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