79751d8dd1312c97940554a8e56eb62f0baff7f1
[linux-2.6.git] / arch / powerpc / kvm / book3s_mmu_hpte.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2010 SUSE Linux Products GmbH. All rights reserved.
3  *
4  * Authors:
5  *     Alexander Graf <agraf@suse.de>
6  *
7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
8  * it under the terms of the GNU General Public License, version 2, as
9  * published by the Free Software Foundation.
10  *
11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  * GNU General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
17  * along with this program; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
19  */
20
21 #include <linux/kvm_host.h>
22 #include <linux/hash.h>
23 #include <linux/slab.h>
24 #include "trace.h"
25
26 #include <asm/kvm_ppc.h>
27 #include <asm/kvm_book3s.h>
28 #include <asm/machdep.h>
29 #include <asm/mmu_context.h>
30 #include <asm/hw_irq.h>
31
32 #define PTE_SIZE        12
33
34 static struct kmem_cache *hpte_cache;
35
36 static inline u64 kvmppc_mmu_hash_pte(u64 eaddr)
37 {
38         return hash_64(eaddr >> PTE_SIZE, HPTEG_HASH_BITS_PTE);
39 }
40
41 static inline u64 kvmppc_mmu_hash_pte_long(u64 eaddr)
42 {
43         return hash_64((eaddr & 0x0ffff000) >> PTE_SIZE,
44                        HPTEG_HASH_BITS_PTE_LONG);
45 }
46
47 static inline u64 kvmppc_mmu_hash_vpte(u64 vpage)
48 {
49         return hash_64(vpage & 0xfffffffffULL, HPTEG_HASH_BITS_VPTE);
50 }
51
52 static inline u64 kvmppc_mmu_hash_vpte_long(u64 vpage)
53 {
54         return hash_64((vpage & 0xffffff000ULL) >> 12,
55                        HPTEG_HASH_BITS_VPTE_LONG);
56 }
57
58 void kvmppc_mmu_hpte_cache_map(struct kvm_vcpu *vcpu, struct hpte_cache *pte)
59 {
60         u64 index;
61
62         trace_kvm_book3s_mmu_map(pte);
63
64         spin_lock(&vcpu->arch.mmu_lock);
65
66         /* Add to ePTE list */
67         index = kvmppc_mmu_hash_pte(pte->pte.eaddr);
68         hlist_add_head_rcu(&pte->list_pte, &vcpu->arch.hpte_hash_pte[index]);
69
70         /* Add to ePTE_long list */
71         index = kvmppc_mmu_hash_pte_long(pte->pte.eaddr);
72         hlist_add_head_rcu(&pte->list_pte_long,
73                            &vcpu->arch.hpte_hash_pte_long[index]);
74
75         /* Add to vPTE list */
76         index = kvmppc_mmu_hash_vpte(pte->pte.vpage);
77         hlist_add_head_rcu(&pte->list_vpte, &vcpu->arch.hpte_hash_vpte[index]);
78
79         /* Add to vPTE_long list */
80         index = kvmppc_mmu_hash_vpte_long(pte->pte.vpage);
81         hlist_add_head_rcu(&pte->list_vpte_long,
82                            &vcpu->arch.hpte_hash_vpte_long[index]);
83
84         spin_unlock(&vcpu->arch.mmu_lock);
85 }
86
87 static void free_pte_rcu(struct rcu_head *head)
88 {
89         struct hpte_cache *pte = container_of(head, struct hpte_cache, rcu_head);
90         kmem_cache_free(hpte_cache, pte);
91 }
92
93 static void invalidate_pte(struct kvm_vcpu *vcpu, struct hpte_cache *pte)
94 {
95         trace_kvm_book3s_mmu_invalidate(pte);
96
97         /* Different for 32 and 64 bit */
98         kvmppc_mmu_invalidate_pte(vcpu, pte);
99
100         spin_lock(&vcpu->arch.mmu_lock);
101
102         /* pte already invalidated in between? */
103         if (hlist_unhashed(&pte->list_pte)) {
104                 spin_unlock(&vcpu->arch.mmu_lock);
105                 return;
106         }
107
108         hlist_del_init_rcu(&pte->list_pte);
109         hlist_del_init_rcu(&pte->list_pte_long);
110         hlist_del_init_rcu(&pte->list_vpte);
111         hlist_del_init_rcu(&pte->list_vpte_long);
112
113         if (pte->pte.may_write)
114                 kvm_release_pfn_dirty(pte->pfn);
115         else
116                 kvm_release_pfn_clean(pte->pfn);
117
118         spin_unlock(&vcpu->arch.mmu_lock);
119
120         vcpu->arch.hpte_cache_count--;
121         call_rcu(&pte->rcu_head, free_pte_rcu);
122 }
123
124 static void kvmppc_mmu_pte_flush_all(struct kvm_vcpu *vcpu)
125 {
126         struct hpte_cache *pte;
127         struct hlist_node *node;
128         int i;
129
130         rcu_read_lock();
131
132         for (i = 0; i < HPTEG_HASH_NUM_VPTE_LONG; i++) {
133                 struct hlist_head *list = &vcpu->arch.hpte_hash_vpte_long[i];
134
135                 hlist_for_each_entry_rcu(pte, node, list, list_vpte_long)
136                         invalidate_pte(vcpu, pte);
137         }
138
139         rcu_read_unlock();
140 }
141
142 static void kvmppc_mmu_pte_flush_page(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong guest_ea)
143 {
144         struct hlist_head *list;
145         struct hlist_node *node;
146         struct hpte_cache *pte;
147
148         /* Find the list of entries in the map */
149         list = &vcpu->arch.hpte_hash_pte[kvmppc_mmu_hash_pte(guest_ea)];
150
151         rcu_read_lock();
152
153         /* Check the list for matching entries and invalidate */
154         hlist_for_each_entry_rcu(pte, node, list, list_pte)
155                 if ((pte->pte.eaddr & ~0xfffUL) == guest_ea)
156                         invalidate_pte(vcpu, pte);
157
158         rcu_read_unlock();
159 }
160
161 static void kvmppc_mmu_pte_flush_long(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong guest_ea)
162 {
163         struct hlist_head *list;
164         struct hlist_node *node;
165         struct hpte_cache *pte;
166
167         /* Find the list of entries in the map */
168         list = &vcpu->arch.hpte_hash_pte_long[
169                         kvmppc_mmu_hash_pte_long(guest_ea)];
170
171         rcu_read_lock();
172
173         /* Check the list for matching entries and invalidate */
174         hlist_for_each_entry_rcu(pte, node, list, list_pte_long)
175                 if ((pte->pte.eaddr & 0x0ffff000UL) == guest_ea)
176                         invalidate_pte(vcpu, pte);
177
178         rcu_read_unlock();
179 }
180
181 void kvmppc_mmu_pte_flush(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong guest_ea, ulong ea_mask)
182 {
183         trace_kvm_book3s_mmu_flush("", vcpu, guest_ea, ea_mask);
184         guest_ea &= ea_mask;
185
186         switch (ea_mask) {
187         case ~0xfffUL:
188                 kvmppc_mmu_pte_flush_page(vcpu, guest_ea);
189                 break;
190         case 0x0ffff000:
191                 kvmppc_mmu_pte_flush_long(vcpu, guest_ea);
192                 break;
193         case 0:
194                 /* Doing a complete flush -> start from scratch */
195                 kvmppc_mmu_pte_flush_all(vcpu);
196                 break;
197         default:
198                 WARN_ON(1);
199                 break;
200         }
201 }
202
203 /* Flush with mask 0xfffffffff */
204 static void kvmppc_mmu_pte_vflush_short(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_vp)
205 {
206         struct hlist_head *list;
207         struct hlist_node *node;
208         struct hpte_cache *pte;
209         u64 vp_mask = 0xfffffffffULL;
210
211         list = &vcpu->arch.hpte_hash_vpte[kvmppc_mmu_hash_vpte(guest_vp)];
212
213         rcu_read_lock();
214
215         /* Check the list for matching entries and invalidate */
216         hlist_for_each_entry_rcu(pte, node, list, list_vpte)
217                 if ((pte->pte.vpage & vp_mask) == guest_vp)
218                         invalidate_pte(vcpu, pte);
219
220         rcu_read_unlock();
221 }
222
223 /* Flush with mask 0xffffff000 */
224 static void kvmppc_mmu_pte_vflush_long(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_vp)
225 {
226         struct hlist_head *list;
227         struct hlist_node *node;
228         struct hpte_cache *pte;
229         u64 vp_mask = 0xffffff000ULL;
230
231         list = &vcpu->arch.hpte_hash_vpte_long[
232                 kvmppc_mmu_hash_vpte_long(guest_vp)];
233
234         rcu_read_lock();
235
236         /* Check the list for matching entries and invalidate */
237         hlist_for_each_entry_rcu(pte, node, list, list_vpte_long)
238                 if ((pte->pte.vpage & vp_mask) == guest_vp)
239                         invalidate_pte(vcpu, pte);
240
241         rcu_read_unlock();
242 }
243
244 void kvmppc_mmu_pte_vflush(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_vp, u64 vp_mask)
245 {
246         trace_kvm_book3s_mmu_flush("v", vcpu, guest_vp, vp_mask);
247         guest_vp &= vp_mask;
248
249         switch(vp_mask) {
250         case 0xfffffffffULL:
251                 kvmppc_mmu_pte_vflush_short(vcpu, guest_vp);
252                 break;
253         case 0xffffff000ULL:
254                 kvmppc_mmu_pte_vflush_long(vcpu, guest_vp);
255                 break;
256         default:
257                 WARN_ON(1);
258                 return;
259         }
260 }
261
262 void kvmppc_mmu_pte_pflush(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong pa_start, ulong pa_end)
263 {
264         struct hlist_node *node;
265         struct hpte_cache *pte;
266         int i;
267
268         trace_kvm_book3s_mmu_flush("p", vcpu, pa_start, pa_end);
269
270         rcu_read_lock();
271
272         for (i = 0; i < HPTEG_HASH_NUM_VPTE_LONG; i++) {
273                 struct hlist_head *list = &vcpu->arch.hpte_hash_vpte_long[i];
274
275                 hlist_for_each_entry_rcu(pte, node, list, list_vpte_long)
276                         if ((pte->pte.raddr >= pa_start) &&
277                             (pte->pte.raddr < pa_end))
278                                 invalidate_pte(vcpu, pte);
279         }
280
281         rcu_read_unlock();
282 }
283
284 struct hpte_cache *kvmppc_mmu_hpte_cache_next(struct kvm_vcpu *vcpu)
285 {
286         struct hpte_cache *pte;
287
288         pte = kmem_cache_zalloc(hpte_cache, GFP_KERNEL);
289         vcpu->arch.hpte_cache_count++;
290
291         if (vcpu->arch.hpte_cache_count == HPTEG_CACHE_NUM)
292                 kvmppc_mmu_pte_flush_all(vcpu);
293
294         return pte;
295 }
296
297 void kvmppc_mmu_hpte_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu)
298 {
299         kvmppc_mmu_pte_flush(vcpu, 0, 0);
300 }
301
302 static void kvmppc_mmu_hpte_init_hash(struct hlist_head *hash_list, int len)
303 {
304         int i;
305
306         for (i = 0; i < len; i++)
307                 INIT_HLIST_HEAD(&hash_list[i]);
308 }
309
310 int kvmppc_mmu_hpte_init(struct kvm_vcpu *vcpu)
311 {
312         /* init hpte lookup hashes */
313         kvmppc_mmu_hpte_init_hash(vcpu->arch.hpte_hash_pte,
314                                   ARRAY_SIZE(vcpu->arch.hpte_hash_pte));
315         kvmppc_mmu_hpte_init_hash(vcpu->arch.hpte_hash_pte_long,
316                                   ARRAY_SIZE(vcpu->arch.hpte_hash_pte_long));
317         kvmppc_mmu_hpte_init_hash(vcpu->arch.hpte_hash_vpte,
318                                   ARRAY_SIZE(vcpu->arch.hpte_hash_vpte));
319         kvmppc_mmu_hpte_init_hash(vcpu->arch.hpte_hash_vpte_long,
320                                   ARRAY_SIZE(vcpu->arch.hpte_hash_vpte_long));
321
322         spin_lock_init(&vcpu->arch.mmu_lock);
323
324         return 0;
325 }
326
327 int kvmppc_mmu_hpte_sysinit(void)
328 {
329         /* init hpte slab cache */
330         hpte_cache = kmem_cache_create("kvm-spt", sizeof(struct hpte_cache),
331                                        sizeof(struct hpte_cache), 0, NULL);
332
333         return 0;
334 }
335
336 void kvmppc_mmu_hpte_sysexit(void)
337 {
338         kmem_cache_destroy(hpte_cache);
339 }