arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_mmu.c

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