arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_mmu.c

   1 /*
   2  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   3  * it under the terms of the GNU General Public License, version 2, as
   4  * published by the Free Software Foundation.
   5  *
   6  * Copyright 2010-2011 Paul Mackerras, IBM Corp. <paulus@au1.ibm.com>
   7  */
   8
   9 #include <linux/types.h>
  10 #include <linux/string.h>
  11 #include <linux/kvm.h>
  12 #include <linux/kvm_host.h>
  13 #include <linux/hugetlb.h>
  14 #include <linux/module.h>
  15 #include <linux/log2.h>
  16 #include <linux/sizes.h>
  17
  18 #include <asm/trace.h>
  19 #include <asm/kvm_ppc.h>
  20 #include <asm/kvm_book3s.h>
  21 #include <asm/book3s/64/mmu-hash.h>
  22 #include <asm/hvcall.h>
  23 #include <asm/synch.h>
  24 #include <asm/ppc-opcode.h>
  25 #include <asm/pte-walk.h>
  26
  27 /* Translate address of a vmalloc'd thing to a linear map address */
  28 static void *real_vmalloc_addr(void *x)
  29 {
  30         unsigned long addr = (unsigned long) x;
  31         pte_t *p;
  32         /*
  33          * assume we don't have huge pages in vmalloc space...
  34          * So don't worry about THP collapse/split. Called
  35          * Only in realmode with MSR_EE = 0, hence won't need irq_save/restore.
  36          */
  37         p = find_init_mm_pte(addr, NULL);
  38         if (!p || !pte_present(*p))
  39                 return NULL;
  40         addr = (pte_pfn(*p) << PAGE_SHIFT) | (addr & ~PAGE_MASK);
  41         return __va(addr);
  42 }
  43
  44 /* Return 1 if we need to do a global tlbie, 0 if we can use tlbiel */
  45 static int global_invalidates(struct kvm *kvm)
  46 {
  47         int global;
  48         int cpu;
  49
  50         /*
  51          * If there is only one vcore, and it's currently running,
  52          * as indicated by local_paca->kvm_hstate.kvm_vcpu being set,
  53          * we can use tlbiel as long as we mark all other physical
  54          * cores as potentially having stale TLB entries for this lpid.
  55          * Otherwise, don't use tlbiel.
  56          */
  57         if (kvm->arch.online_vcores == 1 && local_paca->kvm_hstate.kvm_vcpu)
  58                 global = 0;
  59         else
  60                 global = 1;
  61
  62         if (!global) {
  63                 /* any other core might now have stale TLB entries... */
  64                 smp_wmb();
  65                 cpumask_setall(&kvm->arch.need_tlb_flush);
  66                 cpu = local_paca->kvm_hstate.kvm_vcore->pcpu;
  67                 /*
  68                  * On POWER9, threads are independent but the TLB is shared,
  69                  * so use the bit for the first thread to represent the core.
  70                  */
  71                 if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
  72                         cpu = cpu_first_thread_sibling(cpu);
  73                 cpumask_clear_cpu(cpu, &kvm->arch.need_tlb_flush);
  74         }
  75
  76         return global;
  77 }
  78
  79 /*
  80  * Add this HPTE into the chain for the real page.
  81  * Must be called with the chain locked; it unlocks the chain.
  82  */
  83 void kvmppc_add_revmap_chain(struct kvm *kvm, struct revmap_entry *rev,
  84                              unsigned long *rmap, long pte_index, int realmode)
  85 {
  86         struct revmap_entry *head, *tail;
  87         unsigned long i;
  88
  89         if (*rmap & KVMPPC_RMAP_PRESENT) {
  90                 i = *rmap & KVMPPC_RMAP_INDEX;
  91                 head = &kvm->arch.hpt.rev[i];
  92                 if (realmode)
  93                         head = real_vmalloc_addr(head);
  94                 tail = &kvm->arch.hpt.rev[head->back];
  95                 if (realmode)
  96                         tail = real_vmalloc_addr(tail);
  97                 rev->forw = i;
  98                 rev->back = head->back;
  99                 tail->forw = pte_index;
 100                 head->back = pte_index;
 101         } else {
 102                 rev->forw = rev->back = pte_index;
 103                 *rmap = (*rmap & ~KVMPPC_RMAP_INDEX) |
 104                         pte_index | KVMPPC_RMAP_PRESENT;
 105         }
 106         unlock_rmap(rmap);
 107 }
 108 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_add_revmap_chain);
 109
 110 /* Update the dirty bitmap of a memslot */
 111 void kvmppc_update_dirty_map(const struct kvm_memory_slot *memslot,
 112                              unsigned long gfn, unsigned long psize)
 113 {
 114         unsigned long npages;
 115
 116         if (!psize || !memslot->dirty_bitmap)
 117                 return;
 118         npages = (psize + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
 119         gfn -= memslot->base_gfn;
 120         set_dirty_bits_atomic(memslot->dirty_bitmap, gfn, npages);
 121 }
 122 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_update_dirty_map);
 123
 124 static void kvmppc_set_dirty_from_hpte(struct kvm *kvm,
 125                                 unsigned long hpte_v, unsigned long hpte_gr)
 126 {
 127         struct kvm_memory_slot *memslot;
 128         unsigned long gfn;
 129         unsigned long psize;
 130
 131         psize = kvmppc_actual_pgsz(hpte_v, hpte_gr);
 132         gfn = hpte_rpn(hpte_gr, psize);
 133         memslot = __gfn_to_memslot(kvm_memslots_raw(kvm), gfn);
 134         if (memslot && memslot->dirty_bitmap)
 135                 kvmppc_update_dirty_map(memslot, gfn, psize);
 136 }
 137
 138 /* Returns a pointer to the revmap entry for the page mapped by a HPTE */
 139 static unsigned long *revmap_for_hpte(struct kvm *kvm, unsigned long hpte_v,
 140                                       unsigned long hpte_gr,
 141                                       struct kvm_memory_slot **memslotp,
 142                                       unsigned long *gfnp)
 143 {
 144         struct kvm_memory_slot *memslot;
 145         unsigned long *rmap;
 146         unsigned long gfn;
 147
 148         gfn = hpte_rpn(hpte_gr, kvmppc_actual_pgsz(hpte_v, hpte_gr));
 149         memslot = __gfn_to_memslot(kvm_memslots_raw(kvm), gfn);
 150         if (memslotp)
 151                 *memslotp = memslot;
 152         if (gfnp)
 153                 *gfnp = gfn;
 154         if (!memslot)
 155                 return NULL;
 156
 157         rmap = real_vmalloc_addr(&memslot->arch.rmap[gfn - memslot->base_gfn]);
 158         return rmap;
 159 }
 160
 161 /* Remove this HPTE from the chain for a real page */
 162 static void remove_revmap_chain(struct kvm *kvm, long pte_index,
 163                                 struct revmap_entry *rev,
 164                                 unsigned long hpte_v, unsigned long hpte_r)
 165 {
 166         struct revmap_entry *next, *prev;
 167         unsigned long ptel, head;
 168         unsigned long *rmap;
 169         unsigned long rcbits;
 170         struct kvm_memory_slot *memslot;
 171         unsigned long gfn;
 172
 173         rcbits = hpte_r & (HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 174         ptel = rev->guest_rpte |= rcbits;
 175         rmap = revmap_for_hpte(kvm, hpte_v, ptel, &memslot, &gfn);
 176         if (!rmap)
 177                 return;
 178         lock_rmap(rmap);
 179
 180         head = *rmap & KVMPPC_RMAP_INDEX;
 181         next = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.hpt.rev[rev->forw]);
 182         prev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.hpt.rev[rev->back]);
 183         next->back = rev->back;
 184         prev->forw = rev->forw;
 185         if (head == pte_index) {
 186                 head = rev->forw;
 187                 if (head == pte_index)
 188                         *rmap &= ~(KVMPPC_RMAP_PRESENT | KVMPPC_RMAP_INDEX);
 189                 else
 190                         *rmap = (*rmap & ~KVMPPC_RMAP_INDEX) | head;
 191         }
 192         *rmap |= rcbits << KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT;
 193         if (rcbits & HPTE_R_C)
 194                 kvmppc_update_dirty_map(memslot, gfn,
 195                                         kvmppc_actual_pgsz(hpte_v, hpte_r));
 196         unlock_rmap(rmap);
 197 }
 198
 199 long kvmppc_do_h_enter(struct kvm *kvm, unsigned long flags,
 200                        long pte_index, unsigned long pteh, unsigned long ptel,
 201                        pgd_t *pgdir, bool realmode, unsigned long *pte_idx_ret)
 202 {
 203         unsigned long i, pa, gpa, gfn, psize;
 204         unsigned long slot_fn, hva;
 205         __be64 *hpte;
 206         struct revmap_entry *rev;
 207         unsigned long g_ptel;
 208         struct kvm_memory_slot *memslot;
 209         unsigned hpage_shift;
 210         bool is_ci;
 211         unsigned long *rmap;
 212         pte_t *ptep;
 213         unsigned int writing;
 214         unsigned long mmu_seq;
 215         unsigned long rcbits, irq_flags = 0;
 216
 217         if (kvm_is_radix(kvm))
 218                 return H_FUNCTION;
 219         psize = kvmppc_actual_pgsz(pteh, ptel);
 220         if (!psize)
 221                 return H_PARAMETER;
 222         writing = hpte_is_writable(ptel);
 223         pteh &= ~(HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID);
 224         ptel &= ~HPTE_GR_RESERVED;
 225         g_ptel = ptel;
 226
 227         /* used later to detect if we might have been invalidated */
 228         mmu_seq = kvm->mmu_notifier_seq;
 229         smp_rmb();
 230
 231         /* Find the memslot (if any) for this address */
 232         gpa = (ptel & HPTE_R_RPN) & ~(psize - 1);
 233         gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
 234         memslot = __gfn_to_memslot(kvm_memslots_raw(kvm), gfn);
 235         pa = 0;
 236         is_ci = false;
 237         rmap = NULL;
 238         if (!(memslot && !(memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID))) {
 239                 /* Emulated MMIO - mark this with key=31 */
 240                 pteh |= HPTE_V_ABSENT;
 241                 ptel |= HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO;
 242                 goto do_insert;
 243         }
 244
 245         /* Check if the requested page fits entirely in the memslot. */
 246         if (!slot_is_aligned(memslot, psize))
 247                 return H_PARAMETER;
 248         slot_fn = gfn - memslot->base_gfn;
 249         rmap = &memslot->arch.rmap[slot_fn];
 250
 251         /* Translate to host virtual address */
 252         hva = __gfn_to_hva_memslot(memslot, gfn);
 253         /*
 254          * If we had a page table table change after lookup, we would
 255          * retry via mmu_notifier_retry.
 256          */
 257         if (!realmode)
 258                 local_irq_save(irq_flags);
 259         /*
 260          * If called in real mode we have MSR_EE = 0. Otherwise
 261          * we disable irq above.
 262          */
 263         ptep = __find_linux_pte(pgdir, hva, NULL, &hpage_shift);
 264         if (ptep) {
 265                 pte_t pte;
 266                 unsigned int host_pte_size;
 267
 268                 if (hpage_shift)
 269                         host_pte_size = 1ul << hpage_shift;
 270                 else
 271                         host_pte_size = PAGE_SIZE;
 272                 /*
 273                  * We should always find the guest page size
 274                  * to <= host page size, if host is using hugepage
 275                  */
 276                 if (host_pte_size < psize) {
 277                         if (!realmode)
 278                                 local_irq_restore(flags);
 279                         return H_PARAMETER;
 280                 }
 281                 pte = kvmppc_read_update_linux_pte(ptep, writing);
 282                 if (pte_present(pte) && !pte_protnone(pte)) {
 283                         if (writing && !__pte_write(pte))
 284                                 /* make the actual HPTE be read-only */
 285                                 ptel = hpte_make_readonly(ptel);
 286                         is_ci = pte_ci(pte);
 287                         pa = pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT;
 288                         pa |= hva & (host_pte_size - 1);
 289                         pa |= gpa & ~PAGE_MASK;
 290                 }
 291         }
 292         if (!realmode)
 293                 local_irq_restore(irq_flags);
 294
 295         ptel &= HPTE_R_KEY | HPTE_R_PP0 | (psize-1);
 296         ptel |= pa;
 297
 298         if (pa)
 299                 pteh |= HPTE_V_VALID;
 300         else {
 301                 pteh |= HPTE_V_ABSENT;
 302                 ptel &= ~(HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO);
 303         }
 304
 305         /*If we had host pte mapping then  Check WIMG */
 306         if (ptep && !hpte_cache_flags_ok(ptel, is_ci)) {
 307                 if (is_ci)
 308                         return H_PARAMETER;
 309                 /*
 310                  * Allow guest to map emulated device memory as
 311                  * uncacheable, but actually make it cacheable.
 312                  */
 313                 ptel &= ~(HPTE_R_W|HPTE_R_I|HPTE_R_G);
 314                 ptel |= HPTE_R_M;
 315         }
 316
 317         /* Find and lock the HPTEG slot to use */
 318  do_insert:
 319         if (pte_index >= kvmppc_hpt_npte(&kvm->arch.hpt))
 320                 return H_PARAMETER;
 321         if (likely((flags & H_EXACT) == 0)) {
 322                 pte_index &= ~7UL;
 323                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt.virt + (pte_index << 4));
 324                 for (i = 0; i < 8; ++i) {
 325                         if ((be64_to_cpu(*hpte) & HPTE_V_VALID) == 0 &&
 326                             try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_VALID |
 327                                           HPTE_V_ABSENT))
 328                                 break;
 329                         hpte += 2;
 330                 }
 331                 if (i == 8) {
 332                         /*
 333                          * Since try_lock_hpte doesn't retry (not even stdcx.
 334                          * failures), it could be that there is a free slot
 335                          * but we transiently failed to lock it.  Try again,
 336                          * actually locking each slot and checking it.
 337                          */
 338                         hpte -= 16;
 339                         for (i = 0; i < 8; ++i) {
 340                                 u64 pte;
 341                                 while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 342                                         cpu_relax();
 343                                 pte = be64_to_cpu(hpte[0]);
 344                                 if (!(pte & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT)))
 345                                         break;
 346                                 __unlock_hpte(hpte, pte);
 347                                 hpte += 2;
 348                         }
 349                         if (i == 8)
 350                                 return H_PTEG_FULL;
 351                 }
 352                 pte_index += i;
 353         } else {
 354                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt.virt + (pte_index << 4));
 355                 if (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_VALID |
 356                                    HPTE_V_ABSENT)) {
 357                         /* Lock the slot and check again */
 358                         u64 pte;
 359
 360                         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 361                                 cpu_relax();
 362                         pte = be64_to_cpu(hpte[0]);
 363                         if (pte & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT)) {
 364                                 __unlock_hpte(hpte, pte);
 365                                 return H_PTEG_FULL;
 366                         }
 367                 }
 368         }
 369
 370         /* Save away the guest's idea of the second HPTE dword */
 371         rev = &kvm->arch.hpt.rev[pte_index];
 372         if (realmode)
 373                 rev = real_vmalloc_addr(rev);
 374         if (rev) {
 375                 rev->guest_rpte = g_ptel;
 376                 note_hpte_modification(kvm, rev);
 377         }
 378
 379         /* Link HPTE into reverse-map chain */
 380         if (pteh & HPTE_V_VALID) {
 381                 if (realmode)
 382                         rmap = real_vmalloc_addr(rmap);
 383                 lock_rmap(rmap);
 384                 /* Check for pending invalidations under the rmap chain lock */
 385                 if (mmu_notifier_retry(kvm, mmu_seq)) {
 386                         /* inval in progress, write a non-present HPTE */
 387                         pteh |= HPTE_V_ABSENT;
 388                         pteh &= ~HPTE_V_VALID;
 389                         ptel &= ~(HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO);
 390                         unlock_rmap(rmap);
 391                 } else {
 392                         kvmppc_add_revmap_chain(kvm, rev, rmap, pte_index,
 393                                                 realmode);
 394                         /* Only set R/C in real HPTE if already set in *rmap */
 395                         rcbits = *rmap >> KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT;
 396                         ptel &= rcbits | ~(HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 397                 }
 398         }
 399
 400         /* Convert to new format on P9 */
 401         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
 402                 ptel = hpte_old_to_new_r(pteh, ptel);
 403                 pteh = hpte_old_to_new_v(pteh);
 404         }
 405         hpte[1] = cpu_to_be64(ptel);
 406
 407         /* Write the first HPTE dword, unlocking the HPTE and making it valid */
 408         eieio();
 409         __unlock_hpte(hpte, pteh);
 410         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 411
 412         *pte_idx_ret = pte_index;
 413         return H_SUCCESS;
 414 }
 415 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_do_h_enter);
 416
 417 long kvmppc_h_enter(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 418                     long pte_index, unsigned long pteh, unsigned long ptel)
 419 {
 420         return kvmppc_do_h_enter(vcpu->kvm, flags, pte_index, pteh, ptel,
 421                                  vcpu->arch.pgdir, true,
 422                                  &vcpu->arch.regs.gpr[4]);
 423 }
 424
 425 #ifdef __BIG_ENDIAN__
 426 #define LOCK_TOKEN      (*(u32 *)(&get_paca()->lock_token))
 427 #else
 428 #define LOCK_TOKEN      (*(u32 *)(&get_paca()->paca_index))
 429 #endif
 430
 431 static inline int is_mmio_hpte(unsigned long v, unsigned long r)
 432 {
 433         return ((v & HPTE_V_ABSENT) &&
 434                 (r & (HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO)) ==
 435                 (HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO));
 436 }
 437
 438 static void do_tlbies(struct kvm *kvm, unsigned long *rbvalues,
 439                       long npages, int global, bool need_sync)
 440 {
 441         long i;
 442
 443         /*
 444          * We use the POWER9 5-operand versions of tlbie and tlbiel here.
 445          * Since we are using RIC=0 PRS=0 R=0, and P7/P8 tlbiel ignores
 446          * the RS field, this is backwards-compatible with P7 and P8.
 447          */
 448         if (global) {
 449                 if (need_sync)
 450                         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 451                 for (i = 0; i < npages; ++i) {
 452                         asm volatile(PPC_TLBIE_5(%0,%1,0,0,0) : :
 453                                      "r" (rbvalues[i]), "r" (kvm->arch.lpid));
 454                 }
 455
 456                 if (cpu_has_feature(CPU_FTR_P9_TLBIE_BUG)) {
 457                         /*
 458                          * Need the extra ptesync to make sure we don't
 459                          * re-order the tlbie
 460                          */
 461                         asm volatile("ptesync": : :"memory");
 462                         asm volatile(PPC_TLBIE_5(%0,%1,0,0,0) : :
 463                                      "r" (rbvalues[0]), "r" (kvm->arch.lpid));
 464                 }
 465
 466                 asm volatile("eieio; tlbsync; ptesync" : : : "memory");
 467         } else {
 468                 if (need_sync)
 469                         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 470                 for (i = 0; i < npages; ++i) {
 471                         asm volatile(PPC_TLBIEL(%0,%1,0,0,0) : :
 472                                      "r" (rbvalues[i]), "r" (0));
 473                 }
 474                 asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 475         }
 476 }
 477
 478 long kvmppc_do_h_remove(struct kvm *kvm, unsigned long flags,
 479                         unsigned long pte_index, unsigned long avpn,
 480                         unsigned long *hpret)
 481 {
 482         __be64 *hpte;
 483         unsigned long v, r, rb;
 484         struct revmap_entry *rev;
 485         u64 pte, orig_pte, pte_r;
 486
 487         if (kvm_is_radix(kvm))
 488                 return H_FUNCTION;
 489         if (pte_index >= kvmppc_hpt_npte(&kvm->arch.hpt))
 490                 return H_PARAMETER;
 491         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt.virt + (pte_index << 4));
 492         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 493                 cpu_relax();
 494         pte = orig_pte = be64_to_cpu(hpte[0]);
 495         pte_r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 496         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
 497                 pte = hpte_new_to_old_v(pte, pte_r);
 498                 pte_r = hpte_new_to_old_r(pte_r);
 499         }
 500         if ((pte & (HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID)) == 0 ||
 501             ((flags & H_AVPN) && (pte & ~0x7fUL) != avpn) ||
 502             ((flags & H_ANDCOND) && (pte & avpn) != 0)) {
 503                 __unlock_hpte(hpte, orig_pte);
 504                 return H_NOT_FOUND;
 505         }
 506
 507         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.hpt.rev[pte_index]);
 508         v = pte & ~HPTE_V_HVLOCK;
 509         if (v & HPTE_V_VALID) {
 510                 hpte[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_VALID);
 511                 rb = compute_tlbie_rb(v, pte_r, pte_index);
 512                 do_tlbies(kvm, &rb, 1, global_invalidates(kvm), true);
 513                 /*
 514                  * The reference (R) and change (C) bits in a HPT
 515                  * entry can be set by hardware at any time up until
 516                  * the HPTE is invalidated and the TLB invalidation
 517                  * sequence has completed.  This means that when
 518                  * removing a HPTE, we need to re-read the HPTE after
 519                  * the invalidation sequence has completed in order to
 520                  * obtain reliable values of R and C.
 521                  */
 522                 remove_revmap_chain(kvm, pte_index, rev, v,
 523                                     be64_to_cpu(hpte[1]));
 524         }
 525         r = rev->guest_rpte & ~HPTE_GR_RESERVED;
 526         note_hpte_modification(kvm, rev);
 527         unlock_hpte(hpte, 0);
 528
 529         if (is_mmio_hpte(v, pte_r))
 530                 atomic64_inc(&kvm->arch.mmio_update);
 531
 532         if (v & HPTE_V_ABSENT)
 533                 v = (v & ~HPTE_V_ABSENT) | HPTE_V_VALID;
 534         hpret[0] = v;
 535         hpret[1] = r;
 536         return H_SUCCESS;
 537 }
 538 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_do_h_remove);
 539
 540 long kvmppc_h_remove(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 541                      unsigned long pte_index, unsigned long avpn)
 542 {
 543         return kvmppc_do_h_remove(vcpu->kvm, flags, pte_index, avpn,
 544                                   &vcpu->arch.regs.gpr[4]);
 545 }
 546
 547 long kvmppc_h_bulk_remove(struct kvm_vcpu *vcpu)
 548 {
 549         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 550         unsigned long *args = &vcpu->arch.regs.gpr[4];
 551         __be64 *hp, *hptes[4];
 552         unsigned long tlbrb[4];
 553         long int i, j, k, n, found, indexes[4];
 554         unsigned long flags, req, pte_index, rcbits;
 555         int global;
 556         long int ret = H_SUCCESS;
 557         struct revmap_entry *rev, *revs[4];
 558         u64 hp0, hp1;
 559
 560         if (kvm_is_radix(kvm))
 561                 return H_FUNCTION;
 562         global = global_invalidates(kvm);
 563         for (i = 0; i < 4 && ret == H_SUCCESS; ) {
 564                 n = 0;
 565                 for (; i < 4; ++i) {
 566                         j = i * 2;
 567                         pte_index = args[j];
 568                         flags = pte_index >> 56;
 569                         pte_index &= ((1ul << 56) - 1);
 570                         req = flags >> 6;
 571                         flags &= 3;
 572                         if (req == 3) {         /* no more requests */
 573                                 i = 4;
 574                                 break;
 575                         }
 576                         if (req != 1 || flags == 3 ||
 577                             pte_index >= kvmppc_hpt_npte(&kvm->arch.hpt)) {
 578                                 /* parameter error */
 579                                 args[j] = ((0xa0 | flags) << 56) + pte_index;
 580                                 ret = H_PARAMETER;
 581                                 break;
 582                         }
 583                         hp = (__be64 *) (kvm->arch.hpt.virt + (pte_index << 4));
 584                         /* to avoid deadlock, don't spin except for first */
 585                         if (!try_lock_hpte(hp, HPTE_V_HVLOCK)) {
 586                                 if (n)
 587                                         break;
 588                                 while (!try_lock_hpte(hp, HPTE_V_HVLOCK))
 589                                         cpu_relax();
 590                         }
 591                         found = 0;
 592                         hp0 = be64_to_cpu(hp[0]);
 593                         hp1 = be64_to_cpu(hp[1]);
 594                         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
 595                                 hp0 = hpte_new_to_old_v(hp0, hp1);
 596                                 hp1 = hpte_new_to_old_r(hp1);
 597                         }
 598                         if (hp0 & (HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID)) {
 599                                 switch (flags & 3) {
 600                                 case 0:         /* absolute */
 601                                         found = 1;
 602                                         break;
 603                                 case 1:         /* andcond */
 604                                         if (!(hp0 & args[j + 1]))
 605                                                 found = 1;
 606                                         break;
 607                                 case 2:         /* AVPN */
 608                                         if ((hp0 & ~0x7fUL) == args[j + 1])
 609                                                 found = 1;
 610                                         break;
 611                                 }
 612                         }
 613                         if (!found) {
 614                                 hp[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_HVLOCK);
 615                                 args[j] = ((0x90 | flags) << 56) + pte_index;
 616                                 continue;
 617                         }
 618
 619                         args[j] = ((0x80 | flags) << 56) + pte_index;
 620                         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.hpt.rev[pte_index]);
 621                         note_hpte_modification(kvm, rev);
 622
 623                         if (!(hp0 & HPTE_V_VALID)) {
 624                                 /* insert R and C bits from PTE */
 625                                 rcbits = rev->guest_rpte & (HPTE_R_R|HPTE_R_C);
 626                                 args[j] |= rcbits << (56 - 5);
 627                                 hp[0] = 0;
 628                                 if (is_mmio_hpte(hp0, hp1))
 629                                         atomic64_inc(&kvm->arch.mmio_update);
 630                                 continue;
 631                         }
 632
 633                         /* leave it locked */
 634                         hp[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_VALID);
 635                         tlbrb[n] = compute_tlbie_rb(hp0, hp1, pte_index);
 636                         indexes[n] = j;
 637                         hptes[n] = hp;
 638                         revs[n] = rev;
 639                         ++n;
 640                 }
 641
 642                 if (!n)
 643                         break;
 644
 645                 /* Now that we've collected a batch, do the tlbies */
 646                 do_tlbies(kvm, tlbrb, n, global, true);
 647
 648                 /* Read PTE low words after tlbie to get final R/C values */
 649                 for (k = 0; k < n; ++k) {
 650                         j = indexes[k];
 651                         pte_index = args[j] & ((1ul << 56) - 1);
 652                         hp = hptes[k];
 653                         rev = revs[k];
 654                         remove_revmap_chain(kvm, pte_index, rev,
 655                                 be64_to_cpu(hp[0]), be64_to_cpu(hp[1]));
 656                         rcbits = rev->guest_rpte & (HPTE_R_R|HPTE_R_C);
 657                         args[j] |= rcbits << (56 - 5);
 658                         __unlock_hpte(hp, 0);
 659                 }
 660         }
 661
 662         return ret;
 663 }
 664
 665 long kvmppc_h_protect(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 666                       unsigned long pte_index, unsigned long avpn,
 667                       unsigned long va)
 668 {
 669         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 670         __be64 *hpte;
 671         struct revmap_entry *rev;
 672         unsigned long v, r, rb, mask, bits;
 673         u64 pte_v, pte_r;
 674
 675         if (kvm_is_radix(kvm))
 676                 return H_FUNCTION;
 677         if (pte_index >= kvmppc_hpt_npte(&kvm->arch.hpt))
 678                 return H_PARAMETER;
 679
 680         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt.virt + (pte_index << 4));
 681         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 682                 cpu_relax();
 683         v = pte_v = be64_to_cpu(hpte[0]);
 684         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 685                 v = hpte_new_to_old_v(v, be64_to_cpu(hpte[1]));
 686         if ((v & (HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID)) == 0 ||
 687             ((flags & H_AVPN) && (v & ~0x7fUL) != avpn)) {
 688                 __unlock_hpte(hpte, pte_v);
 689                 return H_NOT_FOUND;
 690         }
 691
 692         pte_r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 693         bits = (flags << 55) & HPTE_R_PP0;
 694         bits |= (flags << 48) & HPTE_R_KEY_HI;
 695         bits |= flags & (HPTE_R_PP | HPTE_R_N | HPTE_R_KEY_LO);
 696
 697         /* Update guest view of 2nd HPTE dword */
 698         mask = HPTE_R_PP0 | HPTE_R_PP | HPTE_R_N |
 699                 HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO;
 700         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.hpt.rev[pte_index]);
 701         if (rev) {
 702                 r = (rev->guest_rpte & ~mask) | bits;
 703                 rev->guest_rpte = r;
 704                 note_hpte_modification(kvm, rev);
 705         }
 706
 707         /* Update HPTE */
 708         if (v & HPTE_V_VALID) {
 709                 /*
 710                  * If the page is valid, don't let it transition from
 711                  * readonly to writable.  If it should be writable, we'll
 712                  * take a trap and let the page fault code sort it out.
 713                  */
 714                 r = (pte_r & ~mask) | bits;
 715                 if (hpte_is_writable(r) && !hpte_is_writable(pte_r))
 716                         r = hpte_make_readonly(r);
 717                 /* If the PTE is changing, invalidate it first */
 718                 if (r != pte_r) {
 719                         rb = compute_tlbie_rb(v, r, pte_index);
 720                         hpte[0] = cpu_to_be64((pte_v & ~HPTE_V_VALID) |
 721                                               HPTE_V_ABSENT);
 722                         do_tlbies(kvm, &rb, 1, global_invalidates(kvm), true);
 723                         /* Don't lose R/C bit updates done by hardware */
 724                         r |= be64_to_cpu(hpte[1]) & (HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 725                         hpte[1] = cpu_to_be64(r);
 726                 }
 727         }
 728         unlock_hpte(hpte, pte_v & ~HPTE_V_HVLOCK);
 729         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 730         if (is_mmio_hpte(v, pte_r))
 731                 atomic64_inc(&kvm->arch.mmio_update);
 732
 733         return H_SUCCESS;
 734 }
 735
 736 long kvmppc_h_read(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 737                    unsigned long pte_index)
 738 {
 739         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 740         __be64 *hpte;
 741         unsigned long v, r;
 742         int i, n = 1;
 743         struct revmap_entry *rev = NULL;
 744
 745         if (kvm_is_radix(kvm))
 746                 return H_FUNCTION;
 747         if (pte_index >= kvmppc_hpt_npte(&kvm->arch.hpt))
 748                 return H_PARAMETER;
 749         if (flags & H_READ_4) {
 750                 pte_index &= ~3;
 751                 n = 4;
 752         }
 753         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.hpt.rev[pte_index]);
 754         for (i = 0; i < n; ++i, ++pte_index) {
 755                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt.virt + (pte_index << 4));
 756                 v = be64_to_cpu(hpte[0]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
 757                 r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 758                 if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
 759                         v = hpte_new_to_old_v(v, r);
 760                         r = hpte_new_to_old_r(r);
 761                 }
 762                 if (v & HPTE_V_ABSENT) {
 763                         v &= ~HPTE_V_ABSENT;
 764                         v |= HPTE_V_VALID;
 765                 }
 766                 if (v & HPTE_V_VALID) {
 767                         r = rev[i].guest_rpte | (r & (HPTE_R_R | HPTE_R_C));
 768                         r &= ~HPTE_GR_RESERVED;
 769                 }
 770                 vcpu->arch.regs.gpr[4 + i * 2] = v;
 771                 vcpu->arch.regs.gpr[5 + i * 2] = r;
 772         }
 773         return H_SUCCESS;
 774 }
 775
 776 long kvmppc_h_clear_ref(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 777                         unsigned long pte_index)
 778 {
 779         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 780         __be64 *hpte;
 781         unsigned long v, r, gr;
 782         struct revmap_entry *rev;
 783         unsigned long *rmap;
 784         long ret = H_NOT_FOUND;
 785
 786         if (kvm_is_radix(kvm))
 787                 return H_FUNCTION;
 788         if (pte_index >= kvmppc_hpt_npte(&kvm->arch.hpt))
 789                 return H_PARAMETER;
 790
 791         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.hpt.rev[pte_index]);
 792         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt.virt + (pte_index << 4));
 793         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 794                 cpu_relax();
 795         v = be64_to_cpu(hpte[0]);
 796         r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 797         if (!(v & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT)))
 798                 goto out;
 799
 800         gr = rev->guest_rpte;
 801         if (rev->guest_rpte & HPTE_R_R) {
 802                 rev->guest_rpte &= ~HPTE_R_R;
 803                 note_hpte_modification(kvm, rev);
 804         }
 805         if (v & HPTE_V_VALID) {
 806                 gr |= r & (HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 807                 if (r & HPTE_R_R) {
 808                         kvmppc_clear_ref_hpte(kvm, hpte, pte_index);
 809                         rmap = revmap_for_hpte(kvm, v, gr, NULL, NULL);
 810                         if (rmap) {
 811                                 lock_rmap(rmap);
 812                                 *rmap |= KVMPPC_RMAP_REFERENCED;
 813                                 unlock_rmap(rmap);
 814                         }
 815                 }
 816         }
 817         vcpu->arch.regs.gpr[4] = gr;
 818         ret = H_SUCCESS;
 819  out:
 820         unlock_hpte(hpte, v & ~HPTE_V_HVLOCK);
 821         return ret;
 822 }
 823
 824 long kvmppc_h_clear_mod(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 825                         unsigned long pte_index)
 826 {
 827         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 828         __be64 *hpte;
 829         unsigned long v, r, gr;
 830         struct revmap_entry *rev;
 831         long ret = H_NOT_FOUND;
 832
 833         if (kvm_is_radix(kvm))
 834                 return H_FUNCTION;
 835         if (pte_index >= kvmppc_hpt_npte(&kvm->arch.hpt))
 836                 return H_PARAMETER;
 837
 838         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.hpt.rev[pte_index]);
 839         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt.virt + (pte_index << 4));
 840         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 841                 cpu_relax();
 842         v = be64_to_cpu(hpte[0]);
 843         r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 844         if (!(v & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT)))
 845                 goto out;
 846
 847         gr = rev->guest_rpte;
 848         if (gr & HPTE_R_C) {
 849                 rev->guest_rpte &= ~HPTE_R_C;
 850                 note_hpte_modification(kvm, rev);
 851         }
 852         if (v & HPTE_V_VALID) {
 853                 /* need to make it temporarily absent so C is stable */
 854                 hpte[0] |= cpu_to_be64(HPTE_V_ABSENT);
 855                 kvmppc_invalidate_hpte(kvm, hpte, pte_index);
 856                 r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 857                 gr |= r & (HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 858                 if (r & HPTE_R_C) {
 859                         hpte[1] = cpu_to_be64(r & ~HPTE_R_C);
 860                         eieio();
 861                         kvmppc_set_dirty_from_hpte(kvm, v, gr);
 862                 }
 863         }
 864         vcpu->arch.regs.gpr[4] = gr;
 865         ret = H_SUCCESS;
 866  out:
 867         unlock_hpte(hpte, v & ~HPTE_V_HVLOCK);
 868         return ret;
 869 }
 870
 871 static int kvmppc_get_hpa(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long gpa,
 872                           int writing, unsigned long *hpa,
 873                           struct kvm_memory_slot **memslot_p)
 874 {
 875         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 876         struct kvm_memory_slot *memslot;
 877         unsigned long gfn, hva, pa, psize = PAGE_SHIFT;
 878         unsigned int shift;
 879         pte_t *ptep, pte;
 880
 881         /* Find the memslot for this address */
 882         gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
 883         memslot = __gfn_to_memslot(kvm_memslots_raw(kvm), gfn);
 884         if (!memslot || (memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID))
 885                 return H_PARAMETER;
 886
 887         /* Translate to host virtual address */
 888         hva = __gfn_to_hva_memslot(memslot, gfn);
 889
 890         /* Try to find the host pte for that virtual address */
 891         ptep = __find_linux_pte(vcpu->arch.pgdir, hva, NULL, &shift);
 892         if (!ptep)
 893                 return H_TOO_HARD;
 894         pte = kvmppc_read_update_linux_pte(ptep, writing);
 895         if (!pte_present(pte))
 896                 return H_TOO_HARD;
 897
 898         /* Convert to a physical address */
 899         if (shift)
 900                 psize = 1UL << shift;
 901         pa = pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT;
 902         pa |= hva & (psize - 1);
 903         pa |= gpa & ~PAGE_MASK;
 904
 905         if (hpa)
 906                 *hpa = pa;
 907         if (memslot_p)
 908                 *memslot_p = memslot;
 909
 910         return H_SUCCESS;
 911 }
 912
 913 static long kvmppc_do_h_page_init_zero(struct kvm_vcpu *vcpu,
 914                                        unsigned long dest)
 915 {
 916         struct kvm_memory_slot *memslot;
 917         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 918         unsigned long pa, mmu_seq;
 919         long ret = H_SUCCESS;
 920         int i;
 921
 922         /* Used later to detect if we might have been invalidated */
 923         mmu_seq = kvm->mmu_notifier_seq;
 924         smp_rmb();
 925
 926         ret = kvmppc_get_hpa(vcpu, dest, 1, &pa, &memslot);
 927         if (ret != H_SUCCESS)
 928                 return ret;
 929
 930         /* Check if we've been invalidated */
 931         raw_spin_lock(&kvm->mmu_lock.rlock);
 932         if (mmu_notifier_retry(kvm, mmu_seq)) {
 933                 ret = H_TOO_HARD;
 934                 goto out_unlock;
 935         }
 936
 937         /* Zero the page */
 938         for (i = 0; i < SZ_4K; i += L1_CACHE_BYTES, pa += L1_CACHE_BYTES)
 939                 dcbz((void *)pa);
 940         kvmppc_update_dirty_map(memslot, dest >> PAGE_SHIFT, PAGE_SIZE);
 941
 942 out_unlock:
 943         raw_spin_unlock(&kvm->mmu_lock.rlock);
 944         return ret;
 945 }
 946
 947 static long kvmppc_do_h_page_init_copy(struct kvm_vcpu *vcpu,
 948                                        unsigned long dest, unsigned long src)
 949 {
 950         unsigned long dest_pa, src_pa, mmu_seq;
 951         struct kvm_memory_slot *dest_memslot;
 952         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 953         long ret = H_SUCCESS;
 954
 955         /* Used later to detect if we might have been invalidated */
 956         mmu_seq = kvm->mmu_notifier_seq;
 957         smp_rmb();
 958
 959         ret = kvmppc_get_hpa(vcpu, dest, 1, &dest_pa, &dest_memslot);
 960         if (ret != H_SUCCESS)
 961                 return ret;
 962         ret = kvmppc_get_hpa(vcpu, src, 0, &src_pa, NULL);
 963         if (ret != H_SUCCESS)
 964                 return ret;
 965
 966         /* Check if we've been invalidated */
 967         raw_spin_lock(&kvm->mmu_lock.rlock);
 968         if (mmu_notifier_retry(kvm, mmu_seq)) {
 969                 ret = H_TOO_HARD;
 970                 goto out_unlock;
 971         }
 972
 973         /* Copy the page */
 974         memcpy((void *)dest_pa, (void *)src_pa, SZ_4K);
 975
 976         kvmppc_update_dirty_map(dest_memslot, dest >> PAGE_SHIFT, PAGE_SIZE);
 977
 978 out_unlock:
 979         raw_spin_unlock(&kvm->mmu_lock.rlock);
 980         return ret;
 981 }
 982
 983 long kvmppc_rm_h_page_init(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 984                            unsigned long dest, unsigned long src)
 985 {
 986         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 987         u64 pg_mask = SZ_4K - 1;        /* 4K page size */
 988         long ret = H_SUCCESS;
 989
 990         /* Don't handle radix mode here, go up to the virtual mode handler */
 991         if (kvm_is_radix(kvm))
 992                 return H_TOO_HARD;
 993
 994         /* Check for invalid flags (H_PAGE_SET_LOANED covers all CMO flags) */
 995         if (flags & ~(H_ICACHE_INVALIDATE | H_ICACHE_SYNCHRONIZE |
 996                       H_ZERO_PAGE | H_COPY_PAGE | H_PAGE_SET_LOANED))
 997                 return H_PARAMETER;
 998
 999         /* dest (and src if copy_page flag set) must be page aligned */
1000         if ((dest & pg_mask) || ((flags & H_COPY_PAGE) && (src & pg_mask)))
1001                 return H_PARAMETER;
1002
1003         /* zero and/or copy the page as determined by the flags */
1004         if (flags & H_COPY_PAGE)
1005                 ret = kvmppc_do_h_page_init_copy(vcpu, dest, src);
1006         else if (flags & H_ZERO_PAGE)
1007                 ret = kvmppc_do_h_page_init_zero(vcpu, dest);
1008
1009         /* We can ignore the other flags */
1010
1011         return ret;
1012 }
1013
1014 void kvmppc_invalidate_hpte(struct kvm *kvm, __be64 *hptep,
1015                         unsigned long pte_index)
1016 {
1017         unsigned long rb;
1018         u64 hp0, hp1;
1019
1020         hptep[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_VALID);
1021         hp0 = be64_to_cpu(hptep[0]);
1022         hp1 = be64_to_cpu(hptep[1]);
1023         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
1024                 hp0 = hpte_new_to_old_v(hp0, hp1);
1025                 hp1 = hpte_new_to_old_r(hp1);
1026         }
1027         rb = compute_tlbie_rb(hp0, hp1, pte_index);
1028         do_tlbies(kvm, &rb, 1, 1, true);
1029 }
1030 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_invalidate_hpte);
1031
1032 void kvmppc_clear_ref_hpte(struct kvm *kvm, __be64 *hptep,
1033                            unsigned long pte_index)
1034 {
1035         unsigned long rb;
1036         unsigned char rbyte;
1037         u64 hp0, hp1;
1038
1039         hp0 = be64_to_cpu(hptep[0]);
1040         hp1 = be64_to_cpu(hptep[1]);
1041         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
1042                 hp0 = hpte_new_to_old_v(hp0, hp1);
1043                 hp1 = hpte_new_to_old_r(hp1);
1044         }
1045         rb = compute_tlbie_rb(hp0, hp1, pte_index);
1046         rbyte = (be64_to_cpu(hptep[1]) & ~HPTE_R_R) >> 8;
1047         /* modify only the second-last byte, which contains the ref bit */
1048         *((char *)hptep + 14) = rbyte;
1049         do_tlbies(kvm, &rb, 1, 1, false);
1050 }
1051 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_clear_ref_hpte);
1052
1053 static int slb_base_page_shift[4] = {
1054         24,     /* 16M */
1055         16,     /* 64k */
1056         34,     /* 16G */
1057         20,     /* 1M, unsupported */
1058 };
1059
1060 static struct mmio_hpte_cache_entry *mmio_cache_search(struct kvm_vcpu *vcpu,
1061                 unsigned long eaddr, unsigned long slb_v, long mmio_update)
1062 {
1063         struct mmio_hpte_cache_entry *entry = NULL;
1064         unsigned int pshift;
1065         unsigned int i;
1066
1067         for (i = 0; i < MMIO_HPTE_CACHE_SIZE; i++) {
1068                 entry = &vcpu->arch.mmio_cache.entry[i];
1069                 if (entry->mmio_update == mmio_update) {
1070                         pshift = entry->slb_base_pshift;
1071                         if ((entry->eaddr >> pshift) == (eaddr >> pshift) &&
1072                             entry->slb_v == slb_v)
1073                                 return entry;
1074                 }
1075         }
1076         return NULL;
1077 }
1078
1079 static struct mmio_hpte_cache_entry *
1080                         next_mmio_cache_entry(struct kvm_vcpu *vcpu)
1081 {
1082         unsigned int index = vcpu->arch.mmio_cache.index;
1083
1084         vcpu->arch.mmio_cache.index++;
1085         if (vcpu->arch.mmio_cache.index == MMIO_HPTE_CACHE_SIZE)
1086                 vcpu->arch.mmio_cache.index = 0;
1087
1088         return &vcpu->arch.mmio_cache.entry[index];
1089 }
1090
1091 /* When called from virtmode, this func should be protected by
1092  * preempt_disable(), otherwise, the holding of HPTE_V_HVLOCK
1093  * can trigger deadlock issue.
1094  */
1095 long kvmppc_hv_find_lock_hpte(struct kvm *kvm, gva_t eaddr, unsigned long slb_v,
1096                               unsigned long valid)
1097 {
1098         unsigned int i;
1099         unsigned int pshift;
1100         unsigned long somask;
1101         unsigned long vsid, hash;
1102         unsigned long avpn;
1103         __be64 *hpte;
1104         unsigned long mask, val;
1105         unsigned long v, r, orig_v;
1106
1107         /* Get page shift, work out hash and AVPN etc. */
1108         mask = SLB_VSID_B | HPTE_V_AVPN | HPTE_V_SECONDARY;
1109         val = 0;
1110         pshift = 12;
1111         if (slb_v & SLB_VSID_L) {
1112                 mask |= HPTE_V_LARGE;
1113                 val |= HPTE_V_LARGE;
1114                 pshift = slb_base_page_shift[(slb_v & SLB_VSID_LP) >> 4];
1115         }
1116         if (slb_v & SLB_VSID_B_1T) {
1117                 somask = (1UL << 40) - 1;
1118                 vsid = (slb_v & ~SLB_VSID_B) >> SLB_VSID_SHIFT_1T;
1119                 vsid ^= vsid << 25;
1120         } else {
1121                 somask = (1UL << 28) - 1;
1122                 vsid = (slb_v & ~SLB_VSID_B) >> SLB_VSID_SHIFT;
1123         }
1124         hash = (vsid ^ ((eaddr & somask) >> pshift)) & kvmppc_hpt_mask(&kvm->arch.hpt);
1125         avpn = slb_v & ~(somask >> 16); /* also includes B */
1126         avpn |= (eaddr & somask) >> 16;
1127
1128         if (pshift >= 24)
1129                 avpn &= ~((1UL << (pshift - 16)) - 1);
1130         else
1131                 avpn &= ~0x7fUL;
1132         val |= avpn;
1133
1134         for (;;) {
1135                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt.virt + (hash << 7));
1136
1137                 for (i = 0; i < 16; i += 2) {
1138                         /* Read the PTE racily */
1139                         v = be64_to_cpu(hpte[i]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
1140                         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
1141                                 v = hpte_new_to_old_v(v, be64_to_cpu(hpte[i+1]));
1142
1143                         /* Check valid/absent, hash, segment size and AVPN */
1144                         if (!(v & valid) || (v & mask) != val)
1145                                 continue;
1146
1147                         /* Lock the PTE and read it under the lock */
1148                         while (!try_lock_hpte(&hpte[i], HPTE_V_HVLOCK))
1149                                 cpu_relax();
1150                         v = orig_v = be64_to_cpu(hpte[i]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
1151                         r = be64_to_cpu(hpte[i+1]);
1152                         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
1153                                 v = hpte_new_to_old_v(v, r);
1154                                 r = hpte_new_to_old_r(r);
1155                         }
1156
1157                         /*
1158                          * Check the HPTE again, including base page size
1159                          */
1160                         if ((v & valid) && (v & mask) == val &&
1161                             kvmppc_hpte_base_page_shift(v, r) == pshift)
1162                                 /* Return with the HPTE still locked */
1163                                 return (hash << 3) + (i >> 1);
1164
1165                         __unlock_hpte(&hpte[i], orig_v);
1166                 }
1167
1168                 if (val & HPTE_V_SECONDARY)
1169                         break;
1170                 val |= HPTE_V_SECONDARY;
1171                 hash = hash ^ kvmppc_hpt_mask(&kvm->arch.hpt);
1172         }
1173         return -1;
1174 }
1175 EXPORT_SYMBOL(kvmppc_hv_find_lock_hpte);
1176
1177 /*
1178  * Called in real mode to check whether an HPTE not found fault
1179  * is due to accessing a paged-out page or an emulated MMIO page,
1180  * or if a protection fault is due to accessing a page that the
1181  * guest wanted read/write access to but which we made read-only.
1182  * Returns a possibly modified status (DSISR) value if not
1183  * (i.e. pass the interrupt to the guest),
1184  * -1 to pass the fault up to host kernel mode code, -2 to do that
1185  * and also load the instruction word (for MMIO emulation),
1186  * or 0 if we should make the guest retry the access.
1187  */
1188 long kvmppc_hpte_hv_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long addr,
1189                           unsigned long slb_v, unsigned int status, bool data)
1190 {
1191         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
1192         long int index;
1193         unsigned long v, r, gr, orig_v;
1194         __be64 *hpte;
1195         unsigned long valid;
1196         struct revmap_entry *rev;
1197         unsigned long pp, key;
1198         struct mmio_hpte_cache_entry *cache_entry = NULL;
1199         long mmio_update = 0;
1200
1201         /* For protection fault, expect to find a valid HPTE */
1202         valid = HPTE_V_VALID;
1203         if (status & DSISR_NOHPTE) {
1204                 valid |= HPTE_V_ABSENT;
1205                 mmio_update = atomic64_read(&kvm->arch.mmio_update);
1206                 cache_entry = mmio_cache_search(vcpu, addr, slb_v, mmio_update);
1207         }
1208         if (cache_entry) {
1209                 index = cache_entry->pte_index;
1210                 v = cache_entry->hpte_v;
1211                 r = cache_entry->hpte_r;
1212                 gr = cache_entry->rpte;
1213         } else {
1214                 index = kvmppc_hv_find_lock_hpte(kvm, addr, slb_v, valid);
1215                 if (index < 0) {
1216                         if (status & DSISR_NOHPTE)
1217                                 return status;  /* there really was no HPTE */
1218                         return 0;       /* for prot fault, HPTE disappeared */
1219                 }
1220                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt.virt + (index << 4));
1221                 v = orig_v = be64_to_cpu(hpte[0]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
1222                 r = be64_to_cpu(hpte[1]);
1223                 if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
1224                         v = hpte_new_to_old_v(v, r);
1225                         r = hpte_new_to_old_r(r);
1226                 }
1227                 rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.hpt.rev[index]);
1228                 gr = rev->guest_rpte;
1229
1230                 unlock_hpte(hpte, orig_v);
1231         }
1232
1233         /* For not found, if the HPTE is valid by now, retry the instruction */
1234         if ((status & DSISR_NOHPTE) && (v & HPTE_V_VALID))
1235                 return 0;
1236
1237         /* Check access permissions to the page */
1238         pp = gr & (HPTE_R_PP0 | HPTE_R_PP);
1239         key = (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_PR) ? SLB_VSID_KP : SLB_VSID_KS;
1240         status &= ~DSISR_NOHPTE;        /* DSISR_NOHPTE == SRR1_ISI_NOPT */
1241         if (!data) {
1242                 if (gr & (HPTE_R_N | HPTE_R_G))
1243                         return status | SRR1_ISI_N_OR_G;
1244                 if (!hpte_read_permission(pp, slb_v & key))
1245                         return status | SRR1_ISI_PROT;
1246         } else if (status & DSISR_ISSTORE) {
1247                 /* check write permission */
1248                 if (!hpte_write_permission(pp, slb_v & key))
1249                         return status | DSISR_PROTFAULT;
1250         } else {
1251                 if (!hpte_read_permission(pp, slb_v & key))
1252                         return status | DSISR_PROTFAULT;
1253         }
1254
1255         /* Check storage key, if applicable */
1256         if (data && (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_DR)) {
1257                 unsigned int perm = hpte_get_skey_perm(gr, vcpu->arch.amr);
1258                 if (status & DSISR_ISSTORE)
1259                         perm >>= 1;
1260                 if (perm & 1)
1261                         return status | DSISR_KEYFAULT;
1262         }
1263
1264         /* Save HPTE info for virtual-mode handler */
1265         vcpu->arch.pgfault_addr = addr;
1266         vcpu->arch.pgfault_index = index;
1267         vcpu->arch.pgfault_hpte[0] = v;
1268         vcpu->arch.pgfault_hpte[1] = r;
1269         vcpu->arch.pgfault_cache = cache_entry;
1270
1271         /* Check the storage key to see if it is possibly emulated MMIO */
1272         if ((r & (HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO)) ==
1273             (HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO)) {
1274                 if (!cache_entry) {
1275                         unsigned int pshift = 12;
1276                         unsigned int pshift_index;
1277
1278                         if (slb_v & SLB_VSID_L) {
1279                                 pshift_index = ((slb_v & SLB_VSID_LP) >> 4);
1280                                 pshift = slb_base_page_shift[pshift_index];
1281                         }
1282                         cache_entry = next_mmio_cache_entry(vcpu);
1283                         cache_entry->eaddr = addr;
1284                         cache_entry->slb_base_pshift = pshift;
1285                         cache_entry->pte_index = index;
1286                         cache_entry->hpte_v = v;
1287                         cache_entry->hpte_r = r;
1288                         cache_entry->rpte = gr;
1289                         cache_entry->slb_v = slb_v;
1290                         cache_entry->mmio_update = mmio_update;
1291                 }
1292                 if (data && (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_IR))
1293                         return -2;      /* MMIO emulation - load instr word */
1294         }
1295
1296         return -1;              /* send fault up to host kernel mode */
1297 }