arch/powerpc/kvm/book3s_64_mmu_radix.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  *
   4  * Copyright 2016 Paul Mackerras, IBM Corp. <paulus@au1.ibm.com>
   5  */
   6
   7 #include <linux/types.h>
   8 #include <linux/string.h>
   9 #include <linux/kvm.h>
  10 #include <linux/kvm_host.h>
  11 #include <linux/anon_inodes.h>
  12 #include <linux/file.h>
  13 #include <linux/debugfs.h>
  14 #include <linux/pgtable.h>
  15
  16 #include <asm/kvm_ppc.h>
  17 #include <asm/kvm_book3s.h>
  18 #include <asm/page.h>
  19 #include <asm/mmu.h>
  20 #include <asm/pgalloc.h>
  21 #include <asm/pte-walk.h>
  22 #include <asm/ultravisor.h>
  23 #include <asm/kvm_book3s_uvmem.h>
  24 #include <asm/plpar_wrappers.h>
  25
  26 /*
  27  * Supported radix tree geometry.
  28  * Like p9, we support either 5 or 9 bits at the first (lowest) level,
  29  * for a page size of 64k or 4k.
  30  */
  31 static int p9_supported_radix_bits[4] = { 5, 9, 9, 13 };
  32
  33 unsigned long __kvmhv_copy_tofrom_guest_radix(int lpid, int pid,
  34                                               gva_t eaddr, void *to, void *from,
  35                                               unsigned long n)
  36 {
  37         int old_pid, old_lpid;
  38         unsigned long quadrant, ret = n;
  39         bool is_load = !!to;
  40
  41         /* Can't access quadrants 1 or 2 in non-HV mode, call the HV to do it */
  42         if (kvmhv_on_pseries())
  43                 return plpar_hcall_norets(H_COPY_TOFROM_GUEST, lpid, pid, eaddr,
  44                                           (to != NULL) ? __pa(to): 0,
  45                                           (from != NULL) ? __pa(from): 0, n);
  46
  47         if (eaddr & (0xFFFUL << 52))
  48                 return ret;
  49
  50         quadrant = 1;
  51         if (!pid)
  52                 quadrant = 2;
  53         if (is_load)
  54                 from = (void *) (eaddr | (quadrant << 62));
  55         else
  56                 to = (void *) (eaddr | (quadrant << 62));
  57
  58         preempt_disable();
  59
  60         asm volatile("hwsync" ::: "memory");
  61         isync();
  62         /* switch the lpid first to avoid running host with unallocated pid */
  63         old_lpid = mfspr(SPRN_LPID);
  64         if (old_lpid != lpid)
  65                 mtspr(SPRN_LPID, lpid);
  66         if (quadrant == 1) {
  67                 old_pid = mfspr(SPRN_PID);
  68                 if (old_pid != pid)
  69                         mtspr(SPRN_PID, pid);
  70         }
  71         isync();
  72
  73         pagefault_disable();
  74         if (is_load)
  75                 ret = __copy_from_user_inatomic(to, (const void __user *)from, n);
  76         else
  77                 ret = __copy_to_user_inatomic((void __user *)to, from, n);
  78         pagefault_enable();
  79
  80         asm volatile("hwsync" ::: "memory");
  81         isync();
  82         /* switch the pid first to avoid running host with unallocated pid */
  83         if (quadrant == 1 && pid != old_pid)
  84                 mtspr(SPRN_PID, old_pid);
  85         if (lpid != old_lpid)
  86                 mtspr(SPRN_LPID, old_lpid);
  87         isync();
  88
  89         preempt_enable();
  90
  91         return ret;
  92 }
  93
  94 static long kvmhv_copy_tofrom_guest_radix(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr,
  95                                           void *to, void *from, unsigned long n)
  96 {
  97         int lpid = vcpu->kvm->arch.lpid;
  98         int pid = vcpu->arch.pid;
  99
 100         /* This would cause a data segment intr so don't allow the access */
 101         if (eaddr & (0x3FFUL << 52))
 102                 return -EINVAL;
 103
 104         /* Should we be using the nested lpid */
 105         if (vcpu->arch.nested)
 106                 lpid = vcpu->arch.nested->shadow_lpid;
 107
 108         /* If accessing quadrant 3 then pid is expected to be 0 */
 109         if (((eaddr >> 62) & 0x3) == 0x3)
 110                 pid = 0;
 111
 112         eaddr &= ~(0xFFFUL << 52);
 113
 114         return __kvmhv_copy_tofrom_guest_radix(lpid, pid, eaddr, to, from, n);
 115 }
 116
 117 long kvmhv_copy_from_guest_radix(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr, void *to,
 118                                  unsigned long n)
 119 {
 120         long ret;
 121
 122         ret = kvmhv_copy_tofrom_guest_radix(vcpu, eaddr, to, NULL, n);
 123         if (ret > 0)
 124                 memset(to + (n - ret), 0, ret);
 125
 126         return ret;
 127 }
 128
 129 long kvmhv_copy_to_guest_radix(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr, void *from,
 130                                unsigned long n)
 131 {
 132         return kvmhv_copy_tofrom_guest_radix(vcpu, eaddr, NULL, from, n);
 133 }
 134
 135 int kvmppc_mmu_walk_radix_tree(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr,
 136                                struct kvmppc_pte *gpte, u64 root,
 137                                u64 *pte_ret_p)
 138 {
 139         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 140         int ret, level, ps;
 141         unsigned long rts, bits, offset, index;
 142         u64 pte, base, gpa;
 143         __be64 rpte;
 144
 145         rts = ((root & RTS1_MASK) >> (RTS1_SHIFT - 3)) |
 146                 ((root & RTS2_MASK) >> RTS2_SHIFT);
 147         bits = root & RPDS_MASK;
 148         base = root & RPDB_MASK;
 149
 150         offset = rts + 31;
 151
 152         /* Current implementations only support 52-bit space */
 153         if (offset != 52)
 154                 return -EINVAL;
 155
 156         /* Walk each level of the radix tree */
 157         for (level = 3; level >= 0; --level) {
 158                 u64 addr;
 159                 /* Check a valid size */
 160                 if (level && bits != p9_supported_radix_bits[level])
 161                         return -EINVAL;
 162                 if (level == 0 && !(bits == 5 || bits == 9))
 163                         return -EINVAL;
 164                 offset -= bits;
 165                 index = (eaddr >> offset) & ((1UL << bits) - 1);
 166                 /* Check that low bits of page table base are zero */
 167                 if (base & ((1UL << (bits + 3)) - 1))
 168                         return -EINVAL;
 169                 /* Read the entry from guest memory */
 170                 addr = base + (index * sizeof(rpte));
 171
 172                 kvm_vcpu_srcu_read_lock(vcpu);
 173                 ret = kvm_read_guest(kvm, addr, &rpte, sizeof(rpte));
 174                 kvm_vcpu_srcu_read_unlock(vcpu);
 175                 if (ret) {
 176                         if (pte_ret_p)
 177                                 *pte_ret_p = addr;
 178                         return ret;
 179                 }
 180                 pte = __be64_to_cpu(rpte);
 181                 if (!(pte & _PAGE_PRESENT))
 182                         return -ENOENT;
 183                 /* Check if a leaf entry */
 184                 if (pte & _PAGE_PTE)
 185                         break;
 186                 /* Get ready to walk the next level */
 187                 base = pte & RPDB_MASK;
 188                 bits = pte & RPDS_MASK;
 189         }
 190
 191         /* Need a leaf at lowest level; 512GB pages not supported */
 192         if (level < 0 || level == 3)
 193                 return -EINVAL;
 194
 195         /* We found a valid leaf PTE */
 196         /* Offset is now log base 2 of the page size */
 197         gpa = pte & 0x01fffffffffff000ul;
 198         if (gpa & ((1ul << offset) - 1))
 199                 return -EINVAL;
 200         gpa |= eaddr & ((1ul << offset) - 1);
 201         for (ps = MMU_PAGE_4K; ps < MMU_PAGE_COUNT; ++ps)
 202                 if (offset == mmu_psize_defs[ps].shift)
 203                         break;
 204         gpte->page_size = ps;
 205         gpte->page_shift = offset;
 206
 207         gpte->eaddr = eaddr;
 208         gpte->raddr = gpa;
 209
 210         /* Work out permissions */
 211         gpte->may_read = !!(pte & _PAGE_READ);
 212         gpte->may_write = !!(pte & _PAGE_WRITE);
 213         gpte->may_execute = !!(pte & _PAGE_EXEC);
 214
 215         gpte->rc = pte & (_PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY);
 216
 217         if (pte_ret_p)
 218                 *pte_ret_p = pte;
 219
 220         return 0;
 221 }
 222
 223 /*
 224  * Used to walk a partition or process table radix tree in guest memory
 225  * Note: We exploit the fact that a partition table and a process
 226  * table have the same layout, a partition-scoped page table and a
 227  * process-scoped page table have the same layout, and the 2nd
 228  * doubleword of a partition table entry has the same layout as
 229  * the PTCR register.
 230  */
 231 int kvmppc_mmu_radix_translate_table(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr,
 232                                      struct kvmppc_pte *gpte, u64 table,
 233                                      int table_index, u64 *pte_ret_p)
 234 {
 235         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 236         int ret;
 237         unsigned long size, ptbl, root;
 238         struct prtb_entry entry;
 239
 240         if ((table & PRTS_MASK) > 24)
 241                 return -EINVAL;
 242         size = 1ul << ((table & PRTS_MASK) + 12);
 243
 244         /* Is the table big enough to contain this entry? */
 245         if ((table_index * sizeof(entry)) >= size)
 246                 return -EINVAL;
 247
 248         /* Read the table to find the root of the radix tree */
 249         ptbl = (table & PRTB_MASK) + (table_index * sizeof(entry));
 250         kvm_vcpu_srcu_read_lock(vcpu);
 251         ret = kvm_read_guest(kvm, ptbl, &entry, sizeof(entry));
 252         kvm_vcpu_srcu_read_unlock(vcpu);
 253         if (ret)
 254                 return ret;
 255
 256         /* Root is stored in the first double word */
 257         root = be64_to_cpu(entry.prtb0);
 258
 259         return kvmppc_mmu_walk_radix_tree(vcpu, eaddr, gpte, root, pte_ret_p);
 260 }
 261
 262 int kvmppc_mmu_radix_xlate(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr,
 263                            struct kvmppc_pte *gpte, bool data, bool iswrite)
 264 {
 265         u32 pid;
 266         u64 pte;
 267         int ret;
 268
 269         /* Work out effective PID */
 270         switch (eaddr >> 62) {
 271         case 0:
 272                 pid = vcpu->arch.pid;
 273                 break;
 274         case 3:
 275                 pid = 0;
 276                 break;
 277         default:
 278                 return -EINVAL;
 279         }
 280
 281         ret = kvmppc_mmu_radix_translate_table(vcpu, eaddr, gpte,
 282                                 vcpu->kvm->arch.process_table, pid, &pte);
 283         if (ret)
 284                 return ret;
 285
 286         /* Check privilege (applies only to process scoped translations) */
 287         if (kvmppc_get_msr(vcpu) & MSR_PR) {
 288                 if (pte & _PAGE_PRIVILEGED) {
 289                         gpte->may_read = 0;
 290                         gpte->may_write = 0;
 291                         gpte->may_execute = 0;
 292                 }
 293         } else {
 294                 if (!(pte & _PAGE_PRIVILEGED)) {
 295                         /* Check AMR/IAMR to see if strict mode is in force */
 296                         if (vcpu->arch.amr & (1ul << 62))
 297                                 gpte->may_read = 0;
 298                         if (vcpu->arch.amr & (1ul << 63))
 299                                 gpte->may_write = 0;
 300                         if (vcpu->arch.iamr & (1ul << 62))
 301                                 gpte->may_execute = 0;
 302                 }
 303         }
 304
 305         return 0;
 306 }
 307
 308 void kvmppc_radix_tlbie_page(struct kvm *kvm, unsigned long addr,
 309                              unsigned int pshift, unsigned int lpid)
 310 {
 311         unsigned long psize = PAGE_SIZE;
 312         int psi;
 313         long rc;
 314         unsigned long rb;
 315
 316         if (pshift)
 317                 psize = 1UL << pshift;
 318         else
 319                 pshift = PAGE_SHIFT;
 320
 321         addr &= ~(psize - 1);
 322
 323         if (!kvmhv_on_pseries()) {
 324                 radix__flush_tlb_lpid_page(lpid, addr, psize);
 325                 return;
 326         }
 327
 328         psi = shift_to_mmu_psize(pshift);
 329
 330         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_RPT_INVALIDATE)) {
 331                 rb = addr | (mmu_get_ap(psi) << PPC_BITLSHIFT(58));
 332                 rc = plpar_hcall_norets(H_TLB_INVALIDATE, H_TLBIE_P1_ENC(0, 0, 1),
 333                                         lpid, rb);
 334         } else {
 335                 rc = pseries_rpt_invalidate(lpid, H_RPTI_TARGET_CMMU,
 336                                             H_RPTI_TYPE_NESTED |
 337                                             H_RPTI_TYPE_TLB,
 338                                             psize_to_rpti_pgsize(psi),
 339                                             addr, addr + psize);
 340         }
 341
 342         if (rc)
 343                 pr_err("KVM: TLB page invalidation hcall failed, rc=%ld\n", rc);
 344 }
 345
 346 static void kvmppc_radix_flush_pwc(struct kvm *kvm, unsigned int lpid)
 347 {
 348         long rc;
 349
 350         if (!kvmhv_on_pseries()) {
 351                 radix__flush_pwc_lpid(lpid);
 352                 return;
 353         }
 354
 355         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_RPT_INVALIDATE))
 356                 rc = plpar_hcall_norets(H_TLB_INVALIDATE, H_TLBIE_P1_ENC(1, 0, 1),
 357                                         lpid, TLBIEL_INVAL_SET_LPID);
 358         else
 359                 rc = pseries_rpt_invalidate(lpid, H_RPTI_TARGET_CMMU,
 360                                             H_RPTI_TYPE_NESTED |
 361                                             H_RPTI_TYPE_PWC, H_RPTI_PAGE_ALL,
 362                                             0, -1UL);
 363         if (rc)
 364                 pr_err("KVM: TLB PWC invalidation hcall failed, rc=%ld\n", rc);
 365 }
 366
 367 static unsigned long kvmppc_radix_update_pte(struct kvm *kvm, pte_t *ptep,
 368                                       unsigned long clr, unsigned long set,
 369                                       unsigned long addr, unsigned int shift)
 370 {
 371         return __radix_pte_update(ptep, clr, set);
 372 }
 373
 374 static void kvmppc_radix_set_pte_at(struct kvm *kvm, unsigned long addr,
 375                              pte_t *ptep, pte_t pte)
 376 {
 377         radix__set_pte_at(kvm->mm, addr, ptep, pte, 0);
 378 }
 379
 380 static struct kmem_cache *kvm_pte_cache;
 381 static struct kmem_cache *kvm_pmd_cache;
 382
 383 static pte_t *kvmppc_pte_alloc(void)
 384 {
 385         pte_t *pte;
 386
 387         pte = kmem_cache_alloc(kvm_pte_cache, GFP_KERNEL);
 388         /* pmd_populate() will only reference _pa(pte). */
 389         kmemleak_ignore(pte);
 390
 391         return pte;
 392 }
 393
 394 static void kvmppc_pte_free(pte_t *ptep)
 395 {
 396         kmem_cache_free(kvm_pte_cache, ptep);
 397 }
 398
 399 static pmd_t *kvmppc_pmd_alloc(void)
 400 {
 401         pmd_t *pmd;
 402
 403         pmd = kmem_cache_alloc(kvm_pmd_cache, GFP_KERNEL);
 404         /* pud_populate() will only reference _pa(pmd). */
 405         kmemleak_ignore(pmd);
 406
 407         return pmd;
 408 }
 409
 410 static void kvmppc_pmd_free(pmd_t *pmdp)
 411 {
 412         kmem_cache_free(kvm_pmd_cache, pmdp);
 413 }
 414
 415 /* Called with kvm->mmu_lock held */
 416 void kvmppc_unmap_pte(struct kvm *kvm, pte_t *pte, unsigned long gpa,
 417                       unsigned int shift,
 418                       const struct kvm_memory_slot *memslot,
 419                       unsigned int lpid)
 420
 421 {
 422         unsigned long old;
 423         unsigned long gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
 424         unsigned long page_size = PAGE_SIZE;
 425         unsigned long hpa;
 426
 427         old = kvmppc_radix_update_pte(kvm, pte, ~0UL, 0, gpa, shift);
 428         kvmppc_radix_tlbie_page(kvm, gpa, shift, lpid);
 429
 430         /* The following only applies to L1 entries */
 431         if (lpid != kvm->arch.lpid)
 432                 return;
 433
 434         if (!memslot) {
 435                 memslot = gfn_to_memslot(kvm, gfn);
 436                 if (!memslot)
 437                         return;
 438         }
 439         if (shift) { /* 1GB or 2MB page */
 440                 page_size = 1ul << shift;
 441                 if (shift == PMD_SHIFT)
 442                         kvm->stat.num_2M_pages--;
 443                 else if (shift == PUD_SHIFT)
 444                         kvm->stat.num_1G_pages--;
 445         }
 446
 447         gpa &= ~(page_size - 1);
 448         hpa = old & PTE_RPN_MASK;
 449         kvmhv_remove_nest_rmap_range(kvm, memslot, gpa, hpa, page_size);
 450
 451         if ((old & _PAGE_DIRTY) && memslot->dirty_bitmap)
 452                 kvmppc_update_dirty_map(memslot, gfn, page_size);
 453 }
 454
 455 /*
 456  * kvmppc_free_p?d are used to free existing page tables, and recursively
 457  * descend and clear and free children.
 458  * Callers are responsible for flushing the PWC.
 459  *
 460  * When page tables are being unmapped/freed as part of page fault path
 461  * (full == false), valid ptes are generally not expected; however, there
 462  * is one situation where they arise, which is when dirty page logging is
 463  * turned off for a memslot while the VM is running.  The new memslot
 464  * becomes visible to page faults before the memslot commit function
 465  * gets to flush the memslot, which can lead to a 2MB page mapping being
 466  * installed for a guest physical address where there are already 64kB
 467  * (or 4kB) mappings (of sub-pages of the same 2MB page).
 468  */
 469 static void kvmppc_unmap_free_pte(struct kvm *kvm, pte_t *pte, bool full,
 470                                   unsigned int lpid)
 471 {
 472         if (full) {
 473                 memset(pte, 0, sizeof(long) << RADIX_PTE_INDEX_SIZE);
 474         } else {
 475                 pte_t *p = pte;
 476                 unsigned long it;
 477
 478                 for (it = 0; it < PTRS_PER_PTE; ++it, ++p) {
 479                         if (pte_val(*p) == 0)
 480                                 continue;
 481                         kvmppc_unmap_pte(kvm, p,
 482                                          pte_pfn(*p) << PAGE_SHIFT,
 483                                          PAGE_SHIFT, NULL, lpid);
 484                 }
 485         }
 486
 487         kvmppc_pte_free(pte);
 488 }
 489
 490 static void kvmppc_unmap_free_pmd(struct kvm *kvm, pmd_t *pmd, bool full,
 491                                   unsigned int lpid)
 492 {
 493         unsigned long im;
 494         pmd_t *p = pmd;
 495
 496         for (im = 0; im < PTRS_PER_PMD; ++im, ++p) {
 497                 if (!pmd_present(*p))
 498                         continue;
 499                 if (pmd_is_leaf(*p)) {
 500                         if (full) {
 501                                 pmd_clear(p);
 502                         } else {
 503                                 WARN_ON_ONCE(1);
 504                                 kvmppc_unmap_pte(kvm, (pte_t *)p,
 505                                          pte_pfn(*(pte_t *)p) << PAGE_SHIFT,
 506                                          PMD_SHIFT, NULL, lpid);
 507                         }
 508                 } else {
 509                         pte_t *pte;
 510
 511                         pte = pte_offset_map(p, 0);
 512                         kvmppc_unmap_free_pte(kvm, pte, full, lpid);
 513                         pmd_clear(p);
 514                 }
 515         }
 516         kvmppc_pmd_free(pmd);
 517 }
 518
 519 static void kvmppc_unmap_free_pud(struct kvm *kvm, pud_t *pud,
 520                                   unsigned int lpid)
 521 {
 522         unsigned long iu;
 523         pud_t *p = pud;
 524
 525         for (iu = 0; iu < PTRS_PER_PUD; ++iu, ++p) {
 526                 if (!pud_present(*p))
 527                         continue;
 528                 if (pud_is_leaf(*p)) {
 529                         pud_clear(p);
 530                 } else {
 531                         pmd_t *pmd;
 532
 533                         pmd = pmd_offset(p, 0);
 534                         kvmppc_unmap_free_pmd(kvm, pmd, true, lpid);
 535                         pud_clear(p);
 536                 }
 537         }
 538         pud_free(kvm->mm, pud);
 539 }
 540
 541 void kvmppc_free_pgtable_radix(struct kvm *kvm, pgd_t *pgd, unsigned int lpid)
 542 {
 543         unsigned long ig;
 544
 545         for (ig = 0; ig < PTRS_PER_PGD; ++ig, ++pgd) {
 546                 p4d_t *p4d = p4d_offset(pgd, 0);
 547                 pud_t *pud;
 548
 549                 if (!p4d_present(*p4d))
 550                         continue;
 551                 pud = pud_offset(p4d, 0);
 552                 kvmppc_unmap_free_pud(kvm, pud, lpid);
 553                 p4d_clear(p4d);
 554         }
 555 }
 556
 557 void kvmppc_free_radix(struct kvm *kvm)
 558 {
 559         if (kvm->arch.pgtable) {
 560                 kvmppc_free_pgtable_radix(kvm, kvm->arch.pgtable,
 561                                           kvm->arch.lpid);
 562                 pgd_free(kvm->mm, kvm->arch.pgtable);
 563                 kvm->arch.pgtable = NULL;
 564         }
 565 }
 566
 567 static void kvmppc_unmap_free_pmd_entry_table(struct kvm *kvm, pmd_t *pmd,
 568                                         unsigned long gpa, unsigned int lpid)
 569 {
 570         pte_t *pte = pte_offset_kernel(pmd, 0);
 571
 572         /*
 573          * Clearing the pmd entry then flushing the PWC ensures that the pte
 574          * page no longer be cached by the MMU, so can be freed without
 575          * flushing the PWC again.
 576          */
 577         pmd_clear(pmd);
 578         kvmppc_radix_flush_pwc(kvm, lpid);
 579
 580         kvmppc_unmap_free_pte(kvm, pte, false, lpid);
 581 }
 582
 583 static void kvmppc_unmap_free_pud_entry_table(struct kvm *kvm, pud_t *pud,
 584                                         unsigned long gpa, unsigned int lpid)
 585 {
 586         pmd_t *pmd = pmd_offset(pud, 0);
 587
 588         /*
 589          * Clearing the pud entry then flushing the PWC ensures that the pmd
 590          * page and any children pte pages will no longer be cached by the MMU,
 591          * so can be freed without flushing the PWC again.
 592          */
 593         pud_clear(pud);
 594         kvmppc_radix_flush_pwc(kvm, lpid);
 595
 596         kvmppc_unmap_free_pmd(kvm, pmd, false, lpid);
 597 }
 598
 599 /*
 600  * There are a number of bits which may differ between different faults to
 601  * the same partition scope entry. RC bits, in the course of cleaning and
 602  * aging. And the write bit can change, either the access could have been
 603  * upgraded, or a read fault could happen concurrently with a write fault
 604  * that sets those bits first.
 605  */
 606 #define PTE_BITS_MUST_MATCH (~(_PAGE_WRITE | _PAGE_DIRTY | _PAGE_ACCESSED))
 607
 608 int kvmppc_create_pte(struct kvm *kvm, pgd_t *pgtable, pte_t pte,
 609                       unsigned long gpa, unsigned int level,
 610                       unsigned long mmu_seq, unsigned int lpid,
 611                       unsigned long *rmapp, struct rmap_nested **n_rmap)
 612 {
 613         pgd_t *pgd;
 614         p4d_t *p4d;
 615         pud_t *pud, *new_pud = NULL;
 616         pmd_t *pmd, *new_pmd = NULL;
 617         pte_t *ptep, *new_ptep = NULL;
 618         int ret;
 619
 620         /* Traverse the guest's 2nd-level tree, allocate new levels needed */
 621         pgd = pgtable + pgd_index(gpa);
 622         p4d = p4d_offset(pgd, gpa);
 623
 624         pud = NULL;
 625         if (p4d_present(*p4d))
 626                 pud = pud_offset(p4d, gpa);
 627         else
 628                 new_pud = pud_alloc_one(kvm->mm, gpa);
 629
 630         pmd = NULL;
 631         if (pud && pud_present(*pud) && !pud_is_leaf(*pud))
 632                 pmd = pmd_offset(pud, gpa);
 633         else if (level <= 1)
 634                 new_pmd = kvmppc_pmd_alloc();
 635
 636         if (level == 0 && !(pmd && pmd_present(*pmd) && !pmd_is_leaf(*pmd)))
 637                 new_ptep = kvmppc_pte_alloc();
 638
 639         /* Check if we might have been invalidated; let the guest retry if so */
 640         spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 641         ret = -EAGAIN;
 642         if (mmu_notifier_retry(kvm, mmu_seq))
 643                 goto out_unlock;
 644
 645         /* Now traverse again under the lock and change the tree */
 646         ret = -ENOMEM;
 647         if (p4d_none(*p4d)) {
 648                 if (!new_pud)
 649                         goto out_unlock;
 650                 p4d_populate(kvm->mm, p4d, new_pud);
 651                 new_pud = NULL;
 652         }
 653         pud = pud_offset(p4d, gpa);
 654         if (pud_is_leaf(*pud)) {
 655                 unsigned long hgpa = gpa & PUD_MASK;
 656
 657                 /* Check if we raced and someone else has set the same thing */
 658                 if (level == 2) {
 659                         if (pud_raw(*pud) == pte_raw(pte)) {
 660                                 ret = 0;
 661                                 goto out_unlock;
 662                         }
 663                         /* Valid 1GB page here already, add our extra bits */
 664                         WARN_ON_ONCE((pud_val(*pud) ^ pte_val(pte)) &
 665                                                         PTE_BITS_MUST_MATCH);
 666                         kvmppc_radix_update_pte(kvm, (pte_t *)pud,
 667                                               0, pte_val(pte), hgpa, PUD_SHIFT);
 668                         ret = 0;
 669                         goto out_unlock;
 670                 }
 671                 /*
 672                  * If we raced with another CPU which has just put
 673                  * a 1GB pte in after we saw a pmd page, try again.
 674                  */
 675                 if (!new_pmd) {
 676                         ret = -EAGAIN;
 677                         goto out_unlock;
 678                 }
 679                 /* Valid 1GB page here already, remove it */
 680                 kvmppc_unmap_pte(kvm, (pte_t *)pud, hgpa, PUD_SHIFT, NULL,
 681                                  lpid);
 682         }
 683         if (level == 2) {
 684                 if (!pud_none(*pud)) {
 685                         /*
 686                          * There's a page table page here, but we wanted to
 687                          * install a large page, so remove and free the page
 688                          * table page.
 689                          */
 690                         kvmppc_unmap_free_pud_entry_table(kvm, pud, gpa, lpid);
 691                 }
 692                 kvmppc_radix_set_pte_at(kvm, gpa, (pte_t *)pud, pte);
 693                 if (rmapp && n_rmap)
 694                         kvmhv_insert_nest_rmap(kvm, rmapp, n_rmap);
 695                 ret = 0;
 696                 goto out_unlock;
 697         }
 698         if (pud_none(*pud)) {
 699                 if (!new_pmd)
 700                         goto out_unlock;
 701                 pud_populate(kvm->mm, pud, new_pmd);
 702                 new_pmd = NULL;
 703         }
 704         pmd = pmd_offset(pud, gpa);
 705         if (pmd_is_leaf(*pmd)) {
 706                 unsigned long lgpa = gpa & PMD_MASK;
 707
 708                 /* Check if we raced and someone else has set the same thing */
 709                 if (level == 1) {
 710                         if (pmd_raw(*pmd) == pte_raw(pte)) {
 711                                 ret = 0;
 712                                 goto out_unlock;
 713                         }
 714                         /* Valid 2MB page here already, add our extra bits */
 715                         WARN_ON_ONCE((pmd_val(*pmd) ^ pte_val(pte)) &
 716                                                         PTE_BITS_MUST_MATCH);
 717                         kvmppc_radix_update_pte(kvm, pmdp_ptep(pmd),
 718                                         0, pte_val(pte), lgpa, PMD_SHIFT);
 719                         ret = 0;
 720                         goto out_unlock;
 721                 }
 722
 723                 /*
 724                  * If we raced with another CPU which has just put
 725                  * a 2MB pte in after we saw a pte page, try again.
 726                  */
 727                 if (!new_ptep) {
 728                         ret = -EAGAIN;
 729                         goto out_unlock;
 730                 }
 731                 /* Valid 2MB page here already, remove it */
 732                 kvmppc_unmap_pte(kvm, pmdp_ptep(pmd), lgpa, PMD_SHIFT, NULL,
 733                                  lpid);
 734         }
 735         if (level == 1) {
 736                 if (!pmd_none(*pmd)) {
 737                         /*
 738                          * There's a page table page here, but we wanted to
 739                          * install a large page, so remove and free the page
 740                          * table page.
 741                          */
 742                         kvmppc_unmap_free_pmd_entry_table(kvm, pmd, gpa, lpid);
 743                 }
 744                 kvmppc_radix_set_pte_at(kvm, gpa, pmdp_ptep(pmd), pte);
 745                 if (rmapp && n_rmap)
 746                         kvmhv_insert_nest_rmap(kvm, rmapp, n_rmap);
 747                 ret = 0;
 748                 goto out_unlock;
 749         }
 750         if (pmd_none(*pmd)) {
 751                 if (!new_ptep)
 752                         goto out_unlock;
 753                 pmd_populate(kvm->mm, pmd, new_ptep);
 754                 new_ptep = NULL;
 755         }
 756         ptep = pte_offset_kernel(pmd, gpa);
 757         if (pte_present(*ptep)) {
 758                 /* Check if someone else set the same thing */
 759                 if (pte_raw(*ptep) == pte_raw(pte)) {
 760                         ret = 0;
 761                         goto out_unlock;
 762                 }
 763                 /* Valid page here already, add our extra bits */
 764                 WARN_ON_ONCE((pte_val(*ptep) ^ pte_val(pte)) &
 765                                                         PTE_BITS_MUST_MATCH);
 766                 kvmppc_radix_update_pte(kvm, ptep, 0, pte_val(pte), gpa, 0);
 767                 ret = 0;
 768                 goto out_unlock;
 769         }
 770         kvmppc_radix_set_pte_at(kvm, gpa, ptep, pte);
 771         if (rmapp && n_rmap)
 772                 kvmhv_insert_nest_rmap(kvm, rmapp, n_rmap);
 773         ret = 0;
 774
 775  out_unlock:
 776         spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
 777         if (new_pud)
 778                 pud_free(kvm->mm, new_pud);
 779         if (new_pmd)
 780                 kvmppc_pmd_free(new_pmd);
 781         if (new_ptep)
 782                 kvmppc_pte_free(new_ptep);
 783         return ret;
 784 }
 785
 786 bool kvmppc_hv_handle_set_rc(struct kvm *kvm, bool nested, bool writing,
 787                              unsigned long gpa, unsigned int lpid)
 788 {
 789         unsigned long pgflags;
 790         unsigned int shift;
 791         pte_t *ptep;
 792
 793         /*
 794          * Need to set an R or C bit in the 2nd-level tables;
 795          * since we are just helping out the hardware here,
 796          * it is sufficient to do what the hardware does.
 797          */
 798         pgflags = _PAGE_ACCESSED;
 799         if (writing)
 800                 pgflags |= _PAGE_DIRTY;
 801
 802         if (nested)
 803                 ptep = find_kvm_nested_guest_pte(kvm, lpid, gpa, &shift);
 804         else
 805                 ptep = find_kvm_secondary_pte(kvm, gpa, &shift);
 806
 807         if (ptep && pte_present(*ptep) && (!writing || pte_write(*ptep))) {
 808                 kvmppc_radix_update_pte(kvm, ptep, 0, pgflags, gpa, shift);
 809                 return true;
 810         }
 811         return false;
 812 }
 813
 814 int kvmppc_book3s_instantiate_page(struct kvm_vcpu *vcpu,
 815                                    unsigned long gpa,
 816                                    struct kvm_memory_slot *memslot,
 817                                    bool writing, bool kvm_ro,
 818                                    pte_t *inserted_pte, unsigned int *levelp)
 819 {
 820         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 821         struct page *page = NULL;
 822         unsigned long mmu_seq;
 823         unsigned long hva, gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
 824         bool upgrade_write = false;
 825         bool *upgrade_p = &upgrade_write;
 826         pte_t pte, *ptep;
 827         unsigned int shift, level;
 828         int ret;
 829         bool large_enable;
 830
 831         /* used to check for invalidations in progress */
 832         mmu_seq = kvm->mmu_notifier_seq;
 833         smp_rmb();
 834
 835         /*
 836          * Do a fast check first, since __gfn_to_pfn_memslot doesn't
 837          * do it with !atomic && !async, which is how we call it.
 838          * We always ask for write permission since the common case
 839          * is that the page is writable.
 840          */
 841         hva = gfn_to_hva_memslot(memslot, gfn);
 842         if (!kvm_ro && get_user_page_fast_only(hva, FOLL_WRITE, &page)) {
 843                 upgrade_write = true;
 844         } else {
 845                 unsigned long pfn;
 846
 847                 /* Call KVM generic code to do the slow-path check */
 848                 pfn = __gfn_to_pfn_memslot(memslot, gfn, false, NULL,
 849                                            writing, upgrade_p, NULL);
 850                 if (is_error_noslot_pfn(pfn))
 851                         return -EFAULT;
 852                 page = NULL;
 853                 if (pfn_valid(pfn)) {
 854                         page = pfn_to_page(pfn);
 855                         if (PageReserved(page))
 856                                 page = NULL;
 857                 }
 858         }
 859
 860         /*
 861          * Read the PTE from the process' radix tree and use that
 862          * so we get the shift and attribute bits.
 863          */
 864         spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 865         ptep = find_kvm_host_pte(kvm, mmu_seq, hva, &shift);
 866         pte = __pte(0);
 867         if (ptep)
 868                 pte = READ_ONCE(*ptep);
 869         spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
 870         /*
 871          * If the PTE disappeared temporarily due to a THP
 872          * collapse, just return and let the guest try again.
 873          */
 874         if (!pte_present(pte)) {
 875                 if (page)
 876                         put_page(page);
 877                 return RESUME_GUEST;
 878         }
 879
 880         /* If we're logging dirty pages, always map single pages */
 881         large_enable = !(memslot->flags & KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES);
 882
 883         /* Get pte level from shift/size */
 884         if (large_enable && shift == PUD_SHIFT &&
 885             (gpa & (PUD_SIZE - PAGE_SIZE)) ==
 886             (hva & (PUD_SIZE - PAGE_SIZE))) {
 887                 level = 2;
 888         } else if (large_enable && shift == PMD_SHIFT &&
 889                    (gpa & (PMD_SIZE - PAGE_SIZE)) ==
 890                    (hva & (PMD_SIZE - PAGE_SIZE))) {
 891                 level = 1;
 892         } else {
 893                 level = 0;
 894                 if (shift > PAGE_SHIFT) {
 895                         /*
 896                          * If the pte maps more than one page, bring over
 897                          * bits from the virtual address to get the real
 898                          * address of the specific single page we want.
 899                          */
 900                         unsigned long rpnmask = (1ul << shift) - PAGE_SIZE;
 901                         pte = __pte(pte_val(pte) | (hva & rpnmask));
 902                 }
 903         }
 904
 905         pte = __pte(pte_val(pte) | _PAGE_EXEC | _PAGE_ACCESSED);
 906         if (writing || upgrade_write) {
 907                 if (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE)
 908                         pte = __pte(pte_val(pte) | _PAGE_DIRTY);
 909         } else {
 910                 pte = __pte(pte_val(pte) & ~(_PAGE_WRITE | _PAGE_DIRTY));
 911         }
 912
 913         /* Allocate space in the tree and write the PTE */
 914         ret = kvmppc_create_pte(kvm, kvm->arch.pgtable, pte, gpa, level,
 915                                 mmu_seq, kvm->arch.lpid, NULL, NULL);
 916         if (inserted_pte)
 917                 *inserted_pte = pte;
 918         if (levelp)
 919                 *levelp = level;
 920
 921         if (page) {
 922                 if (!ret && (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE))
 923                         set_page_dirty_lock(page);
 924                 put_page(page);
 925         }
 926
 927         /* Increment number of large pages if we (successfully) inserted one */
 928         if (!ret) {
 929                 if (level == 1)
 930                         kvm->stat.num_2M_pages++;
 931                 else if (level == 2)
 932                         kvm->stat.num_1G_pages++;
 933         }
 934
 935         return ret;
 936 }
 937
 938 int kvmppc_book3s_radix_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu,
 939                                    unsigned long ea, unsigned long dsisr)
 940 {
 941         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 942         unsigned long gpa, gfn;
 943         struct kvm_memory_slot *memslot;
 944         long ret;
 945         bool writing = !!(dsisr & DSISR_ISSTORE);
 946         bool kvm_ro = false;
 947
 948         /* Check for unusual errors */
 949         if (dsisr & DSISR_UNSUPP_MMU) {
 950                 pr_err("KVM: Got unsupported MMU fault\n");
 951                 return -EFAULT;
 952         }
 953         if (dsisr & DSISR_BADACCESS) {
 954                 /* Reflect to the guest as DSI */
 955                 pr_err("KVM: Got radix HV page fault with DSISR=%lx\n", dsisr);
 956                 kvmppc_core_queue_data_storage(vcpu, ea, dsisr);
 957                 return RESUME_GUEST;
 958         }
 959
 960         /* Translate the logical address */
 961         gpa = vcpu->arch.fault_gpa & ~0xfffUL;
 962         gpa &= ~0xF000000000000000ul;
 963         gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
 964         if (!(dsisr & DSISR_PRTABLE_FAULT))
 965                 gpa |= ea & 0xfff;
 966
 967         if (kvm->arch.secure_guest & KVMPPC_SECURE_INIT_DONE)
 968                 return kvmppc_send_page_to_uv(kvm, gfn);
 969
 970         /* Get the corresponding memslot */
 971         memslot = gfn_to_memslot(kvm, gfn);
 972
 973         /* No memslot means it's an emulated MMIO region */
 974         if (!memslot || (memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID)) {
 975                 if (dsisr & (DSISR_PRTABLE_FAULT | DSISR_BADACCESS |
 976                              DSISR_SET_RC)) {
 977                         /*
 978                          * Bad address in guest page table tree, or other
 979                          * unusual error - reflect it to the guest as DSI.
 980                          */
 981                         kvmppc_core_queue_data_storage(vcpu, ea, dsisr);
 982                         return RESUME_GUEST;
 983                 }
 984                 return kvmppc_hv_emulate_mmio(vcpu, gpa, ea, writing);
 985         }
 986
 987         if (memslot->flags & KVM_MEM_READONLY) {
 988                 if (writing) {
 989                         /* give the guest a DSI */
 990                         kvmppc_core_queue_data_storage(vcpu, ea, DSISR_ISSTORE |
 991                                                        DSISR_PROTFAULT);
 992                         return RESUME_GUEST;
 993                 }
 994                 kvm_ro = true;
 995         }
 996
 997         /* Failed to set the reference/change bits */
 998         if (dsisr & DSISR_SET_RC) {
 999                 spin_lock(&kvm->mmu_lock);
1000                 if (kvmppc_hv_handle_set_rc(kvm, false, writing,
1001                                             gpa, kvm->arch.lpid))
1002                         dsisr &= ~DSISR_SET_RC;
1003                 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
1004
1005                 if (!(dsisr & (DSISR_BAD_FAULT_64S | DSISR_NOHPTE |
1006                                DSISR_PROTFAULT | DSISR_SET_RC)))
1007                         return RESUME_GUEST;
1008         }
1009
1010         /* Try to insert a pte */
1011         ret = kvmppc_book3s_instantiate_page(vcpu, gpa, memslot, writing,
1012                                              kvm_ro, NULL, NULL);
1013
1014         if (ret == 0 || ret == -EAGAIN)
1015                 ret = RESUME_GUEST;
1016         return ret;
1017 }
1018
1019 /* Called with kvm->mmu_lock held */
1020 void kvm_unmap_radix(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *memslot,
1021                      unsigned long gfn)
1022 {
1023         pte_t *ptep;
1024         unsigned long gpa = gfn << PAGE_SHIFT;
1025         unsigned int shift;
1026
1027         if (kvm->arch.secure_guest & KVMPPC_SECURE_INIT_DONE) {
1028                 uv_page_inval(kvm->arch.lpid, gpa, PAGE_SHIFT);
1029                 return;
1030         }
1031
1032         ptep = find_kvm_secondary_pte(kvm, gpa, &shift);
1033         if (ptep && pte_present(*ptep))
1034                 kvmppc_unmap_pte(kvm, ptep, gpa, shift, memslot,
1035                                  kvm->arch.lpid);
1036 }
1037
1038 /* Called with kvm->mmu_lock held */
1039 bool kvm_age_radix(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *memslot,
1040                    unsigned long gfn)
1041 {
1042         pte_t *ptep;
1043         unsigned long gpa = gfn << PAGE_SHIFT;
1044         unsigned int shift;
1045         bool ref = false;
1046         unsigned long old, *rmapp;
1047
1048         if (kvm->arch.secure_guest & KVMPPC_SECURE_INIT_DONE)
1049                 return ref;
1050
1051         ptep = find_kvm_secondary_pte(kvm, gpa, &shift);
1052         if (ptep && pte_present(*ptep) && pte_young(*ptep)) {
1053                 old = kvmppc_radix_update_pte(kvm, ptep, _PAGE_ACCESSED, 0,
1054                                               gpa, shift);
1055                 /* XXX need to flush tlb here? */
1056                 /* Also clear bit in ptes in shadow pgtable for nested guests */
1057                 rmapp = &memslot->arch.rmap[gfn - memslot->base_gfn];
1058                 kvmhv_update_nest_rmap_rc_list(kvm, rmapp, _PAGE_ACCESSED, 0,
1059                                                old & PTE_RPN_MASK,
1060                                                1UL << shift);
1061                 ref = true;
1062         }
1063         return ref;
1064 }
1065
1066 /* Called with kvm->mmu_lock held */
1067 bool kvm_test_age_radix(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *memslot,
1068                         unsigned long gfn)
1069
1070 {
1071         pte_t *ptep;
1072         unsigned long gpa = gfn << PAGE_SHIFT;
1073         unsigned int shift;
1074         bool ref = false;
1075
1076         if (kvm->arch.secure_guest & KVMPPC_SECURE_INIT_DONE)
1077                 return ref;
1078
1079         ptep = find_kvm_secondary_pte(kvm, gpa, &shift);
1080         if (ptep && pte_present(*ptep) && pte_young(*ptep))
1081                 ref = true;
1082         return ref;
1083 }
1084
1085 /* Returns the number of PAGE_SIZE pages that are dirty */
1086 static int kvm_radix_test_clear_dirty(struct kvm *kvm,
1087                                 struct kvm_memory_slot *memslot, int pagenum)
1088 {
1089         unsigned long gfn = memslot->base_gfn + pagenum;
1090         unsigned long gpa = gfn << PAGE_SHIFT;
1091         pte_t *ptep, pte;
1092         unsigned int shift;
1093         int ret = 0;
1094         unsigned long old, *rmapp;
1095
1096         if (kvm->arch.secure_guest & KVMPPC_SECURE_INIT_DONE)
1097                 return ret;
1098
1099         /*
1100          * For performance reasons we don't hold kvm->mmu_lock while walking the
1101          * partition scoped table.
1102          */
1103         ptep = find_kvm_secondary_pte_unlocked(kvm, gpa, &shift);
1104         if (!ptep)
1105                 return 0;
1106
1107         pte = READ_ONCE(*ptep);
1108         if (pte_present(pte) && pte_dirty(pte)) {
1109                 spin_lock(&kvm->mmu_lock);
1110                 /*
1111                  * Recheck the pte again
1112                  */
1113                 if (pte_val(pte) != pte_val(*ptep)) {
1114                         /*
1115                          * We have KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES enabled. Hence we can
1116                          * only find PAGE_SIZE pte entries here. We can continue
1117                          * to use the pte addr returned by above page table
1118                          * walk.
1119                          */
1120                         if (!pte_present(*ptep) || !pte_dirty(*ptep)) {
1121                                 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
1122                                 return 0;
1123                         }
1124                 }
1125
1126                 ret = 1;
1127                 VM_BUG_ON(shift);
1128                 old = kvmppc_radix_update_pte(kvm, ptep, _PAGE_DIRTY, 0,
1129                                               gpa, shift);
1130                 kvmppc_radix_tlbie_page(kvm, gpa, shift, kvm->arch.lpid);
1131                 /* Also clear bit in ptes in shadow pgtable for nested guests */
1132                 rmapp = &memslot->arch.rmap[gfn - memslot->base_gfn];
1133                 kvmhv_update_nest_rmap_rc_list(kvm, rmapp, _PAGE_DIRTY, 0,
1134                                                old & PTE_RPN_MASK,
1135                                                1UL << shift);
1136                 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
1137         }
1138         return ret;
1139 }
1140
1141 long kvmppc_hv_get_dirty_log_radix(struct kvm *kvm,
1142                         struct kvm_memory_slot *memslot, unsigned long *map)
1143 {
1144         unsigned long i, j;
1145         int npages;
1146
1147         for (i = 0; i < memslot->npages; i = j) {
1148                 npages = kvm_radix_test_clear_dirty(kvm, memslot, i);
1149
1150                 /*
1151                  * Note that if npages > 0 then i must be a multiple of npages,
1152                  * since huge pages are only used to back the guest at guest
1153                  * real addresses that are a multiple of their size.
1154                  * Since we have at most one PTE covering any given guest
1155                  * real address, if npages > 1 we can skip to i + npages.
1156                  */
1157                 j = i + 1;
1158                 if (npages) {
1159                         set_dirty_bits(map, i, npages);
1160                         j = i + npages;
1161                 }
1162         }
1163         return 0;
1164 }
1165
1166 void kvmppc_radix_flush_memslot(struct kvm *kvm,
1167                                 const struct kvm_memory_slot *memslot)
1168 {
1169         unsigned long n;
1170         pte_t *ptep;
1171         unsigned long gpa;
1172         unsigned int shift;
1173
1174         if (kvm->arch.secure_guest & KVMPPC_SECURE_INIT_START)
1175                 kvmppc_uvmem_drop_pages(memslot, kvm, true);
1176
1177         if (kvm->arch.secure_guest & KVMPPC_SECURE_INIT_DONE)
1178                 return;
1179
1180         gpa = memslot->base_gfn << PAGE_SHIFT;
1181         spin_lock(&kvm->mmu_lock);
1182         for (n = memslot->npages; n; --n) {
1183                 ptep = find_kvm_secondary_pte(kvm, gpa, &shift);
1184                 if (ptep && pte_present(*ptep))
1185                         kvmppc_unmap_pte(kvm, ptep, gpa, shift, memslot,
1186                                          kvm->arch.lpid);
1187                 gpa += PAGE_SIZE;
1188         }
1189         /*
1190          * Increase the mmu notifier sequence number to prevent any page
1191          * fault that read the memslot earlier from writing a PTE.
1192          */
1193         kvm->mmu_notifier_seq++;
1194         spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
1195 }
1196
1197 static void add_rmmu_ap_encoding(struct kvm_ppc_rmmu_info *info,
1198                                  int psize, int *indexp)
1199 {
1200         if (!mmu_psize_defs[psize].shift)
1201                 return;
1202         info->ap_encodings[*indexp] = mmu_psize_defs[psize].shift |
1203                 (mmu_psize_defs[psize].ap << 29);
1204         ++(*indexp);
1205 }
1206
1207 int kvmhv_get_rmmu_info(struct kvm *kvm, struct kvm_ppc_rmmu_info *info)
1208 {
1209         int i;
1210
1211         if (!radix_enabled())
1212                 return -EINVAL;
1213         memset(info, 0, sizeof(*info));
1214
1215         /* 4k page size */
1216         info->geometries[0].page_shift = 12;
1217         info->geometries[0].level_bits[0] = 9;
1218         for (i = 1; i < 4; ++i)
1219                 info->geometries[0].level_bits[i] = p9_supported_radix_bits[i];
1220         /* 64k page size */
1221         info->geometries[1].page_shift = 16;
1222         for (i = 0; i < 4; ++i)
1223                 info->geometries[1].level_bits[i] = p9_supported_radix_bits[i];
1224
1225         i = 0;
1226         add_rmmu_ap_encoding(info, MMU_PAGE_4K, &i);
1227         add_rmmu_ap_encoding(info, MMU_PAGE_64K, &i);
1228         add_rmmu_ap_encoding(info, MMU_PAGE_2M, &i);
1229         add_rmmu_ap_encoding(info, MMU_PAGE_1G, &i);
1230
1231         return 0;
1232 }
1233
1234 int kvmppc_init_vm_radix(struct kvm *kvm)
1235 {
1236         kvm->arch.pgtable = pgd_alloc(kvm->mm);
1237         if (!kvm->arch.pgtable)
1238                 return -ENOMEM;
1239         return 0;
1240 }
1241
1242 static void pte_ctor(void *addr)
1243 {
1244         memset(addr, 0, RADIX_PTE_TABLE_SIZE);
1245 }
1246
1247 static void pmd_ctor(void *addr)
1248 {
1249         memset(addr, 0, RADIX_PMD_TABLE_SIZE);
1250 }
1251
1252 struct debugfs_radix_state {
1253         struct kvm      *kvm;
1254         struct mutex    mutex;
1255         unsigned long   gpa;
1256         int             lpid;
1257         int             chars_left;
1258         int             buf_index;
1259         char            buf[128];
1260         u8              hdr;
1261 };
1262
1263 static int debugfs_radix_open(struct inode *inode, struct file *file)
1264 {
1265         struct kvm *kvm = inode->i_private;
1266         struct debugfs_radix_state *p;
1267
1268         p = kzalloc(sizeof(*p), GFP_KERNEL);
1269         if (!p)
1270                 return -ENOMEM;
1271
1272         kvm_get_kvm(kvm);
1273         p->kvm = kvm;
1274         mutex_init(&p->mutex);
1275         file->private_data = p;
1276
1277         return nonseekable_open(inode, file);
1278 }
1279
1280 static int debugfs_radix_release(struct inode *inode, struct file *file)
1281 {
1282         struct debugfs_radix_state *p = file->private_data;
1283
1284         kvm_put_kvm(p->kvm);
1285         kfree(p);
1286         return 0;
1287 }
1288
1289 static ssize_t debugfs_radix_read(struct file *file, char __user *buf,
1290                                  size_t len, loff_t *ppos)
1291 {
1292         struct debugfs_radix_state *p = file->private_data;
1293         ssize_t ret, r;
1294         unsigned long n;
1295         struct kvm *kvm;
1296         unsigned long gpa;
1297         pgd_t *pgt;
1298         struct kvm_nested_guest *nested;
1299         pgd_t *pgdp;
1300         p4d_t p4d, *p4dp;
1301         pud_t pud, *pudp;
1302         pmd_t pmd, *pmdp;
1303         pte_t *ptep;
1304         int shift;
1305         unsigned long pte;
1306
1307         kvm = p->kvm;
1308         if (!kvm_is_radix(kvm))
1309                 return 0;
1310
1311         ret = mutex_lock_interruptible(&p->mutex);
1312         if (ret)
1313                 return ret;
1314
1315         if (p->chars_left) {
1316                 n = p->chars_left;
1317                 if (n > len)
1318                         n = len;
1319                 r = copy_to_user(buf, p->buf + p->buf_index, n);
1320                 n -= r;
1321                 p->chars_left -= n;
1322                 p->buf_index += n;
1323                 buf += n;
1324                 len -= n;
1325                 ret = n;
1326                 if (r) {
1327                         if (!n)
1328                                 ret = -EFAULT;
1329                         goto out;
1330                 }
1331         }
1332
1333         gpa = p->gpa;
1334         nested = NULL;
1335         pgt = NULL;
1336         while (len != 0 && p->lpid >= 0) {
1337                 if (gpa >= RADIX_PGTABLE_RANGE) {
1338                         gpa = 0;
1339                         pgt = NULL;
1340                         if (nested) {
1341                                 kvmhv_put_nested(nested);
1342                                 nested = NULL;
1343                         }
1344                         p->lpid = kvmhv_nested_next_lpid(kvm, p->lpid);
1345                         p->hdr = 0;
1346                         if (p->lpid < 0)
1347                                 break;
1348                 }
1349                 if (!pgt) {
1350                         if (p->lpid == 0) {
1351                                 pgt = kvm->arch.pgtable;
1352                         } else {
1353                                 nested = kvmhv_get_nested(kvm, p->lpid, false);
1354                                 if (!nested) {
1355                                         gpa = RADIX_PGTABLE_RANGE;
1356                                         continue;
1357                                 }
1358                                 pgt = nested->shadow_pgtable;
1359                         }
1360                 }
1361                 n = 0;
1362                 if (!p->hdr) {
1363                         if (p->lpid > 0)
1364                                 n = scnprintf(p->buf, sizeof(p->buf),
1365                                               "\nNested LPID %d: ", p->lpid);
1366                         n += scnprintf(p->buf + n, sizeof(p->buf) - n,
1367                                       "pgdir: %lx\n", (unsigned long)pgt);
1368                         p->hdr = 1;
1369                         goto copy;
1370                 }
1371
1372                 pgdp = pgt + pgd_index(gpa);
1373                 p4dp = p4d_offset(pgdp, gpa);
1374                 p4d = READ_ONCE(*p4dp);
1375                 if (!(p4d_val(p4d) & _PAGE_PRESENT)) {
1376                         gpa = (gpa & P4D_MASK) + P4D_SIZE;
1377                         continue;
1378                 }
1379
1380                 pudp = pud_offset(&p4d, gpa);
1381                 pud = READ_ONCE(*pudp);
1382                 if (!(pud_val(pud) & _PAGE_PRESENT)) {
1383                         gpa = (gpa & PUD_MASK) + PUD_SIZE;
1384                         continue;
1385                 }
1386                 if (pud_val(pud) & _PAGE_PTE) {
1387                         pte = pud_val(pud);
1388                         shift = PUD_SHIFT;
1389                         goto leaf;
1390                 }
1391
1392                 pmdp = pmd_offset(&pud, gpa);
1393                 pmd = READ_ONCE(*pmdp);
1394                 if (!(pmd_val(pmd) & _PAGE_PRESENT)) {
1395                         gpa = (gpa & PMD_MASK) + PMD_SIZE;
1396                         continue;
1397                 }
1398                 if (pmd_val(pmd) & _PAGE_PTE) {
1399                         pte = pmd_val(pmd);
1400                         shift = PMD_SHIFT;
1401                         goto leaf;
1402                 }
1403
1404                 ptep = pte_offset_kernel(&pmd, gpa);
1405                 pte = pte_val(READ_ONCE(*ptep));
1406                 if (!(pte & _PAGE_PRESENT)) {
1407                         gpa += PAGE_SIZE;
1408                         continue;
1409                 }
1410                 shift = PAGE_SHIFT;
1411         leaf:
1412                 n = scnprintf(p->buf, sizeof(p->buf),
1413                               " %lx: %lx %d\n", gpa, pte, shift);
1414                 gpa += 1ul << shift;
1415         copy:
1416                 p->chars_left = n;
1417                 if (n > len)
1418                         n = len;
1419                 r = copy_to_user(buf, p->buf, n);
1420                 n -= r;
1421                 p->chars_left -= n;
1422                 p->buf_index = n;
1423                 buf += n;
1424                 len -= n;
1425                 ret += n;
1426                 if (r) {
1427                         if (!ret)
1428                                 ret = -EFAULT;
1429                         break;
1430                 }
1431         }
1432         p->gpa = gpa;
1433         if (nested)
1434                 kvmhv_put_nested(nested);
1435
1436  out:
1437         mutex_unlock(&p->mutex);
1438         return ret;
1439 }
1440
1441 static ssize_t debugfs_radix_write(struct file *file, const char __user *buf,
1442                            size_t len, loff_t *ppos)
1443 {
1444         return -EACCES;
1445 }
1446
1447 static const struct file_operations debugfs_radix_fops = {
1448         .owner   = THIS_MODULE,
1449         .open    = debugfs_radix_open,
1450         .release = debugfs_radix_release,
1451         .read    = debugfs_radix_read,
1452         .write   = debugfs_radix_write,
1453         .llseek  = generic_file_llseek,
1454 };
1455
1456 void kvmhv_radix_debugfs_init(struct kvm *kvm)
1457 {
1458         debugfs_create_file("radix", 0400, kvm->debugfs_dentry, kvm,
1459                             &debugfs_radix_fops);
1460 }
1461
1462 int kvmppc_radix_init(void)
1463 {
1464         unsigned long size = sizeof(void *) << RADIX_PTE_INDEX_SIZE;
1465
1466         kvm_pte_cache = kmem_cache_create("kvm-pte", size, size, 0, pte_ctor);
1467         if (!kvm_pte_cache)
1468                 return -ENOMEM;
1469
1470         size = sizeof(void *) << RADIX_PMD_INDEX_SIZE;
1471
1472         kvm_pmd_cache = kmem_cache_create("kvm-pmd", size, size, 0, pmd_ctor);
1473         if (!kvm_pmd_cache) {
1474                 kmem_cache_destroy(kvm_pte_cache);
1475                 return -ENOMEM;
1476         }
1477
1478         return 0;
1479 }
1480
1481 void kvmppc_radix_exit(void)
1482 {
1483         kmem_cache_destroy(kvm_pte_cache);
1484         kmem_cache_destroy(kvm_pmd_cache);
1485 }