arch/powerpc/kvm/book3s_mmu_hpte.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2010 SUSE Linux Products GmbH. All rights reserved.
   3  *
   4  * Authors:
   5  *     Alexander Graf <agraf@suse.de>
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License, version 2, as
   9  * published by the Free Software Foundation.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  19  */
  20
  21 #include <linux/kvm_host.h>
  22 #include <linux/hash.h>
  23 #include <linux/slab.h>
  24 #include "trace.h"
  25
  26 #include <asm/kvm_ppc.h>
  27 #include <asm/kvm_book3s.h>
  28 #include <asm/machdep.h>
  29 #include <asm/mmu_context.h>
  30 #include <asm/hw_irq.h>
  31
  32 #define PTE_SIZE        12
  33
  34 static struct kmem_cache *hpte_cache;
  35
  36 static inline u64 kvmppc_mmu_hash_pte(u64 eaddr)
  37 {
  38         return hash_64(eaddr >> PTE_SIZE, HPTEG_HASH_BITS_PTE);
  39 }
  40
  41 static inline u64 kvmppc_mmu_hash_pte_long(u64 eaddr)
  42 {
  43         return hash_64((eaddr & 0x0ffff000) >> PTE_SIZE,
  44                        HPTEG_HASH_BITS_PTE_LONG);
  45 }
  46
  47 static inline u64 kvmppc_mmu_hash_vpte(u64 vpage)
  48 {
  49         return hash_64(vpage & 0xfffffffffULL, HPTEG_HASH_BITS_VPTE);
  50 }
  51
  52 static inline u64 kvmppc_mmu_hash_vpte_long(u64 vpage)
  53 {
  54         return hash_64((vpage & 0xffffff000ULL) >> 12,
  55                        HPTEG_HASH_BITS_VPTE_LONG);
  56 }
  57
  58 void kvmppc_mmu_hpte_cache_map(struct kvm_vcpu *vcpu, struct hpte_cache *pte)
  59 {
  60         u64 index;
  61
  62         trace_kvm_book3s_mmu_map(pte);
  63
  64         spin_lock(&vcpu->arch.mmu_lock);
  65
  66         /* Add to ePTE list */
  67         index = kvmppc_mmu_hash_pte(pte->pte.eaddr);
  68         hlist_add_head_rcu(&pte->list_pte, &vcpu->arch.hpte_hash_pte[index]);
  69
  70         /* Add to ePTE_long list */
  71         index = kvmppc_mmu_hash_pte_long(pte->pte.eaddr);
  72         hlist_add_head_rcu(&pte->list_pte_long,
  73                            &vcpu->arch.hpte_hash_pte_long[index]);
  74
  75         /* Add to vPTE list */
  76         index = kvmppc_mmu_hash_vpte(pte->pte.vpage);
  77         hlist_add_head_rcu(&pte->list_vpte, &vcpu->arch.hpte_hash_vpte[index]);
  78
  79         /* Add to vPTE_long list */
  80         index = kvmppc_mmu_hash_vpte_long(pte->pte.vpage);
  81         hlist_add_head_rcu(&pte->list_vpte_long,
  82                            &vcpu->arch.hpte_hash_vpte_long[index]);
  83
  84         spin_unlock(&vcpu->arch.mmu_lock);
  85 }
  86
  87 static void free_pte_rcu(struct rcu_head *head)
  88 {
  89         struct hpte_cache *pte = container_of(head, struct hpte_cache, rcu_head);
  90         kmem_cache_free(hpte_cache, pte);
  91 }
  92
  93 static void invalidate_pte(struct kvm_vcpu *vcpu, struct hpte_cache *pte)
  94 {
  95         /* pte already invalidated? */
  96         if (hlist_unhashed(&pte->list_pte))
  97                 return;
  98
  99         trace_kvm_book3s_mmu_invalidate(pte);
 100
 101         /* Different for 32 and 64 bit */
 102         kvmppc_mmu_invalidate_pte(vcpu, pte);
 103
 104         spin_lock(&vcpu->arch.mmu_lock);
 105
 106         hlist_del_init_rcu(&pte->list_pte);
 107         hlist_del_init_rcu(&pte->list_pte_long);
 108         hlist_del_init_rcu(&pte->list_vpte);
 109         hlist_del_init_rcu(&pte->list_vpte_long);
 110
 111         spin_unlock(&vcpu->arch.mmu_lock);
 112
 113         if (pte->pte.may_write)
 114                 kvm_release_pfn_dirty(pte->pfn);
 115         else
 116                 kvm_release_pfn_clean(pte->pfn);
 117
 118         vcpu->arch.hpte_cache_count--;
 119         call_rcu(&pte->rcu_head, free_pte_rcu);
 120 }
 121
 122 static void kvmppc_mmu_pte_flush_all(struct kvm_vcpu *vcpu)
 123 {
 124         struct hpte_cache *pte;
 125         struct hlist_node *node;
 126         int i;
 127
 128         rcu_read_lock();
 129
 130         for (i = 0; i < HPTEG_HASH_NUM_VPTE_LONG; i++) {
 131                 struct hlist_head *list = &vcpu->arch.hpte_hash_vpte_long[i];
 132
 133                 hlist_for_each_entry_rcu(pte, node, list, list_vpte_long)
 134                         invalidate_pte(vcpu, pte);
 135         }
 136
 137         rcu_read_unlock();
 138 }
 139
 140 static void kvmppc_mmu_pte_flush_page(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong guest_ea)
 141 {
 142         struct hlist_head *list;
 143         struct hlist_node *node;
 144         struct hpte_cache *pte;
 145
 146         /* Find the list of entries in the map */
 147         list = &vcpu->arch.hpte_hash_pte[kvmppc_mmu_hash_pte(guest_ea)];
 148
 149         rcu_read_lock();
 150
 151         /* Check the list for matching entries and invalidate */
 152         hlist_for_each_entry_rcu(pte, node, list, list_pte)
 153                 if ((pte->pte.eaddr & ~0xfffUL) == guest_ea)
 154                         invalidate_pte(vcpu, pte);
 155
 156         rcu_read_unlock();
 157 }
 158
 159 static void kvmppc_mmu_pte_flush_long(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong guest_ea)
 160 {
 161         struct hlist_head *list;
 162         struct hlist_node *node;
 163         struct hpte_cache *pte;
 164
 165         /* Find the list of entries in the map */
 166         list = &vcpu->arch.hpte_hash_pte_long[
 167                         kvmppc_mmu_hash_pte_long(guest_ea)];
 168
 169         rcu_read_lock();
 170
 171         /* Check the list for matching entries and invalidate */
 172         hlist_for_each_entry_rcu(pte, node, list, list_pte_long)
 173                 if ((pte->pte.eaddr & 0x0ffff000UL) == guest_ea)
 174                         invalidate_pte(vcpu, pte);
 175
 176         rcu_read_unlock();
 177 }
 178
 179 void kvmppc_mmu_pte_flush(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong guest_ea, ulong ea_mask)
 180 {
 181         trace_kvm_book3s_mmu_flush("", vcpu, guest_ea, ea_mask);
 182         guest_ea &= ea_mask;
 183
 184         switch (ea_mask) {
 185         case ~0xfffUL:
 186                 kvmppc_mmu_pte_flush_page(vcpu, guest_ea);
 187                 break;
 188         case 0x0ffff000:
 189                 kvmppc_mmu_pte_flush_long(vcpu, guest_ea);
 190                 break;
 191         case 0:
 192                 /* Doing a complete flush -> start from scratch */
 193                 kvmppc_mmu_pte_flush_all(vcpu);
 194                 break;
 195         default:
 196                 WARN_ON(1);
 197                 break;
 198         }
 199 }
 200
 201 /* Flush with mask 0xfffffffff */
 202 static void kvmppc_mmu_pte_vflush_short(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_vp)
 203 {
 204         struct hlist_head *list;
 205         struct hlist_node *node;
 206         struct hpte_cache *pte;
 207         u64 vp_mask = 0xfffffffffULL;
 208
 209         list = &vcpu->arch.hpte_hash_vpte[kvmppc_mmu_hash_vpte(guest_vp)];
 210
 211         rcu_read_lock();
 212
 213         /* Check the list for matching entries and invalidate */
 214         hlist_for_each_entry_rcu(pte, node, list, list_vpte)
 215                 if ((pte->pte.vpage & vp_mask) == guest_vp)
 216                         invalidate_pte(vcpu, pte);
 217
 218         rcu_read_unlock();
 219 }
 220
 221 /* Flush with mask 0xffffff000 */
 222 static void kvmppc_mmu_pte_vflush_long(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_vp)
 223 {
 224         struct hlist_head *list;
 225         struct hlist_node *node;
 226         struct hpte_cache *pte;
 227         u64 vp_mask = 0xffffff000ULL;
 228
 229         list = &vcpu->arch.hpte_hash_vpte_long[
 230                 kvmppc_mmu_hash_vpte_long(guest_vp)];
 231
 232         rcu_read_lock();
 233
 234         /* Check the list for matching entries and invalidate */
 235         hlist_for_each_entry_rcu(pte, node, list, list_vpte_long)
 236                 if ((pte->pte.vpage & vp_mask) == guest_vp)
 237                         invalidate_pte(vcpu, pte);
 238
 239         rcu_read_unlock();
 240 }
 241
 242 void kvmppc_mmu_pte_vflush(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_vp, u64 vp_mask)
 243 {
 244         trace_kvm_book3s_mmu_flush("v", vcpu, guest_vp, vp_mask);
 245         guest_vp &= vp_mask;
 246
 247         switch(vp_mask) {
 248         case 0xfffffffffULL:
 249                 kvmppc_mmu_pte_vflush_short(vcpu, guest_vp);
 250                 break;
 251         case 0xffffff000ULL:
 252                 kvmppc_mmu_pte_vflush_long(vcpu, guest_vp);
 253                 break;
 254         default:
 255                 WARN_ON(1);
 256                 return;
 257         }
 258 }
 259
 260 void kvmppc_mmu_pte_pflush(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong pa_start, ulong pa_end)
 261 {
 262         struct hlist_node *node;
 263         struct hpte_cache *pte;
 264         int i;
 265
 266         trace_kvm_book3s_mmu_flush("p", vcpu, pa_start, pa_end);
 267
 268         rcu_read_lock();
 269
 270         for (i = 0; i < HPTEG_HASH_NUM_VPTE_LONG; i++) {
 271                 struct hlist_head *list = &vcpu->arch.hpte_hash_vpte_long[i];
 272
 273                 hlist_for_each_entry_rcu(pte, node, list, list_vpte_long)
 274                         if ((pte->pte.raddr >= pa_start) &&
 275                             (pte->pte.raddr < pa_end))
 276                                 invalidate_pte(vcpu, pte);
 277         }
 278
 279         rcu_read_unlock();
 280 }
 281
 282 struct hpte_cache *kvmppc_mmu_hpte_cache_next(struct kvm_vcpu *vcpu)
 283 {
 284         struct hpte_cache *pte;
 285
 286         pte = kmem_cache_zalloc(hpte_cache, GFP_KERNEL);
 287         vcpu->arch.hpte_cache_count++;
 288
 289         if (vcpu->arch.hpte_cache_count == HPTEG_CACHE_NUM)
 290                 kvmppc_mmu_pte_flush_all(vcpu);
 291
 292         return pte;
 293 }
 294
 295 void kvmppc_mmu_hpte_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu)
 296 {
 297         kvmppc_mmu_pte_flush(vcpu, 0, 0);
 298 }
 299
 300 static void kvmppc_mmu_hpte_init_hash(struct hlist_head *hash_list, int len)
 301 {
 302         int i;
 303
 304         for (i = 0; i < len; i++)
 305                 INIT_HLIST_HEAD(&hash_list[i]);
 306 }
 307
 308 int kvmppc_mmu_hpte_init(struct kvm_vcpu *vcpu)
 309 {
 310         /* init hpte lookup hashes */
 311         kvmppc_mmu_hpte_init_hash(vcpu->arch.hpte_hash_pte,
 312                                   ARRAY_SIZE(vcpu->arch.hpte_hash_pte));
 313         kvmppc_mmu_hpte_init_hash(vcpu->arch.hpte_hash_pte_long,
 314                                   ARRAY_SIZE(vcpu->arch.hpte_hash_pte_long));
 315         kvmppc_mmu_hpte_init_hash(vcpu->arch.hpte_hash_vpte,
 316                                   ARRAY_SIZE(vcpu->arch.hpte_hash_vpte));
 317         kvmppc_mmu_hpte_init_hash(vcpu->arch.hpte_hash_vpte_long,
 318                                   ARRAY_SIZE(vcpu->arch.hpte_hash_vpte_long));
 319
 320         spin_lock_init(&vcpu->arch.mmu_lock);
 321
 322         return 0;
 323 }
 324
 325 int kvmppc_mmu_hpte_sysinit(void)
 326 {
 327         /* init hpte slab cache */
 328         hpte_cache = kmem_cache_create("kvm-spt", sizeof(struct hpte_cache),
 329                                        sizeof(struct hpte_cache), 0, NULL);
 330
 331         return 0;
 332 }
 333
 334 void kvmppc_mmu_hpte_sysexit(void)
 335 {
 336         kmem_cache_destroy(hpte_cache);
 337 }