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