KVM: ppc: e500: Fix the bug that mas0 update to wrong value when read TLB entry
[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/string.h>
17 #include <linux/kvm.h>
18 #include <linux/kvm_host.h>
19 #include <linux/highmem.h>
20 #include <asm/kvm_ppc.h>
21 #include <asm/kvm_e500.h>
22
23 #include "../mm/mmu_decl.h"
24 #include "e500_tlb.h"
25
26 #define to_htlb1_esel(esel) (tlb1_entry_num - (esel) - 1)
27
28 static unsigned int tlb1_entry_num;
29
30 void kvmppc_dump_tlbs(struct kvm_vcpu *vcpu)
31 {
32         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
33         struct tlbe *tlbe;
34         int i, tlbsel;
35
36         printk("| %8s | %8s | %8s | %8s | %8s |\n",
37                         "nr", "mas1", "mas2", "mas3", "mas7");
38
39         for (tlbsel = 0; tlbsel < 2; tlbsel++) {
40                 printk("Guest TLB%d:\n", tlbsel);
41                 for (i = 0; i < vcpu_e500->guest_tlb_size[tlbsel]; i++) {
42                         tlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][i];
43                         if (tlbe->mas1 & MAS1_VALID)
44                                 printk(" G[%d][%3d] |  %08X | %08X | %08X | %08X |\n",
45                                         tlbsel, i, tlbe->mas1, tlbe->mas2,
46                                         tlbe->mas3, tlbe->mas7);
47                 }
48         }
49
50         for (tlbsel = 0; tlbsel < 2; tlbsel++) {
51                 printk("Shadow TLB%d:\n", tlbsel);
52                 for (i = 0; i < vcpu_e500->shadow_tlb_size[tlbsel]; i++) {
53                         tlbe = &vcpu_e500->shadow_tlb[tlbsel][i];
54                         if (tlbe->mas1 & MAS1_VALID)
55                                 printk(" S[%d][%3d] |  %08X | %08X | %08X | %08X |\n",
56                                         tlbsel, i, tlbe->mas1, tlbe->mas2,
57                                         tlbe->mas3, tlbe->mas7);
58                 }
59         }
60 }
61
62 static inline unsigned int tlb0_get_next_victim(
63                 struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
64 {
65         unsigned int victim;
66
67         victim = vcpu_e500->guest_tlb_nv[0]++;
68         if (unlikely(vcpu_e500->guest_tlb_nv[0] >= KVM_E500_TLB0_WAY_NUM))
69                 vcpu_e500->guest_tlb_nv[0] = 0;
70
71         return victim;
72 }
73
74 static inline unsigned int tlb1_max_shadow_size(void)
75 {
76         return tlb1_entry_num - tlbcam_index;
77 }
78
79 static inline int tlbe_is_writable(struct tlbe *tlbe)
80 {
81         return tlbe->mas3 & (MAS3_SW|MAS3_UW);
82 }
83
84 static inline u32 e500_shadow_mas3_attrib(u32 mas3, int usermode)
85 {
86         /* Mask off reserved bits. */
87         mas3 &= MAS3_ATTRIB_MASK;
88
89         if (!usermode) {
90                 /* Guest is in supervisor mode,
91                  * so we need to translate guest
92                  * supervisor permissions into user permissions. */
93                 mas3 &= ~E500_TLB_USER_PERM_MASK;
94                 mas3 |= (mas3 & E500_TLB_SUPER_PERM_MASK) << 1;
95         }
96
97         return mas3 | E500_TLB_SUPER_PERM_MASK;
98 }
99
100 static inline u32 e500_shadow_mas2_attrib(u32 mas2, int usermode)
101 {
102         return mas2 & MAS2_ATTRIB_MASK;
103 }
104
105 /*
106  * writing shadow tlb entry to host TLB
107  */
108 static inline void __write_host_tlbe(struct tlbe *stlbe)
109 {
110         mtspr(SPRN_MAS1, stlbe->mas1);
111         mtspr(SPRN_MAS2, stlbe->mas2);
112         mtspr(SPRN_MAS3, stlbe->mas3);
113         mtspr(SPRN_MAS7, stlbe->mas7);
114         __asm__ __volatile__ ("tlbwe\n" : : );
115 }
116
117 static inline void write_host_tlbe(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
118                 int tlbsel, int esel)
119 {
120         struct tlbe *stlbe = &vcpu_e500->shadow_tlb[tlbsel][esel];
121
122         local_irq_disable();
123         if (tlbsel == 0) {
124                 __write_host_tlbe(stlbe);
125         } else {
126                 unsigned register mas0;
127
128                 mas0 = mfspr(SPRN_MAS0);
129
130                 mtspr(SPRN_MAS0, MAS0_TLBSEL(1) | MAS0_ESEL(to_htlb1_esel(esel)));
131                 __write_host_tlbe(stlbe);
132
133                 mtspr(SPRN_MAS0, mas0);
134         }
135         local_irq_enable();
136 }
137
138 void kvmppc_e500_tlb_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu)
139 {
140         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
141         int i;
142         unsigned register mas0;
143
144         /* Load all valid TLB1 entries to reduce guest tlb miss fault */
145         local_irq_disable();
146         mas0 = mfspr(SPRN_MAS0);
147         for (i = 0; i < tlb1_max_shadow_size(); i++) {
148                 struct tlbe *stlbe = &vcpu_e500->shadow_tlb[1][i];
149
150                 if (get_tlb_v(stlbe)) {
151                         mtspr(SPRN_MAS0, MAS0_TLBSEL(1)
152                                         | MAS0_ESEL(to_htlb1_esel(i)));
153                         __write_host_tlbe(stlbe);
154                 }
155         }
156         mtspr(SPRN_MAS0, mas0);
157         local_irq_enable();
158 }
159
160 void kvmppc_e500_tlb_put(struct kvm_vcpu *vcpu)
161 {
162         _tlbil_all();
163 }
164
165 /* Search the guest TLB for a matching entry. */
166 static int kvmppc_e500_tlb_index(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
167                 gva_t eaddr, int tlbsel, unsigned int pid, int as)
168 {
169         int i;
170
171         /* XXX Replace loop with fancy data structures. */
172         for (i = 0; i < vcpu_e500->guest_tlb_size[tlbsel]; i++) {
173                 struct tlbe *tlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][i];
174                 unsigned int tid;
175
176                 if (eaddr < get_tlb_eaddr(tlbe))
177                         continue;
178
179                 if (eaddr > get_tlb_end(tlbe))
180                         continue;
181
182                 tid = get_tlb_tid(tlbe);
183                 if (tid && (tid != pid))
184                         continue;
185
186                 if (!get_tlb_v(tlbe))
187                         continue;
188
189                 if (get_tlb_ts(tlbe) != as && as != -1)
190                         continue;
191
192                 return i;
193         }
194
195         return -1;
196 }
197
198 static void kvmppc_e500_shadow_release(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
199                 int tlbsel, int esel)
200 {
201         struct tlbe *stlbe = &vcpu_e500->shadow_tlb[tlbsel][esel];
202         struct page *page = vcpu_e500->shadow_pages[tlbsel][esel];
203
204         if (page) {
205                 vcpu_e500->shadow_pages[tlbsel][esel] = NULL;
206
207                 if (get_tlb_v(stlbe)) {
208                         if (tlbe_is_writable(stlbe))
209                                 kvm_release_page_dirty(page);
210                         else
211                                 kvm_release_page_clean(page);
212                 }
213         }
214 }
215
216 static void kvmppc_e500_stlbe_invalidate(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
217                 int tlbsel, int esel)
218 {
219         struct tlbe *stlbe = &vcpu_e500->shadow_tlb[tlbsel][esel];
220
221         kvmppc_e500_shadow_release(vcpu_e500, tlbsel, esel);
222         stlbe->mas1 = 0;
223         KVMTRACE_5D(STLB_INVAL, &vcpu_e500->vcpu, index_of(tlbsel, esel),
224                         stlbe->mas1, stlbe->mas2, stlbe->mas3, stlbe->mas7,
225                         handler);
226 }
227
228 static void kvmppc_e500_tlb1_invalidate(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
229                 gva_t eaddr, gva_t eend, u32 tid)
230 {
231         unsigned int pid = tid & 0xff;
232         unsigned int i;
233
234         /* XXX Replace loop with fancy data structures. */
235         for (i = 0; i < vcpu_e500->guest_tlb_size[1]; i++) {
236                 struct tlbe *stlbe = &vcpu_e500->shadow_tlb[1][i];
237                 unsigned int tid;
238
239                 if (!get_tlb_v(stlbe))
240                         continue;
241
242                 if (eend < get_tlb_eaddr(stlbe))
243                         continue;
244
245                 if (eaddr > get_tlb_end(stlbe))
246                         continue;
247
248                 tid = get_tlb_tid(stlbe);
249                 if (tid && (tid != pid))
250                         continue;
251
252                 kvmppc_e500_stlbe_invalidate(vcpu_e500, 1, i);
253                 write_host_tlbe(vcpu_e500, 1, i);
254         }
255 }
256
257 static inline void kvmppc_e500_deliver_tlb_miss(struct kvm_vcpu *vcpu,
258                 unsigned int eaddr, int as)
259 {
260         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
261         unsigned int victim, pidsel, tsized;
262         int tlbsel;
263
264         /* since we only have two TLBs, only lower bit is used. */
265         tlbsel = (vcpu_e500->mas4 >> 28) & 0x1;
266         victim = (tlbsel == 0) ? tlb0_get_next_victim(vcpu_e500) : 0;
267         pidsel = (vcpu_e500->mas4 >> 16) & 0xf;
268         tsized = (vcpu_e500->mas4 >> 8) & 0xf;
269
270         vcpu_e500->mas0 = MAS0_TLBSEL(tlbsel) | MAS0_ESEL(victim)
271                 | MAS0_NV(vcpu_e500->guest_tlb_nv[tlbsel]);
272         vcpu_e500->mas1 = MAS1_VALID | (as ? MAS1_TS : 0)
273                 | MAS1_TID(vcpu_e500->pid[pidsel])
274                 | MAS1_TSIZE(tsized);
275         vcpu_e500->mas2 = (eaddr & MAS2_EPN)
276                 | (vcpu_e500->mas4 & MAS2_ATTRIB_MASK);
277         vcpu_e500->mas3 &= MAS3_U0 | MAS3_U1 | MAS3_U2 | MAS3_U3;
278         vcpu_e500->mas6 = (vcpu_e500->mas6 & MAS6_SPID1)
279                 | (get_cur_pid(vcpu) << 16)
280                 | (as ? MAS6_SAS : 0);
281         vcpu_e500->mas7 = 0;
282 }
283
284 static inline void kvmppc_e500_shadow_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
285         u64 gvaddr, gfn_t gfn, struct tlbe *gtlbe, int tlbsel, int esel)
286 {
287         struct page *new_page;
288         struct tlbe *stlbe;
289         hpa_t hpaddr;
290
291         stlbe = &vcpu_e500->shadow_tlb[tlbsel][esel];
292
293         /* Get reference to new page. */
294         new_page = gfn_to_page(vcpu_e500->vcpu.kvm, gfn);
295         if (is_error_page(new_page)) {
296                 printk(KERN_ERR "Couldn't get guest page for gfn %lx!\n", gfn);
297                 kvm_release_page_clean(new_page);
298                 return;
299         }
300         hpaddr = page_to_phys(new_page);
301
302         /* Drop reference to old page. */
303         kvmppc_e500_shadow_release(vcpu_e500, tlbsel, esel);
304
305         vcpu_e500->shadow_pages[tlbsel][esel] = new_page;
306
307         /* Force TS=1 IPROT=0 TSIZE=4KB for all guest mappings. */
308         stlbe->mas1 = MAS1_TSIZE(BOOKE_PAGESZ_4K)
309                 | MAS1_TID(get_tlb_tid(gtlbe)) | MAS1_TS | MAS1_VALID;
310         stlbe->mas2 = (gvaddr & MAS2_EPN)
311                 | e500_shadow_mas2_attrib(gtlbe->mas2,
312                                 vcpu_e500->vcpu.arch.msr & MSR_PR);
313         stlbe->mas3 = (hpaddr & MAS3_RPN)
314                 | e500_shadow_mas3_attrib(gtlbe->mas3,
315                                 vcpu_e500->vcpu.arch.msr & MSR_PR);
316         stlbe->mas7 = (hpaddr >> 32) & MAS7_RPN;
317
318         KVMTRACE_5D(STLB_WRITE, &vcpu_e500->vcpu, index_of(tlbsel, esel),
319                         stlbe->mas1, stlbe->mas2, stlbe->mas3, stlbe->mas7,
320                         handler);
321 }
322
323 /* XXX only map the one-one case, for now use TLB0 */
324 static int kvmppc_e500_stlbe_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
325                 int tlbsel, int esel)
326 {
327         struct tlbe *gtlbe;
328
329         gtlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][esel];
330
331         kvmppc_e500_shadow_map(vcpu_e500, get_tlb_eaddr(gtlbe),
332                         get_tlb_raddr(gtlbe) >> PAGE_SHIFT,
333                         gtlbe, tlbsel, esel);
334
335         return esel;
336 }
337
338 /* Caller must ensure that the specified guest TLB entry is safe to insert into
339  * the shadow TLB. */
340 /* XXX for both one-one and one-to-many , for now use TLB1 */
341 static int kvmppc_e500_tlb1_map(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
342                 u64 gvaddr, gfn_t gfn, struct tlbe *gtlbe)
343 {
344         unsigned int victim;
345
346         victim = vcpu_e500->guest_tlb_nv[1]++;
347
348         if (unlikely(vcpu_e500->guest_tlb_nv[1] >= tlb1_max_shadow_size()))
349                 vcpu_e500->guest_tlb_nv[1] = 0;
350
351         kvmppc_e500_shadow_map(vcpu_e500, gvaddr, gfn, gtlbe, 1, victim);
352
353         return victim;
354 }
355
356 /* Invalidate all guest kernel mappings when enter usermode,
357  * so that when they fault back in they will get the
358  * proper permission bits. */
359 void kvmppc_mmu_priv_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, int usermode)
360 {
361         if (usermode) {
362                 struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
363                 int i;
364
365                 /* XXX Replace loop with fancy data structures. */
366                 for (i = 0; i < tlb1_max_shadow_size(); i++)
367                         kvmppc_e500_stlbe_invalidate(vcpu_e500, 1, i);
368
369                 _tlbil_all();
370         }
371 }
372
373 static int kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500,
374                 int tlbsel, int esel)
375 {
376         struct tlbe *gtlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][esel];
377
378         if (unlikely(get_tlb_iprot(gtlbe)))
379                 return -1;
380
381         if (tlbsel == 1) {
382                 kvmppc_e500_tlb1_invalidate(vcpu_e500, get_tlb_eaddr(gtlbe),
383                                 get_tlb_end(gtlbe),
384                                 get_tlb_tid(gtlbe));
385         } else {
386                 kvmppc_e500_stlbe_invalidate(vcpu_e500, tlbsel, esel);
387         }
388
389         gtlbe->mas1 = 0;
390
391         return 0;
392 }
393
394 int kvmppc_e500_emul_mt_mmucsr0(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500, ulong value)
395 {
396         int esel;
397
398         if (value & MMUCSR0_TLB0FI)
399                 for (esel = 0; esel < vcpu_e500->guest_tlb_size[0]; esel++)
400                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, 0, esel);
401         if (value & MMUCSR0_TLB1FI)
402                 for (esel = 0; esel < vcpu_e500->guest_tlb_size[1]; esel++)
403                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, 1, esel);
404
405         _tlbil_all();
406
407         return EMULATE_DONE;
408 }
409
410 int kvmppc_e500_emul_tlbivax(struct kvm_vcpu *vcpu, int ra, int rb)
411 {
412         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
413         unsigned int ia;
414         int esel, tlbsel;
415         gva_t ea;
416
417         ea = ((ra) ? vcpu->arch.gpr[ra] : 0) + vcpu->arch.gpr[rb];
418
419         ia = (ea >> 2) & 0x1;
420
421         /* since we only have two TLBs, only lower bit is used. */
422         tlbsel = (ea >> 3) & 0x1;
423
424         if (ia) {
425                 /* invalidate all entries */
426                 for (esel = 0; esel < vcpu_e500->guest_tlb_size[tlbsel]; esel++)
427                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, tlbsel, esel);
428         } else {
429                 ea &= 0xfffff000;
430                 esel = kvmppc_e500_tlb_index(vcpu_e500, ea, tlbsel,
431                                 get_cur_pid(vcpu), -1);
432                 if (esel >= 0)
433                         kvmppc_e500_gtlbe_invalidate(vcpu_e500, tlbsel, esel);
434         }
435
436         _tlbil_all();
437
438         return EMULATE_DONE;
439 }
440
441 int kvmppc_e500_emul_tlbre(struct kvm_vcpu *vcpu)
442 {
443         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
444         int tlbsel, esel;
445         struct tlbe *gtlbe;
446
447         tlbsel = get_tlb_tlbsel(vcpu_e500);
448         esel = get_tlb_esel(vcpu_e500, tlbsel);
449
450         gtlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][esel];
451         vcpu_e500->mas0 &= ~MAS0_NV(~0);
452         vcpu_e500->mas0 |= MAS0_NV(vcpu_e500->guest_tlb_nv[tlbsel]);
453         vcpu_e500->mas1 = gtlbe->mas1;
454         vcpu_e500->mas2 = gtlbe->mas2;
455         vcpu_e500->mas3 = gtlbe->mas3;
456         vcpu_e500->mas7 = gtlbe->mas7;
457
458         return EMULATE_DONE;
459 }
460
461 int kvmppc_e500_emul_tlbsx(struct kvm_vcpu *vcpu, int rb)
462 {
463         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
464         int as = !!get_cur_sas(vcpu_e500);
465         unsigned int pid = get_cur_spid(vcpu_e500);
466         int esel, tlbsel;
467         struct tlbe *gtlbe = NULL;
468         gva_t ea;
469
470         ea = vcpu->arch.gpr[rb];
471
472         for (tlbsel = 0; tlbsel < 2; tlbsel++) {
473                 esel = kvmppc_e500_tlb_index(vcpu_e500, ea, tlbsel, pid, as);
474                 if (esel >= 0) {
475                         gtlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][esel];
476                         break;
477                 }
478         }
479
480         if (gtlbe) {
481                 vcpu_e500->mas0 = MAS0_TLBSEL(tlbsel) | MAS0_ESEL(esel)
482                         | MAS0_NV(vcpu_e500->guest_tlb_nv[tlbsel]);
483                 vcpu_e500->mas1 = gtlbe->mas1;
484                 vcpu_e500->mas2 = gtlbe->mas2;
485                 vcpu_e500->mas3 = gtlbe->mas3;
486                 vcpu_e500->mas7 = gtlbe->mas7;
487         } else {
488                 int victim;
489
490                 /* since we only have two TLBs, only lower bit is used. */
491                 tlbsel = vcpu_e500->mas4 >> 28 & 0x1;
492                 victim = (tlbsel == 0) ? tlb0_get_next_victim(vcpu_e500) : 0;
493
494                 vcpu_e500->mas0 = MAS0_TLBSEL(tlbsel) | MAS0_ESEL(victim)
495                         | MAS0_NV(vcpu_e500->guest_tlb_nv[tlbsel]);
496                 vcpu_e500->mas1 = (vcpu_e500->mas6 & MAS6_SPID0)
497                         | (vcpu_e500->mas6 & (MAS6_SAS ? MAS1_TS : 0))
498                         | (vcpu_e500->mas4 & MAS4_TSIZED(~0));
499                 vcpu_e500->mas2 &= MAS2_EPN;
500                 vcpu_e500->mas2 |= vcpu_e500->mas4 & MAS2_ATTRIB_MASK;
501                 vcpu_e500->mas3 &= MAS3_U0 | MAS3_U1 | MAS3_U2 | MAS3_U3;
502                 vcpu_e500->mas7 = 0;
503         }
504
505         return EMULATE_DONE;
506 }
507
508 int kvmppc_e500_emul_tlbwe(struct kvm_vcpu *vcpu)
509 {
510         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
511         u64 eaddr;
512         u64 raddr;
513         u32 tid;
514         struct tlbe *gtlbe;
515         int tlbsel, esel, stlbsel, sesel;
516
517         tlbsel = get_tlb_tlbsel(vcpu_e500);
518         esel = get_tlb_esel(vcpu_e500, tlbsel);
519
520         gtlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][esel];
521
522         if (get_tlb_v(gtlbe) && tlbsel == 1) {
523                 eaddr = get_tlb_eaddr(gtlbe);
524                 tid = get_tlb_tid(gtlbe);
525                 kvmppc_e500_tlb1_invalidate(vcpu_e500, eaddr,
526                                 get_tlb_end(gtlbe), tid);
527         }
528
529         gtlbe->mas1 = vcpu_e500->mas1;
530         gtlbe->mas2 = vcpu_e500->mas2;
531         gtlbe->mas3 = vcpu_e500->mas3;
532         gtlbe->mas7 = vcpu_e500->mas7;
533
534         KVMTRACE_5D(GTLB_WRITE, vcpu, vcpu_e500->mas0,
535                         gtlbe->mas1, gtlbe->mas2, gtlbe->mas3, gtlbe->mas7,
536                         handler);
537
538         /* Invalidate shadow mappings for the about-to-be-clobbered TLBE. */
539         if (tlbe_is_host_safe(vcpu, gtlbe)) {
540                 switch (tlbsel) {
541                 case 0:
542                         /* TLB0 */
543                         gtlbe->mas1 &= ~MAS1_TSIZE(~0);
544                         gtlbe->mas1 |= MAS1_TSIZE(BOOKE_PAGESZ_4K);
545
546                         stlbsel = 0;
547                         sesel = kvmppc_e500_stlbe_map(vcpu_e500, 0, esel);
548
549                         break;
550
551                 case 1:
552                         /* TLB1 */
553                         eaddr = get_tlb_eaddr(gtlbe);
554                         raddr = get_tlb_raddr(gtlbe);
555
556                         /* Create a 4KB mapping on the host.
557                          * If the guest wanted a large page,
558                          * only the first 4KB is mapped here and the rest
559                          * are mapped on the fly. */
560                         stlbsel = 1;
561                         sesel = kvmppc_e500_tlb1_map(vcpu_e500, eaddr,
562                                         raddr >> PAGE_SHIFT, gtlbe);
563                         break;
564
565                 default:
566                         BUG();
567                 }
568                 write_host_tlbe(vcpu_e500, stlbsel, sesel);
569         }
570
571         return EMULATE_DONE;
572 }
573
574 int kvmppc_mmu_itlb_index(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr)
575 {
576         unsigned int as = !!(vcpu->arch.msr & MSR_IS);
577
578         return kvmppc_e500_tlb_search(vcpu, eaddr, get_cur_pid(vcpu), as);
579 }
580
581 int kvmppc_mmu_dtlb_index(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr)
582 {
583         unsigned int as = !!(vcpu->arch.msr & MSR_DS);
584
585         return kvmppc_e500_tlb_search(vcpu, eaddr, get_cur_pid(vcpu), as);
586 }
587
588 void kvmppc_mmu_itlb_miss(struct kvm_vcpu *vcpu)
589 {
590         unsigned int as = !!(vcpu->arch.msr & MSR_IS);
591
592         kvmppc_e500_deliver_tlb_miss(vcpu, vcpu->arch.pc, as);
593 }
594
595 void kvmppc_mmu_dtlb_miss(struct kvm_vcpu *vcpu)
596 {
597         unsigned int as = !!(vcpu->arch.msr & MSR_DS);
598
599         kvmppc_e500_deliver_tlb_miss(vcpu, vcpu->arch.fault_dear, as);
600 }
601
602 gpa_t kvmppc_mmu_xlate(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned int index,
603                         gva_t eaddr)
604 {
605         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
606         struct tlbe *gtlbe =
607                 &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel_of(index)][esel_of(index)];
608         u64 pgmask = get_tlb_bytes(gtlbe) - 1;
609
610         return get_tlb_raddr(gtlbe) | (eaddr & pgmask);
611 }
612
613 void kvmppc_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu)
614 {
615         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
616         int tlbsel, i;
617
618         for (tlbsel = 0; tlbsel < 2; tlbsel++)
619                 for (i = 0; i < vcpu_e500->guest_tlb_size[tlbsel]; i++)
620                         kvmppc_e500_shadow_release(vcpu_e500, tlbsel, i);
621
622         /* discard all guest mapping */
623         _tlbil_all();
624 }
625
626 void kvmppc_mmu_map(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 eaddr, gpa_t gpaddr,
627                         unsigned int index)
628 {
629         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
630         int tlbsel = tlbsel_of(index);
631         int esel = esel_of(index);
632         int stlbsel, sesel;
633
634         switch (tlbsel) {
635         case 0:
636                 stlbsel = 0;
637                 sesel = esel;
638                 break;
639
640         case 1: {
641                 gfn_t gfn = gpaddr >> PAGE_SHIFT;
642                 struct tlbe *gtlbe
643                         = &vcpu_e500->guest_tlb[tlbsel][esel];
644
645                 stlbsel = 1;
646                 sesel = kvmppc_e500_tlb1_map(vcpu_e500, eaddr, gfn, gtlbe);
647                 break;
648         }
649
650         default:
651                 BUG();
652                 break;
653         }
654         write_host_tlbe(vcpu_e500, stlbsel, sesel);
655 }
656
657 int kvmppc_e500_tlb_search(struct kvm_vcpu *vcpu,
658                                 gva_t eaddr, unsigned int pid, int as)
659 {
660         struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500 = to_e500(vcpu);
661         int esel, tlbsel;
662
663         for (tlbsel = 0; tlbsel < 2; tlbsel++) {
664                 esel = kvmppc_e500_tlb_index(vcpu_e500, eaddr, tlbsel, pid, as);
665                 if (esel >= 0)
666                         return index_of(tlbsel, esel);
667         }
668
669         return -1;
670 }
671
672 void kvmppc_e500_tlb_setup(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
673 {
674         struct tlbe *tlbe;
675
676         /* Insert large initial mapping for guest. */
677         tlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[1][0];
678         tlbe->mas1 = MAS1_VALID | MAS1_TSIZE(BOOKE_PAGESZ_256M);
679         tlbe->mas2 = 0;
680         tlbe->mas3 = E500_TLB_SUPER_PERM_MASK;
681         tlbe->mas7 = 0;
682
683         /* 4K map for serial output. Used by kernel wrapper. */
684         tlbe = &vcpu_e500->guest_tlb[1][1];
685         tlbe->mas1 = MAS1_VALID | MAS1_TSIZE(BOOKE_PAGESZ_4K);
686         tlbe->mas2 = (0xe0004500 & 0xFFFFF000) | MAS2_I | MAS2_G;
687         tlbe->mas3 = (0xe0004500 & 0xFFFFF000) | E500_TLB_SUPER_PERM_MASK;
688         tlbe->mas7 = 0;
689 }
690
691 int kvmppc_e500_tlb_init(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
692 {
693         tlb1_entry_num = mfspr(SPRN_TLB1CFG) & 0xFFF;
694
695         vcpu_e500->guest_tlb_size[0] = KVM_E500_TLB0_SIZE;
696         vcpu_e500->guest_tlb[0] =
697                 kzalloc(sizeof(struct tlbe) * KVM_E500_TLB0_SIZE, GFP_KERNEL);
698         if (vcpu_e500->guest_tlb[0] == NULL)
699                 goto err_out;
700
701         vcpu_e500->shadow_tlb_size[0] = KVM_E500_TLB0_SIZE;
702         vcpu_e500->shadow_tlb[0] =
703                 kzalloc(sizeof(struct tlbe) * KVM_E500_TLB0_SIZE, GFP_KERNEL);
704         if (vcpu_e500->shadow_tlb[0] == NULL)
705                 goto err_out_guest0;
706
707         vcpu_e500->guest_tlb_size[1] = KVM_E500_TLB1_SIZE;
708         vcpu_e500->guest_tlb[1] =
709                 kzalloc(sizeof(struct tlbe) * KVM_E500_TLB1_SIZE, GFP_KERNEL);
710         if (vcpu_e500->guest_tlb[1] == NULL)
711                 goto err_out_shadow0;
712
713         vcpu_e500->shadow_tlb_size[1] = tlb1_entry_num;
714         vcpu_e500->shadow_tlb[1] =
715                 kzalloc(sizeof(struct tlbe) * tlb1_entry_num, GFP_KERNEL);
716         if (vcpu_e500->shadow_tlb[1] == NULL)
717                 goto err_out_guest1;
718
719         vcpu_e500->shadow_pages[0] = (struct page **)
720                 kzalloc(sizeof(struct page *) * KVM_E500_TLB0_SIZE, GFP_KERNEL);
721         if (vcpu_e500->shadow_pages[0] == NULL)
722                 goto err_out_shadow1;
723
724         vcpu_e500->shadow_pages[1] = (struct page **)
725                 kzalloc(sizeof(struct page *) * tlb1_entry_num, GFP_KERNEL);
726         if (vcpu_e500->shadow_pages[1] == NULL)
727                 goto err_out_page0;
728
729         return 0;
730
731 err_out_page0:
732         kfree(vcpu_e500->shadow_pages[0]);
733 err_out_shadow1:
734         kfree(vcpu_e500->shadow_tlb[1]);
735 err_out_guest1:
736         kfree(vcpu_e500->guest_tlb[1]);
737 err_out_shadow0:
738         kfree(vcpu_e500->shadow_tlb[0]);
739 err_out_guest0:
740         kfree(vcpu_e500->guest_tlb[0]);
741 err_out:
742         return -1;
743 }
744
745 void kvmppc_e500_tlb_uninit(struct kvmppc_vcpu_e500 *vcpu_e500)
746 {
747         kfree(vcpu_e500->shadow_pages[1]);
748         kfree(vcpu_e500->shadow_pages[0]);
749         kfree(vcpu_e500->shadow_tlb[1]);
750         kfree(vcpu_e500->guest_tlb[1]);
751         kfree(vcpu_e500->shadow_tlb[0]);
752         kfree(vcpu_e500->guest_tlb[0]);
753 }