[S390] pgtables: Fix race in enable_sie vs. page table ops
[linux-2.6.git] / arch / powerpc / kvm / 44x_tlb.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 IBM Corp. 2007
16  *
17  * Authors: Hollis Blanchard <hollisb@us.ibm.com>
18  */
19
20 #include <linux/types.h>
21 #include <linux/string.h>
22 #include <linux/kvm.h>
23 #include <linux/kvm_host.h>
24 #include <linux/highmem.h>
25 #include <asm/mmu-44x.h>
26 #include <asm/kvm_ppc.h>
27
28 #include "44x_tlb.h"
29
30 #define PPC44x_TLB_USER_PERM_MASK (PPC44x_TLB_UX|PPC44x_TLB_UR|PPC44x_TLB_UW)
31 #define PPC44x_TLB_SUPER_PERM_MASK (PPC44x_TLB_SX|PPC44x_TLB_SR|PPC44x_TLB_SW)
32
33 static unsigned int kvmppc_tlb_44x_pos;
34
35 static u32 kvmppc_44x_tlb_shadow_attrib(u32 attrib, int usermode)
36 {
37         /* Mask off reserved bits. */
38         attrib &= PPC44x_TLB_PERM_MASK|PPC44x_TLB_ATTR_MASK;
39
40         if (!usermode) {
41                 /* Guest is in supervisor mode, so we need to translate guest
42                  * supervisor permissions into user permissions. */
43                 attrib &= ~PPC44x_TLB_USER_PERM_MASK;
44                 attrib |= (attrib & PPC44x_TLB_SUPER_PERM_MASK) << 3;
45         }
46
47         /* Make sure host can always access this memory. */
48         attrib |= PPC44x_TLB_SX|PPC44x_TLB_SR|PPC44x_TLB_SW;
49
50         return attrib;
51 }
52
53 /* Search the guest TLB for a matching entry. */
54 int kvmppc_44x_tlb_index(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr, unsigned int pid,
55                          unsigned int as)
56 {
57         int i;
58
59         /* XXX Replace loop with fancy data structures. */
60         for (i = 0; i < PPC44x_TLB_SIZE; i++) {
61                 struct tlbe *tlbe = &vcpu->arch.guest_tlb[i];
62                 unsigned int tid;
63
64                 if (eaddr < get_tlb_eaddr(tlbe))
65                         continue;
66
67                 if (eaddr > get_tlb_end(tlbe))
68                         continue;
69
70                 tid = get_tlb_tid(tlbe);
71                 if (tid && (tid != pid))
72                         continue;
73
74                 if (!get_tlb_v(tlbe))
75                         continue;
76
77                 if (get_tlb_ts(tlbe) != as)
78                         continue;
79
80                 return i;
81         }
82
83         return -1;
84 }
85
86 struct tlbe *kvmppc_44x_itlb_search(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr)
87 {
88         unsigned int as = !!(vcpu->arch.msr & MSR_IS);
89         unsigned int index;
90
91         index = kvmppc_44x_tlb_index(vcpu, eaddr, vcpu->arch.pid, as);
92         if (index == -1)
93                 return NULL;
94         return &vcpu->arch.guest_tlb[index];
95 }
96
97 struct tlbe *kvmppc_44x_dtlb_search(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr)
98 {
99         unsigned int as = !!(vcpu->arch.msr & MSR_DS);
100         unsigned int index;
101
102         index = kvmppc_44x_tlb_index(vcpu, eaddr, vcpu->arch.pid, as);
103         if (index == -1)
104                 return NULL;
105         return &vcpu->arch.guest_tlb[index];
106 }
107
108 static int kvmppc_44x_tlbe_is_writable(struct tlbe *tlbe)
109 {
110         return tlbe->word2 & (PPC44x_TLB_SW|PPC44x_TLB_UW);
111 }
112
113 static void kvmppc_44x_shadow_release(struct kvm_vcpu *vcpu,
114                                       unsigned int index)
115 {
116         struct tlbe *stlbe = &vcpu->arch.shadow_tlb[index];
117         struct page *page = vcpu->arch.shadow_pages[index];
118
119         if (get_tlb_v(stlbe)) {
120                 if (kvmppc_44x_tlbe_is_writable(stlbe))
121                         kvm_release_page_dirty(page);
122                 else
123                         kvm_release_page_clean(page);
124         }
125 }
126
127 void kvmppc_tlbe_set_modified(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned int i)
128 {
129     vcpu->arch.shadow_tlb_mod[i] = 1;
130 }
131
132 /* Caller must ensure that the specified guest TLB entry is safe to insert into
133  * the shadow TLB. */
134 void kvmppc_mmu_map(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 gvaddr, gfn_t gfn, u64 asid,
135                     u32 flags)
136 {
137         struct page *new_page;
138         struct tlbe *stlbe;
139         hpa_t hpaddr;
140         unsigned int victim;
141
142         /* Future optimization: don't overwrite the TLB entry containing the
143          * current PC (or stack?). */
144         victim = kvmppc_tlb_44x_pos++;
145         if (kvmppc_tlb_44x_pos > tlb_44x_hwater)
146                 kvmppc_tlb_44x_pos = 0;
147         stlbe = &vcpu->arch.shadow_tlb[victim];
148
149         /* Get reference to new page. */
150         new_page = gfn_to_page(vcpu->kvm, gfn);
151         if (is_error_page(new_page)) {
152                 printk(KERN_ERR "Couldn't get guest page for gfn %lx!\n", gfn);
153                 kvm_release_page_clean(new_page);
154                 return;
155         }
156         hpaddr = page_to_phys(new_page);
157
158         /* Drop reference to old page. */
159         kvmppc_44x_shadow_release(vcpu, victim);
160
161         vcpu->arch.shadow_pages[victim] = new_page;
162
163         /* XXX Make sure (va, size) doesn't overlap any other
164          * entries. 440x6 user manual says the result would be
165          * "undefined." */
166
167         /* XXX what about AS? */
168
169         stlbe->tid = !(asid & 0xff);
170
171         /* Force TS=1 for all guest mappings. */
172         /* For now we hardcode 4KB mappings, but it will be important to
173          * use host large pages in the future. */
174         stlbe->word0 = (gvaddr & PAGE_MASK) | PPC44x_TLB_VALID | PPC44x_TLB_TS
175                        | PPC44x_TLB_4K;
176         stlbe->word1 = (hpaddr & 0xfffffc00) | ((hpaddr >> 32) & 0xf);
177         stlbe->word2 = kvmppc_44x_tlb_shadow_attrib(flags,
178                                                     vcpu->arch.msr & MSR_PR);
179         kvmppc_tlbe_set_modified(vcpu, victim);
180
181         KVMTRACE_5D(STLB_WRITE, vcpu, victim,
182                         stlbe->tid, stlbe->word0, stlbe->word1, stlbe->word2,
183                         handler);
184 }
185
186 void kvmppc_mmu_invalidate(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr,
187                            gva_t eend, u32 asid)
188 {
189         unsigned int pid = !(asid & 0xff);
190         int i;
191
192         /* XXX Replace loop with fancy data structures. */
193         for (i = 0; i <= tlb_44x_hwater; i++) {
194                 struct tlbe *stlbe = &vcpu->arch.shadow_tlb[i];
195                 unsigned int tid;
196
197                 if (!get_tlb_v(stlbe))
198                         continue;
199
200                 if (eend < get_tlb_eaddr(stlbe))
201                         continue;
202
203                 if (eaddr > get_tlb_end(stlbe))
204                         continue;
205
206                 tid = get_tlb_tid(stlbe);
207                 if (tid && (tid != pid))
208                         continue;
209
210                 kvmppc_44x_shadow_release(vcpu, i);
211                 stlbe->word0 = 0;
212                 kvmppc_tlbe_set_modified(vcpu, i);
213                 KVMTRACE_5D(STLB_INVAL, vcpu, i,
214                                 stlbe->tid, stlbe->word0, stlbe->word1,
215                                 stlbe->word2, handler);
216         }
217 }
218
219 /* Invalidate all mappings on the privilege switch after PID has been changed.
220  * The guest always runs with PID=1, so we must clear the entire TLB when
221  * switching address spaces. */
222 void kvmppc_mmu_priv_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, int usermode)
223 {
224         int i;
225
226         if (vcpu->arch.swap_pid) {
227                 /* XXX Replace loop with fancy data structures. */
228                 for (i = 0; i <= tlb_44x_hwater; i++) {
229                         struct tlbe *stlbe = &vcpu->arch.shadow_tlb[i];
230
231                         /* Future optimization: clear only userspace mappings. */
232                         kvmppc_44x_shadow_release(vcpu, i);
233                         stlbe->word0 = 0;
234                         kvmppc_tlbe_set_modified(vcpu, i);
235                         KVMTRACE_5D(STLB_INVAL, vcpu, i,
236                                     stlbe->tid, stlbe->word0, stlbe->word1,
237                                     stlbe->word2, handler);
238                 }
239                 vcpu->arch.swap_pid = 0;
240         }
241
242         vcpu->arch.shadow_pid = !usermode;
243 }