KVM: PPC: Allow for read-only pages backing a Book3S HV guest
[linux-3.10.git] / arch / powerpc / kvm / book3s_64_mmu_hv.c
1 /*
2  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
3  * it under the terms of the GNU General Public License, version 2, as
4  * published by the Free Software Foundation.
5  *
6  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
7  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
8  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
9  * GNU General Public License for more details.
10  *
11  * You should have received a copy of the GNU General Public License
12  * along with this program; if not, write to the Free Software
13  * Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
14  *
15  * Copyright 2010 Paul Mackerras, IBM Corp. <paulus@au1.ibm.com>
16  */
17
18 #include <linux/types.h>
19 #include <linux/string.h>
20 #include <linux/kvm.h>
21 #include <linux/kvm_host.h>
22 #include <linux/highmem.h>
23 #include <linux/gfp.h>
24 #include <linux/slab.h>
25 #include <linux/hugetlb.h>
26 #include <linux/vmalloc.h>
27
28 #include <asm/tlbflush.h>
29 #include <asm/kvm_ppc.h>
30 #include <asm/kvm_book3s.h>
31 #include <asm/mmu-hash64.h>
32 #include <asm/hvcall.h>
33 #include <asm/synch.h>
34 #include <asm/ppc-opcode.h>
35 #include <asm/cputable.h>
36
37 /* POWER7 has 10-bit LPIDs, PPC970 has 6-bit LPIDs */
38 #define MAX_LPID_970    63
39 #define NR_LPIDS        (LPID_RSVD + 1)
40 unsigned long lpid_inuse[BITS_TO_LONGS(NR_LPIDS)];
41
42 long kvmppc_alloc_hpt(struct kvm *kvm)
43 {
44         unsigned long hpt;
45         unsigned long lpid;
46         struct revmap_entry *rev;
47
48         /* Allocate guest's hashed page table */
49         hpt = __get_free_pages(GFP_KERNEL|__GFP_ZERO|__GFP_REPEAT|__GFP_NOWARN,
50                                HPT_ORDER - PAGE_SHIFT);
51         if (!hpt) {
52                 pr_err("kvm_alloc_hpt: Couldn't alloc HPT\n");
53                 return -ENOMEM;
54         }
55         kvm->arch.hpt_virt = hpt;
56
57         /* Allocate reverse map array */
58         rev = vmalloc(sizeof(struct revmap_entry) * HPT_NPTE);
59         if (!rev) {
60                 pr_err("kvmppc_alloc_hpt: Couldn't alloc reverse map array\n");
61                 goto out_freehpt;
62         }
63         kvm->arch.revmap = rev;
64
65         /* Allocate the guest's logical partition ID */
66         do {
67                 lpid = find_first_zero_bit(lpid_inuse, NR_LPIDS);
68                 if (lpid >= NR_LPIDS) {
69                         pr_err("kvm_alloc_hpt: No LPIDs free\n");
70                         goto out_freeboth;
71                 }
72         } while (test_and_set_bit(lpid, lpid_inuse));
73
74         kvm->arch.sdr1 = __pa(hpt) | (HPT_ORDER - 18);
75         kvm->arch.lpid = lpid;
76
77         pr_info("KVM guest htab at %lx, LPID %lx\n", hpt, lpid);
78         return 0;
79
80  out_freeboth:
81         vfree(rev);
82  out_freehpt:
83         free_pages(hpt, HPT_ORDER - PAGE_SHIFT);
84         return -ENOMEM;
85 }
86
87 void kvmppc_free_hpt(struct kvm *kvm)
88 {
89         clear_bit(kvm->arch.lpid, lpid_inuse);
90         vfree(kvm->arch.revmap);
91         free_pages(kvm->arch.hpt_virt, HPT_ORDER - PAGE_SHIFT);
92 }
93
94 /* Bits in first HPTE dword for pagesize 4k, 64k or 16M */
95 static inline unsigned long hpte0_pgsize_encoding(unsigned long pgsize)
96 {
97         return (pgsize > 0x1000) ? HPTE_V_LARGE : 0;
98 }
99
100 /* Bits in second HPTE dword for pagesize 4k, 64k or 16M */
101 static inline unsigned long hpte1_pgsize_encoding(unsigned long pgsize)
102 {
103         return (pgsize == 0x10000) ? 0x1000 : 0;
104 }
105
106 void kvmppc_map_vrma(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_memory_slot *memslot,
107                      unsigned long porder)
108 {
109         unsigned long i;
110         unsigned long npages;
111         unsigned long hp_v, hp_r;
112         unsigned long addr, hash;
113         unsigned long psize;
114         unsigned long hp0, hp1;
115         long ret;
116
117         psize = 1ul << porder;
118         npages = memslot->npages >> (porder - PAGE_SHIFT);
119
120         /* VRMA can't be > 1TB */
121         if (npages > 1ul << (40 - porder))
122                 npages = 1ul << (40 - porder);
123         /* Can't use more than 1 HPTE per HPTEG */
124         if (npages > HPT_NPTEG)
125                 npages = HPT_NPTEG;
126
127         hp0 = HPTE_V_1TB_SEG | (VRMA_VSID << (40 - 16)) |
128                 HPTE_V_BOLTED | hpte0_pgsize_encoding(psize);
129         hp1 = hpte1_pgsize_encoding(psize) |
130                 HPTE_R_R | HPTE_R_C | HPTE_R_M | PP_RWXX;
131
132         for (i = 0; i < npages; ++i) {
133                 addr = i << porder;
134                 /* can't use hpt_hash since va > 64 bits */
135                 hash = (i ^ (VRMA_VSID ^ (VRMA_VSID << 25))) & HPT_HASH_MASK;
136                 /*
137                  * We assume that the hash table is empty and no
138                  * vcpus are using it at this stage.  Since we create
139                  * at most one HPTE per HPTEG, we just assume entry 7
140                  * is available and use it.
141                  */
142                 hash = (hash << 3) + 7;
143                 hp_v = hp0 | ((addr >> 16) & ~0x7fUL);
144                 hp_r = hp1 | addr;
145                 ret = kvmppc_virtmode_h_enter(vcpu, H_EXACT, hash, hp_v, hp_r);
146                 if (ret != H_SUCCESS) {
147                         pr_err("KVM: map_vrma at %lx failed, ret=%ld\n",
148                                addr, ret);
149                         break;
150                 }
151         }
152 }
153
154 int kvmppc_mmu_hv_init(void)
155 {
156         unsigned long host_lpid, rsvd_lpid;
157
158         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
159                 return -EINVAL;
160
161         memset(lpid_inuse, 0, sizeof(lpid_inuse));
162
163         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_206)) {
164                 host_lpid = mfspr(SPRN_LPID);   /* POWER7 */
165                 rsvd_lpid = LPID_RSVD;
166         } else {
167                 host_lpid = 0;                  /* PPC970 */
168                 rsvd_lpid = MAX_LPID_970;
169         }
170
171         set_bit(host_lpid, lpid_inuse);
172         /* rsvd_lpid is reserved for use in partition switching */
173         set_bit(rsvd_lpid, lpid_inuse);
174
175         return 0;
176 }
177
178 void kvmppc_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu)
179 {
180 }
181
182 static void kvmppc_mmu_book3s_64_hv_reset_msr(struct kvm_vcpu *vcpu)
183 {
184         kvmppc_set_msr(vcpu, MSR_SF | MSR_ME);
185 }
186
187 /*
188  * This is called to get a reference to a guest page if there isn't
189  * one already in the kvm->arch.slot_phys[][] arrays.
190  */
191 static long kvmppc_get_guest_page(struct kvm *kvm, unsigned long gfn,
192                                   struct kvm_memory_slot *memslot,
193                                   unsigned long psize)
194 {
195         unsigned long start;
196         long np, err;
197         struct page *page, *hpage, *pages[1];
198         unsigned long s, pgsize;
199         unsigned long *physp;
200         unsigned int is_io, got, pgorder;
201         struct vm_area_struct *vma;
202         unsigned long pfn, i, npages;
203
204         physp = kvm->arch.slot_phys[memslot->id];
205         if (!physp)
206                 return -EINVAL;
207         if (physp[gfn - memslot->base_gfn])
208                 return 0;
209
210         is_io = 0;
211         got = 0;
212         page = NULL;
213         pgsize = psize;
214         err = -EINVAL;
215         start = gfn_to_hva_memslot(memslot, gfn);
216
217         /* Instantiate and get the page we want access to */
218         np = get_user_pages_fast(start, 1, 1, pages);
219         if (np != 1) {
220                 /* Look up the vma for the page */
221                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
222                 vma = find_vma(current->mm, start);
223                 if (!vma || vma->vm_start > start ||
224                     start + psize > vma->vm_end ||
225                     !(vma->vm_flags & VM_PFNMAP))
226                         goto up_err;
227                 is_io = hpte_cache_bits(pgprot_val(vma->vm_page_prot));
228                 pfn = vma->vm_pgoff + ((start - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
229                 /* check alignment of pfn vs. requested page size */
230                 if (psize > PAGE_SIZE && (pfn & ((psize >> PAGE_SHIFT) - 1)))
231                         goto up_err;
232                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
233
234         } else {
235                 page = pages[0];
236                 got = KVMPPC_GOT_PAGE;
237
238                 /* See if this is a large page */
239                 s = PAGE_SIZE;
240                 if (PageHuge(page)) {
241                         hpage = compound_head(page);
242                         s <<= compound_order(hpage);
243                         /* Get the whole large page if slot alignment is ok */
244                         if (s > psize && slot_is_aligned(memslot, s) &&
245                             !(memslot->userspace_addr & (s - 1))) {
246                                 start &= ~(s - 1);
247                                 pgsize = s;
248                                 page = hpage;
249                         }
250                 }
251                 if (s < psize)
252                         goto out;
253                 pfn = page_to_pfn(page);
254         }
255
256         npages = pgsize >> PAGE_SHIFT;
257         pgorder = __ilog2(npages);
258         physp += (gfn - memslot->base_gfn) & ~(npages - 1);
259         spin_lock(&kvm->arch.slot_phys_lock);
260         for (i = 0; i < npages; ++i) {
261                 if (!physp[i]) {
262                         physp[i] = ((pfn + i) << PAGE_SHIFT) +
263                                 got + is_io + pgorder;
264                         got = 0;
265                 }
266         }
267         spin_unlock(&kvm->arch.slot_phys_lock);
268         err = 0;
269
270  out:
271         if (got) {
272                 if (PageHuge(page))
273                         page = compound_head(page);
274                 put_page(page);
275         }
276         return err;
277
278  up_err:
279         up_read(&current->mm->mmap_sem);
280         return err;
281 }
282
283 /*
284  * We come here on a H_ENTER call from the guest when we are not
285  * using mmu notifiers and we don't have the requested page pinned
286  * already.
287  */
288 long kvmppc_virtmode_h_enter(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
289                         long pte_index, unsigned long pteh, unsigned long ptel)
290 {
291         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
292         unsigned long psize, gpa, gfn;
293         struct kvm_memory_slot *memslot;
294         long ret;
295
296         if (kvm->arch.using_mmu_notifiers)
297                 goto do_insert;
298
299         psize = hpte_page_size(pteh, ptel);
300         if (!psize)
301                 return H_PARAMETER;
302
303         pteh &= ~(HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID);
304
305         /* Find the memslot (if any) for this address */
306         gpa = (ptel & HPTE_R_RPN) & ~(psize - 1);
307         gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
308         memslot = gfn_to_memslot(kvm, gfn);
309         if (memslot && !(memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID)) {
310                 if (!slot_is_aligned(memslot, psize))
311                         return H_PARAMETER;
312                 if (kvmppc_get_guest_page(kvm, gfn, memslot, psize) < 0)
313                         return H_PARAMETER;
314         }
315
316  do_insert:
317         /* Protect linux PTE lookup from page table destruction */
318         rcu_read_lock_sched();  /* this disables preemption too */
319         vcpu->arch.pgdir = current->mm->pgd;
320         ret = kvmppc_h_enter(vcpu, flags, pte_index, pteh, ptel);
321         rcu_read_unlock_sched();
322         if (ret == H_TOO_HARD) {
323                 /* this can't happen */
324                 pr_err("KVM: Oops, kvmppc_h_enter returned too hard!\n");
325                 ret = H_RESOURCE;       /* or something */
326         }
327         return ret;
328
329 }
330
331 static struct kvmppc_slb *kvmppc_mmu_book3s_hv_find_slbe(struct kvm_vcpu *vcpu,
332                                                          gva_t eaddr)
333 {
334         u64 mask;
335         int i;
336
337         for (i = 0; i < vcpu->arch.slb_nr; i++) {
338                 if (!(vcpu->arch.slb[i].orige & SLB_ESID_V))
339                         continue;
340
341                 if (vcpu->arch.slb[i].origv & SLB_VSID_B_1T)
342                         mask = ESID_MASK_1T;
343                 else
344                         mask = ESID_MASK;
345
346                 if (((vcpu->arch.slb[i].orige ^ eaddr) & mask) == 0)
347                         return &vcpu->arch.slb[i];
348         }
349         return NULL;
350 }
351
352 static unsigned long kvmppc_mmu_get_real_addr(unsigned long v, unsigned long r,
353                         unsigned long ea)
354 {
355         unsigned long ra_mask;
356
357         ra_mask = hpte_page_size(v, r) - 1;
358         return (r & HPTE_R_RPN & ~ra_mask) | (ea & ra_mask);
359 }
360
361 static int kvmppc_mmu_book3s_64_hv_xlate(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr,
362                         struct kvmppc_pte *gpte, bool data)
363 {
364         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
365         struct kvmppc_slb *slbe;
366         unsigned long slb_v;
367         unsigned long pp, key;
368         unsigned long v, gr;
369         unsigned long *hptep;
370         int index;
371         int virtmode = vcpu->arch.shregs.msr & (data ? MSR_DR : MSR_IR);
372
373         /* Get SLB entry */
374         if (virtmode) {
375                 slbe = kvmppc_mmu_book3s_hv_find_slbe(vcpu, eaddr);
376                 if (!slbe)
377                         return -EINVAL;
378                 slb_v = slbe->origv;
379         } else {
380                 /* real mode access */
381                 slb_v = vcpu->kvm->arch.vrma_slb_v;
382         }
383
384         /* Find the HPTE in the hash table */
385         index = kvmppc_hv_find_lock_hpte(kvm, eaddr, slb_v,
386                                          HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT);
387         if (index < 0)
388                 return -ENOENT;
389         hptep = (unsigned long *)(kvm->arch.hpt_virt + (index << 4));
390         v = hptep[0] & ~HPTE_V_HVLOCK;
391         gr = kvm->arch.revmap[index].guest_rpte;
392
393         /* Unlock the HPTE */
394         asm volatile("lwsync" : : : "memory");
395         hptep[0] = v;
396
397         gpte->eaddr = eaddr;
398         gpte->vpage = ((v & HPTE_V_AVPN) << 4) | ((eaddr >> 12) & 0xfff);
399
400         /* Get PP bits and key for permission check */
401         pp = gr & (HPTE_R_PP0 | HPTE_R_PP);
402         key = (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_PR) ? SLB_VSID_KP : SLB_VSID_KS;
403         key &= slb_v;
404
405         /* Calculate permissions */
406         gpte->may_read = hpte_read_permission(pp, key);
407         gpte->may_write = hpte_write_permission(pp, key);
408         gpte->may_execute = gpte->may_read && !(gr & (HPTE_R_N | HPTE_R_G));
409
410         /* Storage key permission check for POWER7 */
411         if (data && virtmode && cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_206)) {
412                 int amrfield = hpte_get_skey_perm(gr, vcpu->arch.amr);
413                 if (amrfield & 1)
414                         gpte->may_read = 0;
415                 if (amrfield & 2)
416                         gpte->may_write = 0;
417         }
418
419         /* Get the guest physical address */
420         gpte->raddr = kvmppc_mmu_get_real_addr(v, gr, eaddr);
421         return 0;
422 }
423
424 /*
425  * Quick test for whether an instruction is a load or a store.
426  * If the instruction is a load or a store, then this will indicate
427  * which it is, at least on server processors.  (Embedded processors
428  * have some external PID instructions that don't follow the rule
429  * embodied here.)  If the instruction isn't a load or store, then
430  * this doesn't return anything useful.
431  */
432 static int instruction_is_store(unsigned int instr)
433 {
434         unsigned int mask;
435
436         mask = 0x10000000;
437         if ((instr & 0xfc000000) == 0x7c000000)
438                 mask = 0x100;           /* major opcode 31 */
439         return (instr & mask) != 0;
440 }
441
442 static int kvmppc_hv_emulate_mmio(struct kvm_run *run, struct kvm_vcpu *vcpu,
443                                   unsigned long gpa, int is_store)
444 {
445         int ret;
446         u32 last_inst;
447         unsigned long srr0 = kvmppc_get_pc(vcpu);
448
449         /* We try to load the last instruction.  We don't let
450          * emulate_instruction do it as it doesn't check what
451          * kvmppc_ld returns.
452          * If we fail, we just return to the guest and try executing it again.
453          */
454         if (vcpu->arch.last_inst == KVM_INST_FETCH_FAILED) {
455                 ret = kvmppc_ld(vcpu, &srr0, sizeof(u32), &last_inst, false);
456                 if (ret != EMULATE_DONE || last_inst == KVM_INST_FETCH_FAILED)
457                         return RESUME_GUEST;
458                 vcpu->arch.last_inst = last_inst;
459         }
460
461         /*
462          * WARNING: We do not know for sure whether the instruction we just
463          * read from memory is the same that caused the fault in the first
464          * place.  If the instruction we read is neither an load or a store,
465          * then it can't access memory, so we don't need to worry about
466          * enforcing access permissions.  So, assuming it is a load or
467          * store, we just check that its direction (load or store) is
468          * consistent with the original fault, since that's what we
469          * checked the access permissions against.  If there is a mismatch
470          * we just return and retry the instruction.
471          */
472
473         if (instruction_is_store(vcpu->arch.last_inst) != !!is_store)
474                 return RESUME_GUEST;
475
476         /*
477          * Emulated accesses are emulated by looking at the hash for
478          * translation once, then performing the access later. The
479          * translation could be invalidated in the meantime in which
480          * point performing the subsequent memory access on the old
481          * physical address could possibly be a security hole for the
482          * guest (but not the host).
483          *
484          * This is less of an issue for MMIO stores since they aren't
485          * globally visible. It could be an issue for MMIO loads to
486          * a certain extent but we'll ignore it for now.
487          */
488
489         vcpu->arch.paddr_accessed = gpa;
490         return kvmppc_emulate_mmio(run, vcpu);
491 }
492
493 int kvmppc_book3s_hv_page_fault(struct kvm_run *run, struct kvm_vcpu *vcpu,
494                                 unsigned long ea, unsigned long dsisr)
495 {
496         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
497         unsigned long *hptep, hpte[3], r;
498         unsigned long mmu_seq, psize, pte_size;
499         unsigned long gfn, hva, pfn;
500         struct kvm_memory_slot *memslot;
501         unsigned long *rmap;
502         struct revmap_entry *rev;
503         struct page *page, *pages[1];
504         long index, ret, npages;
505         unsigned long is_io;
506         unsigned int writing, write_ok;
507         struct vm_area_struct *vma;
508
509         /*
510          * Real-mode code has already searched the HPT and found the
511          * entry we're interested in.  Lock the entry and check that
512          * it hasn't changed.  If it has, just return and re-execute the
513          * instruction.
514          */
515         if (ea != vcpu->arch.pgfault_addr)
516                 return RESUME_GUEST;
517         index = vcpu->arch.pgfault_index;
518         hptep = (unsigned long *)(kvm->arch.hpt_virt + (index << 4));
519         rev = &kvm->arch.revmap[index];
520         preempt_disable();
521         while (!try_lock_hpte(hptep, HPTE_V_HVLOCK))
522                 cpu_relax();
523         hpte[0] = hptep[0] & ~HPTE_V_HVLOCK;
524         hpte[1] = hptep[1];
525         hpte[2] = r = rev->guest_rpte;
526         asm volatile("lwsync" : : : "memory");
527         hptep[0] = hpte[0];
528         preempt_enable();
529
530         if (hpte[0] != vcpu->arch.pgfault_hpte[0] ||
531             hpte[1] != vcpu->arch.pgfault_hpte[1])
532                 return RESUME_GUEST;
533
534         /* Translate the logical address and get the page */
535         psize = hpte_page_size(hpte[0], r);
536         gfn = hpte_rpn(r, psize);
537         memslot = gfn_to_memslot(kvm, gfn);
538
539         /* No memslot means it's an emulated MMIO region */
540         if (!memslot || (memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID)) {
541                 unsigned long gpa = (gfn << PAGE_SHIFT) | (ea & (psize - 1));
542                 return kvmppc_hv_emulate_mmio(run, vcpu, gpa,
543                                               dsisr & DSISR_ISSTORE);
544         }
545
546         if (!kvm->arch.using_mmu_notifiers)
547                 return -EFAULT;         /* should never get here */
548
549         /* used to check for invalidations in progress */
550         mmu_seq = kvm->mmu_notifier_seq;
551         smp_rmb();
552
553         is_io = 0;
554         pfn = 0;
555         page = NULL;
556         pte_size = PAGE_SIZE;
557         writing = (dsisr & DSISR_ISSTORE) != 0;
558         /* If writing != 0, then the HPTE must allow writing, if we get here */
559         write_ok = writing;
560         hva = gfn_to_hva_memslot(memslot, gfn);
561         npages = get_user_pages_fast(hva, 1, writing, pages);
562         if (npages < 1) {
563                 /* Check if it's an I/O mapping */
564                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
565                 vma = find_vma(current->mm, hva);
566                 if (vma && vma->vm_start <= hva && hva + psize <= vma->vm_end &&
567                     (vma->vm_flags & VM_PFNMAP)) {
568                         pfn = vma->vm_pgoff +
569                                 ((hva - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
570                         pte_size = psize;
571                         is_io = hpte_cache_bits(pgprot_val(vma->vm_page_prot));
572                         write_ok = vma->vm_flags & VM_WRITE;
573                 }
574                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
575                 if (!pfn)
576                         return -EFAULT;
577         } else {
578                 page = pages[0];
579                 if (PageHuge(page)) {
580                         page = compound_head(page);
581                         pte_size <<= compound_order(page);
582                 }
583                 /* if the guest wants write access, see if that is OK */
584                 if (!writing && hpte_is_writable(r)) {
585                         pte_t *ptep, pte;
586
587                         /*
588                          * We need to protect against page table destruction
589                          * while looking up and updating the pte.
590                          */
591                         rcu_read_lock_sched();
592                         ptep = find_linux_pte_or_hugepte(current->mm->pgd,
593                                                          hva, NULL);
594                         if (ptep && pte_present(*ptep)) {
595                                 pte = kvmppc_read_update_linux_pte(ptep, 1);
596                                 if (pte_write(pte))
597                                         write_ok = 1;
598                         }
599                         rcu_read_unlock_sched();
600                 }
601                 pfn = page_to_pfn(page);
602         }
603
604         ret = -EFAULT;
605         if (psize > pte_size)
606                 goto out_put;
607
608         /* Check WIMG vs. the actual page we're accessing */
609         if (!hpte_cache_flags_ok(r, is_io)) {
610                 if (is_io)
611                         return -EFAULT;
612                 /*
613                  * Allow guest to map emulated device memory as
614                  * uncacheable, but actually make it cacheable.
615                  */
616                 r = (r & ~(HPTE_R_W|HPTE_R_I|HPTE_R_G)) | HPTE_R_M;
617         }
618
619         /* Set the HPTE to point to pfn */
620         r = (r & ~(HPTE_R_PP0 - pte_size)) | (pfn << PAGE_SHIFT);
621         if (hpte_is_writable(r) && !write_ok)
622                 r = hpte_make_readonly(r);
623         ret = RESUME_GUEST;
624         preempt_disable();
625         while (!try_lock_hpte(hptep, HPTE_V_HVLOCK))
626                 cpu_relax();
627         if ((hptep[0] & ~HPTE_V_HVLOCK) != hpte[0] || hptep[1] != hpte[1] ||
628             rev->guest_rpte != hpte[2])
629                 /* HPTE has been changed under us; let the guest retry */
630                 goto out_unlock;
631         hpte[0] = (hpte[0] & ~HPTE_V_ABSENT) | HPTE_V_VALID;
632
633         rmap = &memslot->rmap[gfn - memslot->base_gfn];
634         lock_rmap(rmap);
635
636         /* Check if we might have been invalidated; let the guest retry if so */
637         ret = RESUME_GUEST;
638         if (mmu_notifier_retry(vcpu, mmu_seq)) {
639                 unlock_rmap(rmap);
640                 goto out_unlock;
641         }
642
643         if (hptep[0] & HPTE_V_VALID) {
644                 /* HPTE was previously valid, so we need to invalidate it */
645                 unlock_rmap(rmap);
646                 hptep[0] |= HPTE_V_ABSENT;
647                 kvmppc_invalidate_hpte(kvm, hptep, index);
648         } else {
649                 kvmppc_add_revmap_chain(kvm, rev, rmap, index, 0);
650         }
651
652         hptep[1] = r;
653         eieio();
654         hptep[0] = hpte[0];
655         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
656         preempt_enable();
657         if (page && hpte_is_writable(r))
658                 SetPageDirty(page);
659
660  out_put:
661         if (page)
662                 put_page(page);
663         return ret;
664
665  out_unlock:
666         hptep[0] &= ~HPTE_V_HVLOCK;
667         preempt_enable();
668         goto out_put;
669 }
670
671 static int kvm_handle_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva,
672                           int (*handler)(struct kvm *kvm, unsigned long *rmapp,
673                                          unsigned long gfn))
674 {
675         int ret;
676         int retval = 0;
677         struct kvm_memslots *slots;
678         struct kvm_memory_slot *memslot;
679
680         slots = kvm_memslots(kvm);
681         kvm_for_each_memslot(memslot, slots) {
682                 unsigned long start = memslot->userspace_addr;
683                 unsigned long end;
684
685                 end = start + (memslot->npages << PAGE_SHIFT);
686                 if (hva >= start && hva < end) {
687                         gfn_t gfn_offset = (hva - start) >> PAGE_SHIFT;
688
689                         ret = handler(kvm, &memslot->rmap[gfn_offset],
690                                       memslot->base_gfn + gfn_offset);
691                         retval |= ret;
692                 }
693         }
694
695         return retval;
696 }
697
698 static int kvm_unmap_rmapp(struct kvm *kvm, unsigned long *rmapp,
699                            unsigned long gfn)
700 {
701         struct revmap_entry *rev = kvm->arch.revmap;
702         unsigned long h, i, j;
703         unsigned long *hptep;
704         unsigned long ptel, psize;
705
706         for (;;) {
707                 while (test_and_set_bit_lock(KVMPPC_RMAP_LOCK_BIT, rmapp))
708                         cpu_relax();
709                 if (!(*rmapp & KVMPPC_RMAP_PRESENT)) {
710                         __clear_bit_unlock(KVMPPC_RMAP_LOCK_BIT, rmapp);
711                         break;
712                 }
713
714                 /*
715                  * To avoid an ABBA deadlock with the HPTE lock bit,
716                  * we have to unlock the rmap chain before locking the HPTE.
717                  * Thus we remove the first entry, unlock the rmap chain,
718                  * lock the HPTE and then check that it is for the
719                  * page we're unmapping before changing it to non-present.
720                  */
721                 i = *rmapp & KVMPPC_RMAP_INDEX;
722                 j = rev[i].forw;
723                 if (j == i) {
724                         /* chain is now empty */
725                         j = 0;
726                 } else {
727                         /* remove i from chain */
728                         h = rev[i].back;
729                         rev[h].forw = j;
730                         rev[j].back = h;
731                         rev[i].forw = rev[i].back = i;
732                         j |= KVMPPC_RMAP_PRESENT;
733                 }
734                 smp_wmb();
735                 *rmapp = j | (1ul << KVMPPC_RMAP_REF_BIT);
736
737                 /* Now lock, check and modify the HPTE */
738                 hptep = (unsigned long *) (kvm->arch.hpt_virt + (i << 4));
739                 while (!try_lock_hpte(hptep, HPTE_V_HVLOCK))
740                         cpu_relax();
741                 ptel = rev[i].guest_rpte;
742                 psize = hpte_page_size(hptep[0], ptel);
743                 if ((hptep[0] & HPTE_V_VALID) &&
744                     hpte_rpn(ptel, psize) == gfn) {
745                         kvmppc_invalidate_hpte(kvm, hptep, i);
746                         hptep[0] |= HPTE_V_ABSENT;
747                 }
748                 hptep[0] &= ~HPTE_V_HVLOCK;
749         }
750         return 0;
751 }
752
753 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva)
754 {
755         if (kvm->arch.using_mmu_notifiers)
756                 kvm_handle_hva(kvm, hva, kvm_unmap_rmapp);
757         return 0;
758 }
759
760 static int kvm_age_rmapp(struct kvm *kvm, unsigned long *rmapp,
761                          unsigned long gfn)
762 {
763         if (!kvm->arch.using_mmu_notifiers)
764                 return 0;
765         if (!(*rmapp & KVMPPC_RMAP_REFERENCED))
766                 return 0;
767         kvm_unmap_rmapp(kvm, rmapp, gfn);
768         while (test_and_set_bit_lock(KVMPPC_RMAP_LOCK_BIT, rmapp))
769                 cpu_relax();
770         __clear_bit(KVMPPC_RMAP_REF_BIT, rmapp);
771         __clear_bit_unlock(KVMPPC_RMAP_LOCK_BIT, rmapp);
772         return 1;
773 }
774
775 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva)
776 {
777         if (!kvm->arch.using_mmu_notifiers)
778                 return 0;
779         return kvm_handle_hva(kvm, hva, kvm_age_rmapp);
780 }
781
782 static int kvm_test_age_rmapp(struct kvm *kvm, unsigned long *rmapp,
783                               unsigned long gfn)
784 {
785         return !!(*rmapp & KVMPPC_RMAP_REFERENCED);
786 }
787
788 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva)
789 {
790         if (!kvm->arch.using_mmu_notifiers)
791                 return 0;
792         return kvm_handle_hva(kvm, hva, kvm_test_age_rmapp);
793 }
794
795 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte)
796 {
797         if (!kvm->arch.using_mmu_notifiers)
798                 return;
799         kvm_handle_hva(kvm, hva, kvm_unmap_rmapp);
800 }
801
802 void *kvmppc_pin_guest_page(struct kvm *kvm, unsigned long gpa,
803                             unsigned long *nb_ret)
804 {
805         struct kvm_memory_slot *memslot;
806         unsigned long gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
807         struct page *page, *pages[1];
808         int npages;
809         unsigned long hva, psize, offset;
810         unsigned long pa;
811         unsigned long *physp;
812
813         memslot = gfn_to_memslot(kvm, gfn);
814         if (!memslot || (memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID))
815                 return NULL;
816         if (!kvm->arch.using_mmu_notifiers) {
817                 physp = kvm->arch.slot_phys[memslot->id];
818                 if (!physp)
819                         return NULL;
820                 physp += gfn - memslot->base_gfn;
821                 pa = *physp;
822                 if (!pa) {
823                         if (kvmppc_get_guest_page(kvm, gfn, memslot,
824                                                   PAGE_SIZE) < 0)
825                                 return NULL;
826                         pa = *physp;
827                 }
828                 page = pfn_to_page(pa >> PAGE_SHIFT);
829         } else {
830                 hva = gfn_to_hva_memslot(memslot, gfn);
831                 npages = get_user_pages_fast(hva, 1, 1, pages);
832                 if (npages < 1)
833                         return NULL;
834                 page = pages[0];
835         }
836         psize = PAGE_SIZE;
837         if (PageHuge(page)) {
838                 page = compound_head(page);
839                 psize <<= compound_order(page);
840         }
841         if (!kvm->arch.using_mmu_notifiers)
842                 get_page(page);
843         offset = gpa & (psize - 1);
844         if (nb_ret)
845                 *nb_ret = psize - offset;
846         return page_address(page) + offset;
847 }
848
849 void kvmppc_unpin_guest_page(struct kvm *kvm, void *va)
850 {
851         struct page *page = virt_to_page(va);
852
853         page = compound_head(page);
854         put_page(page);
855 }
856
857 void kvmppc_mmu_book3s_hv_init(struct kvm_vcpu *vcpu)
858 {
859         struct kvmppc_mmu *mmu = &vcpu->arch.mmu;
860
861         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_206))
862                 vcpu->arch.slb_nr = 32;         /* POWER7 */
863         else
864                 vcpu->arch.slb_nr = 64;
865
866         mmu->xlate = kvmppc_mmu_book3s_64_hv_xlate;
867         mmu->reset_msr = kvmppc_mmu_book3s_64_hv_reset_msr;
868
869         vcpu->arch.hflags |= BOOK3S_HFLAG_SLB;
870 }