arch/powerpc/kvm/e500_mmu_host.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2008-2013 Freescale Semiconductor, Inc. All rights reserved.
   3  *
   4  * Author: Yu Liu, yu.liu@freescale.com
   5  *         Scott Wood, scottwood@freescale.com
   6  *         Ashish Kalra, ashish.kalra@freescale.com
   7  *         Varun Sethi, varun.sethi@freescale.com
   8  *         Alexander Graf, agraf@suse.de
   9  *
  10  * Description:
  11  * This file is based on arch/powerpc/kvm/44x_tlb.c,
  12  * by Hollis Blanchard <hollisb@us.ibm.com>.
  13  *
  14  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  15  * it under the terms of the GNU General Public License, version 2, as
  16  * published by the Free Software Foundation.
  17  */
  18
  19 #include <linux/kernel.h>
  20 #include <linux/types.h>
  21 #include <linux/slab.h>
  22 #include <linux/string.h>
  23 #include <linux/kvm.h>
  24 #include <linux/kvm_host.h>
  25 #include <linux/highmem.h>
  26 #include <linux/log2.h>
  27 #include <linux/uaccess.h>
  28 #include <linux/sched.h>
  29 #include <linux/rwsem.h>
  30 #include <linux/vmalloc.h>
  31 #include <linux/hugetlb.h>
  32 #include <asm/kvm_ppc.h>
  33
  34 #include "e500.h"
  35 #include "timing.h"
  36 #include "e500_mmu_host.h"
  37
  38 #include "trace_booke.h"
  39
  40 #define to_htlb1_esel(esel) (host_tlb_params[1].entries - (esel) - 1)
  41
  42 static struct kvmppc_e500_tlb_params host_tlb_params[E500_TLB_NUM];
  43
  44 static inline unsigned int tlb1_max_shadow_size(void)
  45 {
  46         /* reserve one entry for magic page */
  47         return host_tlb_params[1].entries - tlbcam_index - 1;
  48 }
  49
  50 static inline u32 e500_shadow_mas3_attrib(u32 mas3, int usermode)
  51 {
  52         /* Mask off reserved bits. */
  53         mas3 &= MAS3_ATTRIB_MASK;
  54
  55 #ifndef CONFIG_KVM_BOOKE_HV
  56         if (!usermode) {
  57                 /* Guest is in supervisor mode,
  58                  * so we need to translate guest
  59                  * supervisor permissions into user permissions. */
  60                 mas3 &= ~E500_TLB_USER_PERM_MASK;
  61                 mas3 |= (mas3 & E500_TLB_SUPER_PERM_MASK) << 1;
  62         }
  63         mas3 |= E500_TLB_SUPER_PERM_MASK;
  64 #endif
  65         return mas3;
  66 }
  67
  68 /*
  69  * writing shadow tlb entry to host TLB
  70  */
  71 static inline void __write_host_tlbe(struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe,
  72                                      uint32_t mas0)
  73 {
  74         unsigned long flags;
  75
  76         local_irq_save(flags);
  77         mtspr(SPRN_MAS0, mas0);
  78         mtspr(SPRN_MAS1, stlbe->mas1);
  79         mtspr(SPRN_MAS2, (unsigned long)stlbe->mas2);
  80         mtspr(SPRN_MAS3, (u32)stlbe->mas7_3);
  81         mtspr(SPRN_MAS7, (u32)(stlbe->mas7_3 >> 32));
  82 #ifdef CONFIG_KVM_BOOKE_HV
  83         mtspr(SPRN_MAS8, stlbe->mas8);
  84 #endif
  85         asm volatile("isync; tlbwe" : : : "memory");
  86
  87 #ifdef CONFIG_KVM_BOOKE_HV
  88         /* Must clear mas8 for other host tlbwe's */
  89         mtspr(SPRN_MAS8, 0);
  90         isync();
  91 #endif
  92         local_irq_restore(flags);
  93
  94         trace_kvm_booke206_stlb_write(mas0, stlbe->mas8, stlbe->mas1,
  95                                       stlbe->mas2, stlbe->mas7_3);
  96 }
  97
  98 /*
  99  * Acquire a mas0 with victim hint, as if we just took a TLB miss.
 100  *
 101  * We don't care about the address we're searching for, other than that it's
 102  * in the right set and is not present in the TLB.  Using a zero PID and a
 103  * userspace address means we don't have to set and then restore MAS5, or
 104  * calculate a proper MAS6 value.
 105  */
 106 static u32 get_host_mas0(unsigned long eaddr)
 107 {
 108         unsigned long flags;
 109         u32 mas0;
 110         u32 mas4;
 111
 112         local_irq_save(flags);
 113         mtspr(SPRN_MAS6, 0);
 114         mas4 = mfspr(SPRN_MAS4);
 115         mtspr(SPRN_MAS4, mas4 & ~MAS4_TLBSEL_MASK);
 116         asm volatile("tlbsx 0, %0" : : "b" (eaddr & ~CONFIG_PAGE_OFFSET));
 117         mas0 = mfspr(SPRN_MAS0);
 118         mtspr(SPRN_MAS4, mas4);
 119         local_irq_restore(flags);
 120
 121         return mas0;
 122 }
 123
 124 /* sesel is for tlb1 only */
 125 static inline void write_host_tlbe(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 126                 int tlbsel, int sesel, struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe)
 127 {
 128         u32 mas0;
 129
 130         if (tlbsel == 0) {
 131                 mas0 = get_host_mas0(stlbe->mas2);
 132                 __write_host_tlbe(stlbe, mas0);
 133         } else {
 134                 __write_host_tlbe(stlbe,
 135                                   MAS0_TLBSEL(1) |
 136                                   MAS0_ESEL(to_htlb1_esel(sesel)));
 137         }
 138 }
 139
 140 /* sesel is for tlb1 only */
 141 static void write_stlbe(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 142                         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 143                         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe,
 144                         int stlbsel, int sesel)
 145 {
 146         int stid;
 147
 148         preempt_disable();
 149         stid = kvmppc_e500_get_tlb_stid(&vcpu_e500->vcpu, gtlbe);
 150
 151         stlbe->mas1 |= MAS1_TID(stid);
 152         write_host_tlbe(vcpu_e500, stlbsel, sesel, stlbe);
 153         preempt_enable();
 154 }
 155
 156 #ifdef CONFIG_KVM_E500V2
 157 /* XXX should be a hook in the gva2hpa translation */
 158 void kvmppc_map_magic(struct kvm_vcpu *vcpu)
 159 {
 160         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 161         struct kvm_book3e_206_tlb_entry magic;
 162         ulong shared_page = ((ulong)vcpu->arch.shared) & PAGE_MASK;
 163         unsigned int stid;
 164         pfn_t pfn;
 165
 166         pfn = (pfn_t)virt_to_phys((void *)shared_page) >> PAGE_SHIFT;
 167         get_page(pfn_to_page(pfn));
 168
 169         preempt_disable();
 170         stid = kvmppc_e500_get_sid(vcpu_e500, 0, 0, 0, 0);
 171
 172         magic.mas1 = MAS1_VALID | MAS1_TS | MAS1_TID(stid) |
 173                      MAS1_TSIZE(BOOK3E_PAGESZ_4K);
 174         magic.mas2 = vcpu->arch.magic_page_ea | MAS2_M;
 175         magic.mas7_3 = ((u64)pfn << PAGE_SHIFT) |
 176                        MAS3_SW | MAS3_SR | MAS3_UW | MAS3_UR;
 177         magic.mas8 = 0;
 178
 179         __write_host_tlbe(&magic, MAS0_TLBSEL(1) | MAS0_ESEL(tlbcam_index));
 180         preempt_enable();
 181 }
 182 #endif
 183
 184 void inval_gtlbe_on_host(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500, int tlbsel,
 185                          int esel)
 186 {
 187         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe =
 188                 get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 189         struct tlbe_ref *ref = &vcpu_e500->gtlb_priv[tlbsel][esel].ref;
 190
 191         /* Don't bother with unmapped entries */
 192         if (!(ref->flags & E500_TLB_VALID)) {
 193                 WARN(ref->flags & (E500_TLB_BITMAP | E500_TLB_TLB0),
 194                      "%s: flags %x\n", __func__, ref->flags);
 195                 WARN_ON(tlbsel == 1 && vcpu_e500->g2h_tlb1_map[esel]);
 196         }
 197
 198         if (tlbsel == 1 && ref->flags & E500_TLB_BITMAP) {
 199                 u64 tmp = vcpu_e500->g2h_tlb1_map[esel];
 200                 int hw_tlb_indx;
 201                 unsigned long flags;
 202
 203                 local_irq_save(flags);
 204                 while (tmp) {
 205                         hw_tlb_indx = __ilog2_u64(tmp & -tmp);
 206                         mtspr(SPRN_MAS0,
 207                               MAS0_TLBSEL(1) |
 208                               MAS0_ESEL(to_htlb1_esel(hw_tlb_indx)));
 209                         mtspr(SPRN_MAS1, 0);
 210                         asm volatile("tlbwe");
 211                         vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap[hw_tlb_indx] = 0;
 212                         tmp &= tmp - 1;
 213                 }
 214                 mb();
 215                 vcpu_e500->g2h_tlb1_map[esel] = 0;
 216                 ref->flags &= ~(E500_TLB_BITMAP | E500_TLB_VALID);
 217                 local_irq_restore(flags);
 218         }
 219
 220         if (tlbsel == 1 && ref->flags & E500_TLB_TLB0) {
 221                 /*
 222                  * TLB1 entry is backed by 4k pages. This should happen
 223                  * rarely and is not worth optimizing. Invalidate everything.
 224                  */
 225                 kvmppc_e500_tlbil_all(vcpu_e500);
 226                 ref->flags &= ~(E500_TLB_TLB0 | E500_TLB_VALID);
 227         }
 228
 229         /*
 230          * If TLB entry is still valid then it's a TLB0 entry, and thus
 231          * backed by at most one host tlbe per shadow pid
 232          */
 233         if (ref->flags & E500_TLB_VALID)
 234                 kvmppc_e500_tlbil_one(vcpu_e500, gtlbe);
 235
 236         /* Mark the TLB as not backed by the host anymore */
 237         ref->flags = 0;
 238 }
 239
 240 static inline int tlbe_is_writable(struct kvm_book3e_206_tlb_entry *tlbe)
 241 {
 242         return tlbe->mas7_3 & (MAS3_SW|MAS3_UW);
 243 }
 244
 245 static inline void kvmppc_e500_ref_setup(struct tlbe_ref *ref,
 246                                          struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 247                                          pfn_t pfn, unsigned int wimg)
 248 {
 249         ref->pfn = pfn;
 250         ref->flags = E500_TLB_VALID;
 251
 252         /* Use guest supplied MAS2_G and MAS2_E */
 253         ref->flags |= (gtlbe->mas2 & MAS2_ATTRIB_MASK) | wimg;
 254
 255         /* Mark the page accessed */
 256         kvm_set_pfn_accessed(pfn);
 257
 258         if (tlbe_is_writable(gtlbe))
 259                 kvm_set_pfn_dirty(pfn);
 260 }
 261
 262 static inline void kvmppc_e500_ref_release(struct tlbe_ref *ref)
 263 {
 264         if (ref->flags & E500_TLB_VALID) {
 265                 /* FIXME: don't log bogus pfn for TLB1 */
 266                 trace_kvm_booke206_ref_release(ref->pfn, ref->flags);
 267                 ref->flags = 0;
 268         }
 269 }
 270
 271 static void clear_tlb1_bitmap(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 272 {
 273         if (vcpu_e500->g2h_tlb1_map)
 274                 memset(vcpu_e500->g2h_tlb1_map, 0,
 275                        sizeof(u64) * vcpu_e500->gtlb_params[1].entries);
 276         if (vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap)
 277                 memset(vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap, 0,
 278                        sizeof(unsigned int) * host_tlb_params[1].entries);
 279 }
 280
 281 static void clear_tlb_privs(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 282 {
 283         int tlbsel;
 284         int i;
 285
 286         for (tlbsel = 0; tlbsel <= 1; tlbsel++) {
 287                 for (i = 0; i < vcpu_e500->gtlb_params[tlbsel].entries; i++) {
 288                         struct tlbe_ref *ref =
 289                                 &vcpu_e500->gtlb_priv[tlbsel][i].ref;
 290                         kvmppc_e500_ref_release(ref);
 291                 }
 292         }
 293 }
 294
 295 void kvmppc_core_flush_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu)
 296 {
 297         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 298         kvmppc_e500_tlbil_all(vcpu_e500);
 299         clear_tlb_privs(vcpu_e500);
 300         clear_tlb1_bitmap(vcpu_e500);
 301 }
 302
 303 /* TID must be supplied by the caller */
 304 static void kvmppc_e500_setup_stlbe(
 305         struct kvm_vcpu *vcpu,
 306         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 307         int tsize, struct tlbe_ref *ref, u64 gvaddr,
 308         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe)
 309 {
 310         pfn_t pfn = ref->pfn;
 311         u32 pr = vcpu->arch.shared->msr & MSR_PR;
 312
 313         BUG_ON(!(ref->flags & E500_TLB_VALID));
 314
 315         /* Force IPROT=0 for all guest mappings. */
 316         stlbe->mas1 = MAS1_TSIZE(tsize) | get_tlb_sts(gtlbe) | MAS1_VALID;
 317         stlbe->mas2 = (gvaddr & MAS2_EPN) | (ref->flags & E500_TLB_MAS2_ATTR);
 318         stlbe->mas7_3 = ((u64)pfn << PAGE_SHIFT) |
 319                         e500_shadow_mas3_attrib(gtlbe->mas7_3, pr);
 320
 321 #ifdef CONFIG_KVM_BOOKE_HV
 322         stlbe->mas8 = MAS8_TGS | vcpu->kvm->arch.lpid;
 323 #endif
 324 }
 325
 326 static inline int kvmppc_e500_shadow_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 327         u64 gvaddr, gfn_t gfn, struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 328         int tlbsel, struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe,
 329         struct tlbe_ref *ref)
 330 {
 331         struct kvm_memory_slot *slot;
 332         unsigned long pfn = 0; /* silence GCC warning */
 333         unsigned long hva;
 334         int pfnmap = 0;
 335         int tsize = BOOK3E_PAGESZ_4K;
 336         int ret = 0;
 337         unsigned long mmu_seq;
 338         struct kvm *kvm = vcpu_e500->vcpu.kvm;
 339         unsigned long tsize_pages = 0;
 340         pte_t *ptep;
 341         unsigned int wimg = 0;
 342         pgd_t *pgdir;
 343
 344         /* used to check for invalidations in progress */
 345         mmu_seq = kvm->mmu_notifier_seq;
 346         smp_rmb();
 347
 348         /*
 349          * Translate guest physical to true physical, acquiring
 350          * a page reference if it is normal, non-reserved memory.
 351          *
 352          * gfn_to_memslot() must succeed because otherwise we wouldn't
 353          * have gotten this far.  Eventually we should just pass the slot
 354          * pointer through from the first lookup.
 355          */
 356         slot = gfn_to_memslot(vcpu_e500->vcpu.kvm, gfn);
 357         hva = gfn_to_hva_memslot(slot, gfn);
 358
 359         if (tlbsel == 1) {
 360                 struct vm_area_struct *vma;
 361                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
 362
 363                 vma = find_vma(current->mm, hva);
 364                 if (vma && hva >= vma->vm_start &&
 365                     (vma->vm_flags & VM_PFNMAP)) {
 366                         /*
 367                          * This VMA is a physically contiguous region (e.g.
 368                          * /dev/mem) that bypasses normal Linux page
 369                          * management.  Find the overlap between the
 370                          * vma and the memslot.
 371                          */
 372
 373                         unsigned long start, end;
 374                         unsigned long slot_start, slot_end;
 375
 376                         pfnmap = 1;
 377
 378                         start = vma->vm_pgoff;
 379                         end = start +
 380                               ((vma->vm_end - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
 381
 382                         pfn = start + ((hva - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
 383
 384                         slot_start = pfn - (gfn - slot->base_gfn);
 385                         slot_end = slot_start + slot->npages;
 386
 387                         if (start < slot_start)
 388                                 start = slot_start;
 389                         if (end > slot_end)
 390                                 end = slot_end;
 391
 392                         tsize = (gtlbe->mas1 & MAS1_TSIZE_MASK) >>
 393                                 MAS1_TSIZE_SHIFT;
 394
 395                         /*
 396                          * e500 doesn't implement the lowest tsize bit,
 397                          * or 1K pages.
 398                          */
 399                         tsize = max(BOOK3E_PAGESZ_4K, tsize & ~1);
 400
 401                         /*
 402                          * Now find the largest tsize (up to what the guest
 403                          * requested) that will cover gfn, stay within the
 404                          * range, and for which gfn and pfn are mutually
 405                          * aligned.
 406                          */
 407
 408                         for (; tsize > BOOK3E_PAGESZ_4K; tsize -= 2) {
 409                                 unsigned long gfn_start, gfn_end;
 410                                 tsize_pages = 1 << (tsize - 2);
 411
 412                                 gfn_start = gfn & ~(tsize_pages - 1);
 413                                 gfn_end = gfn_start + tsize_pages;
 414
 415                                 if (gfn_start + pfn - gfn < start)
 416                                         continue;
 417                                 if (gfn_end + pfn - gfn > end)
 418                                         continue;
 419                                 if ((gfn & (tsize_pages - 1)) !=
 420                                     (pfn & (tsize_pages - 1)))
 421                                         continue;
 422
 423                                 gvaddr &= ~((tsize_pages << PAGE_SHIFT) - 1);
 424                                 pfn &= ~(tsize_pages - 1);
 425                                 break;
 426                         }
 427                 } else if (vma && hva >= vma->vm_start &&
 428                            (vma->vm_flags & VM_HUGETLB)) {
 429                         unsigned long psize = vma_kernel_pagesize(vma);
 430
 431                         tsize = (gtlbe->mas1 & MAS1_TSIZE_MASK) >>
 432                                 MAS1_TSIZE_SHIFT;
 433
 434                         /*
 435                          * Take the largest page size that satisfies both host
 436                          * and guest mapping
 437                          */
 438                         tsize = min(__ilog2(psize) - 10, tsize);
 439
 440                         /*
 441                          * e500 doesn't implement the lowest tsize bit,
 442                          * or 1K pages.
 443                          */
 444                         tsize = max(BOOK3E_PAGESZ_4K, tsize & ~1);
 445                 }
 446
 447                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
 448         }
 449
 450         if (likely(!pfnmap)) {
 451                 tsize_pages = 1 << (tsize + 10 - PAGE_SHIFT);
 452                 pfn = gfn_to_pfn_memslot(slot, gfn);
 453                 if (is_error_noslot_pfn(pfn)) {
 454                         if (printk_ratelimit())
 455                                 pr_err("%s: real page not found for gfn %lx\n",
 456                                        __func__, (long)gfn);
 457                         return -EINVAL;
 458                 }
 459
 460                 /* Align guest and physical address to page map boundaries */
 461                 pfn &= ~(tsize_pages - 1);
 462                 gvaddr &= ~((tsize_pages << PAGE_SHIFT) - 1);
 463         }
 464
 465         spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 466         if (mmu_notifier_retry(kvm, mmu_seq)) {
 467                 ret = -EAGAIN;
 468                 goto out;
 469         }
 470
 471
 472         pgdir = vcpu_e500->vcpu.arch.pgdir;
 473         ptep = lookup_linux_ptep(pgdir, hva, &tsize_pages);
 474         if (pte_present(*ptep))
 475                 wimg = (*ptep >> PTE_WIMGE_SHIFT) & MAS2_WIMGE_MASK;
 476         else {
 477                 if (printk_ratelimit())
 478                         pr_err("%s: pte not present: gfn %lx, pfn %lx\n",
 479                                 __func__, (long)gfn, pfn);
 480                 ret = -EINVAL;
 481                 goto out;
 482         }
 483         kvmppc_e500_ref_setup(ref, gtlbe, pfn, wimg);
 484
 485         kvmppc_e500_setup_stlbe(&vcpu_e500->vcpu, gtlbe, tsize,
 486                                 ref, gvaddr, stlbe);
 487
 488         /* Clear i-cache for new pages */
 489         kvmppc_mmu_flush_icache(pfn);
 490
 491 out:
 492         spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
 493
 494         /* Drop refcount on page, so that mmu notifiers can clear it */
 495         kvm_release_pfn_clean(pfn);
 496
 497         return ret;
 498 }
 499
 500 /* XXX only map the one-one case, for now use TLB0 */
 501 static int kvmppc_e500_tlb0_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500, int esel,
 502                                 struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe)
 503 {
 504         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe;
 505         struct tlbe_ref *ref;
 506         int stlbsel = 0;
 507         int sesel = 0;
 508         int r;
 509
 510         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, 0, esel);
 511         ref = &vcpu_e500->gtlb_priv[0][esel].ref;
 512
 513         r = kvmppc_e500_shadow_map(vcpu_e500, get_tlb_eaddr(gtlbe),
 514                         get_tlb_raddr(gtlbe) >> PAGE_SHIFT,
 515                         gtlbe, 0, stlbe, ref);
 516         if (r)
 517                 return r;
 518
 519         write_stlbe(vcpu_e500, gtlbe, stlbe, stlbsel, sesel);
 520
 521         return 0;
 522 }
 523
 524 static int kvmppc_e500_tlb1_map_tlb1(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 525                                      struct tlbe_ref *ref,
 526                                      int esel)
 527 {
 528         unsigned int sesel = vcpu_e500->host_tlb1_nv++;
 529
 530         if (unlikely(vcpu_e500->host_tlb1_nv >= tlb1_max_shadow_size()))
 531                 vcpu_e500->host_tlb1_nv = 0;
 532
 533         if (vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap[sesel]) {
 534                 unsigned int idx = vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap[sesel] - 1;
 535                 vcpu_e500->g2h_tlb1_map[idx] &= ~(1ULL << sesel);
 536         }
 537
 538         vcpu_e500->gtlb_priv[1][esel].ref.flags |= E500_TLB_BITMAP;
 539         vcpu_e500->g2h_tlb1_map[esel] |= (u64)1 << sesel;
 540         vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap[sesel] = esel + 1;
 541         WARN_ON(!(ref->flags & E500_TLB_VALID));
 542
 543         return sesel;
 544 }
 545
 546 /* Caller must ensure that the specified guest TLB entry is safe to insert into
 547  * the shadow TLB. */
 548 /* For both one-one and one-to-many */
 549 static int kvmppc_e500_tlb1_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 550                 u64 gvaddr, gfn_t gfn, struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 551                 struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe, int esel)
 552 {
 553         struct tlbe_ref *ref = &vcpu_e500->gtlb_priv[1][esel].ref;
 554         int sesel;
 555         int r;
 556
 557         r = kvmppc_e500_shadow_map(vcpu_e500, gvaddr, gfn, gtlbe, 1, stlbe,
 558                                    ref);
 559         if (r)
 560                 return r;
 561
 562         /* Use TLB0 when we can only map a page with 4k */
 563         if (get_tlb_tsize(stlbe) == BOOK3E_PAGESZ_4K) {
 564                 vcpu_e500->gtlb_priv[1][esel].ref.flags |= E500_TLB_TLB0;
 565                 write_stlbe(vcpu_e500, gtlbe, stlbe, 0, 0);
 566                 return 0;
 567         }
 568
 569         /* Otherwise map into TLB1 */
 570         sesel = kvmppc_e500_tlb1_map_tlb1(vcpu_e500, ref, esel);
 571         write_stlbe(vcpu_e500, gtlbe, stlbe, 1, sesel);
 572
 573         return 0;
 574 }
 575
 576 void kvmppc_mmu_map(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 eaddr, gpa_t gpaddr,
 577                     unsigned int index)
 578 {
 579         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 580         struct tlbe_priv *priv;
 581         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe, stlbe;
 582         int tlbsel = tlbsel_of(index);
 583         int esel = esel_of(index);
 584
 585         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 586
 587         switch (tlbsel) {
 588         case 0:
 589                 priv = &vcpu_e500->gtlb_priv[tlbsel][esel];
 590
 591                 /* Triggers after clear_tlb_privs or on initial mapping */
 592                 if (!(priv->ref.flags & E500_TLB_VALID)) {
 593                         kvmppc_e500_tlb0_map(vcpu_e500, esel, &stlbe);
 594                 } else {
 595                         kvmppc_e500_setup_stlbe(vcpu, gtlbe, BOOK3E_PAGESZ_4K,
 596                                                 &priv->ref, eaddr, &stlbe);
 597                         write_stlbe(vcpu_e500, gtlbe, &stlbe, 0, 0);
 598                 }
 599                 break;
 600
 601         case 1: {
 602                 gfn_t gfn = gpaddr >> PAGE_SHIFT;
 603                 kvmppc_e500_tlb1_map(vcpu_e500, eaddr, gfn, gtlbe, &stlbe,
 604                                      esel);
 605                 break;
 606         }
 607
 608         default:
 609                 BUG();
 610                 break;
 611         }
 612 }
 613
 614 #ifdef CONFIG_KVM_BOOKE_HV
 615 int kvmppc_load_last_inst(struct kvm_vcpu *vcpu, enum instruction_type type,
 616                           u32 *instr)
 617 {
 618         gva_t geaddr;
 619         hpa_t addr;
 620         hfn_t pfn;
 621         hva_t eaddr;
 622         u32 mas1, mas2, mas3;
 623         u64 mas7_mas3;
 624         struct page *page;
 625         unsigned int addr_space, psize_shift;
 626         bool pr;
 627         unsigned long flags;
 628
 629         /* Search TLB for guest pc to get the real address */
 630         geaddr = kvmppc_get_pc(vcpu);
 631
 632         addr_space = (vcpu->arch.shared->msr & MSR_IS) >> MSR_IR_LG;
 633
 634         local_irq_save(flags);
 635         mtspr(SPRN_MAS6, (vcpu->arch.pid << MAS6_SPID_SHIFT) | addr_space);
 636         mtspr(SPRN_MAS5, MAS5_SGS | vcpu->kvm->arch.lpid);
 637         asm volatile("tlbsx 0, %[geaddr]\n" : :
 638                      [geaddr] "r" (geaddr));
 639         mtspr(SPRN_MAS5, 0);
 640         mtspr(SPRN_MAS8, 0);
 641         mas1 = mfspr(SPRN_MAS1);
 642         mas2 = mfspr(SPRN_MAS2);
 643         mas3 = mfspr(SPRN_MAS3);
 644 #ifdef CONFIG_64BIT
 645         mas7_mas3 = mfspr(SPRN_MAS7_MAS3);
 646 #else
 647         mas7_mas3 = ((u64)mfspr(SPRN_MAS7) << 32) | mas3;
 648 #endif
 649         local_irq_restore(flags);
 650
 651         /*
 652          * If the TLB entry for guest pc was evicted, return to the guest.
 653          * There are high chances to find a valid TLB entry next time.
 654          */
 655         if (!(mas1 & MAS1_VALID))
 656                 return EMULATE_AGAIN;
 657
 658         /*
 659          * Another thread may rewrite the TLB entry in parallel, don't
 660          * execute from the address if the execute permission is not set
 661          */
 662         pr = vcpu->arch.shared->msr & MSR_PR;
 663         if (unlikely((pr && !(mas3 & MAS3_UX)) ||
 664                      (!pr && !(mas3 & MAS3_SX)))) {
 665                 pr_err_ratelimited(
 666                         "%s: Instuction emulation from guest addres %08lx without execute permission\n",
 667                         __func__, geaddr);
 668                 return EMULATE_AGAIN;
 669         }
 670
 671         /*
 672          * The real address will be mapped by a cacheable, memory coherent,
 673          * write-back page. Check for mismatches when LRAT is used.
 674          */
 675         if (has_feature(vcpu, VCPU_FTR_MMU_V2) &&
 676             unlikely((mas2 & MAS2_I) || (mas2 & MAS2_W) || !(mas2 & MAS2_M))) {
 677                 pr_err_ratelimited(
 678                         "%s: Instuction emulation from guest addres %08lx mismatches storage attributes\n",
 679                         __func__, geaddr);
 680                 return EMULATE_AGAIN;
 681         }
 682
 683         /* Get pfn */
 684         psize_shift = MAS1_GET_TSIZE(mas1) + 10;
 685         addr = (mas7_mas3 & (~0ULL << psize_shift)) |
 686                (geaddr & ((1ULL << psize_shift) - 1ULL));
 687         pfn = addr >> PAGE_SHIFT;
 688
 689         /* Guard against emulation from devices area */
 690         if (unlikely(!page_is_ram(pfn))) {
 691                 pr_err_ratelimited("%s: Instruction emulation from non-RAM host addres %08llx is not supported\n",
 692                          __func__, addr);
 693                 return EMULATE_AGAIN;
 694         }
 695
 696         /* Map a page and get guest's instruction */
 697         page = pfn_to_page(pfn);
 698         eaddr = (unsigned long)kmap_atomic(page);
 699         *instr = *(u32 *)(eaddr | (unsigned long)(addr & ~PAGE_MASK));
 700         kunmap_atomic((u32 *)eaddr);
 701
 702         return EMULATE_DONE;
 703 }
 704 #else
 705 int kvmppc_load_last_inst(struct kvm_vcpu *vcpu, enum instruction_type type,
 706                           u32 *instr)
 707 {
 708         return EMULATE_AGAIN;
 709 }
 710 #endif
 711
 712 /************* MMU Notifiers *************/
 713
 714 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva)
 715 {
 716         trace_kvm_unmap_hva(hva);
 717
 718         /*
 719          * Flush all shadow tlb entries everywhere. This is slow, but
 720          * we are 100% sure that we catch the to be unmapped page
 721          */
 722         kvm_flush_remote_tlbs(kvm);
 723
 724         return 0;
 725 }
 726
 727 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end)
 728 {
 729         /* kvm_unmap_hva flushes everything anyways */
 730         kvm_unmap_hva(kvm, start);
 731
 732         return 0;
 733 }
 734
 735 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva)
 736 {
 737         /* XXX could be more clever ;) */
 738         return 0;
 739 }
 740
 741 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva)
 742 {
 743         /* XXX could be more clever ;) */
 744         return 0;
 745 }
 746
 747 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte)
 748 {
 749         /* The page will get remapped properly on its next fault */
 750         kvm_unmap_hva(kvm, hva);
 751 }
 752
 753 /*****************************************/
 754
 755 int e500_mmu_host_init(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 756 {
 757         host_tlb_params[0].entries = mfspr(SPRN_TLB0CFG) & TLBnCFG_N_ENTRY;
 758         host_tlb_params[1].entries = mfspr(SPRN_TLB1CFG) & TLBnCFG_N_ENTRY;
 759
 760         /*
 761          * This should never happen on real e500 hardware, but is
 762          * architecturally possible -- e.g. in some weird nested
 763          * virtualization case.
 764          */
 765         if (host_tlb_params[0].entries == 0 ||
 766             host_tlb_params[1].entries == 0) {
 767                 pr_err("%s: need to know host tlb size\n", __func__);
 768                 return -ENODEV;
 769         }
 770
 771         host_tlb_params[0].ways = (mfspr(SPRN_TLB0CFG) & TLBnCFG_ASSOC) >>
 772                                   TLBnCFG_ASSOC_SHIFT;
 773         host_tlb_params[1].ways = host_tlb_params[1].entries;
 774
 775         if (!is_power_of_2(host_tlb_params[0].entries) ||
 776             !is_power_of_2(host_tlb_params[0].ways) ||
 777             host_tlb_params[0].entries < host_tlb_params[0].ways ||
 778             host_tlb_params[0].ways == 0) {
 779                 pr_err("%s: bad tlb0 host config: %u entries %u ways\n",
 780                        __func__, host_tlb_params[0].entries,
 781                        host_tlb_params[0].ways);
 782                 return -ENODEV;
 783         }
 784
 785         host_tlb_params[0].sets =
 786                 host_tlb_params[0].entries / host_tlb_params[0].ways;
 787         host_tlb_params[1].sets = 1;
 788
 789         vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap = kzalloc(sizeof(unsigned int) *
 790                                            host_tlb_params[1].entries,
 791                                            GFP_KERNEL);
 792         if (!vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap)
 793                 return -EINVAL;
 794
 795         return 0;
 796 }
 797
 798 void e500_mmu_host_uninit(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 799 {
 800         kfree(vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap);
 801 }