Quelle  book3s_64_mmu_host.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * Copyright (C) 2009 SUSE Linux Products GmbH. All rights reserved.
 *
 * Authors:
 *     Alexander Graf <agraf@suse.de>
 *     Kevin Wolf <mail@kevin-wolf.de>
 */

#include <linux/kvm_host.h>
#include <linux/pkeys.h>

#include <asm/kvm_ppc.h>
#include <asm/kvm_book3s.h>
#include <asm/book3s/64/mmu-hash.h>
#include <asm/machdep.h>
#include <asm/mmu_context.h>
#include <asm/hw_irq.h>
#include "trace_pr.h"
#include "book3s.h"

#define PTE_SIZE 12

void kvmppc_mmu_invalidate_pte(struct kvm_vcpu *vcpu, struct hpte_cache *pte)
{
 mmu_hash_ops.hpte_invalidate(pte->slot, pte->host_vpn,
         pte->pagesize, pte->pagesize,
         MMU_SEGSIZE_256M, false);
}

/* We keep 512 gvsid->hvsid entries, mapping the guest ones to the array using
 * a hash, so we don't waste cycles on looping */
static u16 kvmppc_sid_hash(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 gvsid)
{
 return (u16)(((gvsid >> (SID_MAP_BITS * 7)) & SID_MAP_MASK) ^
       ((gvsid >> (SID_MAP_BITS * 6)) & SID_MAP_MASK) ^
       ((gvsid >> (SID_MAP_BITS * 5)) & SID_MAP_MASK) ^
       ((gvsid >> (SID_MAP_BITS * 4)) & SID_MAP_MASK) ^
       ((gvsid >> (SID_MAP_BITS * 3)) & SID_MAP_MASK) ^
       ((gvsid >> (SID_MAP_BITS * 2)) & SID_MAP_MASK) ^
       ((gvsid >> (SID_MAP_BITS * 1)) & SID_MAP_MASK) ^
       ((gvsid >> (SID_MAP_BITS * 0)) & SID_MAP_MASK));
}


static struct kvmppc_sid_map *find_sid_vsid(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 gvsid)
{
 struct kvmppc_sid_map *map;
 u16 sid_map_mask;

 if (kvmppc_get_msr(vcpu) & MSR_PR)
  gvsid |= VSID_PR;

 sid_map_mask = kvmppc_sid_hash(vcpu, gvsid);
 map = &to_book3s(vcpu)->sid_map[sid_map_mask];
 if (map->valid && (map->guest_vsid == gvsid)) {
  trace_kvm_book3s_slb_found(gvsid, map->host_vsid);
  return map;
 }

 map = &to_book3s(vcpu)->sid_map[SID_MAP_MASK - sid_map_mask];
 if (map->valid && (map->guest_vsid == gvsid)) {
  trace_kvm_book3s_slb_found(gvsid, map->host_vsid);
  return map;
 }

 trace_kvm_book3s_slb_fail(sid_map_mask, gvsid);
 return NULL;
}

int kvmppc_mmu_map_page(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvmppc_pte *orig_pte,
   bool iswrite)
{
 unsigned long vpn;
 kvm_pfn_t hpaddr;
 ulong hash, hpteg;
 u64 vsid;
 int ret;
 int rflags = 0x192;
 int vflags = 0;
 int attempt = 0;
 struct kvmppc_sid_map *map;
 int r = 0;
 int hpsize = MMU_PAGE_4K;
 bool writable;
 unsigned long mmu_seq;
 struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 struct hpte_cache *cpte;
 unsigned long gfn = orig_pte->raddr >> PAGE_SHIFT;
 unsigned long pfn;
 struct page *page;

 /* used to check for invalidations in progress */
 mmu_seq = kvm->mmu_invalidate_seq;
 smp_rmb();

 /* Get host physical address for gpa */
 pfn = kvmppc_gpa_to_pfn(vcpu, orig_pte->raddr, iswrite, &writable, &page);
 if (is_error_noslot_pfn(pfn)) {
  printk(KERN_INFO "Couldn't get guest page for gpa %lx!\n",
         orig_pte->raddr);
  r = -EINVAL;
  goto out;
 }
 hpaddr = pfn << PAGE_SHIFT;

 /* and write the mapping ea -> hpa into the pt */
 vcpu->arch.mmu.esid_to_vsid(vcpu, orig_pte->eaddr >> SID_SHIFT, &vsid);
 map = find_sid_vsid(vcpu, vsid);
 if (!map) {
  ret = kvmppc_mmu_map_segment(vcpu, orig_pte->eaddr);
  WARN_ON(ret < 0);
  map = find_sid_vsid(vcpu, vsid);
 }
 if (!map) {
  printk(KERN_ERR "KVM: Segment map for 0x%llx (0x%lx) failed\n",
    vsid, orig_pte->eaddr);
  WARN_ON(true);
  r = -EINVAL;
  goto out;
 }

 vpn = hpt_vpn(orig_pte->eaddr, map->host_vsid, MMU_SEGSIZE_256M);

 if (!orig_pte->may_write || !writable)
  rflags |= PP_RXRX;
 else
  mark_page_dirty(vcpu->kvm, gfn);

 if (!orig_pte->may_execute)
  rflags |= HPTE_R_N;
 else
  kvmppc_mmu_flush_icache(pfn);

 rflags |= pte_to_hpte_pkey_bits(0, HPTE_USE_KERNEL_KEY);
 rflags = (rflags & ~HPTE_R_WIMG) | orig_pte->wimg;

 /*
 * Use 64K pages if possible; otherwise, on 64K page kernels,
 * we need to transfer 4 more bits from guest real to host real addr.
 */
 if (vsid & VSID_64K)
  hpsize = MMU_PAGE_64K;
 else
  hpaddr |= orig_pte->raddr & (~0xfffULL & ~PAGE_MASK);

 hash = hpt_hash(vpn, mmu_psize_defs[hpsize].shift, MMU_SEGSIZE_256M);

 cpte = kvmppc_mmu_hpte_cache_next(vcpu);

 spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 if (!cpte || mmu_invalidate_retry(kvm, mmu_seq)) {
  r = -EAGAIN;
  goto out_unlock;
 }

map_again:
 hpteg = ((hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP);

 /* In case we tried normal mapping already, let's nuke old entries */
 if (attempt > 1)
  if (mmu_hash_ops.hpte_remove(hpteg) < 0) {
   r = -1;
   goto out_unlock;
  }

 ret = mmu_hash_ops.hpte_insert(hpteg, vpn, hpaddr, rflags, vflags,
           hpsize, hpsize, MMU_SEGSIZE_256M);

 if (ret == -1) {
  /* If we couldn't map a primary PTE, try a secondary */
  hash = ~hash;
  vflags ^= HPTE_V_SECONDARY;
  attempt++;
  goto map_again;
 } else if (ret < 0) {
  r = -EIO;
  goto out_unlock;
 } else {
  trace_kvm_book3s_64_mmu_map(rflags, hpteg,
         vpn, hpaddr, orig_pte);

  /*
 * The mmu_hash_ops code may give us a secondary entry even
 * though we asked for a primary. Fix up.
 */
  if ((ret & _PTEIDX_SECONDARY) && !(vflags & HPTE_V_SECONDARY)) {
   hash = ~hash;
   hpteg = ((hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP);
  }

  cpte->slot = hpteg + (ret & 7);
  cpte->host_vpn = vpn;
  cpte->pte = *orig_pte;
  cpte->pfn = pfn;
  cpte->pagesize = hpsize;

  kvmppc_mmu_hpte_cache_map(vcpu, cpte);
  cpte = NULL;
 }

out_unlock:
 /* FIXME: Don't unconditionally pass unused=false. */
 kvm_release_faultin_page(kvm, page, false,
     orig_pte->may_write && writable);
 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
 if (cpte)
  kvmppc_mmu_hpte_cache_free(cpte);

out:
 return r;
}

void kvmppc_mmu_unmap_page(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvmppc_pte *pte)
{
 u64 mask = 0xfffffffffULL;
 u64 vsid;

 vcpu->arch.mmu.esid_to_vsid(vcpu, pte->eaddr >> SID_SHIFT, &vsid);
 if (vsid & VSID_64K)
  mask = 0xffffffff0ULL;
 kvmppc_mmu_pte_vflush(vcpu, pte->vpage, mask);
}

static struct kvmppc_sid_map *create_sid_map(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 gvsid)
{
 unsigned long vsid_bits = VSID_BITS_65_256M;
 struct kvmppc_sid_map *map;
 struct kvmppc_vcpu_book3s *vcpu_book3s = to_book3s(vcpu);
 u16 sid_map_mask;
 static int backwards_map;

 if (kvmppc_get_msr(vcpu) & MSR_PR)
  gvsid |= VSID_PR;

 /* We might get collisions that trap in preceding order, so let's
   map them differently */

 sid_map_mask = kvmppc_sid_hash(vcpu, gvsid);
 if (backwards_map)
  sid_map_mask = SID_MAP_MASK - sid_map_mask;

 map = &to_book3s(vcpu)->sid_map[sid_map_mask];

 /* Make sure we're taking the other map next time */
 backwards_map = !backwards_map;

 /* Uh-oh ... out of mappings. Let's flush! */
 if (vcpu_book3s->proto_vsid_next == vcpu_book3s->proto_vsid_max) {
  vcpu_book3s->proto_vsid_next = vcpu_book3s->proto_vsid_first;
  memset(vcpu_book3s->sid_map, 0,
         sizeof(struct kvmppc_sid_map) * SID_MAP_NUM);
  kvmppc_mmu_pte_flush(vcpu, 0, 0);
  kvmppc_mmu_flush_segments(vcpu);
 }

 if (mmu_has_feature(MMU_FTR_68_BIT_VA))
  vsid_bits = VSID_BITS_256M;

 map->host_vsid = vsid_scramble(vcpu_book3s->proto_vsid_next++,
           VSID_MULTIPLIER_256M, vsid_bits);

 map->guest_vsid = gvsid;
 map->valid = true;

 trace_kvm_book3s_slb_map(sid_map_mask, gvsid, map->host_vsid);

 return map;
}

static int kvmppc_mmu_next_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong esid)
{
 struct kvmppc_book3s_shadow_vcpu *svcpu = svcpu_get(vcpu);
 int i;
 int max_slb_size = 64;
 int found_inval = -1;
 int r;

 /* Are we overwriting? */
 for (i = 0; i < svcpu->slb_max; i++) {
  if (!(svcpu->slb[i].esid & SLB_ESID_V))
   found_inval = i;
  else if ((svcpu->slb[i].esid & ESID_MASK) == esid) {
   r = i;
   goto out;
  }
 }

 /* Found a spare entry that was invalidated before */
 if (found_inval >= 0) {
  r = found_inval;
  goto out;
 }

 /* No spare invalid entry, so create one */

 if (mmu_slb_size < 64)
  max_slb_size = mmu_slb_size;

 /* Overflowing -> purge */
 if ((svcpu->slb_max) == max_slb_size)
  kvmppc_mmu_flush_segments(vcpu);

 r = svcpu->slb_max;
 svcpu->slb_max++;

out:
 svcpu_put(svcpu);
 return r;
}

int kvmppc_mmu_map_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong eaddr)
{
 struct kvmppc_book3s_shadow_vcpu *svcpu = svcpu_get(vcpu);
 u64 esid = eaddr >> SID_SHIFT;
 u64 slb_esid = (eaddr & ESID_MASK) | SLB_ESID_V;
 u64 slb_vsid = SLB_VSID_USER;
 u64 gvsid;
 int slb_index;
 struct kvmppc_sid_map *map;
 int r = 0;

 slb_index = kvmppc_mmu_next_segment(vcpu, eaddr & ESID_MASK);

 if (vcpu->arch.mmu.esid_to_vsid(vcpu, esid, &gvsid)) {
  /* Invalidate an entry */
  svcpu->slb[slb_index].esid = 0;
  r = -ENOENT;
  goto out;
 }

 map = find_sid_vsid(vcpu, gvsid);
 if (!map)
  map = create_sid_map(vcpu, gvsid);

 map->guest_esid = esid;

 slb_vsid |= (map->host_vsid << 12);
 slb_vsid &= ~SLB_VSID_KP;
 slb_esid |= slb_index;

#ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 /* Set host segment base page size to 64K if possible */
 if (gvsid & VSID_64K)
  slb_vsid |= mmu_psize_defs[MMU_PAGE_64K].sllp;
#endif

 svcpu->slb[slb_index].esid = slb_esid;
 svcpu->slb[slb_index].vsid = slb_vsid;

 trace_kvm_book3s_slbmte(slb_vsid, slb_esid);

out:
 svcpu_put(svcpu);
 return r;
}

void kvmppc_mmu_flush_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong ea, ulong seg_size)
{
 struct kvmppc_book3s_shadow_vcpu *svcpu = svcpu_get(vcpu);
 ulong seg_mask = -seg_size;
 int i;

 for (i = 0; i < svcpu->slb_max; i++) {
  if ((svcpu->slb[i].esid & SLB_ESID_V) &&
      (svcpu->slb[i].esid & seg_mask) == ea) {
   /* Invalidate this entry */
   svcpu->slb[i].esid = 0;
  }
 }

 svcpu_put(svcpu);
}

void kvmppc_mmu_flush_segments(struct kvm_vcpu *vcpu)
{
 struct kvmppc_book3s_shadow_vcpu *svcpu = svcpu_get(vcpu);
 svcpu->slb_max = 0;
 svcpu->slb[0].esid = 0;
 svcpu_put(svcpu);
}

void kvmppc_mmu_destroy_pr(struct kvm_vcpu *vcpu)
{
 kvmppc_mmu_hpte_destroy(vcpu);
 __destroy_context(to_book3s(vcpu)->context_id[0]);
}

int kvmppc_mmu_init_pr(struct kvm_vcpu *vcpu)
{
 struct kvmppc_vcpu_book3s *vcpu3s = to_book3s(vcpu);
 int err;

 err = hash__alloc_context_id();
 if (err < 0)
  return -1;
 vcpu3s->context_id[0] = err;

 vcpu3s->proto_vsid_max = ((u64)(vcpu3s->context_id[0] + 1)
      << ESID_BITS) - 1;
 vcpu3s->proto_vsid_first = (u64)vcpu3s->context_id[0] << ESID_BITS;
 vcpu3s->proto_vsid_next = vcpu3s->proto_vsid_first;

 kvmppc_mmu_hpte_init(vcpu);

 return 0;
}