KVM: PPC: Book3S PR: Make HPT accesses and updates SMP-safe
authorPaul Mackerras <paulus@samba.org>
Fri, 20 Sep 2013 04:52:48 +0000 (14:52 +1000)
committerAlexander Graf <agraf@suse.de>
Thu, 17 Oct 2013 12:45:04 +0000 (14:45 +0200)
This adds a per-VM mutex to provide mutual exclusion between vcpus
for accesses to and updates of the guest hashed page table (HPT).
This also makes the code use single-byte writes to the HPT entry
when updating of the reference (R) and change (C) bits.  The reason
for doing this, rather than writing back the whole HPTE, is that on
non-PAPR virtual machines, the guest OS might be writing to the HPTE
concurrently, and writing back the whole HPTE might conflict with
that.  Also, real hardware does single-byte writes to update R and C.

The new mutex is taken in kvmppc_mmu_book3s_64_xlate() when reading
the HPT and updating R and/or C, and in the PAPR HPT update hcalls
(H_ENTER, H_REMOVE, etc.).  Having the mutex means that we don't need
to use a hypervisor lock bit in the HPT update hcalls, and we don't
need to be careful about the order in which the bytes of the HPTE are
updated by those hcalls.

The other change here is to make emulated TLB invalidations (tlbie)
effective across all vcpus.  To do this we call kvmppc_mmu_pte_vflush
for all vcpus in kvmppc_ppc_book3s_64_tlbie().

For 32-bit, this makes the setting of the accessed and dirty bits use
single-byte writes, and makes tlbie invalidate shadow HPTEs for all
vcpus.

With this, PR KVM can successfully run SMP guests.

Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@samba.org>
Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>
arch/powerpc/include/asm/kvm_host.h
arch/powerpc/kvm/book3s_32_mmu.c
arch/powerpc/kvm/book3s_64_mmu.c
arch/powerpc/kvm/book3s_pr.c
arch/powerpc/kvm/book3s_pr_papr.c

index 3d8b8a8921f0d5ce26b0982f99014457c9a89952..0fe48729d07dd62ac0f1df4be1f38cc45a5803ea 100644 (file)
@@ -254,6 +254,9 @@ struct kvm_arch {
        struct kvmppc_vcore *vcores[KVM_MAX_VCORES];
        int hpt_cma_alloc;
 #endif /* CONFIG_KVM_BOOK3S_64_HV */
+#ifdef CONFIG_KVM_BOOK3S_PR
+       struct mutex hpt_mutex;
+#endif
 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
        struct list_head spapr_tce_tables;
        struct list_head rtas_tokens;
index af045533e685da79c3c28d8aa52727288f6a87aa..856af988ad597feb624055602cff1c7efc7160b1 100644 (file)
@@ -271,19 +271,22 @@ static int kvmppc_mmu_book3s_32_xlate_pte(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr,
        /* Update PTE C and A bits, so the guest's swapper knows we used the
           page */
        if (found) {
-               u32 oldpte = pteg[i+1];
-
-               if (pte->may_read)
-                       pteg[i+1] |= PTEG_FLAG_ACCESSED;
-               if (pte->may_write)
-                       pteg[i+1] |= PTEG_FLAG_DIRTY;
-               else
-                       dprintk_pte("KVM: Mapping read-only page!\n");
-
-               /* Write back into the PTEG */
-               if (pteg[i+1] != oldpte)
-                       copy_to_user((void __user *)ptegp, pteg, sizeof(pteg));
-
+               u32 pte_r = pteg[i+1];
+               char __user *addr = (char __user *) &pteg[i+1];
+
+               /*
+                * Use single-byte writes to update the HPTE, to
+                * conform to what real hardware does.
+                */
+               if (pte->may_read && !(pte_r & PTEG_FLAG_ACCESSED)) {
+                       pte_r |= PTEG_FLAG_ACCESSED;
+                       put_user(pte_r >> 8, addr + 2);
+               }
+               if (pte->may_write && !(pte_r & PTEG_FLAG_DIRTY)) {
+                       /* XXX should only set this for stores */
+                       pte_r |= PTEG_FLAG_DIRTY;
+                       put_user(pte_r, addr + 3);
+               }
                return 0;
        }
 
@@ -348,7 +351,12 @@ static void kvmppc_mmu_book3s_32_mtsrin(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 srnum,
 
 static void kvmppc_mmu_book3s_32_tlbie(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong ea, bool large)
 {
-       kvmppc_mmu_pte_flush(vcpu, ea, 0x0FFFF000);
+       int i;
+       struct kvm_vcpu *v;
+
+       /* flush this VA on all cpus */
+       kvm_for_each_vcpu(i, v, vcpu->kvm)
+               kvmppc_mmu_pte_flush(v, ea, 0x0FFFF000);
 }
 
 static int kvmppc_mmu_book3s_32_esid_to_vsid(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong esid,
index 9e6e11270b703d0651e7035b81657a13ca8997cd..ad9ecfd29c4c39b472ade7a63afb67e9d684162a 100644 (file)
@@ -257,6 +257,8 @@ static int kvmppc_mmu_book3s_64_xlate(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr,
 
        pgsize = slbe->large ? MMU_PAGE_16M : MMU_PAGE_4K;
 
+       mutex_lock(&vcpu->kvm->arch.hpt_mutex);
+
 do_second:
        ptegp = kvmppc_mmu_book3s_64_get_pteg(vcpu_book3s, slbe, eaddr, second);
        if (kvm_is_error_hva(ptegp))
@@ -332,30 +334,37 @@ do_second:
 
        /* Update PTE R and C bits, so the guest's swapper knows we used the
         * page */
-       if (gpte->may_read) {
-               /* Set the accessed flag */
+       if (gpte->may_read && !(r & HPTE_R_R)) {
+               /*
+                * Set the accessed flag.
+                * We have to write this back with a single byte write
+                * because another vcpu may be accessing this on
+                * non-PAPR platforms such as mac99, and this is
+                * what real hardware does.
+                */
+               char __user *addr = (char __user *) &pteg[i+1];
                r |= HPTE_R_R;
+               put_user(r >> 8, addr + 6);
        }
-       if (data && gpte->may_write) {
+       if (data && gpte->may_write && !(r & HPTE_R_C)) {
                /* Set the dirty flag -- XXX even if not writing */
+               /* Use a single byte write */
+               char __user *addr = (char __user *) &pteg[i+1];
                r |= HPTE_R_C;
+               put_user(r, addr + 7);
        }
 
-       /* Write back into the PTEG */
-       if (pteg[i+1] != r) {
-               pteg[i+1] = r;
-               copy_to_user((void __user *)ptegp, pteg, sizeof(pteg));
-       }
+       mutex_unlock(&vcpu->kvm->arch.hpt_mutex);
 
        if (!gpte->may_read)
                return -EPERM;
        return 0;
 
 no_page_found:
+       mutex_unlock(&vcpu->kvm->arch.hpt_mutex);
        return -ENOENT;
 
 no_seg_found:
-
        dprintk("KVM MMU: Trigger segment fault\n");
        return -EINVAL;
 }
@@ -520,6 +529,8 @@ static void kvmppc_mmu_book3s_64_tlbie(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong va,
                                       bool large)
 {
        u64 mask = 0xFFFFFFFFFULL;
+       long i;
+       struct kvm_vcpu *v;
 
        dprintk("KVM MMU: tlbie(0x%lx)\n", va);
 
@@ -542,7 +553,9 @@ static void kvmppc_mmu_book3s_64_tlbie(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong va,
                if (large)
                        mask = 0xFFFFFF000ULL;
        }
-       kvmppc_mmu_pte_vflush(vcpu, va >> 12, mask);
+       /* flush this VA on all vcpus */
+       kvm_for_each_vcpu(i, v, vcpu->kvm)
+               kvmppc_mmu_pte_vflush(v, va >> 12, mask);
 }
 
 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
index e9e8c748e673484ec4e2819b9a08e8af4afc10eb..4fa73c3f571331d43e343d6f4b17d9734a6befda 100644 (file)
@@ -1422,6 +1422,7 @@ int kvmppc_core_init_vm(struct kvm *kvm)
        INIT_LIST_HEAD(&kvm->arch.spapr_tce_tables);
        INIT_LIST_HEAD(&kvm->arch.rtas_tokens);
 #endif
+       mutex_init(&kvm->arch.hpt_mutex);
 
        if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SET_MODE)) {
                spin_lock(&kvm_global_user_count_lock);
index 38f189975fe141e0b3a9ddaf0b55e54748ffa828..5efa97b993d899faf4d16e65fc4541a241e1b5a9 100644 (file)
@@ -48,6 +48,7 @@ static int kvmppc_h_pr_enter(struct kvm_vcpu *vcpu)
        pte_index &= ~7UL;
        pteg_addr = get_pteg_addr(vcpu, pte_index);
 
+       mutex_lock(&vcpu->kvm->arch.hpt_mutex);
        copy_from_user(pteg, (void __user *)pteg_addr, sizeof(pteg));
        hpte = pteg;
 
@@ -74,6 +75,7 @@ static int kvmppc_h_pr_enter(struct kvm_vcpu *vcpu)
        ret = H_SUCCESS;
 
  done:
+       mutex_unlock(&vcpu->kvm->arch.hpt_mutex);
        kvmppc_set_gpr(vcpu, 3, ret);
 
        return EMULATE_DONE;
@@ -86,26 +88,31 @@ static int kvmppc_h_pr_remove(struct kvm_vcpu *vcpu)
        unsigned long avpn = kvmppc_get_gpr(vcpu, 6);
        unsigned long v = 0, pteg, rb;
        unsigned long pte[2];
+       long int ret;
 
        pteg = get_pteg_addr(vcpu, pte_index);
+       mutex_lock(&vcpu->kvm->arch.hpt_mutex);
        copy_from_user(pte, (void __user *)pteg, sizeof(pte));
 
+       ret = H_NOT_FOUND;
        if ((pte[0] & HPTE_V_VALID) == 0 ||
            ((flags & H_AVPN) && (pte[0] & ~0x7fUL) != avpn) ||
-           ((flags & H_ANDCOND) && (pte[0] & avpn) != 0)) {
-               kvmppc_set_gpr(vcpu, 3, H_NOT_FOUND);
-               return EMULATE_DONE;
-       }
+           ((flags & H_ANDCOND) && (pte[0] & avpn) != 0))
+               goto done;
 
        copy_to_user((void __user *)pteg, &v, sizeof(v));
 
        rb = compute_tlbie_rb(pte[0], pte[1], pte_index);
        vcpu->arch.mmu.tlbie(vcpu, rb, rb & 1 ? true : false);
 
-       kvmppc_set_gpr(vcpu, 3, H_SUCCESS);
+       ret = H_SUCCESS;
        kvmppc_set_gpr(vcpu, 4, pte[0]);
        kvmppc_set_gpr(vcpu, 5, pte[1]);
 
+ done:
+       mutex_unlock(&vcpu->kvm->arch.hpt_mutex);
+       kvmppc_set_gpr(vcpu, 3, ret);
+
        return EMULATE_DONE;
 }
 
@@ -133,6 +140,7 @@ static int kvmppc_h_pr_bulk_remove(struct kvm_vcpu *vcpu)
        int paramnr = 4;
        int ret = H_SUCCESS;
 
+       mutex_lock(&vcpu->kvm->arch.hpt_mutex);
        for (i = 0; i < H_BULK_REMOVE_MAX_BATCH; i++) {
                unsigned long tsh = kvmppc_get_gpr(vcpu, paramnr+(2*i));
                unsigned long tsl = kvmppc_get_gpr(vcpu, paramnr+(2*i)+1);
@@ -181,6 +189,7 @@ static int kvmppc_h_pr_bulk_remove(struct kvm_vcpu *vcpu)
                }
                kvmppc_set_gpr(vcpu, paramnr+(2*i), tsh);
        }
+       mutex_unlock(&vcpu->kvm->arch.hpt_mutex);
        kvmppc_set_gpr(vcpu, 3, ret);
 
        return EMULATE_DONE;
@@ -193,15 +202,16 @@ static int kvmppc_h_pr_protect(struct kvm_vcpu *vcpu)
        unsigned long avpn = kvmppc_get_gpr(vcpu, 6);
        unsigned long rb, pteg, r, v;
        unsigned long pte[2];
+       long int ret;
 
        pteg = get_pteg_addr(vcpu, pte_index);
+       mutex_lock(&vcpu->kvm->arch.hpt_mutex);
        copy_from_user(pte, (void __user *)pteg, sizeof(pte));
 
+       ret = H_NOT_FOUND;
        if ((pte[0] & HPTE_V_VALID) == 0 ||
-           ((flags & H_AVPN) && (pte[0] & ~0x7fUL) != avpn)) {
-               kvmppc_set_gpr(vcpu, 3, H_NOT_FOUND);
-               return EMULATE_DONE;
-       }
+           ((flags & H_AVPN) && (pte[0] & ~0x7fUL) != avpn))
+               goto done;
 
        v = pte[0];
        r = pte[1];
@@ -216,8 +226,11 @@ static int kvmppc_h_pr_protect(struct kvm_vcpu *vcpu)
        rb = compute_tlbie_rb(v, r, pte_index);
        vcpu->arch.mmu.tlbie(vcpu, rb, rb & 1 ? true : false);
        copy_to_user((void __user *)pteg, pte, sizeof(pte));
+       ret = H_SUCCESS;
 
-       kvmppc_set_gpr(vcpu, 3, H_SUCCESS);
+ done:
+       mutex_unlock(&vcpu->kvm->arch.hpt_mutex);
+       kvmppc_set_gpr(vcpu, 3, ret);
 
        return EMULATE_DONE;
 }