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