)
 956 {
 957         unsigned long dest_pa, src_pa, mmu_seq;
 958         struct kvm_memory_slot *dest_memslot;
 959         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 960         long ret = H_SUCCESS;
 961
 962         /* Used later to detect if we might have been invalidated */
 963         mmu_seq = kvm->mmu_invalidate_seq;
 964         smp_rmb();
 965
 966         arch_spin_lock(&kvm->mmu_lock.rlock.raw_lock);
 967         ret = kvmppc_get_hpa(vcpu, mmu_seq, dest, 1, &dest_pa, &dest_memslot);
 968         if (ret != H_SUCCESS)
 969                 goto out_unlock;
 970
 971         ret = kvmppc_get_hpa(vcpu, mmu_seq, src, 0, &src_pa, NULL);
 972         if (ret != H_SUCCESS)
 973                 goto out_unlock;
 974
 975         /* Copy the page */
 976         memcpy((void *)dest_pa, (void *)src_pa, SZ_4K);
 977
 978         kvmppc_update_dirty_map(dest_memslot, dest >> PAGE_SHIFT, PAGE_SIZE);
 979
 980 out_unlock:
 981         arch_spin_unlock(&kvm->mmu_lock.rlock.raw_lock);
 982         return ret;
 983 }
 984
 985 long kvmppc_rm_h_page_init(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 986                            unsigned long dest, unsigned long src)
 987 {
 988         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 989         u64 pg_mask = SZ_4K - 1;        /* 4K page size */
 990         long ret = H_SUCCESS;
 991
 992         /* Don't handle radix mode here, go up to the virtual mode handler */
 993         if (kvm_is_radix(kvm))
 994                 return H_TOO_HARD;
 995
 996         /* Check for invalid flags (H_PAGE_SET_LOANED covers all CMO flags) */
 997         if (flags & ~(H_ICACHE_INVALIDATE | H_ICACHE_SYNCHRONIZE |
 998                       H_ZERO_PAGE | H_COPY_PAGE | H_PAGE_SET_LOANED))
 999                 return H_PARAMETER;
1000
1001         /* dest (and src if copy_page flag set) must be page aligned */
1002         if ((dest & pg_mask) || ((flags & H_COPY_PAGE) && (src & pg_mask)))
1003                 return H_PARAMETER;
1004
1005         /* zero and/or copy the page as determined by the flags */
1006         if (flags & H_COPY_PAGE)
1007                 ret = kvmppc_do_h_page_init_copy(vcpu, dest, src);
1008         else if (flags & H_ZERO_PAGE)
1009                 ret = kvmppc_do_h_page_init_zero(vcpu, dest);
1010
1011         /* We can ignore the other flags */
1012
1013         return ret;
1014 }
1015
1016 void kvmppc_invalidate_hpte(struct kvm *kvm, __be64 *hptep,
1017                         unsigned long pte_index)
1018 {
1019         unsigned long rb;
1020         u64 hp0, hp1;
1021
1022         hptep[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_VALID);
1023         hp0 = be64_to_cpu(hptep[0]);
1024         hp1 = be64_to_cpu(hptep[1]);
1025         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
1026                 hp0 = hpte_new_to_old_v(hp0, hp1);
1027                 hp1 = hpte_new_to_old_r(hp1);
1028         }
1029         rb = compute_tlbie_rb(hp0, hp1, pte_index);
1030         do_tlbies(kvm, &rb, 1, 1, true);
1031 }
1032 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_invalidate_hpte);
1033
1034 void kvmppc_clear_ref_hpte(struct kvm *kvm, __be64 *hptep,
1035                            unsigned long pte_index)
1036 {
1037         unsigned long rb;
1038         unsigned char rbyte;
1039         u64 hp0, hp1;
1040
1041         hp0 = be64_to_cpu(hptep[0]);
1042         hp1 = be64_to_cpu(hptep[1]);
1043         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
1044                 hp0 = hpte_new_to_old_v(hp0, hp1);
1045                 hp1 = hpte_new_to_old_r(hp1);
1046         }
1047         rb = compute_tlbie_rb(hp0, hp1, pte_index);
1048         rbyte = (be64_to_cpu(hptep[1]) & ~HPTE_R_R) >> 8;
1049         /* modify only the second-last byte, which contains the ref bit */
1050         *((char *)hptep + 14) = rbyte;
1051         do_tlbies(kvm, &rb, 1, 1, false);
1052 }
1053 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_clear_ref_hpte);
1054
1055 static int slb_base_page_shift[4] = {
1056         24,     /* 16M */
1057         16,     /* 64k */
1058         34,     /* 16G */
1059         20,     /* 1M, unsupported */
1060 };
1061
1062 static struct mmio_hpte_cache_entry *mmio_cache_search(struct kvm_vcpu *vcpu,
1063                 unsigned long eaddr, unsigned long slb_v, long mmio_update)
1064 {
1065         struct mmio_hpte_cache_entry *entry = NULL;
1066         unsigned int pshift;
1067         unsigned int i;
1068
1069         for (i = 0; i < MMIO_HPTE_CACHE_SIZE; i++) {
1070                 entry = &vcpu->arch.mmio_cache.entry[i];
1071                 if (entry->mmio_update == mmio_update) {
1072                         pshift = entry->slb_base_pshift;
1073                         if ((entry->eaddr >> pshift) == (eaddr >> pshift) &&
1074                             entry->slb_v == slb_v)
1075                                 return entry;
1076                 }
1077         }
1078         return NULL;
1079 }
1080
1081 static struct mmio_hpte_cache_entry *
1082                         next_mmio_cache_entry(struct kvm_vcpu *vcpu)
1083 {
1084         unsigned int index = vcpu->arch.mmio_cache.index;
1085
1086         vcpu->arch.mmio_cache.index++;
1087         if (vcpu->arch.mmio_cache.index == MMIO_HPTE_CACHE_SIZE)
1088                 vcpu->arch.mmio_cache.index = 0;
1089
1090         return &vcpu->arch.mmio_cache.entry[index];
1091 }
1092
1093 /* When called from virtmode, this func should be protected by
1094  * preempt_disable(), otherwise, the holding of HPTE_V_HVLOCK
1095  * can trigger deadlock issue.
1096  */
1097 long kvmppc_hv_find_lock_hpte(struct kvm *kvm, gva_t eaddr, unsigned long slb_v,
1098                               unsigned long valid)
1099 {
1100         unsigned int i;
1101         unsigned int pshift;
1102         unsigned long somask;
1103         unsigned long vsid, hash;
1104         unsigned long avpn;
1105         __be64 *hpte;
1106         unsigned long mask, val;
1107         unsigned long v, r, orig_v;
1108
1109         /* Get page shift, work out hash and AVPN etc. */
1110         mask = SLB_VSID_B | HPTE_V_AVPN | HPTE_V_SECONDARY;
1111         val = 0;
1112         pshift = 12;
1113         if (slb_v & SLB_VSID_L) {
1114                 mask |= HPTE_V_LARGE;
1115                 val |= HPTE_V_LARGE;
1116                 pshift = slb_base_page_shift[(slb_v & SLB_VSID_LP) >> 4];
1117         }
1118         if (slb_v & SLB_VSID_B_1T) {
1119                 somask = (1UL << 40) - 1;
1120                 vsid = (slb_v & ~SLB_VSID_B) >> SLB_VSID_SHIFT_1T;
1121                 vsid ^= vsid << 25;
1122         } else {
1123                 somask = (1UL << 28) - 1;
1124                 vsid = (slb_v & ~SLB_VSID_B) >> SLB_VSID_SHIFT;
1125         }
1126         hash = (vsid ^ ((eaddr & somask) >> pshift)) & kvmppc_hpt_mask(&kvm->arch.hpt);
1127         avpn = slb_v & ~(somask >> 16); /* also includes B */
1128         avpn |= (eaddr & somask) >> 16;
1129
1130         if (pshift >= 24)
1131                 avpn &= ~((1UL << (pshift - 16)) - 1);
1132         else
1133                 avpn &= ~0x7fUL;
1134         val |= avpn;
1135
1136         for (;;) {
1137                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt.virt + (hash << 7));
1138
1139                 for (i = 0; i < 16; i += 2) {
1140                         /* Read the PTE racily */
1141                         v = be64_to_cpu(hpte[i]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
1142                         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
1143                                 v = hpte_new_to_old_v(v, be64_to_cpu(hpte[i+1]));
1144
1145                         /* Check valid/absent, hash, segment size and AVPN */
1146                         if (!(v & valid) || (v & mask) != val)
1147                                 continue;
1148
1149                         /* Lock the PTE and read it under the lock */
1150                         while (!try_lock_hpte(&hpte[i], HPTE_V_HVLOCK))
1151                                 cpu_relax();
1152                         v = orig_v = be64_to_cpu(hpte[i]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
1153                         r = be64_to_cpu(hpte[i+1]);
1154                         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
1155                                 v = hpte_new_to_old_v(v, r);
1156                                 r = hpte_new_to_old_r(r);
1157                         }
1158
1159                         /*
1160                          * Check the HPTE again, including base page size
1161                          */
1162                         if ((v & valid) && (v & mask) == val &&
1163                             kvmppc_hpte_base_page_shift(v, r) == pshift)
1164                                 /* Return with the HPTE still locked */
1165                                 return (hash << 3) + (i >> 1);
1166
1167                         __unlock_hpte(&hpte[i], orig_v);
1168                 }
1169
1170                 if (val & HPTE_V_SECONDARY)
1171                         break;
1172                 val |= HPTE_V_SECONDARY;
1173                 hash = hash ^ kvmppc_hpt_mask(&kvm->arch.hpt);
1174         }
1175         return -1;
1176 }
1177 EXPORT_SYMBOL(kvmppc_hv_find_lock_hpte);
1178
1179 /*
1180  * Called in real mode to check whether an HPTE not found fault
1181  * is due to accessing a paged-out page or an emulated MMIO page,
1182  * or if a protection fault is due to accessing a page that the
1183  * guest wanted read/write access to but which we made read-only.
1184  * Returns a possibly modified status (DSISR) value if not
1185  * (i.e. pass the interrupt to the guest),
1186  * -1 to pass the fault up to host kernel mode code, -2 to do that
1187  * and also load the instruction word (for MMIO emulation),
1188  * or 0 if we should make the guest retry the access.
1189  */
1190 long kvmppc_hpte_hv_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long addr,
1191                           unsigned long slb_v, unsigned int status, bool data)
1192 {
1193         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
1194         long int index;
1195         unsigned long v, r, gr, orig_v;
1196         __be64 *hpte;
1197         unsigned long valid;
1198         struct revmap_entry *rev;
1199         unsigned long pp, key;
1200         struct mmio_hpte_cache_entry *cache_entry = NULL;
1201         long mmio_update = 0;
1202
1203         /* For protection fault, expect to find a valid HPTE */
1204         valid = HPTE_V_VALID;
1205         if (status & DSISR_NOHPTE) {
1206                 valid |= HPTE_V_ABSENT;
1207                 mmio_update = atomic64_read(&kvm->arch.mmio_update);
1208                 cache_entry = mmio_cache_search(vcpu, addr, slb_v, mmio_update);
1209         }
1210         if (cache_entry) {
1211                 index = cache_entry->pte_index;
1212                 v = cache_entry->hpte_v;
1213                 r = cache_entry->hpte_r;
1214                 gr = cache_entry->rpte;
1215         } else {
1216                 index = kvmppc_hv_find_lock_hpte(kvm, addr, slb_v, valid);
1217                 if (index < 0) {
1218                         if (status & DSISR_NOHPTE)
1219                                 return status;  /* there really was no HPTE */
1220                         return 0;       /* for prot fault, HPTE disappeared */
1221                 }
1222                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt.virt + (index << 4));
1223                 v = orig_v = be64_to_cpu(hpte[0]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
1224                 r = be64_to_cpu(hpte[1]);
1225                 if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
1226                         v = hpte_new_to_old_v(v, r);
1227                         r = hpte_new_to_old_r(r);
1228                 }
1229                 rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.hpt.rev[index]);
1230                 gr = rev->guest_rpte;
1231
1232                 unlock_hpte(hpte, orig_v);
1233         }
1234
1235         /* For not found, if the HPTE is valid by now, retry the instruction */
1236         if ((status & DSISR_NOHPTE) && (v & HPTE_V_VALID))
1237                 return 0;
1238
1239         /* Check access permissions to the page */
1240         pp = gr & (HPTE_R_PP0 | HPTE_R_PP);
1241         key = (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_PR) ? SLB_VSID_KP : SLB_VSID_KS;
1242         status &= ~DSISR_NOHPTE;        /* DSISR_NOHPTE == SRR1_ISI_NOPT */
1243         if (!data) {
1244                 if (gr & (HPTE_R_N | HPTE_R_G))
1245                         return status | SRR1_ISI_N_G_OR_CIP;
1246                 if (!hpte_read_permission(pp, slb_v & key))
1247                         return status | SRR1_ISI_PROT;
1248         } else if (status & DSISR_ISSTORE) {
1249                 /* check write permission */
1250                 if (!hpte_write_permission(pp, slb_v & key))
1251                         return status | DSISR_PROTFAULT;
1252         } else {
1253                 if (!hpte_read_permission(pp, slb_v & key))
1254                         return status | DSISR_PROTFAULT;
1255         }
1256
1257         /* Check storage key, if applicable */
1258         if (data && (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_DR)) {
1259                 unsigned int perm = hpte_get_skey_perm(gr, vcpu->arch.amr);
1260                 if (status & DSISR_ISSTORE)
1261                         perm >>= 1;
1262                 if (perm & 1)
1263                         return status | DSISR_KEYFAULT;
1264         }
1265
1266         /* Save HPTE info for virtual-mode handler */
1267         vcpu->arch.pgfault_addr = addr;
1268         vcpu->arch.pgfault_index = index;
1269         vcpu->arch.pgfault_hpte[0] = v;
1270         vcpu->arch.pgfault_hpte[1] = r;
1271         vcpu->arch.pgfault_cache = cache_entry;
1272
1273         /* Check the storage key to see if it is possibly emulated MMIO */
1274         if ((r & (HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO)) ==
1275             (HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO)) {
1276                 if (!cache_entry) {
1277                         unsigned int pshift = 12;
1278                         unsigned int pshift_index;
1279
1280                         if (slb_v & SLB_VSID_L) {
1281                                 pshift_index = ((slb_v & SLB_VSID_LP) >> 4);
1282                                 pshift = slb_base_page_shift[pshift_index];
1283                         }
1284                         cache_entry = next_mmio_cache_entry(vcpu);
1285                         cache_entry->eaddr = addr;
1286                         cache_entry->slb_base_pshift = pshift;
1287                         cache_entry->pte_index = index;
1288                         cache_entry->hpte_v = v;
1289                         cache_entry->hpte_r = r;
1290                         cache_entry->rpte = gr;
1291                         cache_entry->slb_v = slb_v;
1292                         cache_entry->mmio_update = mmio_update;
1293                 }
1294                 if (data && (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_IR))
1295                         return -2;      /* MMIO emulation - load instr word */
1296         }
1297
1298         return -1;              /* send fault up to host kernel mode */
1299 }
1300 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_hpte_hv_fault);