include cleanup: Update gfp.h and slab.h includes to prepare for breaking implicit...
[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), stlbe->mas1, stlbe->mas2,
230                              stlbe->mas3, stlbe->mas7);
231 }
232
233 static void kvmppc_e500_tlb1_invalidate(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
234                 gva_t eaddr, gva_t eend, u32 tid)
235 {
236         unsigned int pid = tid & 0xff;
237         unsigned int i;
238
239         /* XXX Replace loop with fancy data structures. */
240         for (i = 0; i < vcpu_e500->guest_tlb_size[1]; i++) {
241                 struct tlbe *stlbe = &vcpu_e500->shadow_tlb[1][i];
242                 unsigned int tid;
243
244                 if (!get_tlb_v(stlbe))
245                         continue;
246
247                 if (eend < get_tlb_eaddr(stlbe))
248                         continue;
249
250                 if (eaddr > get_tlb_end(stlbe))
251                         continue;
252
253                 tid = get_tlb_tid(stlbe);
254                 if (tid && (tid != pid))
255                         continue;
256
257                 kvmppc_e500_stlbe_invalidate(vcpu_e500, 1, i);
258                 write_host_tlbe(vcpu_e500, 1, i);
259         }
260 }
261
262 static inline void kvmppc_e500_deliver_tlb_miss(struct kvm_vcpu *vcpu,
263                 unsigned int eaddr, int as)
264 {
265         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
266         unsigned int victim, pidsel, tsized;
267         int tlbsel;
268
269         /* since we only have two TLBs, only lower bit is used. */
270         tlbsel = (vcpu_e500->mas4 >> 28) & 0x1;
271         victim = (tlbsel == 0) ? tlb0_get_next_victim(vcpu_e500) : 0;
272         pidsel = (vcpu_e500->mas4 >> 16) & 0xf;
273         tsized = (vcpu_e500->mas4 >> 7) & 0x1f;
274
275         vcpu_e500->mas0 = MAS0_TLBSEL(tlbsel) | MAS0_ESEL(victim)
276                 | MAS0_NV(vcpu_e500->guest_tlb_nv[tlbsel]);
277         vcpu_e500->mas1 = MAS1_VALID | (as ? MAS1_TS : 0)
278                 | MAS1_TID(vcpu_e500->pid[pidsel])
279                 | MAS1_TSIZE(tsized);
280         vcpu_e500->mas2 = (eaddr & MAS2_EPN)
281                 | (vcpu_e500->mas4 & MAS2_ATTRIB_MASK);
282         vcpu_e500->mas3 &= MAS3_U0 | MAS3_U1 | MAS3_U2 | MAS3_U3;
283         vcpu_e500->mas6 = (vcpu_e500->mas6 & MAS6_SPID1)
284                 | (get_cur_pid(vcpu) << 16)
285                 | (as ? MAS6_SAS : 0);
286         vcpu_e500->mas7 = 0;
287 }
288
289 static inline void kvmppc_e500_shadow_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
290         u64 gvaddr, gfn_t gfn, struct tlbe *gtlbe, int tlbsel, int esel)
291 {
292         struct page *new_page;
293         struct tlbe *stlbe;
294         hpa_t hpaddr;
295
296         stlbe = &vcpu_e500->shadow_tlb[tlbsel][esel];
297
298         /* Get reference to new page. */
299         new_page = gfn_to_page(vcpu_e500->vcpu.kvm, gfn);
300         if (is_error_page(new_page)) {
301                 printk(KERN_ERR "Couldn't get guest page for gfn %lx!\n", gfn);
302                 kvm_release_page_clean(new_page);
303                 return;
304         }
305         hpaddr = page_to_phys(new_page);
306
307         /* Drop reference to old page. */
308         kvmppc_e500_shadow_release(vcpu_e500, tlbsel, esel);
309
310         vcpu_e500->shadow_pages[tlbsel][esel] = new_page;
311
312         /* Force TS=1 IPROT=0 TSIZE=4KB for all guest mappings. */
313         stlbe->mas1 = MAS1_TSIZE(BOOK3E_PAGESZ_4K)
314                 | MAS1_TID(get_tlb_tid(gtlbe)) | MAS1_TS | MAS1_VALID;
315         stlbe->mas2 = (gvaddr & MAS2_EPN)
316                 | e500_shadow_mas2_attrib(gtlbe->mas2,
317                                 vcpu_e500->vcpu.arch.msr & MSR_PR);
318         stlbe->mas3 = (hpaddr & MAS3_RPN)
319                 | e500_shadow_mas3_attrib(gtlbe->mas3,
320                                 vcpu_e500->vcpu.arch.msr & MSR_PR);
321         stlbe->mas7 = (hpaddr >> 32) & MAS7_RPN;
322
323         trace_kvm_stlb_write(index_of(tlbsel, esel), stlbe->mas1, stlbe->mas2,
324                              stlbe->mas3, stlbe->mas7);
325 }
326
327 /* XXX only map the one-one case, for now use TLB0 */
328 static int kvmppc_e500_stlbe_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
329                 int tlbsel, int esel)
330 {
331         struct tlbe *gtlbe;
332
333         gtlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][esel];
334
335         kvmppc_e500_shadow_map(vcpu_e500, get_tlb_eaddr(gtlbe),
336                         get_tlb_raddr(gtlbe) >> PAGE_SHIFT,
337                         gtlbe, tlbsel, esel);
338
339         return esel;
340 }
341
342 /* Caller must ensure that the specified guest TLB entry is safe to insert into
343  * the shadow TLB. */
344 /* XXX for both one-one and one-to-many , for now use TLB1 */
345 static int kvmppc_e500_tlb1_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
346                 u64 gvaddr, gfn_t gfn, struct tlbe *gtlbe)
347 {
348         unsigned int victim;
349
350         victim = vcpu_e500->guest_tlb_nv[1]++;
351
352         if (unlikely(vcpu_e500->guest_tlb_nv[1] >= tlb1_max_shadow_size()))
353                 vcpu_e500->guest_tlb_nv[1] = 0;
354
355         kvmppc_e500_shadow_map(vcpu_e500, gvaddr, gfn, gtlbe, 1, victim);
356
357         return victim;
358 }
359
360 /* Invalidate all guest kernel mappings when enter usermode,
361  * so that when they fault back in they will get the
362  * proper permission bits. */
363 void kvmppc_mmu_priv_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, int usermode)
364 {
365         if (usermode) {
366                 struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
367                 int i;
368
369                 /* XXX Replace loop with fancy data structures. */
370                 for (i = 0; i < tlb1_max_shadow_size(); i++)
371                         kvmppc_e500_stlbe_invalidate(vcpu_e500, 1, i);
372
373                 _tlbil_all();
374         }
375 }
376
377 static int kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
378                 int tlbsel, int esel)
379 {
380         struct tlbe *gtlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][esel];
381
382         if (unlikely(get_tlb_iprot(gtlbe)))
383                 return -1;
384
385         if (tlbsel == 1) {
386                 kvmppc_e500_tlb1_invalidate(vcpu_e500, get_tlb_eaddr(gtlbe),
387                                 get_tlb_end(gtlbe),
388                                 get_tlb_tid(gtlbe));
389         } else {
390                 kvmppc_e500_stlbe_invalidate(vcpu_e500, tlbsel, esel);
391         }
392
393         gtlbe->mas1 = 0;
394
395         return 0;
396 }
397
398 int kvmppc_e500_emul_mt_mmucsr0(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500, ulong value)
399 {
400         int esel;
401
402         if (value & MMUCSR0_TLB0FI)
403                 for (esel = 0; esel < vcpu_e500->guest_tlb_size[0]; esel++)
404                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, 0, esel);
405         if (value & MMUCSR0_TLB1FI)
406                 for (esel = 0; esel < vcpu_e500->guest_tlb_size[1]; esel++)
407                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, 1, esel);
408
409         _tlbil_all();
410
411         return EMULATE_DONE;
412 }
413
414 int kvmppc_e500_emul_tlbivax(struct kvm_vcpu *vcpu, int ra, int rb)
415 {
416         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
417         unsigned int ia;
418         int esel, tlbsel;
419         gva_t ea;
420
421         ea = ((ra) ? kvmppc_get_gpr(vcpu, ra) : 0) + kvmppc_get_gpr(vcpu, rb);
422
423         ia = (ea >> 2) & 0x1;
424
425         /* since we only have two TLBs, only lower bit is used. */
426         tlbsel = (ea >> 3) & 0x1;
427
428         if (ia) {
429                 /* invalidate all entries */
430                 for (esel = 0; esel < vcpu_e500->guest_tlb_size[tlbsel]; esel++)
431                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, tlbsel, esel);
432         } else {
433                 ea &= 0xfffff000;
434                 esel = kvmppc_e500_tlb_index(vcpu_e500, ea, tlbsel,
435                                 get_cur_pid(vcpu), -1);
436                 if (esel >= 0)
437                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, tlbsel, esel);
438         }
439
440         _tlbil_all();
441
442         return EMULATE_DONE;
443 }
444
445 int kvmppc_e500_emul_tlbre(struct kvm_vcpu *vcpu)
446 {
447         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
448         int tlbsel, esel;
449         struct tlbe *gtlbe;
450
451         tlbsel = get_tlb_tlbsel(vcpu_e500);
452         esel = get_tlb_esel(vcpu_e500, tlbsel);
453
454         gtlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][esel];
455         vcpu_e500->mas0 &= ~MAS0_NV(~0);
456         vcpu_e500->mas0 |= MAS0_NV(vcpu_e500->guest_tlb_nv[tlbsel]);
457         vcpu_e500->mas1 = gtlbe->mas1;
458         vcpu_e500->mas2 = gtlbe->mas2;
459         vcpu_e500->mas3 = gtlbe->mas3;
460         vcpu_e500->mas7 = gtlbe->mas7;
461
462         return EMULATE_DONE;
463 }
464
465 int kvmppc_e500_emul_tlbsx(struct kvm_vcpu *vcpu, int rb)
466 {
467         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
468         int as = !!get_cur_sas(vcpu_e500);
469         unsigned int pid = get_cur_spid(vcpu_e500);
470         int esel, tlbsel;
471         struct tlbe *gtlbe = NULL;
472         gva_t ea;
473
474         ea = kvmppc_get_gpr(vcpu, rb);
475
476         for (tlbsel = 0; tlbsel < 2; tlbsel++) {
477                 esel = kvmppc_e500_tlb_index(vcpu_e500, ea, tlbsel, pid, as);
478                 if (esel >= 0) {
479                         gtlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][esel];
480                         break;
481                 }
482         }
483
484         if (gtlbe) {
485                 vcpu_e500->mas0 = MAS0_TLBSEL(tlbsel) | MAS0_ESEL(esel)
486                         | MAS0_NV(vcpu_e500->guest_tlb_nv[tlbsel]);
487                 vcpu_e500->mas1 = gtlbe->mas1;
488                 vcpu_e500->mas2 = gtlbe->mas2;
489                 vcpu_e500->mas3 = gtlbe->mas3;
490                 vcpu_e500->mas7 = gtlbe->mas7;
491         } else {
492                 int victim;
493
494                 /* since we only have two TLBs, only lower bit is used. */
495                 tlbsel = vcpu_e500->mas4 >> 28 & 0x1;
496                 victim = (tlbsel == 0) ? tlb0_get_next_victim(vcpu_e500) : 0;
497
498                 vcpu_e500->mas0 = MAS0_TLBSEL(tlbsel) | MAS0_ESEL(victim)
499                         | MAS0_NV(vcpu_e500->guest_tlb_nv[tlbsel]);
500                 vcpu_e500->mas1 = (vcpu_e500->mas6 & MAS6_SPID0)
501                         | (vcpu_e500->mas6 & (MAS6_SAS ? MAS1_TS : 0))
502                         | (vcpu_e500->mas4 & MAS4_TSIZED(~0));
503                 vcpu_e500->mas2 &= MAS2_EPN;
504                 vcpu_e500->mas2 |= vcpu_e500->mas4 & MAS2_ATTRIB_MASK;
505                 vcpu_e500->mas3 &= MAS3_U0 | MAS3_U1 | MAS3_U2 | MAS3_U3;
506                 vcpu_e500->mas7 = 0;
507         }
508
509         return EMULATE_DONE;
510 }
511
512 int kvmppc_e500_emul_tlbwe(struct kvm_vcpu *vcpu)
513 {
514         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
515         u64 eaddr;
516         u64 raddr;
517         u32 tid;
518         struct tlbe *gtlbe;
519         int tlbsel, esel, stlbsel, sesel;
520
521         tlbsel = get_tlb_tlbsel(vcpu_e500);
522         esel = get_tlb_esel(vcpu_e500, tlbsel);
523
524         gtlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][esel];
525
526         if (get_tlb_v(gtlbe) && tlbsel == 1) {
527                 eaddr = get_tlb_eaddr(gtlbe);
528                 tid = get_tlb_tid(gtlbe);
529                 kvmppc_e500_tlb1_invalidate(vcpu_e500, eaddr,
530                                 get_tlb_end(gtlbe), tid);
531         }
532
533         gtlbe->mas1 = vcpu_e500->mas1;
534         gtlbe->mas2 = vcpu_e500->mas2;
535         gtlbe->mas3 = vcpu_e500->mas3;
536         gtlbe->mas7 = vcpu_e500->mas7;
537
538         trace_kvm_gtlb_write(vcpu_e500->mas0, gtlbe->mas1, gtlbe->mas2,
539                              gtlbe->mas3, gtlbe->mas7);
540
541         /* Invalidate shadow mappings for the about-to-be-clobbered TLBE. */
542         if (tlbe_is_host_safe(vcpu, gtlbe)) {
543                 switch (tlbsel) {
544                 case 0:
545                         /* TLB0 */
546                         gtlbe->mas1 &= ~MAS1_TSIZE(~0);
547                         gtlbe->mas1 |= MAS1_TSIZE(BOOK3E_PAGESZ_4K);
548
549                         stlbsel = 0;
550                         sesel = kvmppc_e500_stlbe_map(vcpu_e500, 0, esel);
551
552                         break;
553
554                 case 1:
555                         /* TLB1 */
556                         eaddr = get_tlb_eaddr(gtlbe);
557                         raddr = get_tlb_raddr(gtlbe);
558
559                         /* Create a 4KB mapping on the host.
560                          * If the guest wanted a large page,
561                          * only the first 4KB is mapped here and the rest
562                          * are mapped on the fly. */
563                         stlbsel = 1;
564                         sesel = kvmppc_e500_tlb1_map(vcpu_e500, eaddr,
565                                         raddr >> PAGE_SHIFT, gtlbe);
566                         break;
567
568                 default:
569                         BUG();
570                 }
571                 write_host_tlbe(vcpu_e500, stlbsel, sesel);
572         }
573
574         return EMULATE_DONE;
575 }
576
577 int kvmppc_mmu_itlb_index(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr)
578 {
579         unsigned int as = !!(vcpu->arch.msr & MSR_IS);
580
581         return kvmppc_e500_tlb_search(vcpu, eaddr, get_cur_pid(vcpu), as);
582 }
583
584 int kvmppc_mmu_dtlb_index(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr)
585 {
586         unsigned int as = !!(vcpu->arch.msr & MSR_DS);
587
588         return kvmppc_e500_tlb_search(vcpu, eaddr, get_cur_pid(vcpu), as);
589 }
590
591 void kvmppc_mmu_itlb_miss(struct kvm_vcpu *vcpu)
592 {
593         unsigned int as = !!(vcpu->arch.msr & MSR_IS);
594
595         kvmppc_e500_deliver_tlb_miss(vcpu, vcpu->arch.pc, as);
596 }
597
598 void kvmppc_mmu_dtlb_miss(struct kvm_vcpu *vcpu)
599 {
600         unsigned int as = !!(vcpu->arch.msr & MSR_DS);
601
602         kvmppc_e500_deliver_tlb_miss(vcpu, vcpu->arch.fault_dear, as);
603 }
604
605 gpa_t kvmppc_mmu_xlate(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned int index,
606                         gva_t eaddr)
607 {
608         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
609         struct tlbe *gtlbe =
610                 &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel_of(index)][esel_of(index)];
611         u64 pgmask = get_tlb_bytes(gtlbe) - 1;
612
613         return get_tlb_raddr(gtlbe) | (eaddr & pgmask);
614 }
615
616 void kvmppc_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu)
617 {
618         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
619         int tlbsel, i;
620
621         for (tlbsel = 0; tlbsel < 2; tlbsel++)
622                 for (i = 0; i < vcpu_e500->guest_tlb_size[tlbsel]; i++)
623                         kvmppc_e500_shadow_release(vcpu_e500, tlbsel, i);
624
625         /* discard all guest mapping */
626         _tlbil_all();
627 }
628
629 void kvmppc_mmu_map(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 eaddr, gpa_t gpaddr,
630                         unsigned int index)
631 {
632         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
633         int tlbsel = tlbsel_of(index);
634         int esel = esel_of(index);
635         int stlbsel, sesel;
636
637         switch (tlbsel) {
638         case 0:
639                 stlbsel = 0;
640                 sesel = esel;
641                 break;
642
643         case 1: {
644                 gfn_t gfn = gpaddr >> PAGE_SHIFT;
645                 struct tlbe *gtlbe
646                         = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][esel];
647
648                 stlbsel = 1;
649                 sesel = kvmppc_e500_tlb1_map(vcpu_e500, eaddr, gfn, gtlbe);
650                 break;
651         }
652
653         default:
654                 BUG();
655                 break;
656         }
657         write_host_tlbe(vcpu_e500, stlbsel, sesel);
658 }
659
660 int kvmppc_e500_tlb_search(struct kvm_vcpu *vcpu,
661                                 gva_t eaddr, unsigned int pid, int as)
662 {
663         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
664         int esel, tlbsel;
665
666         for (tlbsel = 0; tlbsel < 2; tlbsel++) {
667                 esel = kvmppc_e500_tlb_index(vcpu_e500, eaddr, tlbsel, pid, as);
668                 if (esel >= 0)
669                         return index_of(tlbsel, esel);
670         }
671
672         return -1;
673 }
674
675 void kvmppc_e500_tlb_setup(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
676 {
677         struct tlbe *tlbe;
678
679         /* Insert large initial mapping for guest. */
680         tlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[1][0];
681         tlbe->mas1 = MAS1_VALID | MAS1_TSIZE(BOOK3E_PAGESZ_256M);
682         tlbe->mas2 = 0;
683         tlbe->mas3 = E500_TLB_SUPER_PERM_MASK;
684         tlbe->mas7 = 0;
685
686         /* 4K map for serial output. Used by kernel wrapper. */
687         tlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[1][1];
688         tlbe->mas1 = MAS1_VALID | MAS1_TSIZE(BOOK3E_PAGESZ_4K);
689         tlbe->mas2 = (0xe0004500 & 0xFFFFF000) | MAS2_I | MAS2_G;
690         tlbe->mas3 = (0xe0004500 & 0xFFFFF000) | E500_TLB_SUPER_PERM_MASK;
691         tlbe->mas7 = 0;
692 }
693
694 int kvmppc_e500_tlb_init(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
695 {
696         tlb1_entry_num = mfspr(SPRN_TLB1CFG) & 0xFFF;
697
698         vcpu_e500->guest_tlb_size[0] = KVM_E500_TLB0_SIZE;
699         vcpu_e500->guest_tlb[0] =
700                 kzalloc(sizeof(struct tlbe) * KVM_E500_TLB0_SIZE, GFP_KERNEL);
701         if (vcpu_e500->guest_tlb[0] == NULL)
702                 goto err_out;
703
704         vcpu_e500->shadow_tlb_size[0] = KVM_E500_TLB0_SIZE;
705         vcpu_e500->shadow_tlb[0] =
706                 kzalloc(sizeof(struct tlbe) * KVM_E500_TLB0_SIZE, GFP_KERNEL);
707         if (vcpu_e500->shadow_tlb[0] == NULL)
708                 goto err_out_guest0;
709
710         vcpu_e500->guest_tlb_size[1] = KVM_E500_TLB1_SIZE;
711         vcpu_e500->guest_tlb[1] =
712                 kzalloc(sizeof(struct tlbe) * KVM_E500_TLB1_SIZE, GFP_KERNEL);
713         if (vcpu_e500->guest_tlb[1] == NULL)
714                 goto err_out_shadow0;
715
716         vcpu_e500->shadow_tlb_size[1] = tlb1_entry_num;
717         vcpu_e500->shadow_tlb[1] =
718                 kzalloc(sizeof(struct tlbe) * tlb1_entry_num, GFP_KERNEL);
719         if (vcpu_e500->shadow_tlb[1] == NULL)
720                 goto err_out_guest1;
721
722         vcpu_e500->shadow_pages[0] = (struct page **)
723                 kzalloc(sizeof(struct page *) * KVM_E500_TLB0_SIZE, GFP_KERNEL);
724         if (vcpu_e500->shadow_pages[0] == NULL)
725                 goto err_out_shadow1;
726
727         vcpu_e500->shadow_pages[1] = (struct page **)
728                 kzalloc(sizeof(struct page *) * tlb1_entry_num, GFP_KERNEL);
729         if (vcpu_e500->shadow_pages[1] == NULL)
730                 goto err_out_page0;
731
732         /* Init TLB configuration register */
733         vcpu_e500->tlb0cfg = mfspr(SPRN_TLB0CFG) & ~0xfffUL;
734         vcpu_e500->tlb0cfg |= vcpu_e500->guest_tlb_size[0];
735         vcpu_e500->tlb1cfg = mfspr(SPRN_TLB1CFG) & ~0xfffUL;
736         vcpu_e500->tlb1cfg |= vcpu_e500->guest_tlb_size[1];
737
738         return 0;
739
740 err_out_page0:
741         kfree(vcpu_e500->shadow_pages[0]);
742 err_out_shadow1:
743         kfree(vcpu_e500->shadow_tlb[1]);
744 err_out_guest1:
745         kfree(vcpu_e500->guest_tlb[1]);
746 err_out_shadow0:
747         kfree(vcpu_e500->shadow_tlb[0]);
748 err_out_guest0:
749         kfree(vcpu_e500->guest_tlb[0]);
750 err_out:
751         return -1;
752 }
753
754 void kvmppc_e500_tlb_uninit(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
755 {
756         kfree(vcpu_e500->shadow_pages[1]);
757         kfree(vcpu_e500->shadow_pages[0]);
758         kfree(vcpu_e500->shadow_tlb[1]);
759         kfree(vcpu_e500->guest_tlb[1]);
760         kfree(vcpu_e500->shadow_tlb[0]);
761         kfree(vcpu_e500->guest_tlb[0]);
762 }