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