arch/powerpc/kvm/book3s_64_mmu_radix.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  *
   4  * Copyright 2016 Paul Mackerras, IBM Corp. <paulus@au1.ibm.com>
   5  */
   6
   7 #include <linux/types.h>
   8 #include <linux/string.h>
   9 #include <linux/kvm.h>
  10 #include <linux/kvm_host.h>
  11 #include <linux/anon_inodes.h>
  12 #include <linux/file.h>
  13 #include <linux/debugfs.h>
  14 #include <linux/pgtable.h>
  15
  16 #include <asm/kvm_ppc.h>
  17 #include <asm/kvm_book3s.h>
  18 #include <asm/page.h>
  19 #include <asm/mmu.h>
  20 #include <asm/pgalloc.h>
  21 #include <asm/pte-walk.h>
  22 #include <asm/ultravisor.h>
  23 #include <asm/kvm_book3s_uvmem.h>
  24
  25 /*
  26  * Supported radix tree geometry.
  27  * Like p9, we support either 5 or 9 bits at the first (lowest) level,
  28  * for a page size of 64k or 4k.
  29  */
  30 static int p9_supported_radix_bits[4] = { 5, 9, 9, 13 };
  31
  32 unsigned long __kvmhv_copy_tofrom_guest_radix(int lpid, int pid,
  33                                               gva_t eaddr, void *to, void *from,
  34                                               unsigned long n)
  35 {
  36         int uninitialized_var(old_pid), old_lpid;
  37         unsigned long quadrant, ret = n;
  38         bool is_load = !!to;
  39
  40         /* Can't access quadrants 1 or 2 in non-HV mode, call the HV to do it */
  41         if (kvmhv_on_pseries())
  42                 return plpar_hcall_norets(H_COPY_TOFROM_GUEST, lpid, pid, eaddr,
  43                                           __pa(to), __pa(from), n);
  44
  45         quadrant = 1;
  46         if (!pid)
  47                 quadrant = 2;
  48         if (is_load)
  49                 from = (void *) (eaddr | (quadrant << 62));
  50         else
  51                 to = (void *) (eaddr | (quadrant << 62));
  52
  53         preempt_disable();
  54
  55         /* switch the lpid first to avoid running host with unallocated pid */
  56         old_lpid = mfspr(SPRN_LPID);
  57         if (old_lpid != lpid)
  58                 mtspr(SPRN_LPID, lpid);
  59         if (quadrant == 1) {
  60                 old_pid = mfspr(SPRN_PID);
  61                 if (old_pid != pid)
  62                         mtspr(SPRN_PID, pid);
  63         }
  64         isync();
  65
  66         if (is_load)
  67                 ret = probe_user_read(to, (const void __user *)from, n);
  68         else
  69                 ret = probe_user_write((void __user *)to, from, n);
  70
  71         /* switch the pid first to avoid running host with unallocated pid */
  72         if (quadrant == 1 && pid != old_pid)
  73                 mtspr(SPRN_PID, old_pid);
  74         if (lpid != old_lpid)
  75                 mtspr(SPRN_LPID, old_lpid);
  76         isync();
  77
  78         preempt_enable();
  79
  80         return ret;
  81 }
  82 EXPORT_SYMBOL_GPL(__kvmhv_copy_tofrom_guest_radix);
  83
  84 static long kvmhv_copy_tofrom_guest_radix(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr,
  85                                           void *to, void *from, unsigned long n)
  86 {
  87         int lpid = vcpu->kvm->arch.lpid;
  88         int pid = vcpu->arch.pid;
  89
  90         /* This would cause a data segment intr so don't allow the access */
  91         if (eaddr & (0x3FFUL << 52))
  92                 return -EINVAL;
  93
  94         /* Should we be using the nested lpid */
  95         if (vcpu->arch.nested)
  96                 lpid = vcpu->arch.nested->shadow_lpid;
  97
  98         /* If accessing quadrant 3 then pid is expected to be 0 */
  99         if (((eaddr >> 62) & 0x3) == 0x3)
 100                 pid = 0;
 101
 102         eaddr &= ~(0xFFFUL << 52);
 103
 104         return __kvmhv_copy_tofrom_guest_radix(lpid, pid, eaddr, to, from, n);
 105 }
 106
 107 long kvmhv_copy_from_guest_radix(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr, void *to,
 108                                  unsigned long n)
 109 {
 110         long ret;
 111
 112         ret = kvmhv_copy_tofrom_guest_radix(vcpu, eaddr, to, NULL, n);
 113         if (ret > 0)
 114                 memset(to + (n - ret), 0, ret);
 115
 116         return ret;
 117 }
 118 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmhv_copy_from_guest_radix);
 119
 120 long kvmhv_copy_to_guest_radix(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr, void *from,
 121                                unsigned long n)
 122 {
 123         return kvmhv_copy_tofrom_guest_radix(vcpu, eaddr, NULL, from, n);
 124 }
 125 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmhv_copy_to_guest_radix);
 126
 127 int kvmppc_mmu_walk_radix_tree(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr,
 128                                struct kvmppc_pte *gpte, u64 root,
 129                                u64 *pte_ret_p)
 130 {
 131         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 132         int ret, level, ps;
 133         unsigned long rts, bits, offset, index;
 134         u64 pte, base, gpa;
 135         __be64 rpte;
 136
 137         rts = ((root & RTS1_MASK) >> (RTS1_SHIFT - 3)) |
 138                 ((root & RTS2_MASK) >> RTS2_SHIFT);
 139         bits = root & RPDS_MASK;
 140         base = root & RPDB_MASK;
 141
 142         offset = rts + 31;
 143
 144         /* Current implementations only support 52-bit space */
 145         if (offset != 52)
 146                 return -EINVAL;
 147
 148         /* Walk each level of the radix tree */
 149         for (level = 3; level >= 0; --level) {
 150                 u64 addr;
 151                 /* Check a valid size */
 152                 if (level && bits != p9_supported_radix_bits[level])
 153                         return -EINVAL;
 154                 if (level == 0 && !(bits == 5 || bits == 9))
 155                         return -EINVAL;
 156                 offset -= bits;
 157                 index = (eaddr >> offset) & ((1UL << bits) - 1);
 158                 /* Check that low bits of page table base are zero */
 159                 if (base & ((1UL << (bits + 3)) - 1))
 160                         return -EINVAL;
 161                 /* Read the entry from guest memory */
 162                 addr = base + (index * sizeof(rpte));
 163                 ret = kvm_read_guest(kvm, addr, &rpte, sizeof(rpte));
 164                 if (ret) {
 165                         if (pte_ret_p)
 166                                 *pte_ret_p = addr;
 167                         return ret;
 168                 }
 169                 pte = __be64_to_cpu(rpte);
 170                 if (!(pte & _PAGE_PRESENT))
 171                         return -ENOENT;
 172                 /* Check if a leaf entry */
 173                 if (pte & _PAGE_PTE)
 174                         break;
 175                 /* Get ready to walk the next level */
 176                 base = pte & RPDB_MASK;
 177                 bits = pte & RPDS_MASK;
 178         }
 179
 180         /* Need a leaf at lowest level; 512GB pages not supported */
 181         if (level < 0 || level == 3)
 182                 return -EINVAL;
 183
 184         /* We found a valid leaf PTE */
 185         /* Offset is now log base 2 of the page size */
 186         gpa = pte & 0x01fffffffffff000ul;
 187         if (gpa & ((1ul << offset) - 1))
 188                 return -EINVAL;
 189         gpa |= eaddr & ((1ul << offset) - 1);
 190         for (ps = MMU_PAGE_4K; ps < MMU_PAGE_COUNT; ++ps)
 191                 if (offset == mmu_psize_defs[ps].shift)
 192                         break;
 193         gpte->page_size = ps;
 194         gpte->page_shift = offset;
 195
 196         gpte->eaddr = eaddr;
 197         gpte->raddr = gpa;
 198
 199         /* Work out permissions */
 200         gpte->may_read = !!(pte & _PAGE_READ);
 201         gpte->may_write = !!(pte & _PAGE_WRITE);
 202         gpte->may_execute = !!(pte & _PAGE_EXEC);
 203
 204         gpte->rc = pte & (_PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY);
 205
 206         if (pte_ret_p)
 207                 *pte_ret_p = pte;
 208
 209         return 0;
 210 }
 211
 212 /*
 213  * Used to walk a partition or process table radix tree in guest memory
 214  * Note: We exploit the fact that a partition table and a process
 215  * table have the same layout, a partition-scoped page table and a
 216  * process-scoped page table have the same layout, and the 2nd
 217  * doubleword of a partition table entry has the same layout as
 218  * the PTCR register.
 219  */
 220 int kvmppc_mmu_radix_translate_table(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr,
 221                                      struct kvmppc_pte *gpte, u64 table,
 222                                      int table_index, u64 *pte_ret_p)
 223 {
 224         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 225         int ret;
 226         unsigned long size, ptbl, root;
 227         struct prtb_entry entry;
 228
 229         if ((table & PRTS_MASK) > 24)
 230                 return -EINVAL;
 231         size = 1ul << ((table & PRTS_MASK) + 12);
 232
 233         /* Is the table big enough to contain this entry? */
 234         if ((table_index * sizeof(entry)) >= size)
 235                 return -EINVAL;
 236
 237         /* Read the table to find the root of the radix tree */
 238         ptbl = (table & PRTB_MASK) + (table_index * sizeof(entry));
 239         ret = kvm_read_guest(kvm, ptbl, &entry, sizeof(entry));
 240         if (ret)
 241                 return ret;
 242
 243         /* Root is stored in the first double word */
 244         root = be64_to_cpu(entry.prtb0);
 245
 246         return kvmppc_mmu_walk_radix_tree(vcpu, eaddr, gpte, root, pte_ret_p);
 247 }
 248
 249 int kvmppc_mmu_radix_xlate(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr,
 250                            struct kvmppc_pte *gpte, bool data, bool iswrite)
 251 {
 252         u32 pid;
 253         u64 pte;
 254         int ret;
 255
 256         /* Work out effective PID */
 257         switch (eaddr >> 62) {
 258         case 0:
 259                 pid = vcpu->arch.pid;
 260                 break;
 261         case 3:
 262                 pid = 0;
 263                 break;
 264         default:
 265                 return -EINVAL;
 266         }
 267
 268         ret = kvmppc_mmu_radix_translate_table(vcpu, eaddr, gpte,
 269                                 vcpu->kvm->arch.process_table, pid, &pte);
 270         if (ret)
 271                 return ret;
 272
 273         /* Check privilege (applies only to process scoped translations) */
 274         if (kvmppc_get_msr(vcpu) & MSR_PR) {
 275                 if (pte & _PAGE_PRIVILEGED) {
 276                         gpte->may_read = 0;
 277                         gpte->may_write = 0;
 278                         gpte->may_execute = 0;
 279                 }
 280         } else {
 281                 if (!(pte & _PAGE_PRIVILEGED)) {
 282                         /* Check AMR/IAMR to see if strict mode is in force */
 283                         if (vcpu->arch.amr & (1ul << 62))
 284                                 gpte->may_read = 0;
 285                         if (vcpu->arch.amr & (1ul << 63))
 286                                 gpte->may_write = 0;
 287                         if (vcpu->arch.iamr & (1ul << 62))
 288                                 gpte->may_execute = 0;
 289                 }
 290         }
 291
 292         return 0;
 293 }
 294
 295 void kvmppc_radix_tlbie_page(struct kvm *kvm, unsigned long addr,
 296                              unsigned int pshift, unsigned int lpid)
 297 {
 298         unsigned long psize = PAGE_SIZE;
 299         int psi;
 300         long rc;
 301         unsigned long rb;
 302
 303         if (pshift)
 304                 psize = 1UL << pshift;
 305         else
 306                 pshift = PAGE_SHIFT;
 307
 308         addr &= ~(psize - 1);
 309
 310         if (!kvmhv_on_pseries()) {
 311                 radix__flush_tlb_lpid_page(lpid, addr, psize);
 312                 return;
 313         }
 314
 315         psi = shift_to_mmu_psize(pshift);
 316         rb = addr | (mmu_get_ap(psi) << PPC_BITLSHIFT(58));
 317         rc = plpar_hcall_norets(H_TLB_INVALIDATE, H_TLBIE_P1_ENC(0, 0, 1),
 318                                 lpid, rb);
 319         if (rc)
 320                 pr_err("KVM: TLB page invalidation hcall failed, rc=%ld\n", rc);
 321 }
 322
 323 static void kvmppc_radix_flush_pwc(struct kvm *kvm, unsigned int lpid)
 324 {
 325         long rc;
 326
 327         if (!kvmhv_on_pseries()) {
 328                 radix__flush_pwc_lpid(lpid);
 329                 return;
 330         }
 331
 332         rc = plpar_hcall_norets(H_TLB_INVALIDATE, H_TLBIE_P1_ENC(1, 0, 1),
 333                                 lpid, TLBIEL_INVAL_SET_LPID);
 334         if (rc)
 335                 pr_err("KVM: TLB PWC invalidation hcall failed, rc=%ld\n", rc);
 336 }
 337
 338 static unsigned long kvmppc_radix_update_pte(struct kvm *kvm, pte_t *ptep,
 339                                       unsigned long clr, unsigned long set,
 340                                       unsigned long addr, unsigned int shift)
 341 {
 342         return __radix_pte_update(ptep, clr, set);
 343 }
 344
 345 void kvmppc_radix_set_pte_at(struct kvm *kvm, unsigned long addr,
 346                              pte_t *ptep, pte_t pte)
 347 {
 348         radix__set_pte_at(kvm->mm, addr, ptep, pte, 0);
 349 }
 350
 351 static struct kmem_cache *kvm_pte_cache;
 352 static struct kmem_cache *kvm_pmd_cache;
 353
 354 static pte_t *kvmppc_pte_alloc(void)
 355 {
 356         pte_t *pte;
 357
 358         pte = kmem_cache_alloc(kvm_pte_cache, GFP_KERNEL);
 359         /* pmd_populate() will only reference _pa(pte). */
 360         kmemleak_ignore(pte);
 361
 362         return pte;
 363 }
 364
 365 static void kvmppc_pte_free(pte_t *ptep)
 366 {
 367         kmem_cache_free(kvm_pte_cache, ptep);
 368 }
 369
 370 static pmd_t *kvmppc_pmd_alloc(void)
 371 {
 372         pmd_t *pmd;
 373
 374         pmd = kmem_cache_alloc(kvm_pmd_cache, GFP_KERNEL);
 375         /* pud_populate() will only reference _pa(pmd). */
 376         kmemleak_ignore(pmd);
 377
 378         return pmd;
 379 }
 380
 381 static void kvmppc_pmd_free(pmd_t *pmdp)
 382 {
 383         kmem_cache_free(kvm_pmd_cache, pmdp);
 384 }
 385
 386 /* Called with kvm->mmu_lock held */
 387 void kvmppc_unmap_pte(struct kvm *kvm, pte_t *pte, unsigned long gpa,
 388                       unsigned int shift,
 389                       const struct kvm_memory_slot *memslot,
 390                       unsigned int lpid)
 391
 392 {
 393         unsigned long old;
 394         unsigned long gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
 395         unsigned long page_size = PAGE_SIZE;
 396         unsigned long hpa;
 397
 398         old = kvmppc_radix_update_pte(kvm, pte, ~0UL, 0, gpa, shift);
 399         kvmppc_radix_tlbie_page(kvm, gpa, shift, lpid);
 400
 401         /* The following only applies to L1 entries */
 402         if (lpid != kvm->arch.lpid)
 403                 return;
 404
 405         if (!memslot) {
 406                 memslot = gfn_to_memslot(kvm, gfn);
 407                 if (!memslot)
 408                         return;
 409         }
 410         if (shift) { /* 1GB or 2MB page */
 411                 page_size = 1ul << shift;
 412                 if (shift == PMD_SHIFT)
 413                         kvm->stat.num_2M_pages--;
 414                 else if (shift == PUD_SHIFT)
 415                         kvm->stat.num_1G_pages--;
 416         }
 417
 418         gpa &= ~(page_size - 1);
 419         hpa = old & PTE_RPN_MASK;
 420         kvmhv_remove_nest_rmap_range(kvm, memslot, gpa, hpa, page_size);
 421
 422         if ((old & _PAGE_DIRTY) && memslot->dirty_bitmap)
 423                 kvmppc_update_dirty_map(memslot, gfn, page_size);
 424 }
 425
 426 /*
 427  * kvmppc_free_p?d are used to free existing page tables, and recursively
 428  * descend and clear and free children.
 429  * Callers are responsible for flushing the PWC.
 430  *
 431  * When page tables are being unmapped/freed as part of page fault path
 432  * (full == false), valid ptes are generally not expected; however, there
 433  * is one situation where they arise, which is when dirty page logging is
 434  * turned off for a memslot while the VM is running.  The new memslot
 435  * becomes visible to page faults before the memslot commit function
 436  * gets to flush the memslot, which can lead to a 2MB page mapping being
 437  * installed for a guest physical address where there are already 64kB
 438  * (or 4kB) mappings (of sub-pages of the same 2MB page).
 439  */
 440 static void kvmppc_unmap_free_pte(struct kvm *kvm, pte_t *pte, bool full,
 441                                   unsigned int lpid)
 442 {
 443         if (full) {
 444                 memset(pte, 0, sizeof(long) << RADIX_PTE_INDEX_SIZE);
 445         } else {
 446                 pte_t *p = pte;
 447                 unsigned long it;
 448
 449                 for (it = 0; it < PTRS_PER_PTE; ++it, ++p) {
 450                         if (pte_val(*p) == 0)
 451                                 continue;
 452                         kvmppc_unmap_pte(kvm, p,
 453                                          pte_pfn(*p) << PAGE_SHIFT,
 454                                          PAGE_SHIFT, NULL, lpid);
 455                 }
 456         }
 457
 458         kvmppc_pte_free(pte);
 459 }
 460
 461 static void kvmppc_unmap_free_pmd(struct kvm *kvm, pmd_t *pmd, bool full,
 462                                   unsigned int lpid)
 463 {
 464         unsigned long im;
 465         pmd_t *p = pmd;
 466
 467         for (im = 0; im < PTRS_PER_PMD; ++im, ++p) {
 468                 if (!pmd_present(*p))
 469                         continue;
 470                 if (pmd_is_leaf(*p)) {
 471                         if (full) {
 472                                 pmd_clear(p);
 473                         } else {
 474                                 WARN_ON_ONCE(1);
 475                                 kvmppc_unmap_pte(kvm, (pte_t *)p,
 476                                          pte_pfn(*(pte_t *)p) << PAGE_SHIFT,
 477                                          PMD_SHIFT, NULL, lpid);
 478                         }
 479                 } else {
 480                         pte_t *pte;
 481
 482                         pte = pte_offset_map(p, 0);
 483                         kvmppc_unmap_free_pte(kvm, pte, full, lpid);
 484                         pmd_clear(p);
 485                 }
 486         }
 487         kvmppc_pmd_free(pmd);
 488 }
 489
 490 static void kvmppc_unmap_free_pud(struct kvm *kvm, pud_t *pud,
 491                                   unsigned int lpid)
 492 {
 493         unsigned long iu;
 494         pud_t *p = pud;
 495
 496         for (iu = 0; iu < PTRS_PER_PUD; ++iu, ++p) {
 497                 if (!pud_present(*p))
 498                         continue;
 499                 if (pud_is_leaf(*p)) {
 500                         pud_clear(p);
 501                 } else {
 502                         pmd_t *pmd;
 503
 504                         pmd = pmd_offset(p, 0);
 505                         kvmppc_unmap_free_pmd(kvm, pmd, true, lpid);
 506                         pud_clear(p);
 507                 }
 508         }
 509         pud_free(kvm->mm, pud);
 510 }
 511
 512 void kvmppc_free_pgtable_radix(struct kvm *kvm, pgd_t *pgd, unsigned int lpid)
 513 {
 514         unsigned long ig;
 515
 516         for (ig = 0; ig < PTRS_PER_PGD; ++ig, ++pgd) {
 517                 p4d_t *p4d = p4d_offset(pgd, 0);
 518                 pud_t *pud;
 519
 520                 if (!p4d_present(*p4d))
 521                         continue;
 522                 pud = pud_offset(p4d, 0);
 523                 kvmppc_unmap_free_pud(kvm, pud, lpid);
 524                 p4d_clear(p4d);
 525         }
 526 }
 527
 528 void kvmppc_free_radix(struct kvm *kvm)
 529 {
 530         if (kvm->arch.pgtable) {
 531                 kvmppc_free_pgtable_radix(kvm, kvm->arch.pgtable,
 532                                           kvm->arch.lpid);
 533                 pgd_free(kvm->mm, kvm->arch.pgtable);
 534                 kvm->arch.pgtable = NULL;
 535         }
 536 }
 537
 538 static void kvmppc_unmap_free_pmd_entry_table(struct kvm *kvm, pmd_t *pmd,
 539                                         unsigned long gpa, unsigned int lpid)
 540 {
 541         pte_t *pte = pte_offset_kernel(pmd, 0);
 542
 543         /*
 544          * Clearing the pmd entry then flushing the PWC ensures that the pte
 545          * page no longer be cached by the MMU, so can be freed without
 546          * flushing the PWC again.
 547          */
 548         pmd_clear(pmd);
 549         kvmppc_radix_flush_pwc(kvm, lpid);
 550
 551         kvmppc_unmap_free_pte(kvm, pte, false, lpid);
 552 }
 553
 554 static void kvmppc_unmap_free_pud_entry_table(struct kvm *kvm, pud_t *pud,
 555                                         unsigned long gpa, unsigned int lpid)
 556 {
 557         pmd_t *pmd = pmd_offset(pud, 0);
 558
 559         /*
 560          * Clearing the pud entry then flushing the PWC ensures that the pmd
 561          * page and any children pte pages will no longer be cached by the MMU,
 562          * so can be freed without flushing the PWC again.
 563          */
 564         pud_clear(pud);
 565         kvmppc_radix_flush_pwc(kvm, lpid);
 566
 567         kvmppc_unmap_free_pmd(kvm, pmd, false, lpid);
 568 }
 569
 570 /*
 571  * There are a number of bits which may differ between different faults to
 572  * the same partition scope entry. RC bits, in the course of cleaning and
 573  * aging. And the write bit can change, either the access could have been
 574  * upgraded, or a read fault could happen concurrently with a write fault
 575  * that sets those bits first.
 576  */
 577 #define PTE_BITS_MUST_MATCH (~(_PAGE_WRITE | _PAGE_DIRTY | _PAGE_ACCESSED))
 578
 579 int kvmppc_create_pte(struct kvm *kvm, pgd_t *pgtable, pte_t pte,
 580                       unsigned long gpa, unsigned int level,
 581                       unsigned long mmu_seq, unsigned int lpid,
 582                       unsigned long *rmapp, struct rmap_nested **n_rmap)
 583 {
 584         pgd_t *pgd;
 585         p4d_t *p4d;
 586         pud_t *pud, *new_pud = NULL;
 587         pmd_t *pmd, *new_pmd = NULL;
 588         pte_t *ptep, *new_ptep = NULL;
 589         int ret;
 590
 591         /* Traverse the guest's 2nd-level tree, allocate new levels needed */
 592         pgd = pgtable + pgd_index(gpa);
 593         p4d = p4d_offset(pgd, gpa);
 594
 595         pud = NULL;
 596         if (p4d_present(*p4d))
 597                 pud = pud_offset(p4d, gpa);
 598         else
 599                 new_pud = pud_alloc_one(kvm->mm, gpa);
 600
 601         pmd = NULL;
 602         if (pud && pud_present(*pud) && !pud_is_leaf(*pud))
 603                 pmd = pmd_offset(pud, gpa);
 604         else if (level <= 1)
 605                 new_pmd = kvmppc_pmd_alloc();
 606
 607         if (level == 0 && !(pmd && pmd_present(*pmd) && !pmd_is_leaf(*pmd)))
 608                 new_ptep = kvmppc_pte_alloc();
 609
 610         /* Check if we might have been invalidated; let the guest retry if so */
 611         spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 612         ret = -EAGAIN;
 613         if (mmu_notifier_retry(kvm, mmu_seq))
 614                 goto out_unlock;
 615
 616         /* Now traverse again under the lock and change the tree */
 617         ret = -ENOMEM;
 618         if (p4d_none(*p4d)) {
 619                 if (!new_pud)
 620                         goto out_unlock;
 621                 p4d_populate(kvm->mm, p4d, new_pud);
 622                 new_pud = NULL;
 623         }
 624         pud = pud_offset(p4d, gpa);
 625         if (pud_is_leaf(*pud)) {
 626                 unsigned long hgpa = gpa & PUD_MASK;
 627
 628                 /* Check if we raced and someone else has set the same thing */
 629                 if (level == 2) {
 630                         if (pud_raw(*pud) == pte_raw(pte)) {
 631                                 ret = 0;
 632                                 goto out_unlock;
 633                         }
 634                         /* Valid 1GB page here already, add our extra bits */
 635                         WARN_ON_ONCE((pud_val(*pud) ^ pte_val(pte)) &
 636                                                         PTE_BITS_MUST_MATCH);
 637                         kvmppc_radix_update_pte(kvm, (pte_t *)pud,
 638                                               0, pte_val(pte), hgpa, PUD_SHIFT);
 639                         ret = 0;
 640                         goto out_unlock;
 641                 }
 642                 /*
 643                  * If we raced with another CPU which has just put
 644                  * a 1GB pte in after we saw a pmd page, try again.
 645                  */
 646                 if (!new_pmd) {
 647                         ret = -EAGAIN;
 648                         goto out_unlock;
 649                 }
 650                 /* Valid 1GB page here already, remove it */
 651                 kvmppc_unmap_pte(kvm, (pte_t *)pud, hgpa, PUD_SHIFT, NULL,
 652                                  lpid);
 653         }
 654         if (level == 2) {
 655                 if (!pud_none(*pud)) {
 656                         /*
 657                          * There's a page table page here, but we wanted to
 658                          * install a large page, so remove and free the page
 659                          * table page.
 660                          */
 661                         kvmppc_unmap_free_pud_entry_table(kvm, pud, gpa, lpid);
 662                 }
 663                 kvmppc_radix_set_pte_at(kvm, gpa, (pte_t *)pud, pte);
 664                 if (rmapp && n_rmap)
 665                         kvmhv_insert_nest_rmap(kvm, rmapp, n_rmap);
 666                 ret = 0;
 667                 goto out_unlock;
 668         }
 669         if (pud_none(*pud)) {
 670                 if (!new_pmd)
 671                         goto out_unlock;
 672                 pud_populate(kvm->mm, pud, new_pmd);
 673                 new_pmd = NULL;
 674         }
 675         pmd = pmd_offset(pud, gpa);
 676         if (pmd_is_leaf(*pmd)) {
 677                 unsigned long lgpa = gpa & PMD_MASK;
 678
 679                 /* Check if we raced and someone else has set the same thing */
 680                 if (level == 1) {
 681                         if (pmd_raw(*pmd) == pte_raw(pte)) {
 682                                 ret = 0;
 683                                 goto out_unlock;
 684                         }
 685                         /* Valid 2MB page here already, add our extra bits */
 686                         WARN_ON_ONCE((pmd_val(*pmd) ^ pte_val(pte)) &
 687                                                         PTE_BITS_MUST_MATCH);
 688                         kvmppc_radix_update_pte(kvm, pmdp_ptep(pmd),
 689                                         0, pte_val(pte), lgpa, PMD_SHIFT);
 690                         ret = 0;
 691                         goto out_unlock;
 692                 }
 693
 694                 /*
 695                  * If we raced with another CPU which has just put
 696                  * a 2MB pte in after we saw a pte page, try again.
 697                  */
 698                 if (!new_ptep) {
 699                         ret = -EAGAIN;
 700                         goto out_unlock;
 701                 }
 702                 /* Valid 2MB page here already, remove it */
 703                 kvmppc_unmap_pte(kvm, pmdp_ptep(pmd), lgpa, PMD_SHIFT, NULL,
 704                                  lpid);
 705         }
 706         if (level == 1) {
 707                 if (!pmd_none(*pmd)) {
 708                         /*
 709                          * There's a page table page here, but we wanted to
 710                          * install a large page, so remove and free the page
 711                          * table page.
 712                          */
 713                         kvmppc_unmap_free_pmd_entry_table(kvm, pmd, gpa, lpid);
 714                 }
 715                 kvmppc_radix_set_pte_at(kvm, gpa, pmdp_ptep(pmd), pte);
 716                 if (rmapp && n_rmap)
 717                         kvmhv_insert_nest_rmap(kvm, rmapp, n_rmap);
 718                 ret = 0;
 719                 goto out_unlock;
 720         }
 721         if (pmd_none(*pmd)) {
 722                 if (!new_ptep)
 723                         goto out_unlock;
 724                 pmd_populate(kvm->mm, pmd, new_ptep);
 725                 new_ptep = NULL;
 726         }
 727         ptep = pte_offset_kernel(pmd, gpa);
 728         if (pte_present(*ptep)) {
 729                 /* Check if someone else set the same thing */
 730                 if (pte_raw(*ptep) == pte_raw(pte)) {
 731                         ret = 0;
 732                         goto out_unlock;
 733                 }
 734                 /* Valid page here already, add our extra bits */
 735                 WARN_ON_ONCE((pte_val(*ptep) ^ pte_val(pte)) &
 736                                                         PTE_BITS_MUST_MATCH);
 737                 kvmppc_radix_update_pte(kvm, ptep, 0, pte_val(pte), gpa, 0);
 738                 ret = 0;
 739                 goto out_unlock;
 740         }
 741         kvmppc_radix_set_pte_at(kvm, gpa, ptep, pte);
 742         if (rmapp && n_rmap)
 743                 kvmhv_insert_nest_rmap(kvm, rmapp, n_rmap);
 744         ret = 0;
 745
 746  out_unlock:
 747         spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
 748         if (new_pud)
 749                 pud_free(kvm->mm, new_pud);
 750         if (new_pmd)
 751                 kvmppc_pmd_free(new_pmd);
 752         if (new_ptep)
 753                 kvmppc_pte_free(new_ptep);
 754         return ret;
 755 }
 756
 757 bool kvmppc_hv_handle_set_rc(struct kvm *kvm, bool nested, bool writing,
 758                              unsigned long gpa, unsigned int lpid)
 759 {
 760         unsigned long pgflags;
 761         unsigned int shift;
 762         pte_t *ptep;
 763
 764         /*
 765          * Need to set an R or C bit in the 2nd-level tables;
 766          * since we are just helping out the hardware here,
 767          * it is sufficient to do what the hardware does.
 768          */
 769         pgflags = _PAGE_ACCESSED;
 770         if (writing)
 771                 pgflags |= _PAGE_DIRTY;
 772
 773         if (nested)
 774                 ptep = find_kvm_nested_guest_pte(kvm, lpid, gpa, &shift);
 775         else
 776                 ptep = find_kvm_secondary_pte(kvm, gpa, &shift);
 777
 778         if (ptep && pte_present(*ptep) && (!writing || pte_write(*ptep))) {
 779                 kvmppc_radix_update_pte(kvm, ptep, 0, pgflags, gpa, shift);
 780                 return true;
 781         }
 782         return false;
 783 }
 784
 785 int kvmppc_book3s_instantiate_page(struct kvm_vcpu *vcpu,
 786                                    unsigned long gpa,
 787                                    struct kvm_memory_slot *memslot,
 788                                    bool writing, bool kvm_ro,
 789                                    pte_t *inserted_pte, unsigned int *levelp)
 790 {
 791         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 792         struct page *page = NULL;
 793         unsigned long mmu_seq;
 794         unsigned long hva, gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
 795         bool upgrade_write = false;
 796         bool *upgrade_p = &upgrade_write;
 797         pte_t pte, *ptep;
 798         unsigned int shift, level;
 799         int ret;
 800         bool large_enable;
 801
 802         /* used to check for invalidations in progress */
 803         mmu_seq = kvm->mmu_notifier_seq;
 804         smp_rmb();
 805
 806         /*
 807          * Do a fast check first, since __gfn_to_pfn_memslot doesn't
 808          * do it with !atomic && !async, which is how we call it.
 809          * We always ask for write permission since the common case
 810          * is that the page is writable.
 811          */
 812         hva = gfn_to_hva_memslot(memslot, gfn);
 813         if (!kvm_ro && get_user_page_fast_only(hva, FOLL_WRITE, &page)) {
 814                 upgrade_write = true;
 815         } else {
 816                 unsigned long pfn;
 817
 818                 /* Call KVM generic code to do the slow-path check */
 819                 pfn = __gfn_to_pfn_memslot(memslot, gfn, false, NULL,
 820                                            writing, upgrade_p);
 821                 if (is_error_noslot_pfn(pfn))
 822                         return -EFAULT;
 823                 page = NULL;
 824                 if (pfn_valid(pfn)) {
 825                         page = pfn_to_page(pfn);
 826                         if (PageReserved(page))
 827                                 page = NULL;
 828                 }
 829         }
 830
 831         /*
 832          * Read the PTE from the process' radix tree and use that
 833          * so we get the shift and attribute bits.
 834          */
 835         spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 836         ptep = find_kvm_host_pte(kvm, mmu_seq, hva, &shift);
 837         pte = __pte(0);
 838         if (ptep)
 839                 pte = READ_ONCE(*ptep);
 840         spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
 841         /*
 842          * If the PTE disappeared temporarily due to a THP
 843          * collapse, just return and let the guest try again.
 844          */
 845         if (!pte_present(pte)) {
 846                 if (page)
 847                         put_page(page);
 848                 return RESUME_GUEST;
 849         }
 850
 851         /* If we're logging dirty pages, always map single pages */
 852         large_enable = !(memslot->flags & KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES);
 853
 854         /* Get pte level from shift/size */
 855         if (large_enable && shift == PUD_SHIFT &&
 856             (gpa & (PUD_SIZE - PAGE_SIZE)) ==
 857             (hva & (PUD_SIZE - PAGE_SIZE))) {
 858                 level = 2;
 859         } else if (large_enable && shift == PMD_SHIFT &&
 860                    (gpa & (PMD_SIZE - PAGE_SIZE)) ==
 861                    (hva & (PMD_SIZE - PAGE_SIZE))) {
 862                 level = 1;
 863         } else {
 864                 level = 0;
 865                 if (shift > PAGE_SHIFT) {
 866                         /*
 867                          * If the pte maps more than one page, bring over
 868                          * bits from the virtual address to get the real
 869                          * address of the specific single page we want.
 870                          */
 871                         unsigned long rpnmask = (1ul << shift) - PAGE_SIZE;
 872                         pte = __pte(pte_val(pte) | (hva & rpnmask));
 873                 }
 874         }
 875
 876         pte = __pte(pte_val(pte) | _PAGE_EXEC | _PAGE_ACCESSED);
 877         if (writing || upgrade_write) {
 878                 if (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE)
 879                         pte = __pte(pte_val(pte) | _PAGE_DIRTY);
 880         } else {
 881                 pte = __pte(pte_val(pte) & ~(_PAGE_WRITE | _PAGE_DIRTY));
 882         }
 883
 884         /* Allocate space in the tree and write the PTE */
 885         ret = kvmppc_create_pte(kvm, kvm->arch.pgtable, pte, gpa, level,
 886                                 mmu_seq, kvm->arch.lpid, NULL, NULL);
 887         if (inserted_pte)
 888                 *inserted_pte = pte;
 889         if (levelp)
 890                 *levelp = level;
 891
 892         if (page) {
 893                 if (!ret && (pte_val(pte) & _PAGE_WRITE))
 894                         set_page_dirty_lock(page);
 895                 put_page(page);
 896         }
 897
 898         /* Increment number of large pages if we (successfully) inserted one */
 899         if (!ret) {
 900                 if (level == 1)
 901                         kvm->stat.num_2M_pages++;
 902                 else if (level == 2)
 903                         kvm->stat.num_1G_pages++;
 904         }
 905
 906         return ret;
 907 }
 908
 909 int kvmppc_book3s_radix_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu,
 910                                    unsigned long ea, unsigned long dsisr)
 911 {
 912         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 913         unsigned long gpa, gfn;
 914         struct kvm_memory_slot *memslot;
 915         long ret;
 916         bool writing = !!(dsisr & DSISR_ISSTORE);
 917         bool kvm_ro = false;
 918
 919         /* Check for unusual errors */
 920         if (dsisr & DSISR_UNSUPP_MMU) {
 921                 pr_err("KVM: Got unsupported MMU fault\n");
 922                 return -EFAULT;
 923         }
 924         if (dsisr & DSISR_BADACCESS) {
 925                 /* Reflect to the guest as DSI */
 926                 pr_err("KVM: Got radix HV page fault with DSISR=%lx\n", dsisr);
 927                 kvmppc_core_queue_data_storage(vcpu, ea, dsisr);
 928                 return RESUME_GUEST;
 929         }
 930
 931         /* Translate the logical address */
 932         gpa = vcpu->arch.fault_gpa & ~0xfffUL;
 933         gpa &= ~0xF000000000000000ul;
 934         gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
 935         if (!(dsisr & DSISR_PRTABLE_FAULT))
 936                 gpa |= ea & 0xfff;
 937
 938         if (kvm->arch.secure_guest & KVMPPC_SECURE_INIT_DONE)
 939                 return kvmppc_send_page_to_uv(kvm, gfn);
 940
 941         /* Get the corresponding memslot */
 942         memslot = gfn_to_memslot(kvm, gfn);
 943
 944         /* No memslot means it's an emulated MMIO region */
 945         if (!memslot || (memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID)) {
 946                 if (dsisr & (DSISR_PRTABLE_FAULT | DSISR_BADACCESS |
 947                              DSISR_SET_RC)) {
 948                         /*
 949                          * Bad address in guest page table tree, or other
 950                          * unusual error - reflect it to the guest as DSI.
 951                          */
 952                         kvmppc_core_queue_data_storage(vcpu, ea, dsisr);
 953                         return RESUME_GUEST;
 954                 }
 955                 return kvmppc_hv_emulate_mmio(vcpu, gpa, ea, writing);
 956         }
 957
 958         if (memslot->flags & KVM_MEM_READONLY) {
 959                 if (writing) {
 960                         /* give the guest a DSI */
 961                         kvmppc_core_queue_data_storage(vcpu, ea, DSISR_ISSTORE |
 962                                                        DSISR_PROTFAULT);
 963                         return RESUME_GUEST;
 964                 }
 965                 kvm_ro = true;
 966         }
 967
 968         /* Failed to set the reference/change bits */
 969         if (dsisr & DSISR_SET_RC) {
 970                 spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 971                 if (kvmppc_hv_handle_set_rc(kvm, false, writing,
 972                                             gpa, kvm->arch.lpid))
 973                         dsisr &= ~DSISR_SET_RC;
 974                 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
 975
 976                 if (!(dsisr & (DSISR_BAD_FAULT_64S | DSISR_NOHPTE |
 977                                DSISR_PROTFAULT | DSISR_SET_RC)))
 978                         return RESUME_GUEST;
 979         }
 980
 981         /* Try to insert a pte */
 982         ret = kvmppc_book3s_instantiate_page(vcpu, gpa, memslot, writing,
 983                                              kvm_ro, NULL, NULL);
 984
 985         if (ret == 0 || ret == -EAGAIN)
 986                 ret = RESUME_GUEST;
 987         return ret;
 988 }
 989
 990 /* Called with kvm->mmu_lock held */
 991 int kvm_unmap_radix(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *memslot,
 992                     unsigned long gfn)
 993 {
 994         pte_t *ptep;
 995         unsigned long gpa = gfn << PAGE_SHIFT;
 996         unsigned int shift;
 997
 998         if (kvm->arch.secure_guest & KVMPPC_SECURE_INIT_DONE) {
 999                 uv_page_inval(kvm->arch.lpid, gpa, PAGE_SHIFT);
1000                 return 0;
1001         }
1002
1003         ptep = find_kvm_secondary_pte(kvm, gpa, &shift);
1004         if (ptep && pte_present(*ptep))
1005                 kvmppc_unmap_pte(kvm, ptep, gpa, shift, memslot,
1006                                  kvm->arch.lpid);
1007         return 0;
1008 }
1009
1010 /* Called with kvm->mmu_lock held */
1011 int kvm_age_radix(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *memslot,
1012                   unsigned long gfn)
1013 {
1014         pte_t *ptep;
1015         unsigned long gpa = gfn << PAGE_SHIFT;
1016         unsigned int shift;
1017         int ref = 0;
1018         unsigned long old, *rmapp;
1019
1020         if (kvm->arch.secure_guest & KVMPPC_SECURE_INIT_DONE)
1021                 return ref;
1022
1023         ptep = find_kvm_secondary_pte(kvm, gpa, &shift);
1024         if (ptep && pte_present(*ptep) && pte_young(*ptep)) {
1025                 old = kvmppc_radix_update_pte(kvm, ptep, _PAGE_ACCESSED, 0,
1026                                               gpa, shift);
1027                 /* XXX need to flush tlb here? */
1028                 /* Also clear bit in ptes in shadow pgtable for nested guests */
1029                 rmapp = &memslot->arch.rmap[gfn - memslot->base_gfn];
1030                 kvmhv_update_nest_rmap_rc_list(kvm, rmapp, _PAGE_ACCESSED, 0,
1031                                                old & PTE_RPN_MASK,
1032                                                1UL << shift);
1033                 ref = 1;
1034         }
1035         return ref;
1036 }
1037
1038 /* Called with kvm->mmu_lock held */
1039 int kvm_test_age_radix(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *memslot,
1040                        unsigned long gfn)
1041 {
1042         pte_t *ptep;
1043         unsigned long gpa = gfn << PAGE_SHIFT;
1044         unsigned int shift;
1045         int ref = 0;
1046
1047         if (kvm->arch.secure_guest & KVMPPC_SECURE_INIT_DONE)
1048                 return ref;
1049
1050         ptep = find_kvm_secondary_pte(kvm, gpa, &shift);
1051         if (ptep && pte_present(*ptep) && pte_young(*ptep))
1052                 ref = 1;
1053         return ref;
1054 }
1055
1056 /* Returns the number of PAGE_SIZE pages that are dirty */
1057 static int kvm_radix_test_clear_dirty(struct kvm *kvm,
1058                                 struct kvm_memory_slot *memslot, int pagenum)
1059 {
1060         unsigned long gfn = memslot->base_gfn + pagenum;
1061         unsigned long gpa = gfn << PAGE_SHIFT;
1062         pte_t *ptep, pte;
1063         unsigned int shift;
1064         int ret = 0;
1065         unsigned long old, *rmapp;
1066
1067         if (kvm->arch.secure_guest & KVMPPC_SECURE_INIT_DONE)
1068                 return ret;
1069
1070         /*
1071          * For performance reasons we don't hold kvm->mmu_lock while walking the
1072          * partition scoped table.
1073          */
1074         ptep = find_kvm_secondary_pte_unlocked(kvm, gpa, &shift);
1075         if (!ptep)
1076                 return 0;
1077
1078         pte = READ_ONCE(*ptep);
1079         if (pte_present(pte) && pte_dirty(pte)) {
1080                 spin_lock(&kvm->mmu_lock);
1081                 /*
1082                  * Recheck the pte again
1083                  */
1084                 if (pte_val(pte) != pte_val(*ptep)) {
1085                         /*
1086                          * We have KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES enabled. Hence we can
1087                          * only find PAGE_SIZE pte entries here. We can continue
1088                          * to use the pte addr returned by above page table
1089                          * walk.
1090                          */
1091                         if (!pte_present(*ptep) || !pte_dirty(*ptep)) {
1092                                 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
1093                                 return 0;
1094                         }
1095                 }
1096
1097                 ret = 1;
1098                 VM_BUG_ON(shift);
1099                 old = kvmppc_radix_update_pte(kvm, ptep, _PAGE_DIRTY, 0,
1100                                               gpa, shift);
1101                 kvmppc_radix_tlbie_page(kvm, gpa, shift, kvm->arch.lpid);
1102                 /* Also clear bit in ptes in shadow pgtable for nested guests */
1103                 rmapp = &memslot->arch.rmap[gfn - memslot->base_gfn];
1104                 kvmhv_update_nest_rmap_rc_list(kvm, rmapp, _PAGE_DIRTY, 0,
1105                                                old & PTE_RPN_MASK,
1106                                                1UL << shift);
1107                 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
1108         }
1109         return ret;
1110 }
1111
1112 long kvmppc_hv_get_dirty_log_radix(struct kvm *kvm,
1113                         struct kvm_memory_slot *memslot, unsigned long *map)
1114 {
1115         unsigned long i, j;
1116         int npages;
1117
1118         for (i = 0; i < memslot->npages; i = j) {
1119                 npages = kvm_radix_test_clear_dirty(kvm, memslot, i);
1120
1121                 /*
1122                  * Note that if npages > 0 then i must be a multiple of npages,
1123                  * since huge pages are only used to back the guest at guest
1124                  * real addresses that are a multiple of their size.
1125                  * Since we have at most one PTE covering any given guest
1126                  * real address, if npages > 1 we can skip to i + npages.
1127                  */
1128                 j = i + 1;
1129                 if (npages) {
1130                         set_dirty_bits(map, i, npages);
1131                         j = i + npages;
1132                 }
1133         }
1134         return 0;
1135 }
1136
1137 void kvmppc_radix_flush_memslot(struct kvm *kvm,
1138                                 const struct kvm_memory_slot *memslot)
1139 {
1140         unsigned long n;
1141         pte_t *ptep;
1142         unsigned long gpa;
1143         unsigned int shift;
1144
1145         if (kvm->arch.secure_guest & KVMPPC_SECURE_INIT_START)
1146                 kvmppc_uvmem_drop_pages(memslot, kvm, true);
1147
1148         if (kvm->arch.secure_guest & KVMPPC_SECURE_INIT_DONE)
1149                 return;
1150
1151         gpa = memslot->base_gfn << PAGE_SHIFT;
1152         spin_lock(&kvm->mmu_lock);
1153         for (n = memslot->npages; n; --n) {
1154                 ptep = find_kvm_secondary_pte(kvm, gpa, &shift);
1155                 if (ptep && pte_present(*ptep))
1156                         kvmppc_unmap_pte(kvm, ptep, gpa, shift, memslot,
1157                                          kvm->arch.lpid);
1158                 gpa += PAGE_SIZE;
1159         }
1160         /*
1161          * Increase the mmu notifier sequence number to prevent any page
1162          * fault that read the memslot earlier from writing a PTE.
1163          */
1164         kvm->mmu_notifier_seq++;
1165         spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
1166 }
1167
1168 static void add_rmmu_ap_encoding(struct kvm_ppc_rmmu_info *info,
1169                                  int psize, int *indexp)
1170 {
1171         if (!mmu_psize_defs[psize].shift)
1172                 return;
1173         info->ap_encodings[*indexp] = mmu_psize_defs[psize].shift |
1174                 (mmu_psize_defs[psize].ap << 29);
1175         ++(*indexp);
1176 }
1177
1178 int kvmhv_get_rmmu_info(struct kvm *kvm, struct kvm_ppc_rmmu_info *info)
1179 {
1180         int i;
1181
1182         if (!radix_enabled())
1183                 return -EINVAL;
1184         memset(info, 0, sizeof(*info));
1185
1186         /* 4k page size */
1187         info->geometries[0].page_shift = 12;
1188         info->geometries[0].level_bits[0] = 9;
1189         for (i = 1; i < 4; ++i)
1190                 info->geometries[0].level_bits[i] = p9_supported_radix_bits[i];
1191         /* 64k page size */
1192         info->geometries[1].page_shift = 16;
1193         for (i = 0; i < 4; ++i)
1194                 info->geometries[1].level_bits[i] = p9_supported_radix_bits[i];
1195
1196         i = 0;
1197         add_rmmu_ap_encoding(info, MMU_PAGE_4K, &i);
1198         add_rmmu_ap_encoding(info, MMU_PAGE_64K, &i);
1199         add_rmmu_ap_encoding(info, MMU_PAGE_2M, &i);
1200         add_rmmu_ap_encoding(info, MMU_PAGE_1G, &i);
1201
1202         return 0;
1203 }
1204
1205 int kvmppc_init_vm_radix(struct kvm *kvm)
1206 {
1207         kvm->arch.pgtable = pgd_alloc(kvm->mm);
1208         if (!kvm->arch.pgtable)
1209                 return -ENOMEM;
1210         return 0;
1211 }
1212
1213 static void pte_ctor(void *addr)
1214 {
1215         memset(addr, 0, RADIX_PTE_TABLE_SIZE);
1216 }
1217
1218 static void pmd_ctor(void *addr)
1219 {
1220         memset(addr, 0, RADIX_PMD_TABLE_SIZE);
1221 }
1222
1223 struct debugfs_radix_state {
1224         struct kvm      *kvm;
1225         struct mutex    mutex;
1226         unsigned long   gpa;
1227         int             lpid;
1228         int             chars_left;
1229         int             buf_index;
1230         char            buf[128];
1231         u8              hdr;
1232 };
1233
1234 static int debugfs_radix_open(struct inode *inode, struct file *file)
1235 {
1236         struct kvm *kvm = inode->i_private;
1237         struct debugfs_radix_state *p;
1238
1239         p = kzalloc(sizeof(*p), GFP_KERNEL);
1240         if (!p)
1241                 return -ENOMEM;
1242
1243         kvm_get_kvm(kvm);
1244         p->kvm = kvm;
1245         mutex_init(&p->mutex);
1246         file->private_data = p;
1247
1248         return nonseekable_open(inode, file);
1249 }
1250
1251 static int debugfs_radix_release(struct inode *inode, struct file *file)
1252 {
1253         struct debugfs_radix_state *p = file->private_data;
1254
1255         kvm_put_kvm(p->kvm);
1256         kfree(p);
1257         return 0;
1258 }
1259
1260 static ssize_t debugfs_radix_read(struct file *file, char __user *buf,
1261                                  size_t len, loff_t *ppos)
1262 {
1263         struct debugfs_radix_state *p = file->private_data;
1264         ssize_t ret, r;
1265         unsigned long n;
1266         struct kvm *kvm;
1267         unsigned long gpa;
1268         pgd_t *pgt;
1269         struct kvm_nested_guest *nested;
1270         pgd_t *pgdp;
1271         p4d_t p4d, *p4dp;
1272         pud_t pud, *pudp;
1273         pmd_t pmd, *pmdp;
1274         pte_t *ptep;
1275         int shift;
1276         unsigned long pte;
1277
1278         kvm = p->kvm;
1279         if (!kvm_is_radix(kvm))
1280                 return 0;
1281
1282         ret = mutex_lock_interruptible(&p->mutex);
1283         if (ret)
1284                 return ret;
1285
1286         if (p->chars_left) {
1287                 n = p->chars_left;
1288                 if (n > len)
1289                         n = len;
1290                 r = copy_to_user(buf, p->buf + p->buf_index, n);
1291                 n -= r;
1292                 p->chars_left -= n;
1293                 p->buf_index += n;
1294                 buf += n;
1295                 len -= n;
1296                 ret = n;
1297                 if (r) {
1298                         if (!n)
1299                                 ret = -EFAULT;
1300                         goto out;
1301                 }
1302         }
1303
1304         gpa = p->gpa;
1305         nested = NULL;
1306         pgt = NULL;
1307         while (len != 0 && p->lpid >= 0) {
1308                 if (gpa >= RADIX_PGTABLE_RANGE) {
1309                         gpa = 0;
1310                         pgt = NULL;
1311                         if (nested) {
1312                                 kvmhv_put_nested(nested);
1313                                 nested = NULL;
1314                         }
1315                         p->lpid = kvmhv_nested_next_lpid(kvm, p->lpid);
1316                         p->hdr = 0;
1317                         if (p->lpid < 0)
1318                                 break;
1319                 }
1320                 if (!pgt) {
1321                         if (p->lpid == 0) {
1322                                 pgt = kvm->arch.pgtable;
1323                         } else {
1324                                 nested = kvmhv_get_nested(kvm, p->lpid, false);
1325                                 if (!nested) {
1326                                         gpa = RADIX_PGTABLE_RANGE;
1327                                         continue;
1328                                 }
1329                                 pgt = nested->shadow_pgtable;
1330                         }
1331                 }
1332                 n = 0;
1333                 if (!p->hdr) {
1334                         if (p->lpid > 0)
1335                                 n = scnprintf(p->buf, sizeof(p->buf),
1336                                               "\nNested LPID %d: ", p->lpid);
1337                         n += scnprintf(p->buf + n, sizeof(p->buf) - n,
1338                                       "pgdir: %lx\n", (unsigned long)pgt);
1339                         p->hdr = 1;
1340                         goto copy;
1341                 }
1342
1343                 pgdp = pgt + pgd_index(gpa);
1344                 p4dp = p4d_offset(pgdp, gpa);
1345                 p4d = READ_ONCE(*p4dp);
1346                 if (!(p4d_val(p4d) & _PAGE_PRESENT)) {
1347                         gpa = (gpa & P4D_MASK) + P4D_SIZE;
1348                         continue;
1349                 }
1350
1351                 pudp = pud_offset(&p4d, gpa);
1352                 pud = READ_ONCE(*pudp);
1353                 if (!(pud_val(pud) & _PAGE_PRESENT)) {
1354                         gpa = (gpa & PUD_MASK) + PUD_SIZE;
1355                         continue;
1356                 }
1357                 if (pud_val(pud) & _PAGE_PTE) {
1358                         pte = pud_val(pud);
1359                         shift = PUD_SHIFT;
1360                         goto leaf;
1361                 }
1362
1363                 pmdp = pmd_offset(&pud, gpa);
1364                 pmd = READ_ONCE(*pmdp);
1365                 if (!(pmd_val(pmd) & _PAGE_PRESENT)) {
1366                         gpa = (gpa & PMD_MASK) + PMD_SIZE;
1367                         continue;
1368                 }
1369                 if (pmd_val(pmd) & _PAGE_PTE) {
1370                         pte = pmd_val(pmd);
1371                         shift = PMD_SHIFT;
1372                         goto leaf;
1373                 }
1374
1375                 ptep = pte_offset_kernel(&pmd, gpa);
1376                 pte = pte_val(READ_ONCE(*ptep));
1377                 if (!(pte & _PAGE_PRESENT)) {
1378                         gpa += PAGE_SIZE;
1379                         continue;
1380                 }
1381                 shift = PAGE_SHIFT;
1382         leaf:
1383                 n = scnprintf(p->buf, sizeof(p->buf),
1384                               " %lx: %lx %d\n", gpa, pte, shift);
1385                 gpa += 1ul << shift;
1386         copy:
1387                 p->chars_left = n;
1388                 if (n > len)
1389                         n = len;
1390                 r = copy_to_user(buf, p->buf, n);
1391                 n -= r;
1392                 p->chars_left -= n;
1393                 p->buf_index = n;
1394                 buf += n;
1395                 len -= n;
1396                 ret += n;
1397                 if (r) {
1398                         if (!ret)
1399                                 ret = -EFAULT;
1400                         break;
1401                 }
1402         }
1403         p->gpa = gpa;
1404         if (nested)
1405                 kvmhv_put_nested(nested);
1406
1407  out:
1408         mutex_unlock(&p->mutex);
1409         return ret;
1410 }
1411
1412 static ssize_t debugfs_radix_write(struct file *file, const char __user *buf,
1413                            size_t len, loff_t *ppos)
1414 {
1415         return -EACCES;
1416 }
1417
1418 static const struct file_operations debugfs_radix_fops = {
1419         .owner   = THIS_MODULE,
1420         .open    = debugfs_radix_open,
1421         .release = debugfs_radix_release,
1422         .read    = debugfs_radix_read,
1423         .write   = debugfs_radix_write,
1424         .llseek  = generic_file_llseek,
1425 };
1426
1427 void kvmhv_radix_debugfs_init(struct kvm *kvm)
1428 {
1429         debugfs_create_file("radix", 0400, kvm->arch.debugfs_dir, kvm,
1430                             &debugfs_radix_fops);
1431 }
1432
1433 int kvmppc_radix_init(void)
1434 {
1435         unsigned long size = sizeof(void *) << RADIX_PTE_INDEX_SIZE;
1436
1437         kvm_pte_cache = kmem_cache_create("kvm-pte", size, size, 0, pte_ctor);
1438         if (!kvm_pte_cache)
1439                 return -ENOMEM;
1440
1441         size = sizeof(void *) << RADIX_PMD_INDEX_SIZE;
1442
1443         kvm_pmd_cache = kmem_cache_create("kvm-pmd", size, size, 0, pmd_ctor);
1444         if (!kvm_pmd_cache) {
1445                 kmem_cache_destroy(kvm_pte_cache);
1446                 return -ENOMEM;
1447         }
1448
1449         return 0;
1450 }
1451
1452 void kvmppc_radix_exit(void)
1453 {
1454         kmem_cache_destroy(kvm_pte_cache);
1455         kmem_cache_destroy(kvm_pmd_cache);
1456 }