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/mm.h>
  29 #include <linux/rwsem.h>
  30 #include <linux/vmalloc.h>
  31 #include <linux/hugetlb.h>
  32 #include <asm/kvm_ppc.h>
  33 #include <asm/pte-walk.h>
  34
  35 #include "e500.h"
  36 #include "timing.h"
  37 #include "e500_mmu_host.h"
  38
  39 #include "trace_booke.h"
  40
  41 #define to_htlb1_esel(esel) (host_tlb_params[1].entries - (esel) - 1)
  42
  43 static struct kvmppc_e500_tlb_params host_tlb_params[E500_TLB_NUM];
  44
  45 static inline unsigned int tlb1_max_shadow_size(void)
  46 {
  47         /* reserve one entry for magic page */
  48         return host_tlb_params[1].entries - tlbcam_index - 1;
  49 }
  50
  51 static inline u32 e500_shadow_mas3_attrib(u32 mas3, int usermode)
  52 {
  53         /* Mask off reserved bits. */
  54         mas3 &= MAS3_ATTRIB_MASK;
  55
  56 #ifndef CONFIG_KVM_BOOKE_HV
  57         if (!usermode) {
  58                 /* Guest is in supervisor mode,
  59                  * so we need to translate guest
  60                  * supervisor permissions into user permissions. */
  61                 mas3 &= ~E500_TLB_USER_PERM_MASK;
  62                 mas3 |= (mas3 & E500_TLB_SUPER_PERM_MASK) << 1;
  63         }
  64         mas3 |= E500_TLB_SUPER_PERM_MASK;
  65 #endif
  66         return mas3;
  67 }
  68
  69 /*
  70  * writing shadow tlb entry to host TLB
  71  */
  72 static inline void __write_host_tlbe(struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe,
  73                                      uint32_t mas0,
  74                                      uint32_t lpid)
  75 {
  76         unsigned long flags;
  77
  78         local_irq_save(flags);
  79         mtspr(SPRN_MAS0, mas0);
  80         mtspr(SPRN_MAS1, stlbe->mas1);
  81         mtspr(SPRN_MAS2, (unsigned long)stlbe->mas2);
  82         mtspr(SPRN_MAS3, (u32)stlbe->mas7_3);
  83         mtspr(SPRN_MAS7, (u32)(stlbe->mas7_3 >> 32));
  84 #ifdef CONFIG_KVM_BOOKE_HV
  85         mtspr(SPRN_MAS8, MAS8_TGS | get_thread_specific_lpid(lpid));
  86 #endif
  87         asm volatile("isync; tlbwe" : : : "memory");
  88
  89 #ifdef CONFIG_KVM_BOOKE_HV
  90         /* Must clear mas8 for other host tlbwe's */
  91         mtspr(SPRN_MAS8, 0);
  92         isync();
  93 #endif
  94         local_irq_restore(flags);
  95
  96         trace_kvm_booke206_stlb_write(mas0, stlbe->mas8, stlbe->mas1,
  97                                       stlbe->mas2, stlbe->mas7_3);
  98 }
  99
 100 /*
 101  * Acquire a mas0 with victim hint, as if we just took a TLB miss.
 102  *
 103  * We don't care about the address we're searching for, other than that it's
 104  * in the right set and is not present in the TLB.  Using a zero PID and a
 105  * userspace address means we don't have to set and then restore MAS5, or
 106  * calculate a proper MAS6 value.
 107  */
 108 static u32 get_host_mas0(unsigned long eaddr)
 109 {
 110         unsigned long flags;
 111         u32 mas0;
 112         u32 mas4;
 113
 114         local_irq_save(flags);
 115         mtspr(SPRN_MAS6, 0);
 116         mas4 = mfspr(SPRN_MAS4);
 117         mtspr(SPRN_MAS4, mas4 & ~MAS4_TLBSEL_MASK);
 118         asm volatile("tlbsx 0, %0" : : "b" (eaddr & ~CONFIG_PAGE_OFFSET));
 119         mas0 = mfspr(SPRN_MAS0);
 120         mtspr(SPRN_MAS4, mas4);
 121         local_irq_restore(flags);
 122
 123         return mas0;
 124 }
 125
 126 /* sesel is for tlb1 only */
 127 static inline void write_host_tlbe(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 128                 int tlbsel, int sesel, struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe)
 129 {
 130         u32 mas0;
 131
 132         if (tlbsel == 0) {
 133                 mas0 = get_host_mas0(stlbe->mas2);
 134                 __write_host_tlbe(stlbe, mas0, vcpu_e500->vcpu.kvm->arch.lpid);
 135         } else {
 136                 __write_host_tlbe(stlbe,
 137                                   MAS0_TLBSEL(1) |
 138                                   MAS0_ESEL(to_htlb1_esel(sesel)),
 139                                   vcpu_e500->vcpu.kvm->arch.lpid);
 140         }
 141 }
 142
 143 /* sesel is for tlb1 only */
 144 static void write_stlbe(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 145                         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 146                         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe,
 147                         int stlbsel, int sesel)
 148 {
 149         int stid;
 150
 151         preempt_disable();
 152         stid = kvmppc_e500_get_tlb_stid(&vcpu_e500->vcpu, gtlbe);
 153
 154         stlbe->mas1 |= MAS1_TID(stid);
 155         write_host_tlbe(vcpu_e500, stlbsel, sesel, stlbe);
 156         preempt_enable();
 157 }
 158
 159 #ifdef CONFIG_KVM_E500V2
 160 /* XXX should be a hook in the gva2hpa translation */
 161 void kvmppc_map_magic(struct kvm_vcpu *vcpu)
 162 {
 163         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 164         struct kvm_book3e_206_tlb_entry magic;
 165         ulong shared_page = ((ulong)vcpu->arch.shared) & PAGE_MASK;
 166         unsigned int stid;
 167         kvm_pfn_t pfn;
 168
 169         pfn = (kvm_pfn_t)virt_to_phys((void *)shared_page) >> PAGE_SHIFT;
 170         get_page(pfn_to_page(pfn));
 171
 172         preempt_disable();
 173         stid = kvmppc_e500_get_sid(vcpu_e500, 0, 0, 0, 0);
 174
 175         magic.mas1 = MAS1_VALID | MAS1_TS | MAS1_TID(stid) |
 176                      MAS1_TSIZE(BOOK3E_PAGESZ_4K);
 177         magic.mas2 = vcpu->arch.magic_page_ea | MAS2_M;
 178         magic.mas7_3 = ((u64)pfn << PAGE_SHIFT) |
 179                        MAS3_SW | MAS3_SR | MAS3_UW | MAS3_UR;
 180         magic.mas8 = 0;
 181
 182         __write_host_tlbe(&magic, MAS0_TLBSEL(1) | MAS0_ESEL(tlbcam_index), 0);
 183         preempt_enable();
 184 }
 185 #endif
 186
 187 void inval_gtlbe_on_host(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500, int tlbsel,
 188                          int esel)
 189 {
 190         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe =
 191                 get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 192         struct tlbe_ref *ref = &vcpu_e500->gtlb_priv[tlbsel][esel].ref;
 193
 194         /* Don't bother with unmapped entries */
 195         if (!(ref->flags & E500_TLB_VALID)) {
 196                 WARN(ref->flags & (E500_TLB_BITMAP | E500_TLB_TLB0),
 197                      "%s: flags %x\n", __func__, ref->flags);
 198                 WARN_ON(tlbsel == 1 && vcpu_e500->g2h_tlb1_map[esel]);
 199         }
 200
 201         if (tlbsel == 1 && ref->flags & E500_TLB_BITMAP) {
 202                 u64 tmp = vcpu_e500->g2h_tlb1_map[esel];
 203                 int hw_tlb_indx;
 204                 unsigned long flags;
 205
 206                 local_irq_save(flags);
 207                 while (tmp) {
 208                         hw_tlb_indx = __ilog2_u64(tmp & -tmp);
 209                         mtspr(SPRN_MAS0,
 210                               MAS0_TLBSEL(1) |
 211                               MAS0_ESEL(to_htlb1_esel(hw_tlb_indx)));
 212                         mtspr(SPRN_MAS1, 0);
 213                         asm volatile("tlbwe");
 214                         vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap[hw_tlb_indx] = 0;
 215                         tmp &= tmp - 1;
 216                 }
 217                 mb();
 218                 vcpu_e500->g2h_tlb1_map[esel] = 0;
 219                 ref->flags &= ~(E500_TLB_BITMAP | E500_TLB_VALID);
 220                 local_irq_restore(flags);
 221         }
 222
 223         if (tlbsel == 1 && ref->flags & E500_TLB_TLB0) {
 224                 /*
 225                  * TLB1 entry is backed by 4k pages. This should happen
 226                  * rarely and is not worth optimizing. Invalidate everything.
 227                  */
 228                 kvmppc_e500_tlbil_all(vcpu_e500);
 229                 ref->flags &= ~(E500_TLB_TLB0 | E500_TLB_VALID);
 230         }
 231
 232         /*
 233          * If TLB entry is still valid then it's a TLB0 entry, and thus
 234          * backed by at most one host tlbe per shadow pid
 235          */
 236         if (ref->flags & E500_TLB_VALID)
 237                 kvmppc_e500_tlbil_one(vcpu_e500, gtlbe);
 238
 239         /* Mark the TLB as not backed by the host anymore */
 240         ref->flags = 0;
 241 }
 242
 243 static inline int tlbe_is_writable(struct kvm_book3e_206_tlb_entry *tlbe)
 244 {
 245         return tlbe->mas7_3 & (MAS3_SW|MAS3_UW);
 246 }
 247
 248 static inline void kvmppc_e500_ref_setup(struct tlbe_ref *ref,
 249                                          struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 250                                          kvm_pfn_t pfn, unsigned int wimg)
 251 {
 252         ref->pfn = pfn;
 253         ref->flags = E500_TLB_VALID;
 254
 255         /* Use guest supplied MAS2_G and MAS2_E */
 256         ref->flags |= (gtlbe->mas2 & MAS2_ATTRIB_MASK) | wimg;
 257
 258         /* Mark the page accessed */
 259         kvm_set_pfn_accessed(pfn);
 260
 261         if (tlbe_is_writable(gtlbe))
 262                 kvm_set_pfn_dirty(pfn);
 263 }
 264
 265 static inline void kvmppc_e500_ref_release(struct tlbe_ref *ref)
 266 {
 267         if (ref->flags & E500_TLB_VALID) {
 268                 /* FIXME: don't log bogus pfn for TLB1 */
 269                 trace_kvm_booke206_ref_release(ref->pfn, ref->flags);
 270                 ref->flags = 0;
 271         }
 272 }
 273
 274 static void clear_tlb1_bitmap(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 275 {
 276         if (vcpu_e500->g2h_tlb1_map)
 277                 memset(vcpu_e500->g2h_tlb1_map, 0,
 278                        sizeof(u64) * vcpu_e500->gtlb_params[1].entries);
 279         if (vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap)
 280                 memset(vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap, 0,
 281                        sizeof(unsigned int) * host_tlb_params[1].entries);
 282 }
 283
 284 static void clear_tlb_privs(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 285 {
 286         int tlbsel;
 287         int i;
 288
 289         for (tlbsel = 0; tlbsel <= 1; tlbsel++) {
 290                 for (i = 0; i < vcpu_e500->gtlb_params[tlbsel].entries; i++) {
 291                         struct tlbe_ref *ref =
 292                                 &vcpu_e500->gtlb_priv[tlbsel][i].ref;
 293                         kvmppc_e500_ref_release(ref);
 294                 }
 295         }
 296 }
 297
 298 void kvmppc_core_flush_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu)
 299 {
 300         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 301         kvmppc_e500_tlbil_all(vcpu_e500);
 302         clear_tlb_privs(vcpu_e500);
 303         clear_tlb1_bitmap(vcpu_e500);
 304 }
 305
 306 /* TID must be supplied by the caller */
 307 static void kvmppc_e500_setup_stlbe(
 308         struct kvm_vcpu *vcpu,
 309         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 310         int tsize, struct tlbe_ref *ref, u64 gvaddr,
 311         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe)
 312 {
 313         kvm_pfn_t pfn = ref->pfn;
 314         u32 pr = vcpu->arch.shared->msr & MSR_PR;
 315
 316         BUG_ON(!(ref->flags & E500_TLB_VALID));
 317
 318         /* Force IPROT=0 for all guest mappings. */
 319         stlbe->mas1 = MAS1_TSIZE(tsize) | get_tlb_sts(gtlbe) | MAS1_VALID;
 320         stlbe->mas2 = (gvaddr & MAS2_EPN) | (ref->flags & E500_TLB_MAS2_ATTR);
 321         stlbe->mas7_3 = ((u64)pfn << PAGE_SHIFT) |
 322                         e500_shadow_mas3_attrib(gtlbe->mas7_3, pr);
 323 }
 324
 325 static inline int kvmppc_e500_shadow_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 326         u64 gvaddr, gfn_t gfn, struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 327         int tlbsel, struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe,
 328         struct tlbe_ref *ref)
 329 {
 330         struct kvm_memory_slot *slot;
 331         unsigned long pfn = 0; /* silence GCC warning */
 332         unsigned long hva;
 333         int pfnmap = 0;
 334         int tsize = BOOK3E_PAGESZ_4K;
 335         int ret = 0;
 336         unsigned long mmu_seq;
 337         struct kvm *kvm = vcpu_e500->vcpu.kvm;
 338         unsigned long tsize_pages = 0;
 339         pte_t *ptep;
 340         unsigned int wimg = 0;
 341         pgd_t *pgdir;
 342         unsigned long flags;
 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_pages(vma);
 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 = 1UL << (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 = 1UL << (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         /*
 474          * We are just looking at the wimg bits, so we don't
 475          * care much about the trans splitting bit.
 476          * We are holding kvm->mmu_lock so a notifier invalidate
 477          * can't run hence pfn won't change.
 478          */
 479         local_irq_save(flags);
 480         ptep = find_linux_pte(pgdir, hva, NULL, NULL);
 481         if (ptep) {
 482                 pte_t pte = READ_ONCE(*ptep);
 483
 484                 if (pte_present(pte)) {
 485                         wimg = (pte_val(pte) >> PTE_WIMGE_SHIFT) &
 486                                 MAS2_WIMGE_MASK;
 487                         local_irq_restore(flags);
 488                 } else {
 489                         local_irq_restore(flags);
 490                         pr_err_ratelimited("%s: pte not present: gfn %lx,pfn %lx\n",
 491                                            __func__, (long)gfn, pfn);
 492                         ret = -EINVAL;
 493                         goto out;
 494                 }
 495         }
 496         kvmppc_e500_ref_setup(ref, gtlbe, pfn, wimg);
 497
 498         kvmppc_e500_setup_stlbe(&vcpu_e500->vcpu, gtlbe, tsize,
 499                                 ref, gvaddr, stlbe);
 500
 501         /* Clear i-cache for new pages */
 502         kvmppc_mmu_flush_icache(pfn);
 503
 504 out:
 505         spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
 506
 507         /* Drop refcount on page, so that mmu notifiers can clear it */
 508         kvm_release_pfn_clean(pfn);
 509
 510         return ret;
 511 }
 512
 513 /* XXX only map the one-one case, for now use TLB0 */
 514 static int kvmppc_e500_tlb0_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500, int esel,
 515                                 struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe)
 516 {
 517         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe;
 518         struct tlbe_ref *ref;
 519         int stlbsel = 0;
 520         int sesel = 0;
 521         int r;
 522
 523         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, 0, esel);
 524         ref = &vcpu_e500->gtlb_priv[0][esel].ref;
 525
 526         r = kvmppc_e500_shadow_map(vcpu_e500, get_tlb_eaddr(gtlbe),
 527                         get_tlb_raddr(gtlbe) >> PAGE_SHIFT,
 528                         gtlbe, 0, stlbe, ref);
 529         if (r)
 530                 return r;
 531
 532         write_stlbe(vcpu_e500, gtlbe, stlbe, stlbsel, sesel);
 533
 534         return 0;
 535 }
 536
 537 static int kvmppc_e500_tlb1_map_tlb1(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 538                                      struct tlbe_ref *ref,
 539                                      int esel)
 540 {
 541         unsigned int sesel = vcpu_e500->host_tlb1_nv++;
 542
 543         if (unlikely(vcpu_e500->host_tlb1_nv >= tlb1_max_shadow_size()))
 544                 vcpu_e500->host_tlb1_nv = 0;
 545
 546         if (vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap[sesel]) {
 547                 unsigned int idx = vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap[sesel] - 1;
 548                 vcpu_e500->g2h_tlb1_map[idx] &= ~(1ULL << sesel);
 549         }
 550
 551         vcpu_e500->gtlb_priv[1][esel].ref.flags |= E500_TLB_BITMAP;
 552         vcpu_e500->g2h_tlb1_map[esel] |= (u64)1 << sesel;
 553         vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap[sesel] = esel + 1;
 554         WARN_ON(!(ref->flags & E500_TLB_VALID));
 555
 556         return sesel;
 557 }
 558
 559 /* Caller must ensure that the specified guest TLB entry is safe to insert into
 560  * the shadow TLB. */
 561 /* For both one-one and one-to-many */
 562 static int kvmppc_e500_tlb1_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
 563                 u64 gvaddr, gfn_t gfn, struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe,
 564                 struct kvm_book3e_206_tlb_entry *stlbe, int esel)
 565 {
 566         struct tlbe_ref *ref = &vcpu_e500->gtlb_priv[1][esel].ref;
 567         int sesel;
 568         int r;
 569
 570         r = kvmppc_e500_shadow_map(vcpu_e500, gvaddr, gfn, gtlbe, 1, stlbe,
 571                                    ref);
 572         if (r)
 573                 return r;
 574
 575         /* Use TLB0 when we can only map a page with 4k */
 576         if (get_tlb_tsize(stlbe) == BOOK3E_PAGESZ_4K) {
 577                 vcpu_e500->gtlb_priv[1][esel].ref.flags |= E500_TLB_TLB0;
 578                 write_stlbe(vcpu_e500, gtlbe, stlbe, 0, 0);
 579                 return 0;
 580         }
 581
 582         /* Otherwise map into TLB1 */
 583         sesel = kvmppc_e500_tlb1_map_tlb1(vcpu_e500, ref, esel);
 584         write_stlbe(vcpu_e500, gtlbe, stlbe, 1, sesel);
 585
 586         return 0;
 587 }
 588
 589 void kvmppc_mmu_map(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 eaddr, gpa_t gpaddr,
 590                     unsigned int index)
 591 {
 592         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
 593         struct tlbe_priv *priv;
 594         struct kvm_book3e_206_tlb_entry *gtlbe, stlbe;
 595         int tlbsel = tlbsel_of(index);
 596         int esel = esel_of(index);
 597
 598         gtlbe = get_entry(vcpu_e500, tlbsel, esel);
 599
 600         switch (tlbsel) {
 601         case 0:
 602                 priv = &vcpu_e500->gtlb_priv[tlbsel][esel];
 603
 604                 /* Triggers after clear_tlb_privs or on initial mapping */
 605                 if (!(priv->ref.flags & E500_TLB_VALID)) {
 606                         kvmppc_e500_tlb0_map(vcpu_e500, esel, &stlbe);
 607                 } else {
 608                         kvmppc_e500_setup_stlbe(vcpu, gtlbe, BOOK3E_PAGESZ_4K,
 609                                                 &priv->ref, eaddr, &stlbe);
 610                         write_stlbe(vcpu_e500, gtlbe, &stlbe, 0, 0);
 611                 }
 612                 break;
 613
 614         case 1: {
 615                 gfn_t gfn = gpaddr >> PAGE_SHIFT;
 616                 kvmppc_e500_tlb1_map(vcpu_e500, eaddr, gfn, gtlbe, &stlbe,
 617                                      esel);
 618                 break;
 619         }
 620
 621         default:
 622                 BUG();
 623                 break;
 624         }
 625 }
 626
 627 #ifdef CONFIG_KVM_BOOKE_HV
 628 int kvmppc_load_last_inst(struct kvm_vcpu *vcpu,
 629                 enum instruction_fetch_type type, u32 *instr)
 630 {
 631         gva_t geaddr;
 632         hpa_t addr;
 633         hfn_t pfn;
 634         hva_t eaddr;
 635         u32 mas1, mas2, mas3;
 636         u64 mas7_mas3;
 637         struct page *page;
 638         unsigned int addr_space, psize_shift;
 639         bool pr;
 640         unsigned long flags;
 641
 642         /* Search TLB for guest pc to get the real address */
 643         geaddr = kvmppc_get_pc(vcpu);
 644
 645         addr_space = (vcpu->arch.shared->msr & MSR_IS) >> MSR_IR_LG;
 646
 647         local_irq_save(flags);
 648         mtspr(SPRN_MAS6, (vcpu->arch.pid << MAS6_SPID_SHIFT) | addr_space);
 649         mtspr(SPRN_MAS5, MAS5_SGS | get_lpid(vcpu));
 650         asm volatile("tlbsx 0, %[geaddr]\n" : :
 651                      [geaddr] "r" (geaddr));
 652         mtspr(SPRN_MAS5, 0);
 653         mtspr(SPRN_MAS8, 0);
 654         mas1 = mfspr(SPRN_MAS1);
 655         mas2 = mfspr(SPRN_MAS2);
 656         mas3 = mfspr(SPRN_MAS3);
 657 #ifdef CONFIG_64BIT
 658         mas7_mas3 = mfspr(SPRN_MAS7_MAS3);
 659 #else
 660         mas7_mas3 = ((u64)mfspr(SPRN_MAS7) << 32) | mas3;
 661 #endif
 662         local_irq_restore(flags);
 663
 664         /*
 665          * If the TLB entry for guest pc was evicted, return to the guest.
 666          * There are high chances to find a valid TLB entry next time.
 667          */
 668         if (!(mas1 & MAS1_VALID))
 669                 return EMULATE_AGAIN;
 670
 671         /*
 672          * Another thread may rewrite the TLB entry in parallel, don't
 673          * execute from the address if the execute permission is not set
 674          */
 675         pr = vcpu->arch.shared->msr & MSR_PR;
 676         if (unlikely((pr && !(mas3 & MAS3_UX)) ||
 677                      (!pr && !(mas3 & MAS3_SX)))) {
 678                 pr_err_ratelimited(
 679                         "%s: Instruction emulation from guest address %08lx without execute permission\n",
 680                         __func__, geaddr);
 681                 return EMULATE_AGAIN;
 682         }
 683
 684         /*
 685          * The real address will be mapped by a cacheable, memory coherent,
 686          * write-back page. Check for mismatches when LRAT is used.
 687          */
 688         if (has_feature(vcpu, VCPU_FTR_MMU_V2) &&
 689             unlikely((mas2 & MAS2_I) || (mas2 & MAS2_W) || !(mas2 & MAS2_M))) {
 690                 pr_err_ratelimited(
 691                         "%s: Instruction emulation from guest address %08lx mismatches storage attributes\n",
 692                         __func__, geaddr);
 693                 return EMULATE_AGAIN;
 694         }
 695
 696         /* Get pfn */
 697         psize_shift = MAS1_GET_TSIZE(mas1) + 10;
 698         addr = (mas7_mas3 & (~0ULL << psize_shift)) |
 699                (geaddr & ((1ULL << psize_shift) - 1ULL));
 700         pfn = addr >> PAGE_SHIFT;
 701
 702         /* Guard against emulation from devices area */
 703         if (unlikely(!page_is_ram(pfn))) {
 704                 pr_err_ratelimited("%s: Instruction emulation from non-RAM host address %08llx is not supported\n",
 705                          __func__, addr);
 706                 return EMULATE_AGAIN;
 707         }
 708
 709         /* Map a page and get guest's instruction */
 710         page = pfn_to_page(pfn);
 711         eaddr = (unsigned long)kmap_atomic(page);
 712         *instr = *(u32 *)(eaddr | (unsigned long)(addr & ~PAGE_MASK));
 713         kunmap_atomic((u32 *)eaddr);
 714
 715         return EMULATE_DONE;
 716 }
 717 #else
 718 int kvmppc_load_last_inst(struct kvm_vcpu *vcpu,
 719                 enum instruction_fetch_type type, u32 *instr)
 720 {
 721         return EMULATE_AGAIN;
 722 }
 723 #endif
 724
 725 /************* MMU Notifiers *************/
 726
 727 static int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva)
 728 {
 729         trace_kvm_unmap_hva(hva);
 730
 731         /*
 732          * Flush all shadow tlb entries everywhere. This is slow, but
 733          * we are 100% sure that we catch the to be unmapped page
 734          */
 735         kvm_flush_remote_tlbs(kvm);
 736
 737         return 0;
 738 }
 739
 740 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end,
 741                         bool blockable)
 742 {
 743         /* kvm_unmap_hva flushes everything anyways */
 744         kvm_unmap_hva(kvm, start);
 745
 746         return 0;
 747 }
 748
 749 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end)
 750 {
 751         /* XXX could be more clever ;) */
 752         return 0;
 753 }
 754
 755 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva)
 756 {
 757         /* XXX could be more clever ;) */
 758         return 0;
 759 }
 760
 761 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte)
 762 {
 763         /* The page will get remapped properly on its next fault */
 764         kvm_unmap_hva(kvm, hva);
 765 }
 766
 767 /*****************************************/
 768
 769 int e500_mmu_host_init(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 770 {
 771         host_tlb_params[0].entries = mfspr(SPRN_TLB0CFG) & TLBnCFG_N_ENTRY;
 772         host_tlb_params[1].entries = mfspr(SPRN_TLB1CFG) & TLBnCFG_N_ENTRY;
 773
 774         /*
 775          * This should never happen on real e500 hardware, but is
 776          * architecturally possible -- e.g. in some weird nested
 777          * virtualization case.
 778          */
 779         if (host_tlb_params[0].entries == 0 ||
 780             host_tlb_params[1].entries == 0) {
 781                 pr_err("%s: need to know host tlb size\n", __func__);
 782                 return -ENODEV;
 783         }
 784
 785         host_tlb_params[0].ways = (mfspr(SPRN_TLB0CFG) & TLBnCFG_ASSOC) >>
 786                                   TLBnCFG_ASSOC_SHIFT;
 787         host_tlb_params[1].ways = host_tlb_params[1].entries;
 788
 789         if (!is_power_of_2(host_tlb_params[0].entries) ||
 790             !is_power_of_2(host_tlb_params[0].ways) ||
 791             host_tlb_params[0].entries < host_tlb_params[0].ways ||
 792             host_tlb_params[0].ways == 0) {
 793                 pr_err("%s: bad tlb0 host config: %u entries %u ways\n",
 794                        __func__, host_tlb_params[0].entries,
 795                        host_tlb_params[0].ways);
 796                 return -ENODEV;
 797         }
 798
 799         host_tlb_params[0].sets =
 800                 host_tlb_params[0].entries / host_tlb_params[0].ways;
 801         host_tlb_params[1].sets = 1;
 802         vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap = kcalloc(host_tlb_params[1].entries,
 803                                            sizeof(*vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap),
 804                                            GFP_KERNEL);
 805         if (!vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap)
 806                 return -EINVAL;
 807
 808         return 0;
 809 }
 810
 811 void e500_mmu_host_uninit(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
 812 {
 813         kfree(vcpu_e500->h2g_tlb1_rmap);
 814 }