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 #include <asm/firmware.h>
  26
  27 /*
  28  * Supported radix tree geometry.
  29  * Like p9, we support either 5 or 9 bits at the first (lowest) level,
  30  * for a page size of 64k or 4k.
  31  */
  32 static int p9_supported_radix_bits[4] = { 5, 9, 9, 13 };
  33
  34 unsigned long __kvmhv_copy_tofrom_guest_radix(int lpid, int pid,
  35                                               gva_t eaddr, void *to, void *from,
  36                                               unsigned long n)
  37 {
  38         int old_pid, old_lpid;
  39         unsigned long quadrant, ret = n;
  40         bool is_load = !!to;
  41
  42         /* Can't access quadrants 1 or 2 in non-HV mode, call the HV to do it */
  43         if (kvmhv_on_pseries())
  44                 return plpar_hcall_norets(H_COPY_TOFROM_GUEST, lpid, pid, eaddr,
  45                                           (to != NULL) ? __pa(to): 0,
  46                                           (from != NULL) ? __pa(from): 0, n);
  47
  48         if (eaddr & (0xFFFUL << 52))
  49                 return ret;
  50
  51         quadrant = 1;
  52         if (!pid)
  53                 quadrant = 2;
  54         if (is_load)
  55                 from = (void *) (eaddr | (quadrant << 62));
  56         else
  57                 to = (void *) (eaddr | (quadrant << 62));
  58
  59         preempt_disable();
  60
  61         asm volatile("hwsync" ::: "memory");
  62         isync();
  63         /* switch the lpid first to avoid running host with unallocated pid */
  64         old_lpid = mfspr(SPRN_LPID);
  65         if (old_lpid != lpid)
  66                 mtspr(SPRN_LPID, lpid);
  67         if (quadrant == 1) {
  68                 old_pid = mfspr(SPRN_PID);
  69                 if (old_pid != pid)
  70                         mtspr(SPRN_PID, pid);
  71         }
  72         isync();
  73
  74         pagefault_disable();
  75         if (is_load)
  76                 ret = __copy_from_user_inatomic(to, (const void __user *)from, n);
  77         else
  78                 ret = __copy_to_user_inatomic((void __user *)to, from, n);
  79         pagefault_enable();
  80
  81         asm volatile("hwsync" ::: "memory");
  82         isync();
  83         /* switch the pid first to avoid running host with unallocated pid */
  84         if (quadrant == 1 && pid != old_pid)
  85                 mtspr(SPRN_PID, old_pid);
  86         if (lpid != old_lpid)
  87                 mtspr(SPRN_LPID, old_lpid);
  88         isync();
  89
  90         preempt_enable();
  91
  92         return ret;
  93 }
  94
  95 static long kvmhv_copy_tofrom_guest_radix(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr,
  96                                           void *to, void *from, unsigned long n)
  97 {
  98         int lpid = vcpu->kvm->arch.lpid;
  99         int pid = vcpu->arch.pid;
 100
 101         /* This would cause a data segment intr so don't allow the access */
 102         if (eaddr & (0x3FFUL << 52))
 103                 return -EINVAL;
 104
 105         /* Should we be using the nested lpid */
 106         if (vcpu->arch.nested)
 107                 lpid = vcpu->arch.nested->shadow_lpid;
 108
 109         /* If accessing quadrant 3 then pid is expected to be 0 */
 110         if (((eaddr >> 62) & 0x3) == 0x3)
 111                 pid = 0;
 112
 113         eaddr &= ~(0xFFFUL << 52);
 114
 115         return __kvmhv_copy_tofrom_guest_radix(lpid, pid, eaddr, to, from, n);
 116 }
 117
 118 long kvmhv_copy_from_guest_radix(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr, void *to,
 119                                  unsigned long n)
 120 {
 121         long ret;
 122
 123         ret = kvmhv_copy_tofrom_guest_radix(vcpu, eaddr, to, NULL, n);
 124         if (ret > 0)
 125                 memset(to + (n - ret), 0, ret);
 126
 127         return ret;
 128 }
 129
 130 long kvmhv_copy_to_guest_radix(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr, void *from,
 131                                unsigned long n)
 132 {
 133         return kvmhv_copy_tofrom_guest_radix(vcpu, eaddr, NULL, from, n);
 134 }
 135
 136 int kvmppc_mmu_walk_radix_tree(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr,
 137                                struct kvmppc_pte *gpte, u64 root,
 138                                u64 *pte_ret_p)
 139 {
 140         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 141         int ret, level, ps;
 142         unsigned long rts, bits, offset, index;
 143         u64 pte, base, gpa;
 144         __be64 rpte;
 145
 146         rts = ((root & RTS1_MASK) >> (RTS1_SHIFT - 3)) |
 147                 ((root & RTS2_MASK) >> RTS2_SHIFT);
 148         bits = root & RPDS_MASK;
 149         base = root & RPDB_MASK;
 150
 151         offset = rts + 31;
 152
 153         /* Current implementations only support 52-bit space */
 154         if (offset != 52)
 155                 return -EINVAL;
 156
 157         /* Walk each level of the radix tree */
 158         for (level = 3; level >= 0; --level) {
 159                 u64 addr;
 160                 /* Check a valid size */
 161                 if (level && bits != p9_supported_radix_bits[level])
 162                         return -EINVAL;
 163                 if (level == 0 && !(bits == 5 || bits == 9))
 164                         return -EINVAL;
 165                 offset -= bits;
 166                 index = (eaddr >> offset) & ((1UL << bits) - 1);
 167                 /* Check that low bits of page table base are zero */
 168                 if (base & ((1UL << (bits + 3)) - 1))
 169                         return -EINVAL;
 170                 /* Read the entry from guest memory */
 171                 addr = base + (index * sizeof(rpte));
 172
 173                 kvm_vcpu_srcu_read_lock(vcpu);
 174                 ret = kvm_read_guest(kvm, addr, &rpte, sizeof(rpte));
 175                 kvm_vcpu_srcu_read_unlock(vcpu);
 176                 if (ret) {
 177                         if (pte_ret_p)
 178                                 *pte_ret_p = addr;
 179                         return ret;
 180                 }
 181                 pte = __be64_to_cpu(rpte);
 182                 if (!(pte & _PAGE_PRESENT))
 183                         return -ENOENT;
 184                 /* Check if a leaf entry */
 185                 if (pte & _PAGE_PTE)
 186                         break;
 187                 /* Get ready to walk the next level */
 188                 base = pte & RPDB_MASK;
 189                 bits = pte & RPDS_MASK;
 190         }
 191
 192         /* Need a leaf at lowest level; 512GB pages not supported */
 193         if (level < 0 || level == 3)
 194                 return -EINVAL;
 195
 196         /* We found a valid leaf PTE */
 197         /* Offset is now log base 2 of the page size */
 198         gpa = pte & 0x01fffffffffff000ul;
 199         if (gpa & ((1ul << offset) - 1))
 200                 return -EINVAL;
 201         gpa |= eaddr & ((1ul << offset) - 1);
 202         for (ps = MMU_PAGE_4K; ps < MMU_PAGE_COUNT; ++ps)
 203                 if (offset == mmu_psize_defs[ps].shift)
 204                         break;
 205         gpte->page_size = ps;
 206         gpte->page_shift = offset;
 207
 208         gpte->eaddr = eaddr;
 209         gpte->raddr = gpa;
 210
 211         /* Work out permissions */
 212         gpte->may_read = !!(pte & _PAGE_READ);
 213         gpte->may_write = !!(pte & _PAGE_WRITE);
 214         gpte->may_execute = !!(pte & _PAGE_EXEC);
 215
 216         gpte->rc = pte & (_PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY);
 217
 218         if (pte_ret_p)
 219                 *pte_ret_p = pte;
 220
 221         return 0;
 222 }
 223
 224 /*
 225  * Used to walk a partition or process table radix tree in guest memory
 226  * Note: We exploit the fact that a partition table and a process
 227  * table have the same layout, a partition-scoped page table and a
 228  * process-scoped page table have the same layout, and the 2nd
 229  * doubleword of a partition table entry has the same layout as
 230  * the PTCR register.
 231  */
 232 int kvmppc_mmu_radix_translate_table(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr,
 233                                      struct kvmppc_pte *gpte, u64 table,
 234                                      int table_index, u64 *pte_ret_p)
 235 {
 236         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 237         int ret;
 238         unsigned long size, ptbl, root;
 239         struct prtb_entry entry;
 240
 241         if ((table & PRTS_MASK) > 24)
 242                 return -EINVAL;
 243         size = 1ul << ((table & PRTS_MASK) + 12);
 244
 245         /* Is the table big enough to contain this entry? */
 246         if ((table_index * sizeof(entry)) >= size)
 247                 return -EINVAL;
 248
 249         /* Read the table to find the root of the radix tree */
 250         ptbl = (table & PRTB_MASK) + (table_index * sizeof(entry));
 251         kvm_vcpu_srcu_read_lock(vcpu);
 252         ret = kvm_read_guest(kvm, ptbl, &entry, sizeof(entry));
 253         kvm_vcpu_srcu_read_unlock(vcpu);
 254         if (ret)
 255                 return ret;
 256
 257         /* Root is stored in the first double word */
 258         root = be64_to_cpu(entry.prtb0);
 259
 260         return kvmppc_mmu_walk_radix_tree(vcpu, eaddr, gpte, root, pte_ret_p);
 261 }
 262
 263 int kvmppc_mmu_radix_xlate(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr,
 264                            struct kvmppc_pte *gpte, bool data, bool iswrite)
 265 {
 266         u32 pid;
 267         u64 pte;
 268         int ret;
 269
 270         /* Work out effective PID */
 271         switch (eaddr >> 62) {
 272         case 0:
 273                 pid = vcpu->arch.pid;
 274                 break;
 275         case 3:
 276                 pid = 0;
 277                 break;
 278         default:
 279                 return -EINVAL;
 280         }
 281
 282         ret = kvmppc_mmu_radix_translate_table(vcpu, eaddr, gpte,
 283                                 vcpu->kvm->arch.process_table, pid, &pte);
 284         if (ret)
 285                 return ret;
 286
 287         /* Check privilege (applies only to process scoped translations) */
 288         if (kvmppc_get_msr(vcpu) & MSR_PR) {
 289                 if (pte & _PAGE_PRIVILEGED) {
 290                         gpte->may_read = 0;
 291                         gpte->may_write = 0;
 292                         gpte->may_execute = 0;
 293                 }
 294         } else {
 295                 if (!(pte & _PAGE_PRIVILEGED)) {
 296                         /* Check AMR/IAMR to see if strict mode is in force */
 297                         if (vcpu->arch.amr & (1ul << 62))
 298                                 gpte->may_read = 0;
 299                         if (vcpu->arch.amr & (1ul << 63))
 300                                 gpte->may_write = 0;
 301                         if (vcpu->arch.iamr & (1ul << 62))
 302                                 gpte->may_execute = 0;
 303                 }
 304         }
 305
 306         return 0;
 307 }
 308
 309 void kvmppc_radix_tlbie_page(struct kvm *kvm, unsigned long addr,
 310                              unsigned int pshift, unsigned int lpid)
 311 {
 312         unsigned long psize = PAGE_SIZE;
 313         int psi;
 314         long rc;
 315         unsigned long rb;
 316
 317         if (pshift)
 318                 psize = 1UL << pshift;
 319         else
 320                 pshift = PAGE_SHIFT;
 321
 322         addr &= ~(psize - 1);
 323
 324         if (!kvmhv_on_pseries()) {
 325                 radix__flush_tlb_lpid_page(lpid, addr, psize);
 326                 return;
 327         }
 328
 329         psi = shift_to_mmu_psize(pshift);
 330
 331         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_RPT_INVALIDATE)) {
 332                 rb = addr | (mmu_get_ap(psi) << PPC_BITLSHIFT(58));
 333                 rc = plpar_hcall_norets(H_TLB_INVALIDATE, H_TLBIE_P1_ENC(0, 0, 1),
 334                                         lpid, rb);
 335         } else {
 336                 rc = pseries_rpt_invalidate(lpid, H_RPTI_TARGET_CMMU,
 337                                             H_RPTI_TYPE_NESTED |
 338                                             H_RPTI_TYPE_TLB,
 339                                             psize_to_rpti_pgsize(psi),
 340                                             addr, addr + psize);
 341         }
 342
 343         if (rc)
 344                 pr_err("KVM: TLB page invalidation hcall failed, rc=%ld\n", rc);
 345 }
 346
 347 static void kvmppc_radix_flush_pwc(struct kvm *kvm, unsigned int lpid)
 348 {
 349         long rc;
 350
 351         if (!kvmhv_on_pseries()) {
 352                 radix__flush_pwc_lpid(lpid);
 353                 return;
 354         }
 355
 356         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_RPT_INVALIDATE))
 357                 rc = plpar_hcall_norets(H_TLB_INVALIDATE, H_TLBIE_P1_ENC(1, 0, 1),
 358                                         lpid, TLBIEL_INVAL_SET_LPID);
 359         else
 360                 rc = pseries_rpt_invalidate(lpid, H_RPTI_TARGET_CMMU,
 361                                             H_RPTI_TYPE_NESTED |
 362                                             H_RPTI_TYPE_PWC, H_RPTI_PAGE_ALL,
 363                                             0, -1UL);
 364         if (rc)
 365                 pr_err("KVM: TLB PWC invalidation hcall failed, rc=%ld\n", rc);
 366 }
 367
 368 static unsigned long kvmppc_radix_update_pte(struct kvm *kvm, pte_t *ptep,
 369                                       unsigned long clr, unsigned long set,
 370                                       unsigned long addr, unsigned int shift)
 371 {
 372         return __radix_pte_update(ptep, clr, set);
 373 }
 374
 375 static void kvmppc_radix_set_pte_at(struct kvm *kvm, unsigned long addr,
 376                              pte_t *ptep, pte_t pte)
 377 {
 378         radix__set_pte_at(kvm->mm, addr, ptep, pte, 0);
 379 }
 380
 381 static struct kmem_cache *kvm_pte_cache;
 382 static struct kmem_cache *kvm_pmd_cache;
 383
 384 static pte_t *kvmppc_pte_alloc(void)
 385 {
 386         pte_t *pte;
 387
 388         pte = kmem_cache_alloc(kvm_pte_cache, GFP_KERNEL);
 389         /* pmd_populate() will only reference _pa(pte). */
 390         kmemleak_ignore(pte);
 391
 392         return pte;
 393 }
 394
 395 static void kvmppc_pte_free(pte_t *ptep)
 396 {
 397         kmem_cache_free(kvm_pte_cache, ptep);
 398 }
 399
 400 static pmd_t *kvmppc_pmd_alloc(void)
 401 {
 402         pmd_t *pmd;
 403
 404         pmd = kmem_cache_alloc(kvm_pmd_cache, GFP_KERNEL);
 405         /* pud_populate() will only reference _pa(pmd). */
 406         kmemleak_ignore(pmd);
 407
 408         return pmd;
 409 }
 410
 411 static void kvmppc_pmd_free(pmd_t *pmdp)
 412 {
 413         kmem_cache_free(kvm_pmd_cache, pmdp);
 414 }
 415
 416 /* Called with kvm->mmu_lock held */
 417 void kvmppc_unmap_pte(struct kvm *kvm, pte_t *pte, unsigned long gpa,
 418                       unsigned int shift,
 419                       const struct kvm_memory_slot *memslot,
 420                       unsigned int lpid)
 421
 422 {
 423         unsigned long old;
 424         unsigned long gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
 425         unsigned long page_size = PAGE_SIZE;
 426         unsigned long hpa;
 427
 428         old = kvmppc_radix_update_pte(kvm, pte, ~0UL, 0, gpa, shift);
 429         kvmppc_radix_tlbie_page(kvm, gpa, shift, lpid);
 430
 431         /* The following only applies to L1 entries */
 432         if (lpid != kvm->arch.lpid)
 433                 return;
 434
 435         if (!memslot) {
 436                 memslot = gfn_to_memslot(kvm, gfn);
 437                 if (!memslot)
 438                         return;
 439         }
 440         if (shift) { /* 1GB or 2MB page */
 441                 page_size = 1ul << shift;
 442                 if (shift == PMD_SHIFT)
 443                         kvm->stat.num_2M_pages--;
 444                 else if (shift == PUD_SHIFT)
 445                         kvm->stat.num_1G_pages--;
 446         }
 447
 448         gpa &= ~(page_size - 1);
 449         hpa = old & PTE_RPN_MASK;
 450         kvmhv_remove_nest_rmap_range(kvm, memslot, gpa, hpa, page_size);
 451
 452         if ((old & _PAGE_DIRTY) && memslot->dirty_bitmap)
 453                 kvmppc_update_dirty_map(memslot, gfn, page_size);
 454 }
 455
 456 /*
 457  * kvmppc_free_p?d are used to free existing page tables, and recursively
 458  * descend and clear and free children.
 459  * Callers are responsible for flushing the PWC.
 460  *
 461  * When page tables are being unmapped/freed as part of page fault path
 462  * (full == false), valid ptes are generally not expected; however, there
 463  * is one situation where they arise, which is when dirty page logging is
 464  * turned off for a memslot while the VM is running.  The new memslot
 465  * becomes visible to page faults before the memslot commit function
 466  * gets to flush the memslot, which can lead to a 2MB page mapping being
 467  * installed for a guest physical address where there are already 64kB
 468  * (or 4kB) mappings (of sub-pages of the same 2MB page).
 469  */
 470 static void kvmppc_unmap_free_pte(struct kvm *kvm, pte_t *pte, bool full,
 471                                   unsigned int lpid)
 472 {
 473         if (full) {
 474                 memset(pte, 0, sizeof(long) << RADIX_PTE_INDEX_SIZE);
 475         } else {
 476                 pte_t *p = pte;
 477                 unsigned long it;
 478
 479                 for (it = 0; it < PTRS_PER_PTE; ++it, ++p) {
 480                         if (pte_val(*p) == 0)
 481                                 continue;
 482                         kvmppc_unmap_pte(kvm, p,
 483                                          pte_pfn(*p) << PAGE_SHIFT,
 484                                          PAGE_SHIFT, NULL, lpid);
 485                 }
 486         }
 487
 488         kvmppc_pte_free(pte);
 489 }
 490
 491 static void kvmppc_unmap_free_pmd(struct kvm *kvm, pmd_t *pmd, bool full,
 492                                   unsigned int lpid)
 493 {
 494         unsigned long im;
 495         pmd_t *p = pmd;
 496
 497         for (im = 0; im < PTRS_PER_PMD; ++im, ++p) {
 498                 if (!pmd_present(*p))
 499                         continue;
 500                 if (pmd_is_leaf(*p)) {
 501                         if (full) {
 502                                 pmd_clear(p);
 503                         } else {
 504                                 WARN_ON_ONCE(1);
 505                                 kvmppc_unmap_pte(kvm, (pte_t *)p,
 506                                          pte_pfn(*(pte_t *)p) << PAGE_SHIFT,
 507                                          PMD_SHIFT, NULL, lpid);
 508                         }
 509                 } else {
 510                         pte_t *pte;
 511
 512                         pte = pte_offset_kernel(p, 0);
 513                         kvmppc_unmap_free_pte(kvm, pte, full, lpid);
 514                         pmd_clear(p);
 515                 }
 516         }
 517         kvmppc_pmd_free(pmd);
 518 }
 519
 520 static void kvmppc_unmap_free_pud(struct kvm *kvm, pud_t *pud,
 521                                   unsigned int lpid)
 522 {
 523         unsigned long iu;
 524         pud_t *p = pud;
 525
 526         for (iu = 0; iu < PTRS_PER_PUD; ++iu, ++p) {
 527                 if (!pud_present(*p))
 528                         continue;
 529                 if (pud_is_leaf(*p)) {
 530                         pud_clear(p);
 531                 } else {
 532                         pmd_t *pmd;
 533
 534                         pmd = pmd_offset(p, 0);
 535                         kvmppc_unmap_free_pmd(kvm, pmd, true, lpid);
 536                         pud_clear(p);
 537                 }
 538         }
 539         pud_free(kvm->mm, pud);
 540 }
 541
 542 void kvmppc_free_pgtable_radix(struct kvm *kvm, pgd_t *pgd, unsigned int lpid)
 543 {
 544         unsigned long ig;
 545
 546         for (ig = 0; ig < PTRS_PER_PGD; ++ig, ++pgd) {
 547                 p4d_t *p4d = p4d_offset(pgd, 0);
 548                 pud_t *pud;
 549
 550                 if (!p4d_present(*p4d))
 551                         continue;
 552                 pud = pud_offset(p4d, 0);
 553                 kvmppc_unmap_free_pud(kvm, pud, lpid);
 554                 p4d_clear(p4d);
 555         }
 556 }
 557
 558 void kvmppc_free_radix(struct kvm *kvm)
 559 {
 560         if (kvm->arch.pgtable) {
 561                 kvmppc_free_pgtable_radix(kvm, kvm->arch.pgtable,
 562                                           kvm->arch.lpid);
 563                 pgd_free(kvm->mm, kvm->arch.pgtable);
 564                 kvm->arch.pgtable = NULL;
 565         }
 566 }
 567
 568 static void kvmppc_unmap_free_pmd_entry_table(struct kvm *kvm, pmd_t *pmd,
 569                                         unsigned long gpa, unsigned int lpid)
 570 {
 571         pte_t *pte = pte_offset_kernel(pmd, 0);
 572
 573         /*
 574          * Clearing the pmd entry then flushing the PWC ensures that the pte
 575          * page no longer be cached by the MMU, so can be freed without
 576          * flushing the PWC again.
 577          */
 578         pmd_clear(pmd);
 579         kvmppc_radix_flush_pwc(kvm, lpid);
 580
 581         kvmppc_unmap_free_pte(kvm, pte, false, lpid);
 582 }
 583
 584 static void kvmppc_unmap_free_pud_entry_table(struct kvm *kvm, pud_t *pud,
 585                                         unsigned long gpa, unsigned int lpid)
 586 {
 587         pmd_t *pmd = pmd_offset(pud, 0);
 588
 589         /*
 590          * Clearing the pud entry then flushing the PWC ensures that the pmd
 591          * page and any children pte pages will no longer be cached by the MMU,
 592          * so can be freed without flushing the PWC again.
 593          */
 594         pud_clear(pud);
 595         kvmppc_radix_flush_pwc(kvm, lpid);
 596
 597         kvmppc_unmap_free_pmd(kvm, pmd, false, lpid);
 598 }
 599
 600 /*
 601  * There are a number of bits which may differ between different faults to
 602  * the same partition scope entry. RC bits, in the course of cleaning and
 603  * aging. And the write bit can change, either the access could have been
 604  * upgraded, or a read fault could happen concurrently with a write fault
 605  * that sets those bits first.
 606  */
 607 #define PTE_BITS_MUST_MATCH (~(_PAGE_WRITE | _PAGE_DIRTY | _PAGE_ACCESSED))
 608
 609 int kvmppc_create_pte(struct kvm *kvm, pgd_t *pgtable, pte_t pte,
 610                       unsigned long gpa, unsigned int level,
 611                       unsigned long mmu_seq, unsigned int lpid,
 612                       unsigned long *rmapp, struct rmap_nested **n_rmap)
 613 {
 614         pgd_t *pgd;
 615         p4d_t *p4d;
 616         pud_t *pud, *new_pud = NULL;
 617         pmd_t *pmd, *new_pmd = NULL;
 618         pte_t *ptep, *new_ptep = NULL;
 619         int ret;
 620
 621         /* Traverse the guest's 2nd-level tree, allocate new levels needed */
 622         pgd = pgtable + pgd_index(gpa);
 623         p4d = p4d_offset(pgd, gpa);
 624
 625         pud = NULL;
 626         if (p4d_present(*p4d))
 627                 pud = pud_offset(p4d, gpa);
 628         else
 629                 new_pud = pud_alloc_one(kvm->mm, gpa);
 630
 631         pmd = NULL;
 632         if (pud && pud_present(*pud) && !pud_is_leaf(*pud))
 633                 pmd = pmd_offset(pud, gpa);
 634         else if (level <= 1)
 635                 new_pmd = kvmppc_pmd_alloc();
 636
 637         if (level == 0 && !(pmd && pmd_present(*pmd) && !pmd_is_leaf(*pmd)))
 638                 new_ptep = kvmppc_pte_alloc();
 639
 640         /* Check if we might have been invalidated; let the guest retry if so */
 641         spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 642         ret = -EAGAIN;
 643         if (mmu_invalidate_retry(kvm, mmu_seq))
 644                 goto out_unlock;
 645
 646         /* Now traverse again under the lock and change the tree */
 647         ret = -ENOMEM;
 648         if (p4d_none(*p4d)) {
 649                 if (!new_pud)
 650                         goto out_unlock;
 651                 p4d_populate(kvm->mm, p4d, new_pud);
 652                 new_pud = NULL;
 653         }
 654         pud = pud_offset(p4d, gpa);
 655         if (pud_is_leaf(*pud)) {
 656                 unsigned long hgpa = gpa & PUD_MASK;
 657
 658                 /* Check if we raced and someone else has set the same thing */
 659                 if (level == 2) {
 660                         if (pud_raw(*pud) == pte_raw(pte)) {
 661                                 ret = 0;
 662                                 goto out_unlock;
 663                         }
 664                         /* Valid 1GB page here already, add our extra bits */
 665                         WARN_ON_ONCE((pud_val(*pud) ^ pte_val(pte)) &
 666                                                         PTE_BITS_MUST_MATCH);
 667                         kvmppc_radix_update_pte(kvm, (pte_t *)pud,
 668                                               0, pte_val(pte), hgpa, PUD_SHIFT);
 669                         ret = 0;
 670                         goto out_unlock;
 671                 }
 672                 /*
 673                  * If we raced with another CPU which has just put
 674                  * a 1GB pte in after we saw a pmd page, try again.
 675                  */
 676                 if (!new_pmd) {
 677                         ret = -EAGAIN;
 678                         goto out_unlock;
 679                 }
 680                 /* Valid 1GB page here already, remove it */
 681                 kvmppc_unmap_pte(kvm, (pte_t *)pud, hgpa, PUD_SHIFT, NULL,
 682                                  lpid);
 683         }
 684         if (level == 2) {
 685                 if (!pud_none(*pud)) {
 686                         /*
 687                          * There's a page table page here, but we wanted to
 688                          * install a large page, so remove and free the page
 689                          * table page.
 690                          */
 691                         kvmppc_unmap_free_pud_entry_table(kvm, pud, gpa, lpid);
 692                 }
 693                 kvmppc_radix_set_pte_at(kvm, gpa, (pte_t *)pud, pte);
 694                 if (rmapp && n_rmap)
 695                         kvmhv_insert_nest_rmap(kvm, rmapp, n_rmap);
 696                 ret = 0;
 697                 goto out_unlock;
 698         }
 699         if (pud_none(*pud)) {
 700                 if (!new_pmd)
 701                         goto out_unlock;
 702                 pud_populate(kvm->mm, pud, new_pmd);
 703                 new_pmd = NULL;
 704         }
 705         pmd = pmd_offset(pud, gpa);
 706         if (pmd_is_leaf(*pmd)) {
 707                 unsigned long lgpa = gpa & PMD_MASK;
 708
 709                 /* Check if we raced and someone else has set the same thing */
 710                 if (level == 1) {
 711                         if (pmd_raw(*pmd) == pte_raw(pte)) {
 712                                 ret = 0;
 713                                 goto out_unlock;
 714                         }
 715                         /* Valid 2MB page here already, add our extra bits */
 716                         WARN_ON_ONCE((pmd_val(*pmd) ^ pte_val(pte)) &
 717                                                         PTE_BITS_MUST_MATCH);
 718                         kvmppc_radix_update_pte(kvm, pmdp_ptep(pmd),
 719                                         0, pte_val(pte), lgpa, PMD_SHIFT);
 720                         ret = 0;
 721                         goto out_unlock;
 722                 }
 723
 724                 /*
 725                  * If we raced with another CPU which has just put
 726                  * a 2MB pte in after we saw a pte page, try again.
 727                  */
 728                 if (!new_ptep) {
 729                         ret = -EAGAIN;
 730                         goto out_unlock;
 731                 }
 732                 /* Valid 2MB page here already, remove it */
 733                 kvmppc_unmap_pte(kvm, pmdp_ptep(pmd), lgpa, PMD_SHIFT, NULL,
 734                                  lpid);
 735         }
 736         if (level == 1) {
 737                 if (!pmd_none(*pmd)) {
 738                         /*
 739                          * There's a page table page here, but we wanted to
 740                          * install a large page, so remove and free the page
 741                          * table page.
 742                          */
 743                         kvmppc_unmap_free_pmd_entry_table(kvm, pmd, gpa, lpid);
 744                 }
 745                 kvmppc_radix_set_pte_at(kvm, gpa, pmdp_ptep(pmd), pte);
 746                 if (rmapp && n_rmap)
 747                         kvmhv_insert_nest_rmap(kvm, rmapp, n_rmap);
 748                 ret = 0;
 749                 goto out_unlock;
 750         }
 751         if (pmd_none(*pmd)) {
 752                 if (!new_ptep)
 753                         goto out_unlock;
 754                 pmd_populate(kvm->mm, pmd, new_ptep);
 755                 new_ptep = NULL;
 756         }
 757         ptep = pte_offset_kernel(pmd, gpa);
 758         if (pte_present(*ptep)) {
 759                 /* Check if someone else set the same thing */
 760                 if (pte_raw(*ptep) == pte_raw(pte)) {
 761                         ret = 0;
 762                         goto out_unlock;
 763                 }
 764                 /* Valid page here already, add our extra bits */
 765                 WARN_ON_ONCE((pte_val(*ptep) ^ pte_val(pte)) &
 766                                                         PTE_BITS_MUST_MATCH);
 767                 kvmppc_radix_update_pte(kvm, ptep, 0, pte_val(pte), gpa, 0);
 768                 ret = 0;
 769                 goto out_unlock;
 770         }
 771         kvmppc_radix_set_pte_at(kvm, gpa, ptep, pte);
 772         if (rmapp && n_rmap)
 773                 kvmhv_insert_nest_rmap(kvm, rmapp, n_rmap);
 774         ret = 0;
 775
 776  out_unlock:
 777         spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
 778         if (new_pud)
 779                 pud_free(kvm->mm, new_pud);
 780         if (new_pmd)
 781                 kvmppc_pmd_free(new_pmd);
 782         if (new_ptep)
 783                 kvmppc_pte_free(new_ptep);
 784         return ret;
 785 }
 786
 787 bool kvmppc_hv_handle_set_rc(struct kvm *kvm, bool nested, bool writing,
 788                              unsigned long gpa, unsigned int lpid)
 789 {
 790         unsigned long pgflags;
 791         unsigned int shift;
 792         pte_t *ptep;
 793
 794         /*
 795          * Need to set an R or C bit in the 2nd-level tables;
 796          * since we are just helping out the hardware here,
 797          * it is sufficient to do what the hardware does.
 798          */
 799         pgflags = _PAGE_ACCESSED;
 800         if (writing)
 801                 pgflags |= _PAGE_DIRTY;
 802
 803         if (nested)
 804                 ptep = find_kvm_nested_guest_pte(kvm, lpid, gpa, &shift);
 805         else
 806                 ptep = find_kvm_secondary_pte(kvm, gpa, &shift);
 807
 808         if (ptep && pte_present(*ptep) && (!writing || pte_write(*ptep))) {
 809                 kvmppc_radix_update_pte(kvm, ptep, 0, pgflags, gpa, shift);
 810                 return true;
 811         }
 812         return false;
 813 }
 814
 815 int kvmppc_book3s_instantiate_page(struct kvm_vcpu *vcpu,
 816                                    unsigned long gpa,
 817                                    struct kvm_memory_slot *memslot,
 818                                    bool writing, bool kvm_ro,
 819                                    pte_t *inserted_pte, unsigned int *levelp)
 820 {
 821         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 822         struct page *page = NULL;
 823         unsigned long mmu_seq;
 824         unsigned long hva, gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
 825         bool upgrade_write = false;
 826         bool *upgrade_p = &upgrade_write;
 827         pte_t pte, *ptep;
 828         unsigned int shift, level;
 829         int ret;
 830         bool large_enable;
 831
 832         /* used to check for invalidations in progress */
 833         mmu_seq = kvm->mmu_invalidate_seq;
 834         smp_rmb();
 835
 836         /*
 837          * Do a fast check first, since __gfn_to_pfn_memslot doesn't
 838          * do it with !atomic && !async, which is how we call it.
 839          * We always ask for write permission since the common case
 840          * is that the page is writable.
 841          */
 842         hva = gfn_to_hva_memslot(memslot, gfn);
 843         if (!kvm_ro && get_user_page_fast_only(hva, FOLL_WRITE, &page)) {
 844                 upgrade_write = true;
 845         } else {
 846                 unsigned long pfn;
 847
 848                 /* Call KVM generic code to do the slow-path check */
 849                 pfn = __gfn_to_pfn_memslot(memslot, gfn, false, false, NULL,
 850                                            writing, upgrade_p, NULL);
 851                 if (is_error_noslot_pfn(pfn))
 852                         return -EFAULT;
 853                 page = NULL;
 854                 if (pfn_valid(pfn)) {
 855                         page = pfn_to_page(pfn);
 856                         if (PageReserved(page))
 857                                 page = NULL;
 858                 }
 859         }
 860
 861         /*
 862          * Read the PTE from the process' radix tree and use that
 863          * so we get the shift and attribute bits.
 864          */
 865         spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 866         ptep = find_kvm_host_pte(kvm, mmu_seq, hva, &shift);
 867         pte = __pte(0);
 868         if (ptep)
 869                 pte = READ_ONCE(*ptep);
 870         spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
 871         /*
 872          * If the PTE disappeared temporarily due to a THP
 873          * collapse, just return and let the guest try again.
 874          */
 875         if (!pte_present(pte)) {
 876                 if (page)
 877                         put_page(page);
 878                 return RESUME_GUEST;
 879         }
 880
 881         /* If we're logging dirty pages, always map single pages */
 882         large_enable = !(memslot->flags & KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES);
 883
 884         /* Get pte level from shift/size */
 885         if (large_enable && shift == PUD_SHIFT &&
 886             (gpa & (PUD_SIZE - PAGE_SIZE)) ==
 887             (hva & (PUD_SIZE - PAGE_SIZE))) {
 888                 level = 2;
 889         } else if (large_enable && shift == PMD_SHIFT &&
 890                    (gpa & (PMD_SIZE - PAGE_SIZE)) ==
 891                    (hva & (PMD_SIZE - PAGE_SIZE))) {
 892                 level = 1;
 893         } else {
 894                 level = 0;
 895                 if (shift > PAGE_SHIFT) {
 896                         /*
 897                          * If the pte maps more than one page, bring over
 898                          * bits from the virtual address to get the real
 899                          * address of the specific single page we want.
 900                          */
 901                         unsigned long rpnmask = (1ul << shift) - PAGE_SIZE;
 902                         pte = __pte(pte_val(pte) | (hva & rpnmask));
 903                 }
 904         }
 905
 906         pte = __pte(pte_val(pte) | _PAGE_EXEC | _PAGE_ACCESSED);
 907         if (writing || upgrade_write) {
 908                 if (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE)
 909                         pte = __pte(pte_val(pte) | _PAGE_DIRTY);
 910         } else {
 911                 pte = __pte(pte_val(pte) & ~(_PAGE_WRITE | _PAGE_DIRTY));
 912         }
 913
 914         /* Allocate space in the tree and write the PTE */
 915         ret = kvmppc_create_pte(kvm, kvm->arch.pgtable, pte, gpa, level,
 916                                 mmu_seq, kvm->arch.lpid, NULL, NULL);
 917         if (inserted_pte)
 918                 *inserted_pte = pte;
 919         if (levelp)
 920                 *levelp = level;
 921
 922         if (page) {
 923                 if (!ret && (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE))
 924                         set_page_dirty_lock(page);
 925                 put_page(page);
 926         }
 927
 928         /* Increment number of large pages if we (successfully) inserted one */
 929         if (!ret) {
 930                 if (level == 1)
 931                         kvm->stat.num_2M_pages++;
 932                 else if (level == 2)
 933                         kvm->stat.num_1G_pages++;
 934         }
 935
 936         return ret;
 937 }
 938
 939 int kvmppc_book3s_radix_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu,
 940                                    unsigned long ea, unsigned long dsisr)
 941 {
 942         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 943         unsigned long gpa, gfn;
 944         struct kvm_memory_slot *memslot;
 945         long ret;
 946         bool writing = !!(dsisr & DSISR_ISSTORE);
 947         bool kvm_ro = false;
 948
 949         /* Check for unusual errors */
 950         if (dsisr & DSISR_UNSUPP_MMU) {
 951                 pr_err("KVM: Got unsupported MMU fault\n");
 952                 return -EFAULT;
 953         }
 954         if (dsisr & DSISR_BADACCESS) {
 955                 /* Reflect to the guest as DSI */
 956                 pr_err("KVM: Got radix HV page fault with DSISR=%lx\n", dsisr);
 957                 kvmppc_core_queue_data_storage(vcpu,
 958                                 kvmppc_get_msr(vcpu) & SRR1_PREFIXED,
 959                                 ea, dsisr);
 960                 return RESUME_GUEST;
 961         }
 962
 963         /* Translate the logical address */
 964         gpa = vcpu->arch.fault_gpa & ~0xfffUL;
 965         gpa &= ~0xF000000000000000ul;
 966         gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
 967         if (!(dsisr & DSISR_PRTABLE_FAULT))
 968                 gpa |= ea & 0xfff;
 969
 970         if (kvm->arch.secure_guest & KVMPPC_SECURE_INIT_DONE)
 971                 return kvmppc_send_page_to_uv(kvm, gfn);
 972
 973         /* Get the corresponding memslot */
 974         memslot = gfn_to_memslot(kvm, gfn);
 975
 976         /* No memslot means it's an emulated MMIO region */
 977         if (!memslot || (memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID)) {
 978                 if (dsisr & (DSISR_PRTABLE_FAULT | DSISR_BADACCESS |
 979                              DSISR_SET_RC)) {
 980                         /*
 981                          * Bad address in guest page table tree, or other
 982                          * unusual error - reflect it to the guest as DSI.
 983                          */
 984                         kvmppc_core_queue_data_storage(vcpu,
 985                                         kvmppc_get_msr(vcpu) & SRR1_PREFIXED,
 986                                         ea, dsisr);
 987                         return RESUME_GUEST;
 988                 }
 989                 return kvmppc_hv_emulate_mmio(vcpu, gpa, ea, writing);
 990         }
 991
 992         if (memslot->flags & KVM_MEM_READONLY) {
 993                 if (writing) {
 994                         /* give the guest a DSI */
 995                         kvmppc_core_queue_data_storage(vcpu,
 996                                         kvmppc_get_msr(vcpu) & SRR1_PREFIXED,
 997                                         ea, DSISR_ISSTORE | DSISR_PROTFAULT);
 998                         return RESUME_GUEST;
 999                 }
1000                 kvm_ro = true;
1001         }
1002
1003         /* Failed to set the reference/change bits */
1004         if (dsisr & DSISR_SET_RC) {
1005                 spin_lock(&kvm->mmu_lock);
1006                 if (kvmppc_hv_handle_set_rc(kvm, false, writing,
1007                                             gpa, kvm->arch.lpid))
1008                         dsisr &= ~DSISR_SET_RC;
1009                 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
1010
1011                 if (!(dsisr & (DSISR_BAD_FAULT_64S | DSISR_NOHPTE |
1012                                DSISR_PROTFAULT | DSISR_SET_RC)))
1013                         return RESUME_GUEST;
1014         }
1015
1016         /* Try to insert a pte */
1017         ret = kvmppc_book3s_instantiate_page(vcpu, gpa, memslot, writing,
1018                                              kvm_ro, NULL, NULL);
1019
1020         if (ret == 0 || ret == -EAGAIN)
1021                 ret = RESUME_GUEST;
1022         return ret;
1023 }
1024
1025 /* Called with kvm->mmu_lock held */
1026 void kvm_unmap_radix(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *memslot,
1027                      unsigned long gfn)
1028 {
1029         pte_t *ptep;
1030         unsigned long gpa = gfn << PAGE_SHIFT;
1031         unsigned int shift;
1032
1033         if (kvm->arch.secure_guest & KVMPPC_SECURE_INIT_DONE) {
1034                 uv_page_inval(kvm->arch.lpid, gpa, PAGE_SHIFT);
1035                 return;
1036         }
1037
1038         ptep = find_kvm_secondary_pte(kvm, gpa, &shift);
1039         if (ptep && pte_present(*ptep))
1040                 kvmppc_unmap_pte(kvm, ptep, gpa, shift, memslot,
1041                                  kvm->arch.lpid);
1042 }
1043
1044 /* Called with kvm->mmu_lock held */
1045 bool kvm_age_radix(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *memslot,
1046                    unsigned long gfn)
1047 {
1048         pte_t *ptep;
1049         unsigned long gpa = gfn << PAGE_SHIFT;
1050         unsigned int shift;
1051         bool ref = false;
1052         unsigned long old, *rmapp;
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                 old = kvmppc_radix_update_pte(kvm, ptep, _PAGE_ACCESSED, 0,
1060                                               gpa, shift);
1061                 /* XXX need to flush tlb here? */
1062                 /* Also clear bit in ptes in shadow pgtable for nested guests */
1063                 rmapp = &memslot->arch.rmap[gfn - memslot->base_gfn];
1064                 kvmhv_update_nest_rmap_rc_list(kvm, rmapp, _PAGE_ACCESSED, 0,
1065                                                old & PTE_RPN_MASK,
1066                                                1UL << shift);
1067                 ref = true;
1068         }
1069         return ref;
1070 }
1071
1072 /* Called with kvm->mmu_lock held */
1073 bool kvm_test_age_radix(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *memslot,
1074                         unsigned long gfn)
1075
1076 {
1077         pte_t *ptep;
1078         unsigned long gpa = gfn << PAGE_SHIFT;
1079         unsigned int shift;
1080         bool ref = false;
1081
1082         if (kvm->arch.secure_guest & KVMPPC_SECURE_INIT_DONE)
1083                 return ref;
1084
1085         ptep = find_kvm_secondary_pte(kvm, gpa, &shift);
1086         if (ptep && pte_present(*ptep) && pte_young(*ptep))
1087                 ref = true;
1088         return ref;
1089 }
1090
1091 /* Returns the number of PAGE_SIZE pages that are dirty */
1092 static int kvm_radix_test_clear_dirty(struct kvm *kvm,
1093                                 struct kvm_memory_slot *memslot, int pagenum)
1094 {
1095         unsigned long gfn = memslot->base_gfn + pagenum;
1096         unsigned long gpa = gfn << PAGE_SHIFT;
1097         pte_t *ptep, pte;
1098         unsigned int shift;
1099         int ret = 0;
1100         unsigned long old, *rmapp;
1101
1102         if (kvm->arch.secure_guest & KVMPPC_SECURE_INIT_DONE)
1103                 return ret;
1104
1105         /*
1106          * For performance reasons we don't hold kvm->mmu_lock while walking the
1107          * partition scoped table.
1108          */
1109         ptep = find_kvm_secondary_pte_unlocked(kvm, gpa, &shift);
1110         if (!ptep)
1111                 return 0;
1112
1113         pte = READ_ONCE(*ptep);
1114         if (pte_present(pte) && pte_dirty(pte)) {
1115                 spin_lock(&kvm->mmu_lock);
1116                 /*
1117                  * Recheck the pte again
1118                  */
1119                 if (pte_val(pte) != pte_val(*ptep)) {
1120                         /*
1121                          * We have KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES enabled. Hence we can
1122                          * only find PAGE_SIZE pte entries here. We can continue
1123                          * to use the pte addr returned by above page table
1124                          * walk.
1125                          */
1126                         if (!pte_present(*ptep) || !pte_dirty(*ptep)) {
1127                                 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
1128                                 return 0;
1129                         }
1130                 }
1131
1132                 ret = 1;
1133                 VM_BUG_ON(shift);
1134                 old = kvmppc_radix_update_pte(kvm, ptep, _PAGE_DIRTY, 0,
1135                                               gpa, shift);
1136                 kvmppc_radix_tlbie_page(kvm, gpa, shift, kvm->arch.lpid);
1137                 /* Also clear bit in ptes in shadow pgtable for nested guests */
1138                 rmapp = &memslot->arch.rmap[gfn - memslot->base_gfn];
1139                 kvmhv_update_nest_rmap_rc_list(kvm, rmapp, _PAGE_DIRTY, 0,
1140                                                old & PTE_RPN_MASK,
1141                                                1UL << shift);
1142                 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
1143         }
1144         return ret;
1145 }
1146
1147 long kvmppc_hv_get_dirty_log_radix(struct kvm *kvm,
1148                         struct kvm_memory_slot *memslot, unsigned long *map)
1149 {
1150         unsigned long i, j;
1151         int npages;
1152
1153         for (i = 0; i < memslot->npages; i = j) {
1154                 npages = kvm_radix_test_clear_dirty(kvm, memslot, i);
1155
1156                 /*
1157                  * Note that if npages > 0 then i must be a multiple of npages,
1158                  * since huge pages are only used to back the guest at guest
1159                  * real addresses that are a multiple of their size.
1160                  * Since we have at most one PTE covering any given guest
1161                  * real address, if npages > 1 we can skip to i + npages.
1162                  */
1163                 j = i + 1;
1164                 if (npages) {
1165                         set_dirty_bits(map, i, npages);
1166                         j = i + npages;
1167                 }
1168         }
1169         return 0;
1170 }
1171
1172 void kvmppc_radix_flush_memslot(struct kvm *kvm,
1173                                 const struct kvm_memory_slot *memslot)
1174 {
1175         unsigned long n;
1176         pte_t *ptep;
1177         unsigned long gpa;
1178         unsigned int shift;
1179
1180         if (kvm->arch.secure_guest & KVMPPC_SECURE_INIT_START)
1181                 kvmppc_uvmem_drop_pages(memslot, kvm, true);
1182
1183         if (kvm->arch.secure_guest & KVMPPC_SECURE_INIT_DONE)
1184                 return;
1185
1186         gpa = memslot->base_gfn << PAGE_SHIFT;
1187         spin_lock(&kvm->mmu_lock);
1188         for (n = memslot->npages; n; --n) {
1189                 ptep = find_kvm_secondary_pte(kvm, gpa, &shift);
1190                 if (ptep && pte_present(*ptep))
1191                         kvmppc_unmap_pte(kvm, ptep, gpa, shift, memslot,
1192                                          kvm->arch.lpid);
1193                 gpa += PAGE_SIZE;
1194         }
1195         /*
1196          * Increase the mmu notifier sequence number to prevent any page
1197          * fault that read the memslot earlier from writing a PTE.
1198          */
1199         kvm->mmu_invalidate_seq++;
1200         spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
1201 }
1202
1203 static void add_rmmu_ap_encoding(struct kvm_ppc_rmmu_info *info,
1204                                  int psize, int *indexp)
1205 {
1206         if (!mmu_psize_defs[psize].shift)
1207                 return;
1208         info->ap_encodings[*indexp] = mmu_psize_defs[psize].shift |
1209                 (mmu_psize_defs[psize].ap << 29);
1210         ++(*indexp);
1211 }
1212
1213 int kvmhv_get_rmmu_info(struct kvm *kvm, struct kvm_ppc_rmmu_info *info)
1214 {
1215         int i;
1216
1217         if (!radix_enabled())
1218                 return -EINVAL;
1219         memset(info, 0, sizeof(*info));
1220
1221         /* 4k page size */
1222         info->geometries[0].page_shift = 12;
1223         info->geometries[0].level_bits[0] = 9;
1224         for (i = 1; i < 4; ++i)
1225                 info->geometries[0].level_bits[i] = p9_supported_radix_bits[i];
1226         /* 64k page size */
1227         info->geometries[1].page_shift = 16;
1228         for (i = 0; i < 4; ++i)
1229                 info->geometries[1].level_bits[i] = p9_supported_radix_bits[i];
1230
1231         i = 0;
1232         add_rmmu_ap_encoding(info, MMU_PAGE_4K, &i);
1233         add_rmmu_ap_encoding(info, MMU_PAGE_64K, &i);
1234         add_rmmu_ap_encoding(info, MMU_PAGE_2M, &i);
1235         add_rmmu_ap_encoding(info, MMU_PAGE_1G, &i);
1236
1237         return 0;
1238 }
1239
1240 int kvmppc_init_vm_radix(struct kvm *kvm)
1241 {
1242         kvm->arch.pgtable = pgd_alloc(kvm->mm);
1243         if (!kvm->arch.pgtable)
1244                 return -ENOMEM;
1245         return 0;
1246 }
1247
1248 static void pte_ctor(void *addr)
1249 {
1250         memset(addr, 0, RADIX_PTE_TABLE_SIZE);
1251 }
1252
1253 static void pmd_ctor(void *addr)
1254 {
1255         memset(addr, 0, RADIX_PMD_TABLE_SIZE);
1256 }
1257
1258 struct debugfs_radix_state {
1259         struct kvm      *kvm;
1260         struct mutex    mutex;
1261         unsigned long   gpa;
1262         int             lpid;
1263         int             chars_left;
1264         int             buf_index;
1265         char            buf[128];
1266         u8              hdr;
1267 };
1268
1269 static int debugfs_radix_open(struct inode *inode, struct file *file)
1270 {
1271         struct kvm *kvm = inode->i_private;
1272         struct debugfs_radix_state *p;
1273
1274         p = kzalloc(sizeof(*p), GFP_KERNEL);
1275         if (!p)
1276                 return -ENOMEM;
1277
1278         kvm_get_kvm(kvm);
1279         p->kvm = kvm;
1280         mutex_init(&p->mutex);
1281         file->private_data = p;
1282
1283         return nonseekable_open(inode, file);
1284 }
1285
1286 static int debugfs_radix_release(struct inode *inode, struct file *file)
1287 {
1288         struct debugfs_radix_state *p = file->private_data;
1289
1290         kvm_put_kvm(p->kvm);
1291         kfree(p);
1292         return 0;
1293 }
1294
1295 static ssize_t debugfs_radix_read(struct file *file, char __user *buf,
1296                                  size_t len, loff_t *ppos)
1297 {
1298         struct debugfs_radix_state *p = file->private_data;
1299         ssize_t ret, r;
1300         unsigned long n;
1301         struct kvm *kvm;
1302         unsigned long gpa;
1303         pgd_t *pgt;
1304         struct kvm_nested_guest *nested;
1305         pgd_t *pgdp;
1306         p4d_t p4d, *p4dp;
1307         pud_t pud, *pudp;
1308         pmd_t pmd, *pmdp;
1309         pte_t *ptep;
1310         int shift;
1311         unsigned long pte;
1312
1313         kvm = p->kvm;
1314         if (!kvm_is_radix(kvm))
1315                 return 0;
1316
1317         ret = mutex_lock_interruptible(&p->mutex);
1318         if (ret)
1319                 return ret;
1320
1321         if (p->chars_left) {
1322                 n = p->chars_left;
1323                 if (n > len)
1324                         n = len;
1325                 r = copy_to_user(buf, p->buf + p->buf_index, n);
1326                 n -= r;
1327                 p->chars_left -= n;
1328                 p->buf_index += n;
1329                 buf += n;
1330                 len -= n;
1331                 ret = n;
1332                 if (r) {
1333                         if (!n)
1334                                 ret = -EFAULT;
1335                         goto out;
1336                 }
1337         }
1338
1339         gpa = p->gpa;
1340         nested = NULL;
1341         pgt = NULL;
1342         while (len != 0 && p->lpid >= 0) {
1343                 if (gpa >= RADIX_PGTABLE_RANGE) {
1344                         gpa = 0;
1345                         pgt = NULL;
1346                         if (nested) {
1347                                 kvmhv_put_nested(nested);
1348                                 nested = NULL;
1349                         }
1350                         p->lpid = kvmhv_nested_next_lpid(kvm, p->lpid);
1351                         p->hdr = 0;
1352                         if (p->lpid < 0)
1353                                 break;
1354                 }
1355                 if (!pgt) {
1356                         if (p->lpid == 0) {
1357                                 pgt = kvm->arch.pgtable;
1358                         } else {
1359                                 nested = kvmhv_get_nested(kvm, p->lpid, false);
1360                                 if (!nested) {
1361                                         gpa = RADIX_PGTABLE_RANGE;
1362                                         continue;
1363                                 }
1364                                 pgt = nested->shadow_pgtable;
1365                         }
1366                 }
1367                 n = 0;
1368                 if (!p->hdr) {
1369                         if (p->lpid > 0)
1370                                 n = scnprintf(p->buf, sizeof(p->buf),
1371                                               "\nNested LPID %d: ", p->lpid);
1372                         n += scnprintf(p->buf + n, sizeof(p->buf) - n,
1373                                       "pgdir: %lx\n", (unsigned long)pgt);
1374                         p->hdr = 1;
1375                         goto copy;
1376                 }
1377
1378                 pgdp = pgt + pgd_index(gpa);
1379                 p4dp = p4d_offset(pgdp, gpa);
1380                 p4d = READ_ONCE(*p4dp);
1381                 if (!(p4d_val(p4d) & _PAGE_PRESENT)) {
1382                         gpa = (gpa & P4D_MASK) + P4D_SIZE;
1383                         continue;
1384                 }
1385
1386                 pudp = pud_offset(&p4d, gpa);
1387                 pud = READ_ONCE(*pudp);
1388                 if (!(pud_val(pud) & _PAGE_PRESENT)) {
1389                         gpa = (gpa & PUD_MASK) + PUD_SIZE;
1390                         continue;
1391                 }
1392                 if (pud_val(pud) & _PAGE_PTE) {
1393                         pte = pud_val(pud);
1394                         shift = PUD_SHIFT;
1395                         goto leaf;
1396                 }
1397
1398                 pmdp = pmd_offset(&pud, gpa);
1399                 pmd = READ_ONCE(*pmdp);
1400                 if (!(pmd_val(pmd) & _PAGE_PRESENT)) {
1401                         gpa = (gpa & PMD_MASK) + PMD_SIZE;
1402                         continue;
1403                 }
1404                 if (pmd_val(pmd) & _PAGE_PTE) {
1405                         pte = pmd_val(pmd);
1406                         shift = PMD_SHIFT;
1407                         goto leaf;
1408                 }
1409
1410                 ptep = pte_offset_kernel(&pmd, gpa);
1411                 pte = pte_val(READ_ONCE(*ptep));
1412                 if (!(pte & _PAGE_PRESENT)) {
1413                         gpa += PAGE_SIZE;
1414                         continue;
1415                 }
1416                 shift = PAGE_SHIFT;
1417         leaf:
1418                 n = scnprintf(p->buf, sizeof(p->buf),
1419                               " %lx: %lx %d\n", gpa, pte, shift);
1420                 gpa += 1ul << shift;
1421         copy:
1422                 p->chars_left = n;
1423                 if (n > len)
1424                         n = len;
1425                 r = copy_to_user(buf, p->buf, n);
1426                 n -= r;
1427                 p->chars_left -= n;
1428                 p->buf_index = n;
1429                 buf += n;
1430                 len -= n;
1431                 ret += n;
1432                 if (r) {
1433                         if (!ret)
1434                                 ret = -EFAULT;
1435                         break;
1436                 }
1437         }
1438         p->gpa = gpa;
1439         if (nested)
1440                 kvmhv_put_nested(nested);
1441
1442  out:
1443         mutex_unlock(&p->mutex);
1444         return ret;
1445 }
1446
1447 static ssize_t debugfs_radix_write(struct file *file, const char __user *buf,
1448                            size_t len, loff_t *ppos)
1449 {
1450         return -EACCES;
1451 }
1452
1453 static const struct file_operations debugfs_radix_fops = {
1454         .owner   = THIS_MODULE,
1455         .open    = debugfs_radix_open,
1456         .release = debugfs_radix_release,
1457         .read    = debugfs_radix_read,
1458         .write   = debugfs_radix_write,
1459         .llseek  = generic_file_llseek,
1460 };
1461
1462 void kvmhv_radix_debugfs_init(struct kvm *kvm)
1463 {
1464         debugfs_create_file("radix", 0400, kvm->debugfs_dentry, kvm,
1465                             &debugfs_radix_fops);
1466 }
1467
1468 int kvmppc_radix_init(void)
1469 {
1470         unsigned long size = sizeof(void *) << RADIX_PTE_INDEX_SIZE;
1471
1472         kvm_pte_cache = kmem_cache_create("kvm-pte", size, size, 0, pte_ctor);
1473         if (!kvm_pte_cache)
1474                 return -ENOMEM;
1475
1476         size = sizeof(void *) << RADIX_PMD_INDEX_SIZE;
1477
1478         kvm_pmd_cache = kmem_cache_create("kvm-pmd", size, size, 0, pmd_ctor);
1479         if (!kvm_pmd_cache) {
1480                 kmem_cache_destroy(kvm_pte_cache);
1481                 return -ENOMEM;
1482         }
1483
1484         return 0;
1485 }
1486
1487 void kvmppc_radix_exit(void)
1488 {
1489         kmem_cache_destroy(kvm_pte_cache);
1490         kmem_cache_destroy(kvm_pmd_cache);
1491 }