a413883cf94898ce385a21121d2de543319db1e2
[linux-2.6.git] / arch / powerpc / kvm / e500_tlb.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2008 Freescale Semiconductor, Inc. All rights reserved.
3  *
4  * Author: Yu Liu, yu.liu@freescale.com
5  *
6  * Description:
7  * This file is based on arch/powerpc/kvm/44x_tlb.c,
8  * by Hollis Blanchard <hollisb@us.ibm.com>.
9  *
10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
11  * it under the terms of the GNU General Public License, version 2, as
12  * published by the Free Software Foundation.
13  */
14
15 #include <linux/types.h>
16 #include <linux/slab.h>
17 #include <linux/string.h>
18 #include <linux/kvm.h>
19 #include <linux/kvm_host.h>
20 #include <linux/highmem.h>
21 #include <asm/kvm_ppc.h>
22 #include <asm/kvm_e500.h>
23
24 #include "../mm/mmu_decl.h"
25 #include "e500_tlb.h"
26 #include "trace.h"
27
28 #define to_htlb1_esel(esel) (tlb1_entry_num - (esel) - 1)
29
30 static unsigned int tlb1_entry_num;
31
32 void kvmppc_dump_tlbs(struct kvm_vcpu *vcpu)
33 {
34         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
35         struct tlbe *tlbe;
36         int i, tlbsel;
37
38         printk("| %8s | %8s | %8s | %8s | %8s |\n",
39                         "nr", "mas1", "mas2", "mas3", "mas7");
40
41         for (tlbsel = 0; tlbsel < 2; tlbsel++) {
42                 printk("Guest TLB%d:\n", tlbsel);
43                 for (i = 0; i < vcpu_e500->guest_tlb_size[tlbsel]; i++) {
44                         tlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][i];
45                         if (tlbe->mas1 & MAS1_VALID)
46                                 printk(" G[%d][%3d] |  %08X | %08X | %08X | %08X |\n",
47                                         tlbsel, i, tlbe->mas1, tlbe->mas2,
48                                         tlbe->mas3, tlbe->mas7);
49                 }
50         }
51
52         for (tlbsel = 0; tlbsel < 2; tlbsel++) {
53                 printk("Shadow TLB%d:\n", tlbsel);
54                 for (i = 0; i < vcpu_e500->shadow_tlb_size[tlbsel]; i++) {
55                         tlbe = &vcpu_e500->shadow_tlb[tlbsel][i];
56                         if (tlbe->mas1 & MAS1_VALID)
57                                 printk(" S[%d][%3d] |  %08X | %08X | %08X | %08X |\n",
58                                         tlbsel, i, tlbe->mas1, tlbe->mas2,
59                                         tlbe->mas3, tlbe->mas7);
60                 }
61         }
62 }
63
64 static inline unsigned int tlb0_get_next_victim(
65                 struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
66 {
67         unsigned int victim;
68
69         victim = vcpu_e500->guest_tlb_nv[0]++;
70         if (unlikely(vcpu_e500->guest_tlb_nv[0] >= KVM_E500_TLB0_WAY_NUM))
71                 vcpu_e500->guest_tlb_nv[0] = 0;
72
73         return victim;
74 }
75
76 static inline unsigned int tlb1_max_shadow_size(void)
77 {
78         return tlb1_entry_num - tlbcam_index;
79 }
80
81 static inline int tlbe_is_writable(struct tlbe *tlbe)
82 {
83         return tlbe->mas3 & (MAS3_SW|MAS3_UW);
84 }
85
86 static inline u32 e500_shadow_mas3_attrib(u32 mas3, int usermode)
87 {
88         /* Mask off reserved bits. */
89         mas3 &= MAS3_ATTRIB_MASK;
90
91         if (!usermode) {
92                 /* Guest is in supervisor mode,
93                  * so we need to translate guest
94                  * supervisor permissions into user permissions. */
95                 mas3 &= ~E500_TLB_USER_PERM_MASK;
96                 mas3 |= (mas3 & E500_TLB_SUPER_PERM_MASK) << 1;
97         }
98
99         return mas3 | E500_TLB_SUPER_PERM_MASK;
100 }
101
102 static inline u32 e500_shadow_mas2_attrib(u32 mas2, int usermode)
103 {
104 #ifdef CONFIG_SMP
105         return (mas2 & MAS2_ATTRIB_MASK) | MAS2_M;
106 #else
107         return mas2 & MAS2_ATTRIB_MASK;
108 #endif
109 }
110
111 /*
112  * writing shadow tlb entry to host TLB
113  */
114 static inline void __write_host_tlbe(struct tlbe *stlbe)
115 {
116         mtspr(SPRN_MAS1, stlbe->mas1);
117         mtspr(SPRN_MAS2, stlbe->mas2);
118         mtspr(SPRN_MAS3, stlbe->mas3);
119         mtspr(SPRN_MAS7, stlbe->mas7);
120         __asm__ __volatile__ ("tlbwe\n" : : );
121 }
122
123 static inline void write_host_tlbe(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
124                 int tlbsel, int esel)
125 {
126         struct tlbe *stlbe = &vcpu_e500->shadow_tlb[tlbsel][esel];
127
128         local_irq_disable();
129         if (tlbsel == 0) {
130                 __write_host_tlbe(stlbe);
131         } else {
132                 unsigned register mas0;
133
134                 mas0 = mfspr(SPRN_MAS0);
135
136                 mtspr(SPRN_MAS0, MAS0_TLBSEL(1) | MAS0_ESEL(to_htlb1_esel(esel)));
137                 __write_host_tlbe(stlbe);
138
139                 mtspr(SPRN_MAS0, mas0);
140         }
141         local_irq_enable();
142 }
143
144 void kvmppc_e500_tlb_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu)
145 {
146         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
147         int i;
148         unsigned register mas0;
149
150         /* Load all valid TLB1 entries to reduce guest tlb miss fault */
151         local_irq_disable();
152         mas0 = mfspr(SPRN_MAS0);
153         for (i = 0; i < tlb1_max_shadow_size(); i++) {
154                 struct tlbe *stlbe = &vcpu_e500->shadow_tlb[1][i];
155
156                 if (get_tlb_v(stlbe)) {
157                         mtspr(SPRN_MAS0, MAS0_TLBSEL(1)
158                                         | MAS0_ESEL(to_htlb1_esel(i)));
159                         __write_host_tlbe(stlbe);
160                 }
161         }
162         mtspr(SPRN_MAS0, mas0);
163         local_irq_enable();
164 }
165
166 void kvmppc_e500_tlb_put(struct kvm_vcpu *vcpu)
167 {
168         _tlbil_all();
169 }
170
171 /* Search the guest TLB for a matching entry. */
172 static int kvmppc_e500_tlb_index(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
173                 gva_t eaddr, int tlbsel, unsigned int pid, int as)
174 {
175         int i;
176
177         /* XXX Replace loop with fancy data structures. */
178         for (i = 0; i < vcpu_e500->guest_tlb_size[tlbsel]; i++) {
179                 struct tlbe *tlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][i];
180                 unsigned int tid;
181
182                 if (eaddr < get_tlb_eaddr(tlbe))
183                         continue;
184
185                 if (eaddr > get_tlb_end(tlbe))
186                         continue;
187
188                 tid = get_tlb_tid(tlbe);
189                 if (tid && (tid != pid))
190                         continue;
191
192                 if (!get_tlb_v(tlbe))
193                         continue;
194
195                 if (get_tlb_ts(tlbe) != as && as != -1)
196                         continue;
197
198                 return i;
199         }
200
201         return -1;
202 }
203
204 static void kvmppc_e500_shadow_release(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
205                 int tlbsel, int esel)
206 {
207         struct tlbe *stlbe = &vcpu_e500->shadow_tlb[tlbsel][esel];
208         struct page *page = vcpu_e500->shadow_pages[tlbsel][esel];
209
210         if (page) {
211                 vcpu_e500->shadow_pages[tlbsel][esel] = NULL;
212
213                 if (get_tlb_v(stlbe)) {
214                         if (tlbe_is_writable(stlbe))
215                                 kvm_release_page_dirty(page);
216                         else
217                                 kvm_release_page_clean(page);
218                 }
219         }
220 }
221
222 static void kvmppc_e500_stlbe_invalidate(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
223                 int tlbsel, int esel)
224 {
225         struct tlbe *stlbe = &vcpu_e500->shadow_tlb[tlbsel][esel];
226
227         kvmppc_e500_shadow_release(vcpu_e500, tlbsel, esel);
228         stlbe->mas1 = 0;
229         trace_kvm_stlb_inval(index_of(tlbsel, esel));
230 }
231
232 static void kvmppc_e500_tlb1_invalidate(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
233                 gva_t eaddr, gva_t eend, u32 tid)
234 {
235         unsigned int pid = tid & 0xff;
236         unsigned int i;
237
238         /* XXX Replace loop with fancy data structures. */
239         for (i = 0; i < vcpu_e500->guest_tlb_size[1]; i++) {
240                 struct tlbe *stlbe = &vcpu_e500->shadow_tlb[1][i];
241                 unsigned int tid;
242
243                 if (!get_tlb_v(stlbe))
244                         continue;
245
246                 if (eend < get_tlb_eaddr(stlbe))
247                         continue;
248
249                 if (eaddr > get_tlb_end(stlbe))
250                         continue;
251
252                 tid = get_tlb_tid(stlbe);
253                 if (tid && (tid != pid))
254                         continue;
255
256                 kvmppc_e500_stlbe_invalidate(vcpu_e500, 1, i);
257                 write_host_tlbe(vcpu_e500, 1, i);
258         }
259 }
260
261 static inline void kvmppc_e500_deliver_tlb_miss(struct kvm_vcpu *vcpu,
262                 unsigned int eaddr, int as)
263 {
264         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
265         unsigned int victim, pidsel, tsized;
266         int tlbsel;
267
268         /* since we only have two TLBs, only lower bit is used. */
269         tlbsel = (vcpu_e500->mas4 >> 28) & 0x1;
270         victim = (tlbsel == 0) ? tlb0_get_next_victim(vcpu_e500) : 0;
271         pidsel = (vcpu_e500->mas4 >> 16) & 0xf;
272         tsized = (vcpu_e500->mas4 >> 7) & 0x1f;
273
274         vcpu_e500->mas0 = MAS0_TLBSEL(tlbsel) | MAS0_ESEL(victim)
275                 | MAS0_NV(vcpu_e500->guest_tlb_nv[tlbsel]);
276         vcpu_e500->mas1 = MAS1_VALID | (as ? MAS1_TS : 0)
277                 | MAS1_TID(vcpu_e500->pid[pidsel])
278                 | MAS1_TSIZE(tsized);
279         vcpu_e500->mas2 = (eaddr & MAS2_EPN)
280                 | (vcpu_e500->mas4 & MAS2_ATTRIB_MASK);
281         vcpu_e500->mas3 &= MAS3_U0 | MAS3_U1 | MAS3_U2 | MAS3_U3;
282         vcpu_e500->mas6 = (vcpu_e500->mas6 & MAS6_SPID1)
283                 | (get_cur_pid(vcpu) << 16)
284                 | (as ? MAS6_SAS : 0);
285         vcpu_e500->mas7 = 0;
286 }
287
288 static inline void kvmppc_e500_shadow_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
289         u64 gvaddr, gfn_t gfn, struct tlbe *gtlbe, int tlbsel, int esel)
290 {
291         struct page *new_page;
292         struct tlbe *stlbe;
293         hpa_t hpaddr;
294
295         stlbe = &vcpu_e500->shadow_tlb[tlbsel][esel];
296
297         /* Get reference to new page. */
298         new_page = gfn_to_page(vcpu_e500->vcpu.kvm, gfn);
299         if (is_error_page(new_page)) {
300                 printk(KERN_ERR "Couldn't get guest page for gfn %lx!\n", gfn);
301                 kvm_release_page_clean(new_page);
302                 return;
303         }
304         hpaddr = page_to_phys(new_page);
305
306         /* Drop reference to old page. */
307         kvmppc_e500_shadow_release(vcpu_e500, tlbsel, esel);
308
309         vcpu_e500->shadow_pages[tlbsel][esel] = new_page;
310
311         /* Force TS=1 IPROT=0 TSIZE=4KB for all guest mappings. */
312         stlbe->mas1 = MAS1_TSIZE(BOOK3E_PAGESZ_4K)
313                 | MAS1_TID(get_tlb_tid(gtlbe)) | MAS1_TS | MAS1_VALID;
314         stlbe->mas2 = (gvaddr & MAS2_EPN)
315                 | e500_shadow_mas2_attrib(gtlbe->mas2,
316                                 vcpu_e500->vcpu.arch.shared->msr & MSR_PR);
317         stlbe->mas3 = (hpaddr & MAS3_RPN)
318                 | e500_shadow_mas3_attrib(gtlbe->mas3,
319                                 vcpu_e500->vcpu.arch.shared->msr & MSR_PR);
320         stlbe->mas7 = (hpaddr >> 32) & MAS7_RPN;
321
322         trace_kvm_stlb_write(index_of(tlbsel, esel), stlbe->mas1, stlbe->mas2,
323                              stlbe->mas3, stlbe->mas7);
324 }
325
326 /* XXX only map the one-one case, for now use TLB0 */
327 static int kvmppc_e500_stlbe_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
328                 int tlbsel, int esel)
329 {
330         struct tlbe *gtlbe;
331
332         gtlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][esel];
333
334         kvmppc_e500_shadow_map(vcpu_e500, get_tlb_eaddr(gtlbe),
335                         get_tlb_raddr(gtlbe) >> PAGE_SHIFT,
336                         gtlbe, tlbsel, esel);
337
338         return esel;
339 }
340
341 /* Caller must ensure that the specified guest TLB entry is safe to insert into
342  * the shadow TLB. */
343 /* XXX for both one-one and one-to-many , for now use TLB1 */
344 static int kvmppc_e500_tlb1_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
345                 u64 gvaddr, gfn_t gfn, struct tlbe *gtlbe)
346 {
347         unsigned int victim;
348
349         victim = vcpu_e500->guest_tlb_nv[1]++;
350
351         if (unlikely(vcpu_e500->guest_tlb_nv[1] >= tlb1_max_shadow_size()))
352                 vcpu_e500->guest_tlb_nv[1] = 0;
353
354         kvmppc_e500_shadow_map(vcpu_e500, gvaddr, gfn, gtlbe, 1, victim);
355
356         return victim;
357 }
358
359 /* Invalidate all guest kernel mappings when enter usermode,
360  * so that when they fault back in they will get the
361  * proper permission bits. */
362 void kvmppc_mmu_priv_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, int usermode)
363 {
364         if (usermode) {
365                 struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
366                 int i;
367
368                 /* XXX Replace loop with fancy data structures. */
369                 for (i = 0; i < tlb1_max_shadow_size(); i++)
370                         kvmppc_e500_stlbe_invalidate(vcpu_e500, 1, i);
371
372                 _tlbil_all();
373         }
374 }
375
376 static int kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
377                 int tlbsel, int esel)
378 {
379         struct tlbe *gtlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][esel];
380
381         if (unlikely(get_tlb_iprot(gtlbe)))
382                 return -1;
383
384         if (tlbsel == 1) {
385                 kvmppc_e500_tlb1_invalidate(vcpu_e500, get_tlb_eaddr(gtlbe),
386                                 get_tlb_end(gtlbe),
387                                 get_tlb_tid(gtlbe));
388         } else {
389                 kvmppc_e500_stlbe_invalidate(vcpu_e500, tlbsel, esel);
390         }
391
392         gtlbe->mas1 = 0;
393
394         return 0;
395 }
396
397 int kvmppc_e500_emul_mt_mmucsr0(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500, ulong value)
398 {
399         int esel;
400
401         if (value & MMUCSR0_TLB0FI)
402                 for (esel = 0; esel < vcpu_e500->guest_tlb_size[0]; esel++)
403                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, 0, esel);
404         if (value & MMUCSR0_TLB1FI)
405                 for (esel = 0; esel < vcpu_e500->guest_tlb_size[1]; esel++)
406                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, 1, esel);
407
408         _tlbil_all();
409
410         return EMULATE_DONE;
411 }
412
413 int kvmppc_e500_emul_tlbivax(struct kvm_vcpu *vcpu, int ra, int rb)
414 {
415         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
416         unsigned int ia;
417         int esel, tlbsel;
418         gva_t ea;
419
420         ea = ((ra) ? kvmppc_get_gpr(vcpu, ra) : 0) + kvmppc_get_gpr(vcpu, rb);
421
422         ia = (ea >> 2) & 0x1;
423
424         /* since we only have two TLBs, only lower bit is used. */
425         tlbsel = (ea >> 3) & 0x1;
426
427         if (ia) {
428                 /* invalidate all entries */
429                 for (esel = 0; esel < vcpu_e500->guest_tlb_size[tlbsel]; esel++)
430                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, tlbsel, esel);
431         } else {
432                 ea &= 0xfffff000;
433                 esel = kvmppc_e500_tlb_index(vcpu_e500, ea, tlbsel,
434                                 get_cur_pid(vcpu), -1);
435                 if (esel >= 0)
436                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, tlbsel, esel);
437         }
438
439         _tlbil_all();
440
441         return EMULATE_DONE;
442 }
443
444 int kvmppc_e500_emul_tlbre(struct kvm_vcpu *vcpu)
445 {
446         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
447         int tlbsel, esel;
448         struct tlbe *gtlbe;
449
450         tlbsel = get_tlb_tlbsel(vcpu_e500);
451         esel = get_tlb_esel(vcpu_e500, tlbsel);
452
453         gtlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][esel];
454         vcpu_e500->mas0 &= ~MAS0_NV(~0);
455         vcpu_e500->mas0 |= MAS0_NV(vcpu_e500->guest_tlb_nv[tlbsel]);
456         vcpu_e500->mas1 = gtlbe->mas1;
457         vcpu_e500->mas2 = gtlbe->mas2;
458         vcpu_e500->mas3 = gtlbe->mas3;
459         vcpu_e500->mas7 = gtlbe->mas7;
460
461         return EMULATE_DONE;
462 }
463
464 int kvmppc_e500_emul_tlbsx(struct kvm_vcpu *vcpu, int rb)
465 {
466         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
467         int as = !!get_cur_sas(vcpu_e500);
468         unsigned int pid = get_cur_spid(vcpu_e500);
469         int esel, tlbsel;
470         struct tlbe *gtlbe = NULL;
471         gva_t ea;
472
473         ea = kvmppc_get_gpr(vcpu, rb);
474
475         for (tlbsel = 0; tlbsel < 2; tlbsel++) {
476                 esel = kvmppc_e500_tlb_index(vcpu_e500, ea, tlbsel, pid, as);
477                 if (esel >= 0) {
478                         gtlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][esel];
479                         break;
480                 }
481         }
482
483         if (gtlbe) {
484                 vcpu_e500->mas0 = MAS0_TLBSEL(tlbsel) | MAS0_ESEL(esel)
485                         | MAS0_NV(vcpu_e500->guest_tlb_nv[tlbsel]);
486                 vcpu_e500->mas1 = gtlbe->mas1;
487                 vcpu_e500->mas2 = gtlbe->mas2;
488                 vcpu_e500->mas3 = gtlbe->mas3;
489                 vcpu_e500->mas7 = gtlbe->mas7;
490         } else {
491                 int victim;
492
493                 /* since we only have two TLBs, only lower bit is used. */
494                 tlbsel = vcpu_e500->mas4 >> 28 & 0x1;
495                 victim = (tlbsel == 0) ? tlb0_get_next_victim(vcpu_e500) : 0;
496
497                 vcpu_e500->mas0 = MAS0_TLBSEL(tlbsel) | MAS0_ESEL(victim)
498                         | MAS0_NV(vcpu_e500->guest_tlb_nv[tlbsel]);
499                 vcpu_e500->mas1 = (vcpu_e500->mas6 & MAS6_SPID0)
500                         | (vcpu_e500->mas6 & (MAS6_SAS ? MAS1_TS : 0))
501                         | (vcpu_e500->mas4 & MAS4_TSIZED(~0));
502                 vcpu_e500->mas2 &= MAS2_EPN;
503                 vcpu_e500->mas2 |= vcpu_e500->mas4 & MAS2_ATTRIB_MASK;
504                 vcpu_e500->mas3 &= MAS3_U0 | MAS3_U1 | MAS3_U2 | MAS3_U3;
505                 vcpu_e500->mas7 = 0;
506         }
507
508         return EMULATE_DONE;
509 }
510
511 int kvmppc_e500_emul_tlbwe(struct kvm_vcpu *vcpu)
512 {
513         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
514         u64 eaddr;
515         u64 raddr;
516         u32 tid;
517         struct tlbe *gtlbe;
518         int tlbsel, esel, stlbsel, sesel;
519
520         tlbsel = get_tlb_tlbsel(vcpu_e500);
521         esel = get_tlb_esel(vcpu_e500, tlbsel);
522
523         gtlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][esel];
524
525         if (get_tlb_v(gtlbe) && tlbsel == 1) {
526                 eaddr = get_tlb_eaddr(gtlbe);
527                 tid = get_tlb_tid(gtlbe);
528                 kvmppc_e500_tlb1_invalidate(vcpu_e500, eaddr,
529                                 get_tlb_end(gtlbe), tid);
530         }
531
532         gtlbe->mas1 = vcpu_e500->mas1;
533         gtlbe->mas2 = vcpu_e500->mas2;
534         gtlbe->mas3 = vcpu_e500->mas3;
535         gtlbe->mas7 = vcpu_e500->mas7;
536
537         trace_kvm_gtlb_write(vcpu_e500->mas0, gtlbe->mas1, gtlbe->mas2,
538                              gtlbe->mas3, gtlbe->mas7);
539
540         /* Invalidate shadow mappings for the about-to-be-clobbered TLBE. */
541         if (tlbe_is_host_safe(vcpu, gtlbe)) {
542                 switch (tlbsel) {
543                 case 0:
544                         /* TLB0 */
545                         gtlbe->mas1 &= ~MAS1_TSIZE(~0);
546                         gtlbe->mas1 |= MAS1_TSIZE(BOOK3E_PAGESZ_4K);
547
548                         stlbsel = 0;
549                         sesel = kvmppc_e500_stlbe_map(vcpu_e500, 0, esel);
550
551                         break;
552
553                 case 1:
554                         /* TLB1 */
555                         eaddr = get_tlb_eaddr(gtlbe);
556                         raddr = get_tlb_raddr(gtlbe);
557
558                         /* Create a 4KB mapping on the host.
559                          * If the guest wanted a large page,
560                          * only the first 4KB is mapped here and the rest
561                          * are mapped on the fly. */
562                         stlbsel = 1;
563                         sesel = kvmppc_e500_tlb1_map(vcpu_e500, eaddr,
564                                         raddr >> PAGE_SHIFT, gtlbe);
565                         break;
566
567                 default:
568                         BUG();
569                 }
570                 write_host_tlbe(vcpu_e500, stlbsel, sesel);
571         }
572
573         return EMULATE_DONE;
574 }
575
576 int kvmppc_mmu_itlb_index(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr)
577 {
578         unsigned int as = !!(vcpu->arch.shared->msr & MSR_IS);
579
580         return kvmppc_e500_tlb_search(vcpu, eaddr, get_cur_pid(vcpu), as);
581 }
582
583 int kvmppc_mmu_dtlb_index(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr)
584 {
585         unsigned int as = !!(vcpu->arch.shared->msr & MSR_DS);
586
587         return kvmppc_e500_tlb_search(vcpu, eaddr, get_cur_pid(vcpu), as);
588 }
589
590 void kvmppc_mmu_itlb_miss(struct kvm_vcpu *vcpu)
591 {
592         unsigned int as = !!(vcpu->arch.shared->msr & MSR_IS);
593
594         kvmppc_e500_deliver_tlb_miss(vcpu, vcpu->arch.pc, as);
595 }
596
597 void kvmppc_mmu_dtlb_miss(struct kvm_vcpu *vcpu)
598 {
599         unsigned int as = !!(vcpu->arch.shared->msr & MSR_DS);
600
601         kvmppc_e500_deliver_tlb_miss(vcpu, vcpu->arch.fault_dear, as);
602 }
603
604 gpa_t kvmppc_mmu_xlate(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned int index,
605                         gva_t eaddr)
606 {
607         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
608         struct tlbe *gtlbe =
609                 &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel_of(index)][esel_of(index)];
610         u64 pgmask = get_tlb_bytes(gtlbe) - 1;
611
612         return get_tlb_raddr(gtlbe) | (eaddr & pgmask);
613 }
614
615 void kvmppc_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu)
616 {
617         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
618         int tlbsel, i;
619
620         for (tlbsel = 0; tlbsel < 2; tlbsel++)
621                 for (i = 0; i < vcpu_e500->guest_tlb_size[tlbsel]; i++)
622                         kvmppc_e500_shadow_release(vcpu_e500, tlbsel, i);
623
624         /* discard all guest mapping */
625         _tlbil_all();
626 }
627
628 void kvmppc_mmu_map(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 eaddr, gpa_t gpaddr,
629                         unsigned int index)
630 {
631         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
632         int tlbsel = tlbsel_of(index);
633         int esel = esel_of(index);
634         int stlbsel, sesel;
635
636         switch (tlbsel) {
637         case 0:
638                 stlbsel = 0;
639                 sesel = esel;
640                 break;
641
642         case 1: {
643                 gfn_t gfn = gpaddr >> PAGE_SHIFT;
644                 struct tlbe *gtlbe
645                         = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][esel];
646
647                 stlbsel = 1;
648                 sesel = kvmppc_e500_tlb1_map(vcpu_e500, eaddr, gfn, gtlbe);
649                 break;
650         }
651
652         default:
653                 BUG();
654                 break;
655         }
656         write_host_tlbe(vcpu_e500, stlbsel, sesel);
657 }
658
659 int kvmppc_e500_tlb_search(struct kvm_vcpu *vcpu,
660                                 gva_t eaddr, unsigned int pid, int as)
661 {
662         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
663         int esel, tlbsel;
664
665         for (tlbsel = 0; tlbsel < 2; tlbsel++) {
666                 esel = kvmppc_e500_tlb_index(vcpu_e500, eaddr, tlbsel, pid, as);
667                 if (esel >= 0)
668                         return index_of(tlbsel, esel);
669         }
670
671         return -1;
672 }
673
674 void kvmppc_e500_tlb_setup(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
675 {
676         struct tlbe *tlbe;
677
678         /* Insert large initial mapping for guest. */
679         tlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[1][0];
680         tlbe->mas1 = MAS1_VALID | MAS1_TSIZE(BOOK3E_PAGESZ_256M);
681         tlbe->mas2 = 0;
682         tlbe->mas3 = E500_TLB_SUPER_PERM_MASK;
683         tlbe->mas7 = 0;
684
685         /* 4K map for serial output. Used by kernel wrapper. */
686         tlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[1][1];
687         tlbe->mas1 = MAS1_VALID | MAS1_TSIZE(BOOK3E_PAGESZ_4K);
688         tlbe->mas2 = (0xe0004500 & 0xFFFFF000) | MAS2_I | MAS2_G;
689         tlbe->mas3 = (0xe0004500 & 0xFFFFF000) | E500_TLB_SUPER_PERM_MASK;
690         tlbe->mas7 = 0;
691 }
692
693 int kvmppc_e500_tlb_init(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
694 {
695         tlb1_entry_num = mfspr(SPRN_TLB1CFG) & 0xFFF;
696
697         vcpu_e500->guest_tlb_size[0] = KVM_E500_TLB0_SIZE;
698         vcpu_e500->guest_tlb[0] =
699                 kzalloc(sizeof(struct tlbe) * KVM_E500_TLB0_SIZE, GFP_KERNEL);
700         if (vcpu_e500->guest_tlb[0] == NULL)
701                 goto err_out;
702
703         vcpu_e500->shadow_tlb_size[0] = KVM_E500_TLB0_SIZE;
704         vcpu_e500->shadow_tlb[0] =
705                 kzalloc(sizeof(struct tlbe) * KVM_E500_TLB0_SIZE, GFP_KERNEL);
706         if (vcpu_e500->shadow_tlb[0] == NULL)
707                 goto err_out_guest0;
708
709         vcpu_e500->guest_tlb_size[1] = KVM_E500_TLB1_SIZE;
710         vcpu_e500->guest_tlb[1] =
711                 kzalloc(sizeof(struct tlbe) * KVM_E500_TLB1_SIZE, GFP_KERNEL);
712         if (vcpu_e500->guest_tlb[1] == NULL)
713                 goto err_out_shadow0;
714
715         vcpu_e500->shadow_tlb_size[1] = tlb1_entry_num;
716         vcpu_e500->shadow_tlb[1] =
717                 kzalloc(sizeof(struct tlbe) * tlb1_entry_num, GFP_KERNEL);
718         if (vcpu_e500->shadow_tlb[1] == NULL)
719                 goto err_out_guest1;
720
721         vcpu_e500->shadow_pages[0] = (struct page **)
722                 kzalloc(sizeof(struct page *) * KVM_E500_TLB0_SIZE, GFP_KERNEL);
723         if (vcpu_e500->shadow_pages[0] == NULL)
724                 goto err_out_shadow1;
725
726         vcpu_e500->shadow_pages[1] = (struct page **)
727                 kzalloc(sizeof(struct page *) * tlb1_entry_num, GFP_KERNEL);
728         if (vcpu_e500->shadow_pages[1] == NULL)
729                 goto err_out_page0;
730
731         /* Init TLB configuration register */
732         vcpu_e500->tlb0cfg = mfspr(SPRN_TLB0CFG) & ~0xfffUL;
733         vcpu_e500->tlb0cfg |= vcpu_e500->guest_tlb_size[0];
734         vcpu_e500->tlb1cfg = mfspr(SPRN_TLB1CFG) & ~0xfffUL;
735         vcpu_e500->tlb1cfg |= vcpu_e500->guest_tlb_size[1];
736
737         return 0;
738
739 err_out_page0:
740         kfree(vcpu_e500->shadow_pages[0]);
741 err_out_shadow1:
742         kfree(vcpu_e500->shadow_tlb[1]);
743 err_out_guest1:
744         kfree(vcpu_e500->guest_tlb[1]);
745 err_out_shadow0:
746         kfree(vcpu_e500->shadow_tlb[0]);
747 err_out_guest0:
748         kfree(vcpu_e500->guest_tlb[0]);
749 err_out:
750         return -1;
751 }
752
753 void kvmppc_e500_tlb_uninit(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
754 {
755         kfree(vcpu_e500->shadow_pages[1]);
756         kfree(vcpu_e500->shadow_pages[0]);
757         kfree(vcpu_e500->shadow_tlb[1]);
758         kfree(vcpu_e500->guest_tlb[1]);
759         kfree(vcpu_e500->shadow_tlb[0]);
760         kfree(vcpu_e500->guest_tlb[0]);
761 }