arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_mmu.c

   1 /*
   2  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   3  * it under the terms of the GNU General Public License, version 2, as
   4  * published by the Free Software Foundation.
   5  *
   6  * Copyright 2010-2011 Paul Mackerras, IBM Corp. <paulus@au1.ibm.com>
   7  */
   8
   9 #include <linux/types.h>
  10 #include <linux/string.h>
  11 #include <linux/kvm.h>
  12 #include <linux/kvm_host.h>
  13 #include <linux/hugetlb.h>
  14 #include <linux/module.h>
  15
  16 #include <asm/tlbflush.h>
  17 #include <asm/kvm_ppc.h>
  18 #include <asm/kvm_book3s.h>
  19 #include <asm/mmu-hash64.h>
  20 #include <asm/hvcall.h>
  21 #include <asm/synch.h>
  22 #include <asm/ppc-opcode.h>
  23
  24 /* Translate address of a vmalloc'd thing to a linear map address */
  25 static void *real_vmalloc_addr(void *x)
  26 {
  27         unsigned long addr = (unsigned long) x;
  28         pte_t *p;
  29
  30         p = find_linux_pte_or_hugepte(swapper_pg_dir, addr, NULL);
  31         if (!p || !pte_present(*p))
  32                 return NULL;
  33         /* assume we don't have huge pages in vmalloc space... */
  34         addr = (pte_pfn(*p) << PAGE_SHIFT) | (addr & ~PAGE_MASK);
  35         return __va(addr);
  36 }
  37
  38 /* Return 1 if we need to do a global tlbie, 0 if we can use tlbiel */
  39 static int global_invalidates(struct kvm *kvm, unsigned long flags)
  40 {
  41         int global;
  42
  43         /*
  44          * If there is only one vcore, and it's currently running,
  45          * as indicated by local_paca->kvm_hstate.kvm_vcpu being set,
  46          * we can use tlbiel as long as we mark all other physical
  47          * cores as potentially having stale TLB entries for this lpid.
  48          * Otherwise, don't use tlbiel.
  49          */
  50         if (kvm->arch.online_vcores == 1 && local_paca->kvm_hstate.kvm_vcpu)
  51                 global = 0;
  52         else
  53                 global = 1;
  54
  55         if (!global) {
  56                 /* any other core might now have stale TLB entries... */
  57                 smp_wmb();
  58                 cpumask_setall(&kvm->arch.need_tlb_flush);
  59                 cpumask_clear_cpu(local_paca->kvm_hstate.kvm_vcore->pcpu,
  60                                   &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.revmap[i];
  79                 if (realmode)
  80                         head = real_vmalloc_addr(head);
  81                 tail = &kvm->arch.revmap[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;
  92         }
  93         unlock_rmap(rmap);
  94 }
  95 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_add_revmap_chain);
  96
  97 /* Remove this HPTE from the chain for a real page */
  98 static void remove_revmap_chain(struct kvm *kvm, long pte_index,
  99                                 struct revmap_entry *rev,
 100                                 unsigned long hpte_v, unsigned long hpte_r)
 101 {
 102         struct revmap_entry *next, *prev;
 103         unsigned long gfn, ptel, head;
 104         struct kvm_memory_slot *memslot;
 105         unsigned long *rmap;
 106         unsigned long rcbits;
 107
 108         rcbits = hpte_r & (HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 109         ptel = rev->guest_rpte |= rcbits;
 110         gfn = hpte_rpn(ptel, hpte_page_size(hpte_v, ptel));
 111         memslot = __gfn_to_memslot(kvm_memslots_raw(kvm), gfn);
 112         if (!memslot)
 113                 return;
 114
 115         rmap = real_vmalloc_addr(&memslot->arch.rmap[gfn - memslot->base_gfn]);
 116         lock_rmap(rmap);
 117
 118         head = *rmap & KVMPPC_RMAP_INDEX;
 119         next = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[rev->forw]);
 120         prev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[rev->back]);
 121         next->back = rev->back;
 122         prev->forw = rev->forw;
 123         if (head == pte_index) {
 124                 head = rev->forw;
 125                 if (head == pte_index)
 126                         *rmap &= ~(KVMPPC_RMAP_PRESENT | KVMPPC_RMAP_INDEX);
 127                 else
 128                         *rmap = (*rmap & ~KVMPPC_RMAP_INDEX) | head;
 129         }
 130         *rmap |= rcbits << KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT;
 131         unlock_rmap(rmap);
 132 }
 133
 134 static inline void unlock_hpte(__be64 *hpte, unsigned long hpte_v)
 135 {
 136         asm volatile(PPC_RELEASE_BARRIER "" : : : "memory");
 137         hpte[0] = cpu_to_be64(hpte_v);
 138 }
 139
 140 long kvmppc_do_h_enter(struct kvm *kvm, unsigned long flags,
 141                        long pte_index, unsigned long pteh, unsigned long ptel,
 142                        pgd_t *pgdir, bool realmode, unsigned long *pte_idx_ret)
 143 {
 144         unsigned long i, pa, gpa, gfn, psize;
 145         unsigned long slot_fn, hva;
 146         __be64 *hpte;
 147         struct revmap_entry *rev;
 148         unsigned long g_ptel;
 149         struct kvm_memory_slot *memslot;
 150         unsigned hpage_shift;
 151         unsigned long is_io;
 152         unsigned long *rmap;
 153         pte_t *ptep;
 154         unsigned int writing;
 155         unsigned long mmu_seq;
 156         unsigned long rcbits;
 157
 158         psize = hpte_page_size(pteh, ptel);
 159         if (!psize)
 160                 return H_PARAMETER;
 161         writing = hpte_is_writable(ptel);
 162         pteh &= ~(HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID);
 163         ptel &= ~HPTE_GR_RESERVED;
 164         g_ptel = ptel;
 165
 166         /* used later to detect if we might have been invalidated */
 167         mmu_seq = kvm->mmu_notifier_seq;
 168         smp_rmb();
 169
 170         /* Find the memslot (if any) for this address */
 171         gpa = (ptel & HPTE_R_RPN) & ~(psize - 1);
 172         gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
 173         memslot = __gfn_to_memslot(kvm_memslots_raw(kvm), gfn);
 174         pa = 0;
 175         is_io = ~0ul;
 176         rmap = NULL;
 177         if (!(memslot && !(memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID))) {
 178                 /* Emulated MMIO - mark this with key=31 */
 179                 pteh |= HPTE_V_ABSENT;
 180                 ptel |= HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO;
 181                 goto do_insert;
 182         }
 183
 184         /* Check if the requested page fits entirely in the memslot. */
 185         if (!slot_is_aligned(memslot, psize))
 186                 return H_PARAMETER;
 187         slot_fn = gfn - memslot->base_gfn;
 188         rmap = &memslot->arch.rmap[slot_fn];
 189
 190         /* Translate to host virtual address */
 191         hva = __gfn_to_hva_memslot(memslot, gfn);
 192         ptep = find_linux_pte_or_hugepte(pgdir, hva, &hpage_shift);
 193         if (ptep) {
 194                 pte_t pte;
 195                 unsigned int host_pte_size;
 196
 197                 if (hpage_shift)
 198                         host_pte_size = 1ul << hpage_shift;
 199                 else
 200                         host_pte_size = PAGE_SIZE;
 201                 /*
 202                  * We should always find the guest page size
 203                  * to <= host page size, if host is using hugepage
 204                  */
 205                 if (host_pte_size < psize)
 206                         return H_PARAMETER;
 207
 208                 pte = kvmppc_read_update_linux_pte(ptep, writing, hpage_shift);
 209                 if (pte_present(pte) && !pte_protnone(pte)) {
 210                         if (writing && !pte_write(pte))
 211                                 /* make the actual HPTE be read-only */
 212                                 ptel = hpte_make_readonly(ptel);
 213                         is_io = hpte_cache_bits(pte_val(pte));
 214                         pa = pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT;
 215                         pa |= hva & (host_pte_size - 1);
 216                         pa |= gpa & ~PAGE_MASK;
 217                 }
 218         }
 219
 220         ptel &= ~(HPTE_R_PP0 - psize);
 221         ptel |= pa;
 222
 223         if (pa)
 224                 pteh |= HPTE_V_VALID;
 225         else
 226                 pteh |= HPTE_V_ABSENT;
 227
 228         /* Check WIMG */
 229         if (is_io != ~0ul && !hpte_cache_flags_ok(ptel, is_io)) {
 230                 if (is_io)
 231                         return H_PARAMETER;
 232                 /*
 233                  * Allow guest to map emulated device memory as
 234                  * uncacheable, but actually make it cacheable.
 235                  */
 236                 ptel &= ~(HPTE_R_W|HPTE_R_I|HPTE_R_G);
 237                 ptel |= HPTE_R_M;
 238         }
 239
 240         /* Find and lock the HPTEG slot to use */
 241  do_insert:
 242         if (pte_index >= kvm->arch.hpt_npte)
 243                 return H_PARAMETER;
 244         if (likely((flags & H_EXACT) == 0)) {
 245                 pte_index &= ~7UL;
 246                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 247                 for (i = 0; i < 8; ++i) {
 248                         if ((be64_to_cpu(*hpte) & HPTE_V_VALID) == 0 &&
 249                             try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_VALID |
 250                                           HPTE_V_ABSENT))
 251                                 break;
 252                         hpte += 2;
 253                 }
 254                 if (i == 8) {
 255                         /*
 256                          * Since try_lock_hpte doesn't retry (not even stdcx.
 257                          * failures), it could be that there is a free slot
 258                          * but we transiently failed to lock it.  Try again,
 259                          * actually locking each slot and checking it.
 260                          */
 261                         hpte -= 16;
 262                         for (i = 0; i < 8; ++i) {
 263                                 u64 pte;
 264                                 while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 265                                         cpu_relax();
 266                                 pte = be64_to_cpu(*hpte);
 267                                 if (!(pte & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT)))
 268                                         break;
 269                                 *hpte &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_HVLOCK);
 270                                 hpte += 2;
 271                         }
 272                         if (i == 8)
 273                                 return H_PTEG_FULL;
 274                 }
 275                 pte_index += i;
 276         } else {
 277                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 278                 if (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_VALID |
 279                                    HPTE_V_ABSENT)) {
 280                         /* Lock the slot and check again */
 281                         u64 pte;
 282
 283                         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 284                                 cpu_relax();
 285                         pte = be64_to_cpu(*hpte);
 286                         if (pte & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT)) {
 287                                 *hpte &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_HVLOCK);
 288                                 return H_PTEG_FULL;
 289                         }
 290                 }
 291         }
 292
 293         /* Save away the guest's idea of the second HPTE dword */
 294         rev = &kvm->arch.revmap[pte_index];
 295         if (realmode)
 296                 rev = real_vmalloc_addr(rev);
 297         if (rev) {
 298                 rev->guest_rpte = g_ptel;
 299                 note_hpte_modification(kvm, rev);
 300         }
 301
 302         /* Link HPTE into reverse-map chain */
 303         if (pteh & HPTE_V_VALID) {
 304                 if (realmode)
 305                         rmap = real_vmalloc_addr(rmap);
 306                 lock_rmap(rmap);
 307                 /* Check for pending invalidations under the rmap chain lock */
 308                 if (mmu_notifier_retry(kvm, mmu_seq)) {
 309                         /* inval in progress, write a non-present HPTE */
 310                         pteh |= HPTE_V_ABSENT;
 311                         pteh &= ~HPTE_V_VALID;
 312                         unlock_rmap(rmap);
 313                 } else {
 314                         kvmppc_add_revmap_chain(kvm, rev, rmap, pte_index,
 315                                                 realmode);
 316                         /* Only set R/C in real HPTE if already set in *rmap */
 317                         rcbits = *rmap >> KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT;
 318                         ptel &= rcbits | ~(HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 319                 }
 320         }
 321
 322         hpte[1] = cpu_to_be64(ptel);
 323
 324         /* Write the first HPTE dword, unlocking the HPTE and making it valid */
 325         eieio();
 326         hpte[0] = cpu_to_be64(pteh);
 327         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 328
 329         *pte_idx_ret = pte_index;
 330         return H_SUCCESS;
 331 }
 332 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_do_h_enter);
 333
 334 long kvmppc_h_enter(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 335                     long pte_index, unsigned long pteh, unsigned long ptel)
 336 {
 337         return kvmppc_do_h_enter(vcpu->kvm, flags, pte_index, pteh, ptel,
 338                                  vcpu->arch.pgdir, true, &vcpu->arch.gpr[4]);
 339 }
 340
 341 #ifdef __BIG_ENDIAN__
 342 #define LOCK_TOKEN      (*(u32 *)(&get_paca()->lock_token))
 343 #else
 344 #define LOCK_TOKEN      (*(u32 *)(&get_paca()->paca_index))
 345 #endif
 346
 347 static inline int try_lock_tlbie(unsigned int *lock)
 348 {
 349         unsigned int tmp, old;
 350         unsigned int token = LOCK_TOKEN;
 351
 352         asm volatile("1:lwarx   %1,0,%2\n"
 353                      "  cmpwi   cr0,%1,0\n"
 354                      "  bne     2f\n"
 355                      "  stwcx.  %3,0,%2\n"
 356                      "  bne-    1b\n"
 357                      "  isync\n"
 358                      "2:"
 359                      : "=&r" (tmp), "=&r" (old)
 360                      : "r" (lock), "r" (token)
 361                      : "cc", "memory");
 362         return old == 0;
 363 }
 364
 365 static void do_tlbies(struct kvm *kvm, unsigned long *rbvalues,
 366                       long npages, int global, bool need_sync)
 367 {
 368         long i;
 369
 370         if (global) {
 371                 while (!try_lock_tlbie(&kvm->arch.tlbie_lock))
 372                         cpu_relax();
 373                 if (need_sync)
 374                         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 375                 for (i = 0; i < npages; ++i)
 376                         asm volatile(PPC_TLBIE(%1,%0) : :
 377                                      "r" (rbvalues[i]), "r" (kvm->arch.lpid));
 378                 asm volatile("eieio; tlbsync; ptesync" : : : "memory");
 379                 kvm->arch.tlbie_lock = 0;
 380         } else {
 381                 if (need_sync)
 382                         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 383                 for (i = 0; i < npages; ++i)
 384                         asm volatile("tlbiel %0" : : "r" (rbvalues[i]));
 385                 asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 386         }
 387 }
 388
 389 long kvmppc_do_h_remove(struct kvm *kvm, unsigned long flags,
 390                         unsigned long pte_index, unsigned long avpn,
 391                         unsigned long *hpret)
 392 {
 393         __be64 *hpte;
 394         unsigned long v, r, rb;
 395         struct revmap_entry *rev;
 396         u64 pte;
 397
 398         if (pte_index >= kvm->arch.hpt_npte)
 399                 return H_PARAMETER;
 400         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 401         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 402                 cpu_relax();
 403         pte = be64_to_cpu(hpte[0]);
 404         if ((pte & (HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID)) == 0 ||
 405             ((flags & H_AVPN) && (pte & ~0x7fUL) != avpn) ||
 406             ((flags & H_ANDCOND) && (pte & avpn) != 0)) {
 407                 hpte[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_HVLOCK);
 408                 return H_NOT_FOUND;
 409         }
 410
 411         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 412         v = pte & ~HPTE_V_HVLOCK;
 413         if (v & HPTE_V_VALID) {
 414                 u64 pte1;
 415
 416                 pte1 = be64_to_cpu(hpte[1]);
 417                 hpte[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_VALID);
 418                 rb = compute_tlbie_rb(v, pte1, pte_index);
 419                 do_tlbies(kvm, &rb, 1, global_invalidates(kvm, flags), true);
 420                 /* Read PTE low word after tlbie to get final R/C values */
 421                 remove_revmap_chain(kvm, pte_index, rev, v, pte1);
 422         }
 423         r = rev->guest_rpte & ~HPTE_GR_RESERVED;
 424         note_hpte_modification(kvm, rev);
 425         unlock_hpte(hpte, 0);
 426
 427         hpret[0] = v;
 428         hpret[1] = r;
 429         return H_SUCCESS;
 430 }
 431 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_do_h_remove);
 432
 433 long kvmppc_h_remove(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 434                      unsigned long pte_index, unsigned long avpn)
 435 {
 436         return kvmppc_do_h_remove(vcpu->kvm, flags, pte_index, avpn,
 437                                   &vcpu->arch.gpr[4]);
 438 }
 439
 440 long kvmppc_h_bulk_remove(struct kvm_vcpu *vcpu)
 441 {
 442         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 443         unsigned long *args = &vcpu->arch.gpr[4];
 444         __be64 *hp, *hptes[4];
 445         unsigned long tlbrb[4];
 446         long int i, j, k, n, found, indexes[4];
 447         unsigned long flags, req, pte_index, rcbits;
 448         int global;
 449         long int ret = H_SUCCESS;
 450         struct revmap_entry *rev, *revs[4];
 451         u64 hp0;
 452
 453         global = global_invalidates(kvm, 0);
 454         for (i = 0; i < 4 && ret == H_SUCCESS; ) {
 455                 n = 0;
 456                 for (; i < 4; ++i) {
 457                         j = i * 2;
 458                         pte_index = args[j];
 459                         flags = pte_index >> 56;
 460                         pte_index &= ((1ul << 56) - 1);
 461                         req = flags >> 6;
 462                         flags &= 3;
 463                         if (req == 3) {         /* no more requests */
 464                                 i = 4;
 465                                 break;
 466                         }
 467                         if (req != 1 || flags == 3 ||
 468                             pte_index >= kvm->arch.hpt_npte) {
 469                                 /* parameter error */
 470                                 args[j] = ((0xa0 | flags) << 56) + pte_index;
 471                                 ret = H_PARAMETER;
 472                                 break;
 473                         }
 474                         hp = (__be64 *) (kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 475                         /* to avoid deadlock, don't spin except for first */
 476                         if (!try_lock_hpte(hp, HPTE_V_HVLOCK)) {
 477                                 if (n)
 478                                         break;
 479                                 while (!try_lock_hpte(hp, HPTE_V_HVLOCK))
 480                                         cpu_relax();
 481                         }
 482                         found = 0;
 483                         hp0 = be64_to_cpu(hp[0]);
 484                         if (hp0 & (HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID)) {
 485                                 switch (flags & 3) {
 486                                 case 0:         /* absolute */
 487                                         found = 1;
 488                                         break;
 489                                 case 1:         /* andcond */
 490                                         if (!(hp0 & args[j + 1]))
 491                                                 found = 1;
 492                                         break;
 493                                 case 2:         /* AVPN */
 494                                         if ((hp0 & ~0x7fUL) == args[j + 1])
 495                                                 found = 1;
 496                                         break;
 497                                 }
 498                         }
 499                         if (!found) {
 500                                 hp[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_HVLOCK);
 501                                 args[j] = ((0x90 | flags) << 56) + pte_index;
 502                                 continue;
 503                         }
 504
 505                         args[j] = ((0x80 | flags) << 56) + pte_index;
 506                         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 507                         note_hpte_modification(kvm, rev);
 508
 509                         if (!(hp0 & HPTE_V_VALID)) {
 510                                 /* insert R and C bits from PTE */
 511                                 rcbits = rev->guest_rpte & (HPTE_R_R|HPTE_R_C);
 512                                 args[j] |= rcbits << (56 - 5);
 513                                 hp[0] = 0;
 514                                 continue;
 515                         }
 516
 517                         /* leave it locked */
 518                         hp[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_VALID);
 519                         tlbrb[n] = compute_tlbie_rb(be64_to_cpu(hp[0]),
 520                                 be64_to_cpu(hp[1]), pte_index);
 521                         indexes[n] = j;
 522                         hptes[n] = hp;
 523                         revs[n] = rev;
 524                         ++n;
 525                 }
 526
 527                 if (!n)
 528                         break;
 529
 530                 /* Now that we've collected a batch, do the tlbies */
 531                 do_tlbies(kvm, tlbrb, n, global, true);
 532
 533                 /* Read PTE low words after tlbie to get final R/C values */
 534                 for (k = 0; k < n; ++k) {
 535                         j = indexes[k];
 536                         pte_index = args[j] & ((1ul << 56) - 1);
 537                         hp = hptes[k];
 538                         rev = revs[k];
 539                         remove_revmap_chain(kvm, pte_index, rev,
 540                                 be64_to_cpu(hp[0]), be64_to_cpu(hp[1]));
 541                         rcbits = rev->guest_rpte & (HPTE_R_R|HPTE_R_C);
 542                         args[j] |= rcbits << (56 - 5);
 543                         hp[0] = 0;
 544                 }
 545         }
 546
 547         return ret;
 548 }
 549
 550 long kvmppc_h_protect(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 551                       unsigned long pte_index, unsigned long avpn,
 552                       unsigned long va)
 553 {
 554         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 555         __be64 *hpte;
 556         struct revmap_entry *rev;
 557         unsigned long v, r, rb, mask, bits;
 558         u64 pte;
 559
 560         if (pte_index >= kvm->arch.hpt_npte)
 561                 return H_PARAMETER;
 562
 563         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 564         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 565                 cpu_relax();
 566         pte = be64_to_cpu(hpte[0]);
 567         if ((pte & (HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID)) == 0 ||
 568             ((flags & H_AVPN) && (pte & ~0x7fUL) != avpn)) {
 569                 hpte[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_HVLOCK);
 570                 return H_NOT_FOUND;
 571         }
 572
 573         v = pte;
 574         bits = (flags << 55) & HPTE_R_PP0;
 575         bits |= (flags << 48) & HPTE_R_KEY_HI;
 576         bits |= flags & (HPTE_R_PP | HPTE_R_N | HPTE_R_KEY_LO);
 577
 578         /* Update guest view of 2nd HPTE dword */
 579         mask = HPTE_R_PP0 | HPTE_R_PP | HPTE_R_N |
 580                 HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO;
 581         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 582         if (rev) {
 583                 r = (rev->guest_rpte & ~mask) | bits;
 584                 rev->guest_rpte = r;
 585                 note_hpte_modification(kvm, rev);
 586         }
 587
 588         /* Update HPTE */
 589         if (v & HPTE_V_VALID) {
 590                 /*
 591                  * If the page is valid, don't let it transition from
 592                  * readonly to writable.  If it should be writable, we'll
 593                  * take a trap and let the page fault code sort it out.
 594                  */
 595                 pte = be64_to_cpu(hpte[1]);
 596                 r = (pte & ~mask) | bits;
 597                 if (hpte_is_writable(r) && !hpte_is_writable(pte))
 598                         r = hpte_make_readonly(r);
 599                 /* If the PTE is changing, invalidate it first */
 600                 if (r != pte) {
 601                         rb = compute_tlbie_rb(v, r, pte_index);
 602                         hpte[0] = cpu_to_be64((v & ~HPTE_V_VALID) |
 603                                               HPTE_V_ABSENT);
 604                         do_tlbies(kvm, &rb, 1, global_invalidates(kvm, flags),
 605                                   true);
 606                         hpte[1] = cpu_to_be64(r);
 607                 }
 608         }
 609         unlock_hpte(hpte, v & ~HPTE_V_HVLOCK);
 610         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 611         return H_SUCCESS;
 612 }
 613
 614 long kvmppc_h_read(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 615                    unsigned long pte_index)
 616 {
 617         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 618         __be64 *hpte;
 619         unsigned long v, r;
 620         int i, n = 1;
 621         struct revmap_entry *rev = NULL;
 622
 623         if (pte_index >= kvm->arch.hpt_npte)
 624                 return H_PARAMETER;
 625         if (flags & H_READ_4) {
 626                 pte_index &= ~3;
 627                 n = 4;
 628         }
 629         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 630         for (i = 0; i < n; ++i, ++pte_index) {
 631                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 632                 v = be64_to_cpu(hpte[0]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
 633                 r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 634                 if (v & HPTE_V_ABSENT) {
 635                         v &= ~HPTE_V_ABSENT;
 636                         v |= HPTE_V_VALID;
 637                 }
 638                 if (v & HPTE_V_VALID) {
 639                         r = rev[i].guest_rpte | (r & (HPTE_R_R | HPTE_R_C));
 640                         r &= ~HPTE_GR_RESERVED;
 641                 }
 642                 vcpu->arch.gpr[4 + i * 2] = v;
 643                 vcpu->arch.gpr[5 + i * 2] = r;
 644         }
 645         return H_SUCCESS;
 646 }
 647
 648 void kvmppc_invalidate_hpte(struct kvm *kvm, __be64 *hptep,
 649                         unsigned long pte_index)
 650 {
 651         unsigned long rb;
 652
 653         hptep[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_VALID);
 654         rb = compute_tlbie_rb(be64_to_cpu(hptep[0]), be64_to_cpu(hptep[1]),
 655                               pte_index);
 656         do_tlbies(kvm, &rb, 1, 1, true);
 657 }
 658 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_invalidate_hpte);
 659
 660 void kvmppc_clear_ref_hpte(struct kvm *kvm, __be64 *hptep,
 661                            unsigned long pte_index)
 662 {
 663         unsigned long rb;
 664         unsigned char rbyte;
 665
 666         rb = compute_tlbie_rb(be64_to_cpu(hptep[0]), be64_to_cpu(hptep[1]),
 667                               pte_index);
 668         rbyte = (be64_to_cpu(hptep[1]) & ~HPTE_R_R) >> 8;
 669         /* modify only the second-last byte, which contains the ref bit */
 670         *((char *)hptep + 14) = rbyte;
 671         do_tlbies(kvm, &rb, 1, 1, false);
 672 }
 673 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_clear_ref_hpte);
 674
 675 static int slb_base_page_shift[4] = {
 676         24,     /* 16M */
 677         16,     /* 64k */
 678         34,     /* 16G */
 679         20,     /* 1M, unsupported */
 680 };
 681
 682 /* When called from virtmode, this func should be protected by
 683  * preempt_disable(), otherwise, the holding of HPTE_V_HVLOCK
 684  * can trigger deadlock issue.
 685  */
 686 long kvmppc_hv_find_lock_hpte(struct kvm *kvm, gva_t eaddr, unsigned long slb_v,
 687                               unsigned long valid)
 688 {
 689         unsigned int i;
 690         unsigned int pshift;
 691         unsigned long somask;
 692         unsigned long vsid, hash;
 693         unsigned long avpn;
 694         __be64 *hpte;
 695         unsigned long mask, val;
 696         unsigned long v, r;
 697
 698         /* Get page shift, work out hash and AVPN etc. */
 699         mask = SLB_VSID_B | HPTE_V_AVPN | HPTE_V_SECONDARY;
 700         val = 0;
 701         pshift = 12;
 702         if (slb_v & SLB_VSID_L) {
 703                 mask |= HPTE_V_LARGE;
 704                 val |= HPTE_V_LARGE;
 705                 pshift = slb_base_page_shift[(slb_v & SLB_VSID_LP) >> 4];
 706         }
 707         if (slb_v & SLB_VSID_B_1T) {
 708                 somask = (1UL << 40) - 1;
 709                 vsid = (slb_v & ~SLB_VSID_B) >> SLB_VSID_SHIFT_1T;
 710                 vsid ^= vsid << 25;
 711         } else {
 712                 somask = (1UL << 28) - 1;
 713                 vsid = (slb_v & ~SLB_VSID_B) >> SLB_VSID_SHIFT;
 714         }
 715         hash = (vsid ^ ((eaddr & somask) >> pshift)) & kvm->arch.hpt_mask;
 716         avpn = slb_v & ~(somask >> 16); /* also includes B */
 717         avpn |= (eaddr & somask) >> 16;
 718
 719         if (pshift >= 24)
 720                 avpn &= ~((1UL << (pshift - 16)) - 1);
 721         else
 722                 avpn &= ~0x7fUL;
 723         val |= avpn;
 724
 725         for (;;) {
 726                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (hash << 7));
 727
 728                 for (i = 0; i < 16; i += 2) {
 729                         /* Read the PTE racily */
 730                         v = be64_to_cpu(hpte[i]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
 731
 732                         /* Check valid/absent, hash, segment size and AVPN */
 733                         if (!(v & valid) || (v & mask) != val)
 734                                 continue;
 735
 736                         /* Lock the PTE and read it under the lock */
 737                         while (!try_lock_hpte(&hpte[i], HPTE_V_HVLOCK))
 738                                 cpu_relax();
 739                         v = be64_to_cpu(hpte[i]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
 740                         r = be64_to_cpu(hpte[i+1]);
 741
 742                         /*
 743                          * Check the HPTE again, including base page size
 744                          */
 745                         if ((v & valid) && (v & mask) == val &&
 746                             hpte_base_page_size(v, r) == (1ul << pshift))
 747                                 /* Return with the HPTE still locked */
 748                                 return (hash << 3) + (i >> 1);
 749
 750                         /* Unlock and move on */
 751                         hpte[i] = cpu_to_be64(v);
 752                 }
 753
 754                 if (val & HPTE_V_SECONDARY)
 755                         break;
 756                 val |= HPTE_V_SECONDARY;
 757                 hash = hash ^ kvm->arch.hpt_mask;
 758         }
 759         return -1;
 760 }
 761 EXPORT_SYMBOL(kvmppc_hv_find_lock_hpte);
 762
 763 /*
 764  * Called in real mode to check whether an HPTE not found fault
 765  * is due to accessing a paged-out page or an emulated MMIO page,
 766  * or if a protection fault is due to accessing a page that the
 767  * guest wanted read/write access to but which we made read-only.
 768  * Returns a possibly modified status (DSISR) value if not
 769  * (i.e. pass the interrupt to the guest),
 770  * -1 to pass the fault up to host kernel mode code, -2 to do that
 771  * and also load the instruction word (for MMIO emulation),
 772  * or 0 if we should make the guest retry the access.
 773  */
 774 long kvmppc_hpte_hv_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long addr,
 775                           unsigned long slb_v, unsigned int status, bool data)
 776 {
 777         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 778         long int index;
 779         unsigned long v, r, gr;
 780         __be64 *hpte;
 781         unsigned long valid;
 782         struct revmap_entry *rev;
 783         unsigned long pp, key;
 784
 785         /* For protection fault, expect to find a valid HPTE */
 786         valid = HPTE_V_VALID;
 787         if (status & DSISR_NOHPTE)
 788                 valid |= HPTE_V_ABSENT;
 789
 790         index = kvmppc_hv_find_lock_hpte(kvm, addr, slb_v, valid);
 791         if (index < 0) {
 792                 if (status & DSISR_NOHPTE)
 793                         return status;  /* there really was no HPTE */
 794                 return 0;               /* for prot fault, HPTE disappeared */
 795         }
 796         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (index << 4));
 797         v = be64_to_cpu(hpte[0]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
 798         r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 799         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[index]);
 800         gr = rev->guest_rpte;
 801
 802         unlock_hpte(hpte, v);
 803
 804         /* For not found, if the HPTE is valid by now, retry the instruction */
 805         if ((status & DSISR_NOHPTE) && (v & HPTE_V_VALID))
 806                 return 0;
 807
 808         /* Check access permissions to the page */
 809         pp = gr & (HPTE_R_PP0 | HPTE_R_PP);
 810         key = (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_PR) ? SLB_VSID_KP : SLB_VSID_KS;
 811         status &= ~DSISR_NOHPTE;        /* DSISR_NOHPTE == SRR1_ISI_NOPT */
 812         if (!data) {
 813                 if (gr & (HPTE_R_N | HPTE_R_G))
 814                         return status | SRR1_ISI_N_OR_G;
 815                 if (!hpte_read_permission(pp, slb_v & key))
 816                         return status | SRR1_ISI_PROT;
 817         } else if (status & DSISR_ISSTORE) {
 818                 /* check write permission */
 819                 if (!hpte_write_permission(pp, slb_v & key))
 820                         return status | DSISR_PROTFAULT;
 821         } else {
 822                 if (!hpte_read_permission(pp, slb_v & key))
 823                         return status | DSISR_PROTFAULT;
 824         }
 825
 826         /* Check storage key, if applicable */
 827         if (data && (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_DR)) {
 828                 unsigned int perm = hpte_get_skey_perm(gr, vcpu->arch.amr);
 829                 if (status & DSISR_ISSTORE)
 830                         perm >>= 1;
 831                 if (perm & 1)
 832                         return status | DSISR_KEYFAULT;
 833         }
 834
 835         /* Save HPTE info for virtual-mode handler */
 836         vcpu->arch.pgfault_addr = addr;
 837         vcpu->arch.pgfault_index = index;
 838         vcpu->arch.pgfault_hpte[0] = v;
 839         vcpu->arch.pgfault_hpte[1] = r;
 840
 841         /* Check the storage key to see if it is possibly emulated MMIO */
 842         if (data && (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_IR) &&
 843             (r & (HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO)) ==
 844             (HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO))
 845                 return -2;      /* MMIO emulation - load instr word */
 846
 847         return -1;              /* send fault up to host kernel mode */
 848 }