arch/powerpc/kvm/book3s_64_mmu_radix.c

   1 /*
   2  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   3  * it under the terms of the GNU General Public License, version 2, as
   4  * published by the Free Software Foundation.
   5  *
   6  * Copyright 2016 Paul Mackerras, IBM Corp. <paulus@au1.ibm.com>
   7  */
   8
   9 #include <linux/types.h>
  10 #include <linux/string.h>
  11 #include <linux/kvm.h>
  12 #include <linux/kvm_host.h>
  13
  14 #include <asm/kvm_ppc.h>
  15 #include <asm/kvm_book3s.h>
  16 #include <asm/page.h>
  17 #include <asm/mmu.h>
  18 #include <asm/pgtable.h>
  19 #include <asm/pgalloc.h>
  20 #include <asm/pte-walk.h>
  21
  22 static void mark_pages_dirty(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *memslot,
  23                              unsigned long gfn, unsigned int order);
  24
  25 /*
  26  * Supported radix tree geometry.
  27  * Like p9, we support either 5 or 9 bits at the first (lowest) level,
  28  * for a page size of 64k or 4k.
  29  */
  30 static int p9_supported_radix_bits[4] = { 5, 9, 9, 13 };
  31
  32 int kvmppc_mmu_radix_xlate(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr,
  33                            struct kvmppc_pte *gpte, bool data, bool iswrite)
  34 {
  35         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
  36         u32 pid;
  37         int ret, level, ps;
  38         __be64 prte, rpte;
  39         unsigned long ptbl;
  40         unsigned long root, pte, index;
  41         unsigned long rts, bits, offset;
  42         unsigned long gpa;
  43         unsigned long proc_tbl_size;
  44
  45         /* Work out effective PID */
  46         switch (eaddr >> 62) {
  47         case 0:
  48                 pid = vcpu->arch.pid;
  49                 break;
  50         case 3:
  51                 pid = 0;
  52                 break;
  53         default:
  54                 return -EINVAL;
  55         }
  56         proc_tbl_size = 1 << ((kvm->arch.process_table & PRTS_MASK) + 12);
  57         if (pid * 16 >= proc_tbl_size)
  58                 return -EINVAL;
  59
  60         /* Read partition table to find root of tree for effective PID */
  61         ptbl = (kvm->arch.process_table & PRTB_MASK) + (pid * 16);
  62         ret = kvm_read_guest(kvm, ptbl, &prte, sizeof(prte));
  63         if (ret)
  64                 return ret;
  65
  66         root = be64_to_cpu(prte);
  67         rts = ((root & RTS1_MASK) >> (RTS1_SHIFT - 3)) |
  68                 ((root & RTS2_MASK) >> RTS2_SHIFT);
  69         bits = root & RPDS_MASK;
  70         root = root & RPDB_MASK;
  71
  72         /* P9 DD1 interprets RTS (radix tree size) differently */
  73         offset = rts + 31;
  74         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_POWER9_DD1))
  75                 offset -= 3;
  76
  77         /* current implementations only support 52-bit space */
  78         if (offset != 52)
  79                 return -EINVAL;
  80
  81         for (level = 3; level >= 0; --level) {
  82                 if (level && bits != p9_supported_radix_bits[level])
  83                         return -EINVAL;
  84                 if (level == 0 && !(bits == 5 || bits == 9))
  85                         return -EINVAL;
  86                 offset -= bits;
  87                 index = (eaddr >> offset) & ((1UL << bits) - 1);
  88                 /* check that low bits of page table base are zero */
  89                 if (root & ((1UL << (bits + 3)) - 1))
  90                         return -EINVAL;
  91                 ret = kvm_read_guest(kvm, root + index * 8,
  92                                      &rpte, sizeof(rpte));
  93                 if (ret)
  94                         return ret;
  95                 pte = __be64_to_cpu(rpte);
  96                 if (!(pte & _PAGE_PRESENT))
  97                         return -ENOENT;
  98                 if (pte & _PAGE_PTE)
  99                         break;
 100                 bits = pte & 0x1f;
 101                 root = pte & 0x0fffffffffffff00ul;
 102         }
 103         /* need a leaf at lowest level; 512GB pages not supported */
 104         if (level < 0 || level == 3)
 105                 return -EINVAL;
 106
 107         /* offset is now log base 2 of the page size */
 108         gpa = pte & 0x01fffffffffff000ul;
 109         if (gpa & ((1ul << offset) - 1))
 110                 return -EINVAL;
 111         gpa += eaddr & ((1ul << offset) - 1);
 112         for (ps = MMU_PAGE_4K; ps < MMU_PAGE_COUNT; ++ps)
 113                 if (offset == mmu_psize_defs[ps].shift)
 114                         break;
 115         gpte->page_size = ps;
 116
 117         gpte->eaddr = eaddr;
 118         gpte->raddr = gpa;
 119
 120         /* Work out permissions */
 121         gpte->may_read = !!(pte & _PAGE_READ);
 122         gpte->may_write = !!(pte & _PAGE_WRITE);
 123         gpte->may_execute = !!(pte & _PAGE_EXEC);
 124         if (kvmppc_get_msr(vcpu) & MSR_PR) {
 125                 if (pte & _PAGE_PRIVILEGED) {
 126                         gpte->may_read = 0;
 127                         gpte->may_write = 0;
 128                         gpte->may_execute = 0;
 129                 }
 130         } else {
 131                 if (!(pte & _PAGE_PRIVILEGED)) {
 132                         /* Check AMR/IAMR to see if strict mode is in force */
 133                         if (vcpu->arch.amr & (1ul << 62))
 134                                 gpte->may_read = 0;
 135                         if (vcpu->arch.amr & (1ul << 63))
 136                                 gpte->may_write = 0;
 137                         if (vcpu->arch.iamr & (1ul << 62))
 138                                 gpte->may_execute = 0;
 139                 }
 140         }
 141
 142         return 0;
 143 }
 144
 145 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 146 #define MMU_BASE_PSIZE  MMU_PAGE_64K
 147 #else
 148 #define MMU_BASE_PSIZE  MMU_PAGE_4K
 149 #endif
 150
 151 static void kvmppc_radix_tlbie_page(struct kvm *kvm, unsigned long addr,
 152                                     unsigned int pshift)
 153 {
 154         int psize = MMU_BASE_PSIZE;
 155
 156         if (pshift >= PMD_SHIFT)
 157                 psize = MMU_PAGE_2M;
 158         addr &= ~0xfffUL;
 159         addr |= mmu_psize_defs[psize].ap << 5;
 160         asm volatile("ptesync": : :"memory");
 161         asm volatile(PPC_TLBIE_5(%0, %1, 0, 0, 1)
 162                      : : "r" (addr), "r" (kvm->arch.lpid) : "memory");
 163         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_P9_TLBIE_STQ_BUG))
 164                 asm volatile(PPC_TLBIE_5(%0, %1, 0, 0, 1)
 165                              : : "r" (addr), "r" (kvm->arch.lpid) : "memory");
 166         asm volatile("ptesync": : :"memory");
 167 }
 168
 169 unsigned long kvmppc_radix_update_pte(struct kvm *kvm, pte_t *ptep,
 170                                       unsigned long clr, unsigned long set,
 171                                       unsigned long addr, unsigned int shift)
 172 {
 173         unsigned long old = 0;
 174
 175         if (!(clr & _PAGE_PRESENT) && cpu_has_feature(CPU_FTR_POWER9_DD1) &&
 176             pte_present(*ptep)) {
 177                 /* have to invalidate it first */
 178                 old = __radix_pte_update(ptep, _PAGE_PRESENT, 0);
 179                 kvmppc_radix_tlbie_page(kvm, addr, shift);
 180                 set |= _PAGE_PRESENT;
 181                 old &= _PAGE_PRESENT;
 182         }
 183         return __radix_pte_update(ptep, clr, set) | old;
 184 }
 185
 186 void kvmppc_radix_set_pte_at(struct kvm *kvm, unsigned long addr,
 187                              pte_t *ptep, pte_t pte)
 188 {
 189         radix__set_pte_at(kvm->mm, addr, ptep, pte, 0);
 190 }
 191
 192 static struct kmem_cache *kvm_pte_cache;
 193
 194 static pte_t *kvmppc_pte_alloc(void)
 195 {
 196         return kmem_cache_alloc(kvm_pte_cache, GFP_KERNEL);
 197 }
 198
 199 static void kvmppc_pte_free(pte_t *ptep)
 200 {
 201         kmem_cache_free(kvm_pte_cache, ptep);
 202 }
 203
 204 /* Like pmd_huge() and pmd_large(), but works regardless of config options */
 205 static inline int pmd_is_leaf(pmd_t pmd)
 206 {
 207         return !!(pmd_val(pmd) & _PAGE_PTE);
 208 }
 209
 210 static int kvmppc_create_pte(struct kvm *kvm, pte_t pte, unsigned long gpa,
 211                              unsigned int level, unsigned long mmu_seq)
 212 {
 213         pgd_t *pgd;
 214         pud_t *pud, *new_pud = NULL;
 215         pmd_t *pmd, *new_pmd = NULL;
 216         pte_t *ptep, *new_ptep = NULL;
 217         unsigned long old;
 218         int ret;
 219
 220         /* Traverse the guest's 2nd-level tree, allocate new levels needed */
 221         pgd = kvm->arch.pgtable + pgd_index(gpa);
 222         pud = NULL;
 223         if (pgd_present(*pgd))
 224                 pud = pud_offset(pgd, gpa);
 225         else
 226                 new_pud = pud_alloc_one(kvm->mm, gpa);
 227
 228         pmd = NULL;
 229         if (pud && pud_present(*pud))
 230                 pmd = pmd_offset(pud, gpa);
 231         else
 232                 new_pmd = pmd_alloc_one(kvm->mm, gpa);
 233
 234         if (level == 0 && !(pmd && pmd_present(*pmd) && !pmd_is_leaf(*pmd)))
 235                 new_ptep = kvmppc_pte_alloc();
 236
 237         /* Check if we might have been invalidated; let the guest retry if so */
 238         spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 239         ret = -EAGAIN;
 240         if (mmu_notifier_retry(kvm, mmu_seq))
 241                 goto out_unlock;
 242
 243         /* Now traverse again under the lock and change the tree */
 244         ret = -ENOMEM;
 245         if (pgd_none(*pgd)) {
 246                 if (!new_pud)
 247                         goto out_unlock;
 248                 pgd_populate(kvm->mm, pgd, new_pud);
 249                 new_pud = NULL;
 250         }
 251         pud = pud_offset(pgd, gpa);
 252         if (pud_none(*pud)) {
 253                 if (!new_pmd)
 254                         goto out_unlock;
 255                 pud_populate(kvm->mm, pud, new_pmd);
 256                 new_pmd = NULL;
 257         }
 258         pmd = pmd_offset(pud, gpa);
 259         if (pmd_is_leaf(*pmd)) {
 260                 unsigned long lgpa = gpa & PMD_MASK;
 261
 262                 /*
 263                  * If we raced with another CPU which has just put
 264                  * a 2MB pte in after we saw a pte page, try again.
 265                  */
 266                 if (level == 0 && !new_ptep) {
 267                         ret = -EAGAIN;
 268                         goto out_unlock;
 269                 }
 270                 /* Valid 2MB page here already, remove it */
 271                 old = kvmppc_radix_update_pte(kvm, pmdp_ptep(pmd),
 272                                               ~0UL, 0, lgpa, PMD_SHIFT);
 273                 kvmppc_radix_tlbie_page(kvm, lgpa, PMD_SHIFT);
 274                 if (old & _PAGE_DIRTY) {
 275                         unsigned long gfn = lgpa >> PAGE_SHIFT;
 276                         struct kvm_memory_slot *memslot;
 277                         memslot = gfn_to_memslot(kvm, gfn);
 278                         if (memslot)
 279                                 mark_pages_dirty(kvm, memslot, gfn,
 280                                                  PMD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 281                 }
 282         } else if (level == 1 && !pmd_none(*pmd)) {
 283                 /*
 284                  * There's a page table page here, but we wanted
 285                  * to install a large page.  Tell the caller and let
 286                  * it try installing a normal page if it wants.
 287                  */
 288                 ret = -EBUSY;
 289                 goto out_unlock;
 290         }
 291         if (level == 0) {
 292                 if (pmd_none(*pmd)) {
 293                         if (!new_ptep)
 294                                 goto out_unlock;
 295                         pmd_populate(kvm->mm, pmd, new_ptep);
 296                         new_ptep = NULL;
 297                 }
 298                 ptep = pte_offset_kernel(pmd, gpa);
 299                 if (pte_present(*ptep)) {
 300                         /* PTE was previously valid, so invalidate it */
 301                         old = kvmppc_radix_update_pte(kvm, ptep, _PAGE_PRESENT,
 302                                                       0, gpa, 0);
 303                         kvmppc_radix_tlbie_page(kvm, gpa, 0);
 304                         if (old & _PAGE_DIRTY)
 305                                 mark_page_dirty(kvm, gpa >> PAGE_SHIFT);
 306                 }
 307                 kvmppc_radix_set_pte_at(kvm, gpa, ptep, pte);
 308         } else {
 309                 kvmppc_radix_set_pte_at(kvm, gpa, pmdp_ptep(pmd), pte);
 310         }
 311         ret = 0;
 312
 313  out_unlock:
 314         spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
 315         if (new_pud)
 316                 pud_free(kvm->mm, new_pud);
 317         if (new_pmd)
 318                 pmd_free(kvm->mm, new_pmd);
 319         if (new_ptep)
 320                 kvmppc_pte_free(new_ptep);
 321         return ret;
 322 }
 323
 324 int kvmppc_book3s_radix_page_fault(struct kvm_run *run, struct kvm_vcpu *vcpu,
 325                                    unsigned long ea, unsigned long dsisr)
 326 {
 327         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 328         unsigned long mmu_seq, pte_size;
 329         unsigned long gpa, gfn, hva, pfn;
 330         struct kvm_memory_slot *memslot;
 331         struct page *page = NULL, *pages[1];
 332         long ret, npages, ok;
 333         unsigned int writing;
 334         struct vm_area_struct *vma;
 335         unsigned long flags;
 336         pte_t pte, *ptep;
 337         unsigned long pgflags;
 338         unsigned int shift, level;
 339
 340         /* Check for unusual errors */
 341         if (dsisr & DSISR_UNSUPP_MMU) {
 342                 pr_err("KVM: Got unsupported MMU fault\n");
 343                 return -EFAULT;
 344         }
 345         if (dsisr & DSISR_BADACCESS) {
 346                 /* Reflect to the guest as DSI */
 347                 pr_err("KVM: Got radix HV page fault with DSISR=%lx\n", dsisr);
 348                 kvmppc_core_queue_data_storage(vcpu, ea, dsisr);
 349                 return RESUME_GUEST;
 350         }
 351
 352         /* Translate the logical address and get the page */
 353         gpa = vcpu->arch.fault_gpa & ~0xfffUL;
 354         gpa &= ~0xF000000000000000ul;
 355         gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
 356         if (!(dsisr & DSISR_PRTABLE_FAULT))
 357                 gpa |= ea & 0xfff;
 358         memslot = gfn_to_memslot(kvm, gfn);
 359
 360         /* No memslot means it's an emulated MMIO region */
 361         if (!memslot || (memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID)) {
 362                 if (dsisr & (DSISR_PRTABLE_FAULT | DSISR_BADACCESS |
 363                              DSISR_SET_RC)) {
 364                         /*
 365                          * Bad address in guest page table tree, or other
 366                          * unusual error - reflect it to the guest as DSI.
 367                          */
 368                         kvmppc_core_queue_data_storage(vcpu, ea, dsisr);
 369                         return RESUME_GUEST;
 370                 }
 371                 return kvmppc_hv_emulate_mmio(run, vcpu, gpa, ea,
 372                                               dsisr & DSISR_ISSTORE);
 373         }
 374
 375         /* used to check for invalidations in progress */
 376         mmu_seq = kvm->mmu_notifier_seq;
 377         smp_rmb();
 378
 379         writing = (dsisr & DSISR_ISSTORE) != 0;
 380         hva = gfn_to_hva_memslot(memslot, gfn);
 381         if (dsisr & DSISR_SET_RC) {
 382                 /*
 383                  * Need to set an R or C bit in the 2nd-level tables;
 384                  * if the relevant bits aren't already set in the linux
 385                  * page tables, fall through to do the gup_fast to
 386                  * set them in the linux page tables too.
 387                  */
 388                 ok = 0;
 389                 pgflags = _PAGE_ACCESSED;
 390                 if (writing)
 391                         pgflags |= _PAGE_DIRTY;
 392                 local_irq_save(flags);
 393                 ptep = find_current_mm_pte(current->mm->pgd, hva, NULL, NULL);
 394                 if (ptep) {
 395                         pte = READ_ONCE(*ptep);
 396                         if (pte_present(pte) &&
 397                             (pte_val(pte) & pgflags) == pgflags)
 398                                 ok = 1;
 399                 }
 400                 local_irq_restore(flags);
 401                 if (ok) {
 402                         spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 403                         if (mmu_notifier_retry(vcpu->kvm, mmu_seq)) {
 404                                 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
 405                                 return RESUME_GUEST;
 406                         }
 407                         /*
 408                          * We are walking the secondary page table here. We can do this
 409                          * without disabling irq.
 410                          */
 411                         ptep = __find_linux_pte(kvm->arch.pgtable,
 412                                                 gpa, NULL, &shift);
 413                         if (ptep && pte_present(*ptep)) {
 414                                 kvmppc_radix_update_pte(kvm, ptep, 0, pgflags,
 415                                                         gpa, shift);
 416                                 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
 417                                 return RESUME_GUEST;
 418                         }
 419                         spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
 420                 }
 421         }
 422
 423         ret = -EFAULT;
 424         pfn = 0;
 425         pte_size = PAGE_SIZE;
 426         pgflags = _PAGE_READ | _PAGE_EXEC;
 427         level = 0;
 428         npages = get_user_pages_fast(hva, 1, writing, pages);
 429         if (npages < 1) {
 430                 /* Check if it's an I/O mapping */
 431                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
 432                 vma = find_vma(current->mm, hva);
 433                 if (vma && vma->vm_start <= hva && hva < vma->vm_end &&
 434                     (vma->vm_flags & VM_PFNMAP)) {
 435                         pfn = vma->vm_pgoff +
 436                                 ((hva - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
 437                         pgflags = pgprot_val(vma->vm_page_prot);
 438                 }
 439                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
 440                 if (!pfn)
 441                         return -EFAULT;
 442         } else {
 443                 page = pages[0];
 444                 pfn = page_to_pfn(page);
 445                 if (PageCompound(page)) {
 446                         pte_size <<= compound_order(compound_head(page));
 447                         /* See if we can insert a 2MB large-page PTE here */
 448                         if (pte_size >= PMD_SIZE &&
 449                             (gpa & (PMD_SIZE - PAGE_SIZE)) ==
 450                             (hva & (PMD_SIZE - PAGE_SIZE))) {
 451                                 level = 1;
 452                                 pfn &= ~((PMD_SIZE >> PAGE_SHIFT) - 1);
 453                         }
 454                 }
 455                 /* See if we can provide write access */
 456                 if (writing) {
 457                         pgflags |= _PAGE_WRITE;
 458                 } else {
 459                         local_irq_save(flags);
 460                         ptep = find_current_mm_pte(current->mm->pgd,
 461                                                    hva, NULL, NULL);
 462                         if (ptep && pte_write(*ptep))
 463                                 pgflags |= _PAGE_WRITE;
 464                         local_irq_restore(flags);
 465                 }
 466         }
 467
 468         /*
 469          * Compute the PTE value that we need to insert.
 470          */
 471         pgflags |= _PAGE_PRESENT | _PAGE_PTE | _PAGE_ACCESSED;
 472         if (pgflags & _PAGE_WRITE)
 473                 pgflags |= _PAGE_DIRTY;
 474         pte = pfn_pte(pfn, __pgprot(pgflags));
 475
 476         /* Allocate space in the tree and write the PTE */
 477         ret = kvmppc_create_pte(kvm, pte, gpa, level, mmu_seq);
 478         if (ret == -EBUSY) {
 479                 /*
 480                  * There's already a PMD where wanted to install a large page;
 481                  * for now, fall back to installing a small page.
 482                  */
 483                 level = 0;
 484                 pfn |= gfn & ((PMD_SIZE >> PAGE_SHIFT) - 1);
 485                 pte = pfn_pte(pfn, __pgprot(pgflags));
 486                 ret = kvmppc_create_pte(kvm, pte, gpa, level, mmu_seq);
 487         }
 488
 489         if (page) {
 490                 if (!ret && (pgflags & _PAGE_WRITE))
 491                         set_page_dirty_lock(page);
 492                 put_page(page);
 493         }
 494
 495         if (ret == 0 || ret == -EAGAIN)
 496                 ret = RESUME_GUEST;
 497         return ret;
 498 }
 499
 500 static void mark_pages_dirty(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *memslot,
 501                              unsigned long gfn, unsigned int order)
 502 {
 503         unsigned long i, limit;
 504         unsigned long *dp;
 505
 506         if (!memslot->dirty_bitmap)
 507                 return;
 508         limit = 1ul << order;
 509         if (limit < BITS_PER_LONG) {
 510                 for (i = 0; i < limit; ++i)
 511                         mark_page_dirty(kvm, gfn + i);
 512                 return;
 513         }
 514         dp = memslot->dirty_bitmap + (gfn - memslot->base_gfn);
 515         limit /= BITS_PER_LONG;
 516         for (i = 0; i < limit; ++i)
 517                 *dp++ = ~0ul;
 518 }
 519
 520 /* Called with kvm->lock held */
 521 int kvm_unmap_radix(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *memslot,
 522                     unsigned long gfn)
 523 {
 524         pte_t *ptep;
 525         unsigned long gpa = gfn << PAGE_SHIFT;
 526         unsigned int shift;
 527         unsigned long old;
 528
 529         ptep = __find_linux_pte(kvm->arch.pgtable, gpa, NULL, &shift);
 530         if (ptep && pte_present(*ptep)) {
 531                 old = kvmppc_radix_update_pte(kvm, ptep, _PAGE_PRESENT, 0,
 532                                               gpa, shift);
 533                 kvmppc_radix_tlbie_page(kvm, gpa, shift);
 534                 if (old & _PAGE_DIRTY) {
 535                         if (!shift)
 536                                 mark_page_dirty(kvm, gfn);
 537                         else
 538                                 mark_pages_dirty(kvm, memslot,
 539                                                  gfn, shift - PAGE_SHIFT);
 540                 }
 541         }
 542         return 0;
 543 }
 544
 545 /* Called with kvm->lock held */
 546 int kvm_age_radix(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *memslot,
 547                   unsigned long gfn)
 548 {
 549         pte_t *ptep;
 550         unsigned long gpa = gfn << PAGE_SHIFT;
 551         unsigned int shift;
 552         int ref = 0;
 553
 554         ptep = __find_linux_pte(kvm->arch.pgtable, gpa, NULL, &shift);
 555         if (ptep && pte_present(*ptep) && pte_young(*ptep)) {
 556                 kvmppc_radix_update_pte(kvm, ptep, _PAGE_ACCESSED, 0,
 557                                         gpa, shift);
 558                 /* XXX need to flush tlb here? */
 559                 ref = 1;
 560         }
 561         return ref;
 562 }
 563
 564 /* Called with kvm->lock held */
 565 int kvm_test_age_radix(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *memslot,
 566                        unsigned long gfn)
 567 {
 568         pte_t *ptep;
 569         unsigned long gpa = gfn << PAGE_SHIFT;
 570         unsigned int shift;
 571         int ref = 0;
 572
 573         ptep = __find_linux_pte(kvm->arch.pgtable, gpa, NULL, &shift);
 574         if (ptep && pte_present(*ptep) && pte_young(*ptep))
 575                 ref = 1;
 576         return ref;
 577 }
 578
 579 /* Returns the number of PAGE_SIZE pages that are dirty */
 580 static int kvm_radix_test_clear_dirty(struct kvm *kvm,
 581                                 struct kvm_memory_slot *memslot, int pagenum)
 582 {
 583         unsigned long gfn = memslot->base_gfn + pagenum;
 584         unsigned long gpa = gfn << PAGE_SHIFT;
 585         pte_t *ptep;
 586         unsigned int shift;
 587         int ret = 0;
 588
 589         ptep = __find_linux_pte(kvm->arch.pgtable, gpa, NULL, &shift);
 590         if (ptep && pte_present(*ptep) && pte_dirty(*ptep)) {
 591                 ret = 1;
 592                 if (shift)
 593                         ret = 1 << (shift - PAGE_SHIFT);
 594                 kvmppc_radix_update_pte(kvm, ptep, _PAGE_DIRTY, 0,
 595                                         gpa, shift);
 596                 kvmppc_radix_tlbie_page(kvm, gpa, shift);
 597         }
 598         return ret;
 599 }
 600
 601 long kvmppc_hv_get_dirty_log_radix(struct kvm *kvm,
 602                         struct kvm_memory_slot *memslot, unsigned long *map)
 603 {
 604         unsigned long i, j;
 605         unsigned long n, *p;
 606         int npages;
 607
 608         /*
 609          * Radix accumulates dirty bits in the first half of the
 610          * memslot's dirty_bitmap area, for when pages are paged
 611          * out or modified by the host directly.  Pick up these
 612          * bits and add them to the map.
 613          */
 614         n = kvm_dirty_bitmap_bytes(memslot) / sizeof(long);
 615         p = memslot->dirty_bitmap;
 616         for (i = 0; i < n; ++i)
 617                 map[i] |= xchg(&p[i], 0);
 618
 619         for (i = 0; i < memslot->npages; i = j) {
 620                 npages = kvm_radix_test_clear_dirty(kvm, memslot, i);
 621
 622                 /*
 623                  * Note that if npages > 0 then i must be a multiple of npages,
 624                  * since huge pages are only used to back the guest at guest
 625                  * real addresses that are a multiple of their size.
 626                  * Since we have at most one PTE covering any given guest
 627                  * real address, if npages > 1 we can skip to i + npages.
 628                  */
 629                 j = i + 1;
 630                 if (npages)
 631                         for (j = i; npages; ++j, --npages)
 632                                 __set_bit_le(j, map);
 633         }
 634         return 0;
 635 }
 636
 637 static void add_rmmu_ap_encoding(struct kvm_ppc_rmmu_info *info,
 638                                  int psize, int *indexp)
 639 {
 640         if (!mmu_psize_defs[psize].shift)
 641                 return;
 642         info->ap_encodings[*indexp] = mmu_psize_defs[psize].shift |
 643                 (mmu_psize_defs[psize].ap << 29);
 644         ++(*indexp);
 645 }
 646
 647 int kvmhv_get_rmmu_info(struct kvm *kvm, struct kvm_ppc_rmmu_info *info)
 648 {
 649         int i;
 650
 651         if (!radix_enabled())
 652                 return -EINVAL;
 653         memset(info, 0, sizeof(*info));
 654
 655         /* 4k page size */
 656         info->geometries[0].page_shift = 12;
 657         info->geometries[0].level_bits[0] = 9;
 658         for (i = 1; i < 4; ++i)
 659                 info->geometries[0].level_bits[i] = p9_supported_radix_bits[i];
 660         /* 64k page size */
 661         info->geometries[1].page_shift = 16;
 662         for (i = 0; i < 4; ++i)
 663                 info->geometries[1].level_bits[i] = p9_supported_radix_bits[i];
 664
 665         i = 0;
 666         add_rmmu_ap_encoding(info, MMU_PAGE_4K, &i);
 667         add_rmmu_ap_encoding(info, MMU_PAGE_64K, &i);
 668         add_rmmu_ap_encoding(info, MMU_PAGE_2M, &i);
 669         add_rmmu_ap_encoding(info, MMU_PAGE_1G, &i);
 670
 671         return 0;
 672 }
 673
 674 int kvmppc_init_vm_radix(struct kvm *kvm)
 675 {
 676         kvm->arch.pgtable = pgd_alloc(kvm->mm);
 677         if (!kvm->arch.pgtable)
 678                 return -ENOMEM;
 679         return 0;
 680 }
 681
 682 void kvmppc_free_radix(struct kvm *kvm)
 683 {
 684         unsigned long ig, iu, im;
 685         pte_t *pte;
 686         pmd_t *pmd;
 687         pud_t *pud;
 688         pgd_t *pgd;
 689
 690         if (!kvm->arch.pgtable)
 691                 return;
 692         pgd = kvm->arch.pgtable;
 693         for (ig = 0; ig < PTRS_PER_PGD; ++ig, ++pgd) {
 694                 if (!pgd_present(*pgd))
 695                         continue;
 696                 pud = pud_offset(pgd, 0);
 697                 for (iu = 0; iu < PTRS_PER_PUD; ++iu, ++pud) {
 698                         if (!pud_present(*pud))
 699                                 continue;
 700                         pmd = pmd_offset(pud, 0);
 701                         for (im = 0; im < PTRS_PER_PMD; ++im, ++pmd) {
 702                                 if (pmd_is_leaf(*pmd)) {
 703                                         pmd_clear(pmd);
 704                                         continue;
 705                                 }
 706                                 if (!pmd_present(*pmd))
 707                                         continue;
 708                                 pte = pte_offset_map(pmd, 0);
 709                                 memset(pte, 0, sizeof(long) << PTE_INDEX_SIZE);
 710                                 kvmppc_pte_free(pte);
 711                                 pmd_clear(pmd);
 712                         }
 713                         pmd_free(kvm->mm, pmd_offset(pud, 0));
 714                         pud_clear(pud);
 715                 }
 716                 pud_free(kvm->mm, pud_offset(pgd, 0));
 717                 pgd_clear(pgd);
 718         }
 719         pgd_free(kvm->mm, kvm->arch.pgtable);
 720 }
 721
 722 static void pte_ctor(void *addr)
 723 {
 724         memset(addr, 0, PTE_TABLE_SIZE);
 725 }
 726
 727 int kvmppc_radix_init(void)
 728 {
 729         unsigned long size = sizeof(void *) << PTE_INDEX_SIZE;
 730
 731         kvm_pte_cache = kmem_cache_create("kvm-pte", size, size, 0, pte_ctor);
 732         if (!kvm_pte_cache)
 733                 return -ENOMEM;
 734         return 0;
 735 }
 736
 737 void kvmppc_radix_exit(void)
 738 {
 739         kmem_cache_destroy(kvm_pte_cache);
 740 }