arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_mmu.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  *
   4  * Copyright 2010-2011 Paul Mackerras, IBM Corp. <paulus@au1.ibm.com>
   5  */
   6
   7 #include <linux/types.h>
   8 #include <linux/string.h>
   9 #include <linux/kvm.h>
  10 #include <linux/kvm_host.h>
  11 #include <linux/hugetlb.h>
  12 #include <linux/module.h>
  13 #include <linux/log2.h>
  14 #include <linux/sizes.h>
  15
  16 #include <asm/trace.h>
  17 #include <asm/kvm_ppc.h>
  18 #include <asm/kvm_book3s.h>
  19 #include <asm/book3s/64/mmu-hash.h>
  20 #include <asm/hvcall.h>
  21 #include <asm/synch.h>
  22 #include <asm/ppc-opcode.h>
  23 #include <asm/pte-walk.h>
  24
  25 /* Translate address of a vmalloc'd thing to a linear map address */
  26 static void *real_vmalloc_addr(void *x)
  27 {
  28         unsigned long addr = (unsigned long) x;
  29         pte_t *p;
  30         /*
  31          * assume we don't have huge pages in vmalloc space...
  32          * So don't worry about THP collapse/split. Called
  33          * Only in realmode with MSR_EE = 0, hence won't need irq_save/restore.
  34          */
  35         p = find_init_mm_pte(addr, NULL);
  36         if (!p || !pte_present(*p))
  37                 return NULL;
  38         addr = (pte_pfn(*p) << PAGE_SHIFT) | (addr & ~PAGE_MASK);
  39         return __va(addr);
  40 }
  41
  42 /* Return 1 if we need to do a global tlbie, 0 if we can use tlbiel */
  43 static int global_invalidates(struct kvm *kvm)
  44 {
  45         int global;
  46         int cpu;
  47
  48         /*
  49          * If there is only one vcore, and it's currently running,
  50          * as indicated by local_paca->kvm_hstate.kvm_vcpu being set,
  51          * we can use tlbiel as long as we mark all other physical
  52          * cores as potentially having stale TLB entries for this lpid.
  53          * Otherwise, don't use tlbiel.
  54          */
  55         if (kvm->arch.online_vcores == 1 && local_paca->kvm_hstate.kvm_vcpu)
  56                 global = 0;
  57         else
  58                 global = 1;
  59
  60         if (!global) {
  61                 /* any other core might now have stale TLB entries... */
  62                 smp_wmb();
  63                 cpumask_setall(&kvm->arch.need_tlb_flush);
  64                 cpu = local_paca->kvm_hstate.kvm_vcore->pcpu;
  65                 /*
  66                  * On POWER9, threads are independent but the TLB is shared,
  67                  * so use the bit for the first thread to represent the core.
  68                  */
  69                 if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
  70                         cpu = cpu_first_thread_sibling(cpu);
  71                 cpumask_clear_cpu(cpu, &kvm->arch.need_tlb_flush);
  72         }
  73
  74         return global;
  75 }
  76
  77 /*
  78  * Add this HPTE into the chain for the real page.
  79  * Must be called with the chain locked; it unlocks the chain.
  80  */
  81 void kvmppc_add_revmap_chain(struct kvm *kvm, struct revmap_entry *rev,
  82                              unsigned long *rmap, long pte_index, int realmode)
  83 {
  84         struct revmap_entry *head, *tail;
  85         unsigned long i;
  86
  87         if (*rmap & KVMPPC_RMAP_PRESENT) {
  88                 i = *rmap & KVMPPC_RMAP_INDEX;
  89                 head = &kvm->arch.hpt.rev[i];
  90                 if (realmode)
  91                         head = real_vmalloc_addr(head);
  92                 tail = &kvm->arch.hpt.rev[head->back];
  93                 if (realmode)
  94                         tail = real_vmalloc_addr(tail);
  95                 rev->forw = i;
  96                 rev->back = head->back;
  97                 tail->forw = pte_index;
  98                 head->back = pte_index;
  99         } else {
 100                 rev->forw = rev->back = pte_index;
 101                 *rmap = (*rmap & ~KVMPPC_RMAP_INDEX) |
 102                         pte_index | KVMPPC_RMAP_PRESENT;
 103         }
 104         unlock_rmap(rmap);
 105 }
 106 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_add_revmap_chain);
 107
 108 /* Update the dirty bitmap of a memslot */
 109 void kvmppc_update_dirty_map(const struct kvm_memory_slot *memslot,
 110                              unsigned long gfn, unsigned long psize)
 111 {
 112         unsigned long npages;
 113
 114         if (!psize || !memslot->dirty_bitmap)
 115                 return;
 116         npages = (psize + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
 117         gfn -= memslot->base_gfn;
 118         set_dirty_bits_atomic(memslot->dirty_bitmap, gfn, npages);
 119 }
 120 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_update_dirty_map);
 121
 122 static void kvmppc_set_dirty_from_hpte(struct kvm *kvm,
 123                                 unsigned long hpte_v, unsigned long hpte_gr)
 124 {
 125         struct kvm_memory_slot *memslot;
 126         unsigned long gfn;
 127         unsigned long psize;
 128
 129         psize = kvmppc_actual_pgsz(hpte_v, hpte_gr);
 130         gfn = hpte_rpn(hpte_gr, psize);
 131         memslot = __gfn_to_memslot(kvm_memslots_raw(kvm), gfn);
 132         if (memslot && memslot->dirty_bitmap)
 133                 kvmppc_update_dirty_map(memslot, gfn, psize);
 134 }
 135
 136 /* Returns a pointer to the revmap entry for the page mapped by a HPTE */
 137 static unsigned long *revmap_for_hpte(struct kvm *kvm, unsigned long hpte_v,
 138                                       unsigned long hpte_gr,
 139                                       struct kvm_memory_slot **memslotp,
 140                                       unsigned long *gfnp)
 141 {
 142         struct kvm_memory_slot *memslot;
 143         unsigned long *rmap;
 144         unsigned long gfn;
 145
 146         gfn = hpte_rpn(hpte_gr, kvmppc_actual_pgsz(hpte_v, hpte_gr));
 147         memslot = __gfn_to_memslot(kvm_memslots_raw(kvm), gfn);
 148         if (memslotp)
 149                 *memslotp = memslot;
 150         if (gfnp)
 151                 *gfnp = gfn;
 152         if (!memslot)
 153                 return NULL;
 154
 155         rmap = real_vmalloc_addr(&memslot->arch.rmap[gfn - memslot->base_gfn]);
 156         return rmap;
 157 }
 158
 159 /* Remove this HPTE from the chain for a real page */
 160 static void remove_revmap_chain(struct kvm *kvm, long pte_index,
 161                                 struct revmap_entry *rev,
 162                                 unsigned long hpte_v, unsigned long hpte_r)
 163 {
 164         struct revmap_entry *next, *prev;
 165         unsigned long ptel, head;
 166         unsigned long *rmap;
 167         unsigned long rcbits;
 168         struct kvm_memory_slot *memslot;
 169         unsigned long gfn;
 170
 171         rcbits = hpte_r & (HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 172         ptel = rev->guest_rpte |= rcbits;
 173         rmap = revmap_for_hpte(kvm, hpte_v, ptel, &memslot, &gfn);
 174         if (!rmap)
 175                 return;
 176         lock_rmap(rmap);
 177
 178         head = *rmap & KVMPPC_RMAP_INDEX;
 179         next = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.hpt.rev[rev->forw]);
 180         prev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.hpt.rev[rev->back]);
 181         next->back = rev->back;
 182         prev->forw = rev->forw;
 183         if (head == pte_index) {
 184                 head = rev->forw;
 185                 if (head == pte_index)
 186                         *rmap &= ~(KVMPPC_RMAP_PRESENT | KVMPPC_RMAP_INDEX);
 187                 else
 188                         *rmap = (*rmap & ~KVMPPC_RMAP_INDEX) | head;
 189         }
 190         *rmap |= rcbits << KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT;
 191         if (rcbits & HPTE_R_C)
 192                 kvmppc_update_dirty_map(memslot, gfn,
 193                                         kvmppc_actual_pgsz(hpte_v, hpte_r));
 194         unlock_rmap(rmap);
 195 }
 196
 197 long kvmppc_do_h_enter(struct kvm *kvm, unsigned long flags,
 198                        long pte_index, unsigned long pteh, unsigned long ptel,
 199                        pgd_t *pgdir, bool realmode, unsigned long *pte_idx_ret)
 200 {
 201         unsigned long i, pa, gpa, gfn, psize;
 202         unsigned long slot_fn, hva;
 203         __be64 *hpte;
 204         struct revmap_entry *rev;
 205         unsigned long g_ptel;
 206         struct kvm_memory_slot *memslot;
 207         unsigned hpage_shift;
 208         bool is_ci;
 209         unsigned long *rmap;
 210         pte_t *ptep;
 211         unsigned int writing;
 212         unsigned long mmu_seq;
 213         unsigned long rcbits, irq_flags = 0;
 214
 215         if (kvm_is_radix(kvm))
 216                 return H_FUNCTION;
 217         psize = kvmppc_actual_pgsz(pteh, ptel);
 218         if (!psize)
 219                 return H_PARAMETER;
 220         writing = hpte_is_writable(ptel);
 221         pteh &= ~(HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID);
 222         ptel &= ~HPTE_GR_RESERVED;
 223         g_ptel = ptel;
 224
 225         /* used later to detect if we might have been invalidated */
 226         mmu_seq = kvm->mmu_notifier_seq;
 227         smp_rmb();
 228
 229         /* Find the memslot (if any) for this address */
 230         gpa = (ptel & HPTE_R_RPN) & ~(psize - 1);
 231         gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
 232         memslot = __gfn_to_memslot(kvm_memslots_raw(kvm), gfn);
 233         pa = 0;
 234         is_ci = false;
 235         rmap = NULL;
 236         if (!(memslot && !(memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID))) {
 237                 /* Emulated MMIO - mark this with key=31 */
 238                 pteh |= HPTE_V_ABSENT;
 239                 ptel |= HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO;
 240                 goto do_insert;
 241         }
 242
 243         /* Check if the requested page fits entirely in the memslot. */
 244         if (!slot_is_aligned(memslot, psize))
 245                 return H_PARAMETER;
 246         slot_fn = gfn - memslot->base_gfn;
 247         rmap = &memslot->arch.rmap[slot_fn];
 248
 249         /* Translate to host virtual address */
 250         hva = __gfn_to_hva_memslot(memslot, gfn);
 251         /*
 252          * If we had a page table table change after lookup, we would
 253          * retry via mmu_notifier_retry.
 254          */
 255         if (!realmode)
 256                 local_irq_save(irq_flags);
 257         /*
 258          * If called in real mode we have MSR_EE = 0. Otherwise
 259          * we disable irq above.
 260          */
 261         ptep = __find_linux_pte(pgdir, hva, NULL, &hpage_shift);
 262         if (ptep) {
 263                 pte_t pte;
 264                 unsigned int host_pte_size;
 265
 266                 if (hpage_shift)
 267                         host_pte_size = 1ul << hpage_shift;
 268                 else
 269                         host_pte_size = PAGE_SIZE;
 270                 /*
 271                  * We should always find the guest page size
 272                  * to <= host page size, if host is using hugepage
 273                  */
 274                 if (host_pte_size < psize) {
 275                         if (!realmode)
 276                                 local_irq_restore(flags);
 277                         return H_PARAMETER;
 278                 }
 279                 pte = kvmppc_read_update_linux_pte(ptep, writing);
 280                 if (pte_present(pte) && !pte_protnone(pte)) {
 281                         if (writing && !__pte_write(pte))
 282                                 /* make the actual HPTE be read-only */
 283                                 ptel = hpte_make_readonly(ptel);
 284                         is_ci = pte_ci(pte);
 285                         pa = pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT;
 286                         pa |= hva & (host_pte_size - 1);
 287                         pa |= gpa & ~PAGE_MASK;
 288                 }
 289         }
 290         if (!realmode)
 291                 local_irq_restore(irq_flags);
 292
 293         ptel &= HPTE_R_KEY | HPTE_R_PP0 | (psize-1);
 294         ptel |= pa;
 295
 296         if (pa)
 297                 pteh |= HPTE_V_VALID;
 298         else {
 299                 pteh |= HPTE_V_ABSENT;
 300                 ptel &= ~(HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO);
 301         }
 302
 303         /*If we had host pte mapping then  Check WIMG */
 304         if (ptep && !hpte_cache_flags_ok(ptel, is_ci)) {
 305                 if (is_ci)
 306                         return H_PARAMETER;
 307                 /*
 308                  * Allow guest to map emulated device memory as
 309                  * uncacheable, but actually make it cacheable.
 310                  */
 311                 ptel &= ~(HPTE_R_W|HPTE_R_I|HPTE_R_G);
 312                 ptel |= HPTE_R_M;
 313         }
 314
 315         /* Find and lock the HPTEG slot to use */
 316  do_insert:
 317         if (pte_index >= kvmppc_hpt_npte(&kvm->arch.hpt))
 318                 return H_PARAMETER;
 319         if (likely((flags & H_EXACT) == 0)) {
 320                 pte_index &= ~7UL;
 321                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt.virt + (pte_index << 4));
 322                 for (i = 0; i < 8; ++i) {
 323                         if ((be64_to_cpu(*hpte) & HPTE_V_VALID) == 0 &&
 324                             try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_VALID |
 325                                           HPTE_V_ABSENT))
 326                                 break;
 327                         hpte += 2;
 328                 }
 329                 if (i == 8) {
 330                         /*
 331                          * Since try_lock_hpte doesn't retry (not even stdcx.
 332                          * failures), it could be that there is a free slot
 333                          * but we transiently failed to lock it.  Try again,
 334                          * actually locking each slot and checking it.
 335                          */
 336                         hpte -= 16;
 337                         for (i = 0; i < 8; ++i) {
 338                                 u64 pte;
 339                                 while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 340                                         cpu_relax();
 341                                 pte = be64_to_cpu(hpte[0]);
 342                                 if (!(pte & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT)))
 343                                         break;
 344                                 __unlock_hpte(hpte, pte);
 345                                 hpte += 2;
 346                         }
 347                         if (i == 8)
 348                                 return H_PTEG_FULL;
 349                 }
 350                 pte_index += i;
 351         } else {
 352                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt.virt + (pte_index << 4));
 353                 if (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_VALID |
 354                                    HPTE_V_ABSENT)) {
 355                         /* Lock the slot and check again */
 356                         u64 pte;
 357
 358                         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 359                                 cpu_relax();
 360                         pte = be64_to_cpu(hpte[0]);
 361                         if (pte & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT)) {
 362                                 __unlock_hpte(hpte, pte);
 363                                 return H_PTEG_FULL;
 364                         }
 365                 }
 366         }
 367
 368         /* Save away the guest's idea of the second HPTE dword */
 369         rev = &kvm->arch.hpt.rev[pte_index];
 370         if (realmode)
 371                 rev = real_vmalloc_addr(rev);
 372         if (rev) {
 373                 rev->guest_rpte = g_ptel;
 374                 note_hpte_modification(kvm, rev);
 375         }
 376
 377         /* Link HPTE into reverse-map chain */
 378         if (pteh & HPTE_V_VALID) {
 379                 if (realmode)
 380                         rmap = real_vmalloc_addr(rmap);
 381                 lock_rmap(rmap);
 382                 /* Check for pending invalidations under the rmap chain lock */
 383                 if (mmu_notifier_retry(kvm, mmu_seq)) {
 384                         /* inval in progress, write a non-present HPTE */
 385                         pteh |= HPTE_V_ABSENT;
 386                         pteh &= ~HPTE_V_VALID;
 387                         ptel &= ~(HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO);
 388                         unlock_rmap(rmap);
 389                 } else {
 390                         kvmppc_add_revmap_chain(kvm, rev, rmap, pte_index,
 391                                                 realmode);
 392                         /* Only set R/C in real HPTE if already set in *rmap */
 393                         rcbits = *rmap >> KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT;
 394                         ptel &= rcbits | ~(HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 395                 }
 396         }
 397
 398         /* Convert to new format on P9 */
 399         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
 400                 ptel = hpte_old_to_new_r(pteh, ptel);
 401                 pteh = hpte_old_to_new_v(pteh);
 402         }
 403         hpte[1] = cpu_to_be64(ptel);
 404
 405         /* Write the first HPTE dword, unlocking the HPTE and making it valid */
 406         eieio();
 407         __unlock_hpte(hpte, pteh);
 408         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 409
 410         *pte_idx_ret = pte_index;
 411         return H_SUCCESS;
 412 }
 413 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_do_h_enter);
 414
 415 long kvmppc_h_enter(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 416                     long pte_index, unsigned long pteh, unsigned long ptel)
 417 {
 418         return kvmppc_do_h_enter(vcpu->kvm, flags, pte_index, pteh, ptel,
 419                                  vcpu->arch.pgdir, true,
 420                                  &vcpu->arch.regs.gpr[4]);
 421 }
 422
 423 #ifdef __BIG_ENDIAN__
 424 #define LOCK_TOKEN      (*(u32 *)(&get_paca()->lock_token))
 425 #else
 426 #define LOCK_TOKEN      (*(u32 *)(&get_paca()->paca_index))
 427 #endif
 428
 429 static inline int is_mmio_hpte(unsigned long v, unsigned long r)
 430 {
 431         return ((v & HPTE_V_ABSENT) &&
 432                 (r & (HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO)) ==
 433                 (HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO));
 434 }
 435
 436 static void do_tlbies(struct kvm *kvm, unsigned long *rbvalues,
 437                       long npages, int global, bool need_sync)
 438 {
 439         long i;
 440
 441         /*
 442          * We use the POWER9 5-operand versions of tlbie and tlbiel here.
 443          * Since we are using RIC=0 PRS=0 R=0, and P7/P8 tlbiel ignores
 444          * the RS field, this is backwards-compatible with P7 and P8.
 445          */
 446         if (global) {
 447                 if (need_sync)
 448                         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 449                 for (i = 0; i < npages; ++i) {
 450                         asm volatile(PPC_TLBIE_5(%0,%1,0,0,0) : :
 451                                      "r" (rbvalues[i]), "r" (kvm->arch.lpid));
 452                 }
 453
 454                 if (cpu_has_feature(CPU_FTR_P9_TLBIE_BUG)) {
 455                         /*
 456                          * Need the extra ptesync to make sure we don't
 457                          * re-order the tlbie
 458                          */
 459                         asm volatile("ptesync": : :"memory");
 460                         asm volatile(PPC_TLBIE_5(%0,%1,0,0,0) : :
 461                                      "r" (rbvalues[0]), "r" (kvm->arch.lpid));
 462                 }
 463
 464                 asm volatile("eieio; tlbsync; ptesync" : : : "memory");
 465         } else {
 466                 if (need_sync)
 467                         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 468                 for (i = 0; i < npages; ++i) {
 469                         asm volatile(PPC_TLBIEL(%0,%1,0,0,0) : :
 470                                      "r" (rbvalues[i]), "r" (0));
 471                 }
 472                 asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 473         }
 474 }
 475
 476 long kvmppc_do_h_remove(struct kvm *kvm, unsigned long flags,
 477                         unsigned long pte_index, unsigned long avpn,
 478                         unsigned long *hpret)
 479 {
 480         __be64 *hpte;
 481         unsigned long v, r, rb;
 482         struct revmap_entry *rev;
 483         u64 pte, orig_pte, pte_r;
 484
 485         if (kvm_is_radix(kvm))
 486                 return H_FUNCTION;
 487         if (pte_index >= kvmppc_hpt_npte(&kvm->arch.hpt))
 488                 return H_PARAMETER;
 489         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt.virt + (pte_index << 4));
 490         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 491                 cpu_relax();
 492         pte = orig_pte = be64_to_cpu(hpte[0]);
 493         pte_r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 494         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
 495                 pte = hpte_new_to_old_v(pte, pte_r);
 496                 pte_r = hpte_new_to_old_r(pte_r);
 497         }
 498         if ((pte & (HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID)) == 0 ||
 499             ((flags & H_AVPN) && (pte & ~0x7fUL) != avpn) ||
 500             ((flags & H_ANDCOND) && (pte & avpn) != 0)) {
 501                 __unlock_hpte(hpte, orig_pte);
 502                 return H_NOT_FOUND;
 503         }
 504
 505         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.hpt.rev[pte_index]);
 506         v = pte & ~HPTE_V_HVLOCK;
 507         if (v & HPTE_V_VALID) {
 508                 hpte[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_VALID);
 509                 rb = compute_tlbie_rb(v, pte_r, pte_index);
 510                 do_tlbies(kvm, &rb, 1, global_invalidates(kvm), true);
 511                 /*
 512                  * The reference (R) and change (C) bits in a HPT
 513                  * entry can be set by hardware at any time up until
 514                  * the HPTE is invalidated and the TLB invalidation
 515                  * sequence has completed.  This means that when
 516                  * removing a HPTE, we need to re-read the HPTE after
 517                  * the invalidation sequence has completed in order to
 518                  * obtain reliable values of R and C.
 519                  */
 520                 remove_revmap_chain(kvm, pte_index, rev, v,
 521                                     be64_to_cpu(hpte[1]));
 522         }
 523         r = rev->guest_rpte & ~HPTE_GR_RESERVED;
 524         note_hpte_modification(kvm, rev);
 525         unlock_hpte(hpte, 0);
 526
 527         if (is_mmio_hpte(v, pte_r))
 528                 atomic64_inc(&kvm->arch.mmio_update);
 529
 530         if (v & HPTE_V_ABSENT)
 531                 v = (v & ~HPTE_V_ABSENT) | HPTE_V_VALID;
 532         hpret[0] = v;
 533         hpret[1] = r;
 534         return H_SUCCESS;
 535 }
 536 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_do_h_remove);
 537
 538 long kvmppc_h_remove(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 539                      unsigned long pte_index, unsigned long avpn)
 540 {
 541         return kvmppc_do_h_remove(vcpu->kvm, flags, pte_index, avpn,
 542                                   &vcpu->arch.regs.gpr[4]);
 543 }
 544
 545 long kvmppc_h_bulk_remove(struct kvm_vcpu *vcpu)
 546 {
 547         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 548         unsigned long *args = &vcpu->arch.regs.gpr[4];
 549         __be64 *hp, *hptes[4];
 550         unsigned long tlbrb[4];
 551         long int i, j, k, n, found, indexes[4];
 552         unsigned long flags, req, pte_index, rcbits;
 553         int global;
 554         long int ret = H_SUCCESS;
 555         struct revmap_entry *rev, *revs[4];
 556         u64 hp0, hp1;
 557
 558         if (kvm_is_radix(kvm))
 559                 return H_FUNCTION;
 560         global = global_invalidates(kvm);
 561         for (i = 0; i < 4 && ret == H_SUCCESS; ) {
 562                 n = 0;
 563                 for (; i < 4; ++i) {
 564                         j = i * 2;
 565                         pte_index = args[j];
 566                         flags = pte_index >> 56;
 567                         pte_index &= ((1ul << 56) - 1);
 568                         req = flags >> 6;
 569                         flags &= 3;
 570                         if (req == 3) {         /* no more requests */
 571                                 i = 4;
 572                                 break;
 573                         }
 574                         if (req != 1 || flags == 3 ||
 575                             pte_index >= kvmppc_hpt_npte(&kvm->arch.hpt)) {
 576                                 /* parameter error */
 577                                 args[j] = ((0xa0 | flags) << 56) + pte_index;
 578                                 ret = H_PARAMETER;
 579                                 break;
 580                         }
 581                         hp = (__be64 *) (kvm->arch.hpt.virt + (pte_index << 4));
 582                         /* to avoid deadlock, don't spin except for first */
 583                         if (!try_lock_hpte(hp, HPTE_V_HVLOCK)) {
 584                                 if (n)
 585                                         break;
 586                                 while (!try_lock_hpte(hp, HPTE_V_HVLOCK))
 587                                         cpu_relax();
 588                         }
 589                         found = 0;
 590                         hp0 = be64_to_cpu(hp[0]);
 591                         hp1 = be64_to_cpu(hp[1]);
 592                         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
 593                                 hp0 = hpte_new_to_old_v(hp0, hp1);
 594                                 hp1 = hpte_new_to_old_r(hp1);
 595                         }
 596                         if (hp0 & (HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID)) {
 597                                 switch (flags & 3) {
 598                                 case 0:         /* absolute */
 599                                         found = 1;
 600                                         break;
 601                                 case 1:         /* andcond */
 602                                         if (!(hp0 & args[j + 1]))
 603                                                 found = 1;
 604                                         break;
 605                                 case 2:         /* AVPN */
 606                                         if ((hp0 & ~0x7fUL) == args[j + 1])
 607                                                 found = 1;
 608                                         break;
 609                                 }
 610                         }
 611                         if (!found) {
 612                                 hp[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_HVLOCK);
 613                                 args[j] = ((0x90 | flags) << 56) + pte_index;
 614                                 continue;
 615                         }
 616
 617                         args[j] = ((0x80 | flags) << 56) + pte_index;
 618                         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.hpt.rev[pte_index]);
 619                         note_hpte_modification(kvm, rev);
 620
 621                         if (!(hp0 & HPTE_V_VALID)) {
 622                                 /* insert R and C bits from PTE */
 623                                 rcbits = rev->guest_rpte & (HPTE_R_R|HPTE_R_C);
 624                                 args[j] |= rcbits << (56 - 5);
 625                                 hp[0] = 0;
 626                                 if (is_mmio_hpte(hp0, hp1))
 627                                         atomic64_inc(&kvm->arch.mmio_update);
 628                                 continue;
 629                         }
 630
 631                         /* leave it locked */
 632                         hp[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_VALID);
 633                         tlbrb[n] = compute_tlbie_rb(hp0, hp1, pte_index);
 634                         indexes[n] = j;
 635                         hptes[n] = hp;
 636                         revs[n] = rev;
 637                         ++n;
 638                 }
 639
 640                 if (!n)
 641                         break;
 642
 643                 /* Now that we've collected a batch, do the tlbies */
 644                 do_tlbies(kvm, tlbrb, n, global, true);
 645
 646                 /* Read PTE low words after tlbie to get final R/C values */
 647                 for (k = 0; k < n; ++k) {
 648                         j = indexes[k];
 649                         pte_index = args[j] & ((1ul << 56) - 1);
 650                         hp = hptes[k];
 651                         rev = revs[k];
 652                         remove_revmap_chain(kvm, pte_index, rev,
 653                                 be64_to_cpu(hp[0]), be64_to_cpu(hp[1]));
 654                         rcbits = rev->guest_rpte & (HPTE_R_R|HPTE_R_C);
 655                         args[j] |= rcbits << (56 - 5);
 656                         __unlock_hpte(hp, 0);
 657                 }
 658         }
 659
 660         return ret;
 661 }
 662
 663 long kvmppc_h_protect(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 664                       unsigned long pte_index, unsigned long avpn,
 665                       unsigned long va)
 666 {
 667         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 668         __be64 *hpte;
 669         struct revmap_entry *rev;
 670         unsigned long v, r, rb, mask, bits;
 671         u64 pte_v, pte_r;
 672
 673         if (kvm_is_radix(kvm))
 674                 return H_FUNCTION;
 675         if (pte_index >= kvmppc_hpt_npte(&kvm->arch.hpt))
 676                 return H_PARAMETER;
 677
 678         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt.virt + (pte_index << 4));
 679         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 680                 cpu_relax();
 681         v = pte_v = be64_to_cpu(hpte[0]);
 682         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 683                 v = hpte_new_to_old_v(v, be64_to_cpu(hpte[1]));
 684         if ((v & (HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID)) == 0 ||
 685             ((flags & H_AVPN) && (v & ~0x7fUL) != avpn)) {
 686                 __unlock_hpte(hpte, pte_v);
 687                 return H_NOT_FOUND;
 688         }
 689
 690         pte_r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 691         bits = (flags << 55) & HPTE_R_PP0;
 692         bits |= (flags << 48) & HPTE_R_KEY_HI;
 693         bits |= flags & (HPTE_R_PP | HPTE_R_N | HPTE_R_KEY_LO);
 694
 695         /* Update guest view of 2nd HPTE dword */
 696         mask = HPTE_R_PP0 | HPTE_R_PP | HPTE_R_N |
 697                 HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO;
 698         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.hpt.rev[pte_index]);
 699         if (rev) {
 700                 r = (rev->guest_rpte & ~mask) | bits;
 701                 rev->guest_rpte = r;
 702                 note_hpte_modification(kvm, rev);
 703         }
 704
 705         /* Update HPTE */
 706         if (v & HPTE_V_VALID) {
 707                 /*
 708                  * If the page is valid, don't let it transition from
 709                  * readonly to writable.  If it should be writable, we'll
 710                  * take a trap and let the page fault code sort it out.
 711                  */
 712                 r = (pte_r & ~mask) | bits;
 713                 if (hpte_is_writable(r) && !hpte_is_writable(pte_r))
 714                         r = hpte_make_readonly(r);
 715                 /* If the PTE is changing, invalidate it first */
 716                 if (r != pte_r) {
 717                         rb = compute_tlbie_rb(v, r, pte_index);
 718                         hpte[0] = cpu_to_be64((pte_v & ~HPTE_V_VALID) |
 719                                               HPTE_V_ABSENT);
 720                         do_tlbies(kvm, &rb, 1, global_invalidates(kvm), true);
 721                         /* Don't lose R/C bit updates done by hardware */
 722                         r |= be64_to_cpu(hpte[1]) & (HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 723                         hpte[1] = cpu_to_be64(r);
 724                 }
 725         }
 726         unlock_hpte(hpte, pte_v & ~HPTE_V_HVLOCK);
 727         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 728         if (is_mmio_hpte(v, pte_r))
 729                 atomic64_inc(&kvm->arch.mmio_update);
 730
 731         return H_SUCCESS;
 732 }
 733
 734 long kvmppc_h_read(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 735                    unsigned long pte_index)
 736 {
 737         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 738         __be64 *hpte;
 739         unsigned long v, r;
 740         int i, n = 1;
 741         struct revmap_entry *rev = NULL;
 742
 743         if (kvm_is_radix(kvm))
 744                 return H_FUNCTION;
 745         if (pte_index >= kvmppc_hpt_npte(&kvm->arch.hpt))
 746                 return H_PARAMETER;
 747         if (flags & H_READ_4) {
 748                 pte_index &= ~3;
 749                 n = 4;
 750         }
 751         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.hpt.rev[pte_index]);
 752         for (i = 0; i < n; ++i, ++pte_index) {
 753                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt.virt + (pte_index << 4));
 754                 v = be64_to_cpu(hpte[0]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
 755                 r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 756                 if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
 757                         v = hpte_new_to_old_v(v, r);
 758                         r = hpte_new_to_old_r(r);
 759                 }
 760                 if (v & HPTE_V_ABSENT) {
 761                         v &= ~HPTE_V_ABSENT;
 762                         v |= HPTE_V_VALID;
 763                 }
 764                 if (v & HPTE_V_VALID) {
 765                         r = rev[i].guest_rpte | (r & (HPTE_R_R | HPTE_R_C));
 766                         r &= ~HPTE_GR_RESERVED;
 767                 }
 768                 vcpu->arch.regs.gpr[4 + i * 2] = v;
 769                 vcpu->arch.regs.gpr[5 + i * 2] = r;
 770         }
 771         return H_SUCCESS;
 772 }
 773
 774 long kvmppc_h_clear_ref(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 775                         unsigned long pte_index)
 776 {
 777         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 778         __be64 *hpte;
 779         unsigned long v, r, gr;
 780         struct revmap_entry *rev;
 781         unsigned long *rmap;
 782         long ret = H_NOT_FOUND;
 783
 784         if (kvm_is_radix(kvm))
 785                 return H_FUNCTION;
 786         if (pte_index >= kvmppc_hpt_npte(&kvm->arch.hpt))
 787                 return H_PARAMETER;
 788
 789         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.hpt.rev[pte_index]);
 790         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt.virt + (pte_index << 4));
 791         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 792                 cpu_relax();
 793         v = be64_to_cpu(hpte[0]);
 794         r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 795         if (!(v & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT)))
 796                 goto out;
 797
 798         gr = rev->guest_rpte;
 799         if (rev->guest_rpte & HPTE_R_R) {
 800                 rev->guest_rpte &= ~HPTE_R_R;
 801                 note_hpte_modification(kvm, rev);
 802         }
 803         if (v & HPTE_V_VALID) {
 804                 gr |= r & (HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 805                 if (r & HPTE_R_R) {
 806                         kvmppc_clear_ref_hpte(kvm, hpte, pte_index);
 807                         rmap = revmap_for_hpte(kvm, v, gr, NULL, NULL);
 808                         if (rmap) {
 809                                 lock_rmap(rmap);
 810                                 *rmap |= KVMPPC_RMAP_REFERENCED;
 811                                 unlock_rmap(rmap);
 812                         }
 813                 }
 814         }
 815         vcpu->arch.regs.gpr[4] = gr;
 816         ret = H_SUCCESS;
 817  out:
 818         unlock_hpte(hpte, v & ~HPTE_V_HVLOCK);
 819         return ret;
 820 }
 821
 822 long kvmppc_h_clear_mod(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 823                         unsigned long pte_index)
 824 {
 825         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 826         __be64 *hpte;
 827         unsigned long v, r, gr;
 828         struct revmap_entry *rev;
 829         long ret = H_NOT_FOUND;
 830
 831         if (kvm_is_radix(kvm))
 832                 return H_FUNCTION;
 833         if (pte_index >= kvmppc_hpt_npte(&kvm->arch.hpt))
 834                 return H_PARAMETER;
 835
 836         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.hpt.rev[pte_index]);
 837         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt.virt + (pte_index << 4));
 838         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 839                 cpu_relax();
 840         v = be64_to_cpu(hpte[0]);
 841         r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 842         if (!(v & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT)))
 843                 goto out;
 844
 845         gr = rev->guest_rpte;
 846         if (gr & HPTE_R_C) {
 847                 rev->guest_rpte &= ~HPTE_R_C;
 848                 note_hpte_modification(kvm, rev);
 849         }
 850         if (v & HPTE_V_VALID) {
 851                 /* need to make it temporarily absent so C is stable */
 852                 hpte[0] |= cpu_to_be64(HPTE_V_ABSENT);
 853                 kvmppc_invalidate_hpte(kvm, hpte, pte_index);
 854                 r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 855                 gr |= r & (HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 856                 if (r & HPTE_R_C) {
 857                         hpte[1] = cpu_to_be64(r & ~HPTE_R_C);
 858                         eieio();
 859                         kvmppc_set_dirty_from_hpte(kvm, v, gr);
 860                 }
 861         }
 862         vcpu->arch.regs.gpr[4] = gr;
 863         ret = H_SUCCESS;
 864  out:
 865         unlock_hpte(hpte, v & ~HPTE_V_HVLOCK);
 866         return ret;
 867 }
 868
 869 static int kvmppc_get_hpa(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long gpa,
 870                           int writing, unsigned long *hpa,
 871                           struct kvm_memory_slot **memslot_p)
 872 {
 873         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 874         struct kvm_memory_slot *memslot;
 875         unsigned long gfn, hva, pa, psize = PAGE_SHIFT;
 876         unsigned int shift;
 877         pte_t *ptep, pte;
 878
 879         /* Find the memslot for this address */
 880         gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
 881         memslot = __gfn_to_memslot(kvm_memslots_raw(kvm), gfn);
 882         if (!memslot || (memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID))
 883                 return H_PARAMETER;
 884
 885         /* Translate to host virtual address */
 886         hva = __gfn_to_hva_memslot(memslot, gfn);
 887
 888         /* Try to find the host pte for that virtual address */
 889         ptep = __find_linux_pte(vcpu->arch.pgdir, hva, NULL, &shift);
 890         if (!ptep)
 891                 return H_TOO_HARD;
 892         pte = kvmppc_read_update_linux_pte(ptep, writing);
 893         if (!pte_present(pte))
 894                 return H_TOO_HARD;
 895
 896         /* Convert to a physical address */
 897         if (shift)
 898                 psize = 1UL << shift;
 899         pa = pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT;
 900         pa |= hva & (psize - 1);
 901         pa |= gpa & ~PAGE_MASK;
 902
 903         if (hpa)
 904                 *hpa = pa;
 905         if (memslot_p)
 906                 *memslot_p = memslot;
 907
 908         return H_SUCCESS;
 909 }
 910
 911 static long kvmppc_do_h_page_init_zero(struct kvm_vcpu *vcpu,
 912                                        unsigned long dest)
 913 {
 914         struct kvm_memory_slot *memslot;
 915         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 916         unsigned long pa, mmu_seq;
 917         long ret = H_SUCCESS;
 918         int i;
 919
 920         /* Used later to detect if we might have been invalidated */
 921         mmu_seq = kvm->mmu_notifier_seq;
 922         smp_rmb();
 923
 924         ret = kvmppc_get_hpa(vcpu, dest, 1, &pa, &memslot);
 925         if (ret != H_SUCCESS)
 926                 return ret;
 927
 928         /* Check if we've been invalidated */
 929         raw_spin_lock(&kvm->mmu_lock.rlock);
 930         if (mmu_notifier_retry(kvm, mmu_seq)) {
 931                 ret = H_TOO_HARD;
 932                 goto out_unlock;
 933         }
 934
 935         /* Zero the page */
 936         for (i = 0; i < SZ_4K; i += L1_CACHE_BYTES, pa += L1_CACHE_BYTES)
 937                 dcbz((void *)pa);
 938         kvmppc_update_dirty_map(memslot, dest >> PAGE_SHIFT, PAGE_SIZE);
 939
 940 out_unlock:
 941         raw_spin_unlock(&kvm->mmu_lock.rlock);
 942         return ret;
 943 }
 944
 945 static long kvmppc_do_h_page_init_copy(struct kvm_vcpu *vcpu,
 946                                        unsigned long dest, unsigned long src)
 947 {
 948         unsigned long dest_pa, src_pa, mmu_seq;
 949         struct kvm_memory_slot *dest_memslot;
 950         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 951         long ret = H_SUCCESS;
 952
 953         /* Used later to detect if we might have been invalidated */
 954         mmu_seq = kvm->mmu_notifier_seq;
 955         smp_rmb();
 956
 957         ret = kvmppc_get_hpa(vcpu, dest, 1, &dest_pa, &dest_memslot);
 958         if (ret != H_SUCCESS)
 959                 return ret;
 960         ret = kvmppc_get_hpa(vcpu, src, 0, &src_pa, NULL);
 961         if (ret != H_SUCCESS)
 962                 return ret;
 963
 964         /* Check if we've been invalidated */
 965         raw_spin_lock(&kvm->mmu_lock.rlock);
 966         if (mmu_notifier_retry(kvm, mmu_seq)) {
 967                 ret = H_TOO_HARD;
 968                 goto out_unlock;
 969         }
 970
 971         /* Copy the page */
 972         memcpy((void *)dest_pa, (void *)src_pa, SZ_4K);
 973
 974         kvmppc_update_dirty_map(dest_memslot, dest >> PAGE_SHIFT, PAGE_SIZE);
 975
 976 out_unlock:
 977         raw_spin_unlock(&kvm->mmu_lock.rlock);
 978         return ret;
 979 }
 980
 981 long kvmppc_rm_h_page_init(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 982                            unsigned long dest, unsigned long src)
 983 {
 984         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 985         u64 pg_mask = SZ_4K - 1;        /* 4K page size */
 986         long ret = H_SUCCESS;
 987
 988         /* Don't handle radix mode here, go up to the virtual mode handler */
 989         if (kvm_is_radix(kvm))
 990                 return H_TOO_HARD;
 991
 992         /* Check for invalid flags (H_PAGE_SET_LOANED covers all CMO flags) */
 993         if (flags & ~(H_ICACHE_INVALIDATE | H_ICACHE_SYNCHRONIZE |
 994                       H_ZERO_PAGE | H_COPY_PAGE | H_PAGE_SET_LOANED))
 995                 return H_PARAMETER;
 996
 997         /* dest (and src if copy_page flag set) must be page aligned */
 998         if ((dest & pg_mask) || ((flags & H_COPY_PAGE) && (src & pg_mask)))
 999                 return H_PARAMETER;
1000
1001         /* zero and/or copy the page as determined by the flags */
1002         if (flags & H_COPY_PAGE)
1003                 ret = kvmppc_do_h_page_init_copy(vcpu, dest, src);
1004         else if (flags & H_ZERO_PAGE)
1005                 ret = kvmppc_do_h_page_init_zero(vcpu, dest);
1006
1007         /* We can ignore the other flags */
1008
1009         return ret;
1010 }
1011
1012 void kvmppc_invalidate_hpte(struct kvm *kvm, __be64 *hptep,
1013                         unsigned long pte_index)
1014 {
1015         unsigned long rb;
1016         u64 hp0, hp1;
1017
1018         hptep[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_VALID);
1019         hp0 = be64_to_cpu(hptep[0]);
1020         hp1 = be64_to_cpu(hptep[1]);
1021         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
1022                 hp0 = hpte_new_to_old_v(hp0, hp1);
1023                 hp1 = hpte_new_to_old_r(hp1);
1024         }
1025         rb = compute_tlbie_rb(hp0, hp1, pte_index);
1026         do_tlbies(kvm, &rb, 1, 1, true);
1027 }
1028 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_invalidate_hpte);
1029
1030 void kvmppc_clear_ref_hpte(struct kvm *kvm, __be64 *hptep,
1031                            unsigned long pte_index)
1032 {
1033         unsigned long rb;
1034         unsigned char rbyte;
1035         u64 hp0, hp1;
1036
1037         hp0 = be64_to_cpu(hptep[0]);
1038         hp1 = be64_to_cpu(hptep[1]);
1039         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
1040                 hp0 = hpte_new_to_old_v(hp0, hp1);
1041                 hp1 = hpte_new_to_old_r(hp1);
1042         }
1043         rb = compute_tlbie_rb(hp0, hp1, pte_index);
1044         rbyte = (be64_to_cpu(hptep[1]) & ~HPTE_R_R) >> 8;
1045         /* modify only the second-last byte, which contains the ref bit */
1046         *((char *)hptep + 14) = rbyte;
1047         do_tlbies(kvm, &rb, 1, 1, false);
1048 }
1049 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_clear_ref_hpte);
1050
1051 static int slb_base_page_shift[4] = {
1052         24,     /* 16M */
1053         16,     /* 64k */
1054         34,     /* 16G */
1055         20,     /* 1M, unsupported */
1056 };
1057
1058 static struct mmio_hpte_cache_entry *mmio_cache_search(struct kvm_vcpu *vcpu,
1059                 unsigned long eaddr, unsigned long slb_v, long mmio_update)
1060 {
1061         struct mmio_hpte_cache_entry *entry = NULL;
1062         unsigned int pshift;
1063         unsigned int i;
1064
1065         for (i = 0; i < MMIO_HPTE_CACHE_SIZE; i++) {
1066                 entry = &vcpu->arch.mmio_cache.entry[i];
1067                 if (entry->mmio_update == mmio_update) {
1068                         pshift = entry->slb_base_pshift;
1069                         if ((entry->eaddr >> pshift) == (eaddr >> pshift) &&
1070                             entry->slb_v == slb_v)
1071                                 return entry;
1072                 }
1073         }
1074         return NULL;
1075 }
1076
1077 static struct mmio_hpte_cache_entry *
1078                         next_mmio_cache_entry(struct kvm_vcpu *vcpu)
1079 {
1080         unsigned int index = vcpu->arch.mmio_cache.index;
1081
1082         vcpu->arch.mmio_cache.index++;
1083         if (vcpu->arch.mmio_cache.index == MMIO_HPTE_CACHE_SIZE)
1084                 vcpu->arch.mmio_cache.index = 0;
1085
1086         return &vcpu->arch.mmio_cache.entry[index];
1087 }
1088
1089 /* When called from virtmode, this func should be protected by
1090  * preempt_disable(), otherwise, the holding of HPTE_V_HVLOCK
1091  * can trigger deadlock issue.
1092  */
1093 long kvmppc_hv_find_lock_hpte(struct kvm *kvm, gva_t eaddr, unsigned long slb_v,
1094                               unsigned long valid)
1095 {
1096         unsigned int i;
1097         unsigned int pshift;
1098         unsigned long somask;
1099         unsigned long vsid, hash;
1100         unsigned long avpn;
1101         __be64 *hpte;
1102         unsigned long mask, val;
1103         unsigned long v, r, orig_v;
1104
1105         /* Get page shift, work out hash and AVPN etc. */
1106         mask = SLB_VSID_B | HPTE_V_AVPN | HPTE_V_SECONDARY;
1107         val = 0;
1108         pshift = 12;
1109         if (slb_v & SLB_VSID_L) {
1110                 mask |= HPTE_V_LARGE;
1111                 val |= HPTE_V_LARGE;
1112                 pshift = slb_base_page_shift[(slb_v & SLB_VSID_LP) >> 4];
1113         }
1114         if (slb_v & SLB_VSID_B_1T) {
1115                 somask = (1UL << 40) - 1;
1116                 vsid = (slb_v & ~SLB_VSID_B) >> SLB_VSID_SHIFT_1T;
1117                 vsid ^= vsid << 25;
1118         } else {
1119                 somask = (1UL << 28) - 1;
1120                 vsid = (slb_v & ~SLB_VSID_B) >> SLB_VSID_SHIFT;
1121         }
1122         hash = (vsid ^ ((eaddr & somask) >> pshift)) & kvmppc_hpt_mask(&kvm->arch.hpt);
1123         avpn = slb_v & ~(somask >> 16); /* also includes B */
1124         avpn |= (eaddr & somask) >> 16;
1125
1126         if (pshift >= 24)
1127                 avpn &= ~((1UL << (pshift - 16)) - 1);
1128         else
1129                 avpn &= ~0x7fUL;
1130         val |= avpn;
1131
1132         for (;;) {
1133                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt.virt + (hash << 7));
1134
1135                 for (i = 0; i < 16; i += 2) {
1136                         /* Read the PTE racily */
1137                         v = be64_to_cpu(hpte[i]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
1138                         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
1139                                 v = hpte_new_to_old_v(v, be64_to_cpu(hpte[i+1]));
1140
1141                         /* Check valid/absent, hash, segment size and AVPN */
1142                         if (!(v & valid) || (v & mask) != val)
1143                                 continue;
1144
1145                         /* Lock the PTE and read it under the lock */
1146                         while (!try_lock_hpte(&hpte[i], HPTE_V_HVLOCK))
1147                                 cpu_relax();
1148                         v = orig_v = be64_to_cpu(hpte[i]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
1149                         r = be64_to_cpu(hpte[i+1]);
1150                         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
1151                                 v = hpte_new_to_old_v(v, r);
1152                                 r = hpte_new_to_old_r(r);
1153                         }
1154
1155                         /*
1156                          * Check the HPTE again, including base page size
1157                          */
1158                         if ((v & valid) && (v & mask) == val &&
1159                             kvmppc_hpte_base_page_shift(v, r) == pshift)
1160                                 /* Return with the HPTE still locked */
1161                                 return (hash << 3) + (i >> 1);
1162
1163                         __unlock_hpte(&hpte[i], orig_v);
1164                 }
1165
1166                 if (val & HPTE_V_SECONDARY)
1167                         break;
1168                 val |= HPTE_V_SECONDARY;
1169                 hash = hash ^ kvmppc_hpt_mask(&kvm->arch.hpt);
1170         }
1171         return -1;
1172 }
1173 EXPORT_SYMBOL(kvmppc_hv_find_lock_hpte);
1174
1175 /*
1176  * Called in real mode to check whether an HPTE not found fault
1177  * is due to accessing a paged-out page or an emulated MMIO page,
1178  * or if a protection fault is due to accessing a page that the
1179  * guest wanted read/write access to but which we made read-only.
1180  * Returns a possibly modified status (DSISR) value if not
1181  * (i.e. pass the interrupt to the guest),
1182  * -1 to pass the fault up to host kernel mode code, -2 to do that
1183  * and also load the instruction word (for MMIO emulation),
1184  * or 0 if we should make the guest retry the access.
1185  */
1186 long kvmppc_hpte_hv_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long addr,
1187                           unsigned long slb_v, unsigned int status, bool data)
1188 {
1189         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
1190         long int index;
1191         unsigned long v, r, gr, orig_v;
1192         __be64 *hpte;
1193         unsigned long valid;
1194         struct revmap_entry *rev;
1195         unsigned long pp, key;
1196         struct mmio_hpte_cache_entry *cache_entry = NULL;
1197         long mmio_update = 0;
1198
1199         /* For protection fault, expect to find a valid HPTE */
1200         valid = HPTE_V_VALID;
1201         if (status & DSISR_NOHPTE) {
1202                 valid |= HPTE_V_ABSENT;
1203                 mmio_update = atomic64_read(&kvm->arch.mmio_update);
1204                 cache_entry = mmio_cache_search(vcpu, addr, slb_v, mmio_update);
1205         }
1206         if (cache_entry) {
1207                 index = cache_entry->pte_index;
1208                 v = cache_entry->hpte_v;
1209                 r = cache_entry->hpte_r;
1210                 gr = cache_entry->rpte;
1211         } else {
1212                 index = kvmppc_hv_find_lock_hpte(kvm, addr, slb_v, valid);
1213                 if (index < 0) {
1214                         if (status & DSISR_NOHPTE)
1215                                 return status;  /* there really was no HPTE */
1216                         return 0;       /* for prot fault, HPTE disappeared */
1217                 }
1218                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt.virt + (index << 4));
1219                 v = orig_v = be64_to_cpu(hpte[0]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
1220                 r = be64_to_cpu(hpte[1]);
1221                 if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
1222                         v = hpte_new_to_old_v(v, r);
1223                         r = hpte_new_to_old_r(r);
1224                 }
1225                 rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.hpt.rev[index]);
1226                 gr = rev->guest_rpte;
1227
1228                 unlock_hpte(hpte, orig_v);
1229         }
1230
1231         /* For not found, if the HPTE is valid by now, retry the instruction */
1232         if ((status & DSISR_NOHPTE) && (v & HPTE_V_VALID))
1233                 return 0;
1234
1235         /* Check access permissions to the page */
1236         pp = gr & (HPTE_R_PP0 | HPTE_R_PP);
1237         key = (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_PR) ? SLB_VSID_KP : SLB_VSID_KS;
1238         status &= ~DSISR_NOHPTE;        /* DSISR_NOHPTE == SRR1_ISI_NOPT */
1239         if (!data) {
1240                 if (gr & (HPTE_R_N | HPTE_R_G))
1241                         return status | SRR1_ISI_N_OR_G;
1242                 if (!hpte_read_permission(pp, slb_v & key))
1243                         return status | SRR1_ISI_PROT;
1244         } else if (status & DSISR_ISSTORE) {
1245                 /* check write permission */
1246                 if (!hpte_write_permission(pp, slb_v & key))
1247                         return status | DSISR_PROTFAULT;
1248         } else {
1249                 if (!hpte_read_permission(pp, slb_v & key))
1250                         return status | DSISR_PROTFAULT;
1251         }
1252
1253         /* Check storage key, if applicable */
1254         if (data && (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_DR)) {
1255                 unsigned int perm = hpte_get_skey_perm(gr, vcpu->arch.amr);
1256                 if (status & DSISR_ISSTORE)
1257                         perm >>= 1;
1258                 if (perm & 1)
1259                         return status | DSISR_KEYFAULT;
1260         }
1261
1262         /* Save HPTE info for virtual-mode handler */
1263         vcpu->arch.pgfault_addr = addr;
1264         vcpu->arch.pgfault_index = index;
1265         vcpu->arch.pgfault_hpte[0] = v;
1266         vcpu->arch.pgfault_hpte[1] = r;
1267         vcpu->arch.pgfault_cache = cache_entry;
1268
1269         /* Check the storage key to see if it is possibly emulated MMIO */
1270         if ((r & (HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO)) ==
1271             (HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO)) {
1272                 if (!cache_entry) {
1273                         unsigned int pshift = 12;
1274                         unsigned int pshift_index;
1275
1276                         if (slb_v & SLB_VSID_L) {
1277                                 pshift_index = ((slb_v & SLB_VSID_LP) >> 4);
1278                                 pshift = slb_base_page_shift[pshift_index];
1279                         }
1280                         cache_entry = next_mmio_cache_entry(vcpu);
1281                         cache_entry->eaddr = addr;
1282                         cache_entry->slb_base_pshift = pshift;
1283                         cache_entry->pte_index = index;
1284                         cache_entry->hpte_v = v;
1285                         cache_entry->hpte_r = r;
1286                         cache_entry->rpte = gr;
1287                         cache_entry->slb_v = slb_v;
1288                         cache_entry->mmio_update = mmio_update;
1289                 }
1290                 if (data && (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_IR))
1291                         return -2;      /* MMIO emulation - load instr word */
1292         }
1293
1294         return -1;              /* send fault up to host kernel mode */
1295 }