arch/powerpc/kvm/book3s_64_mmu_hv.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  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
   7  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
   8  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
   9  * GNU General Public License for more details.
  10  *
  11  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  12  * along with this program; if not, write to the Free Software
  13  * Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  14  *
  15  * Copyright 2010 Paul Mackerras, IBM Corp. <paulus@au1.ibm.com>
  16  */
  17
  18 #include <linux/types.h>
  19 #include <linux/string.h>
  20 #include <linux/kvm.h>
  21 #include <linux/kvm_host.h>
  22 #include <linux/highmem.h>
  23 #include <linux/gfp.h>
  24 #include <linux/slab.h>
  25 #include <linux/hugetlb.h>
  26 #include <linux/vmalloc.h>
  27 #include <linux/srcu.h>
  28 #include <linux/anon_inodes.h>
  29 #include <linux/file.h>
  30
  31 #include <asm/tlbflush.h>
  32 #include <asm/kvm_ppc.h>
  33 #include <asm/kvm_book3s.h>
  34 #include <asm/mmu-hash64.h>
  35 #include <asm/hvcall.h>
  36 #include <asm/synch.h>
  37 #include <asm/ppc-opcode.h>
  38 #include <asm/cputable.h>
  39
  40 #include "trace_hv.h"
  41
  42 /* Power architecture requires HPT is at least 256kB */
  43 #define PPC_MIN_HPT_ORDER       18
  44
  45 static long kvmppc_virtmode_do_h_enter(struct kvm *kvm, unsigned long flags,
  46                                 long pte_index, unsigned long pteh,
  47                                 unsigned long ptel, unsigned long *pte_idx_ret);
  48 static void kvmppc_rmap_reset(struct kvm *kvm);
  49
  50 long kvmppc_alloc_hpt(struct kvm *kvm, u32 *htab_orderp)
  51 {
  52         unsigned long hpt = 0;
  53         struct revmap_entry *rev;
  54         struct page *page = NULL;
  55         long order = KVM_DEFAULT_HPT_ORDER;
  56
  57         if (htab_orderp) {
  58                 order = *htab_orderp;
  59                 if (order < PPC_MIN_HPT_ORDER)
  60                         order = PPC_MIN_HPT_ORDER;
  61         }
  62
  63         kvm->arch.hpt_cma_alloc = 0;
  64         page = kvm_alloc_hpt(1ul << (order - PAGE_SHIFT));
  65         if (page) {
  66                 hpt = (unsigned long)pfn_to_kaddr(page_to_pfn(page));
  67                 memset((void *)hpt, 0, (1ul << order));
  68                 kvm->arch.hpt_cma_alloc = 1;
  69         }
  70
  71         /* Lastly try successively smaller sizes from the page allocator */
  72         while (!hpt && order > PPC_MIN_HPT_ORDER) {
  73                 hpt = __get_free_pages(GFP_KERNEL|__GFP_ZERO|__GFP_REPEAT|
  74                                        __GFP_NOWARN, order - PAGE_SHIFT);
  75                 if (!hpt)
  76                         --order;
  77         }
  78
  79         if (!hpt)
  80                 return -ENOMEM;
  81
  82         kvm->arch.hpt_virt = hpt;
  83         kvm->arch.hpt_order = order;
  84         /* HPTEs are 2**4 bytes long */
  85         kvm->arch.hpt_npte = 1ul << (order - 4);
  86         /* 128 (2**7) bytes in each HPTEG */
  87         kvm->arch.hpt_mask = (1ul << (order - 7)) - 1;
  88
  89         /* Allocate reverse map array */
  90         rev = vmalloc(sizeof(struct revmap_entry) * kvm->arch.hpt_npte);
  91         if (!rev) {
  92                 pr_err("kvmppc_alloc_hpt: Couldn't alloc reverse map array\n");
  93                 goto out_freehpt;
  94         }
  95         kvm->arch.revmap = rev;
  96         kvm->arch.sdr1 = __pa(hpt) | (order - 18);
  97
  98         pr_info("KVM guest htab at %lx (order %ld), LPID %x\n",
  99                 hpt, order, kvm->arch.lpid);
 100
 101         if (htab_orderp)
 102                 *htab_orderp = order;
 103         return 0;
 104
 105  out_freehpt:
 106         if (kvm->arch.hpt_cma_alloc)
 107                 kvm_release_hpt(page, 1 << (order - PAGE_SHIFT));
 108         else
 109                 free_pages(hpt, order - PAGE_SHIFT);
 110         return -ENOMEM;
 111 }
 112
 113 long kvmppc_alloc_reset_hpt(struct kvm *kvm, u32 *htab_orderp)
 114 {
 115         long err = -EBUSY;
 116         long order;
 117
 118         mutex_lock(&kvm->lock);
 119         if (kvm->arch.rma_setup_done) {
 120                 kvm->arch.rma_setup_done = 0;
 121                 /* order rma_setup_done vs. vcpus_running */
 122                 smp_mb();
 123                 if (atomic_read(&kvm->arch.vcpus_running)) {
 124                         kvm->arch.rma_setup_done = 1;
 125                         goto out;
 126                 }
 127         }
 128         if (kvm->arch.hpt_virt) {
 129                 order = kvm->arch.hpt_order;
 130                 /* Set the entire HPT to 0, i.e. invalid HPTEs */
 131                 memset((void *)kvm->arch.hpt_virt, 0, 1ul << order);
 132                 /*
 133                  * Reset all the reverse-mapping chains for all memslots
 134                  */
 135                 kvmppc_rmap_reset(kvm);
 136                 /* Ensure that each vcpu will flush its TLB on next entry. */
 137                 cpumask_setall(&kvm->arch.need_tlb_flush);
 138                 *htab_orderp = order;
 139                 err = 0;
 140         } else {
 141                 err = kvmppc_alloc_hpt(kvm, htab_orderp);
 142                 order = *htab_orderp;
 143         }
 144  out:
 145         mutex_unlock(&kvm->lock);
 146         return err;
 147 }
 148
 149 void kvmppc_free_hpt(struct kvm *kvm)
 150 {
 151         kvmppc_free_lpid(kvm->arch.lpid);
 152         vfree(kvm->arch.revmap);
 153         if (kvm->arch.hpt_cma_alloc)
 154                 kvm_release_hpt(virt_to_page(kvm->arch.hpt_virt),
 155                                 1 << (kvm->arch.hpt_order - PAGE_SHIFT));
 156         else
 157                 free_pages(kvm->arch.hpt_virt,
 158                            kvm->arch.hpt_order - PAGE_SHIFT);
 159 }
 160
 161 /* Bits in first HPTE dword for pagesize 4k, 64k or 16M */
 162 static inline unsigned long hpte0_pgsize_encoding(unsigned long pgsize)
 163 {
 164         return (pgsize > 0x1000) ? HPTE_V_LARGE : 0;
 165 }
 166
 167 /* Bits in second HPTE dword for pagesize 4k, 64k or 16M */
 168 static inline unsigned long hpte1_pgsize_encoding(unsigned long pgsize)
 169 {
 170         return (pgsize == 0x10000) ? 0x1000 : 0;
 171 }
 172
 173 void kvmppc_map_vrma(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_memory_slot *memslot,
 174                      unsigned long porder)
 175 {
 176         unsigned long i;
 177         unsigned long npages;
 178         unsigned long hp_v, hp_r;
 179         unsigned long addr, hash;
 180         unsigned long psize;
 181         unsigned long hp0, hp1;
 182         unsigned long idx_ret;
 183         long ret;
 184         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 185
 186         psize = 1ul << porder;
 187         npages = memslot->npages >> (porder - PAGE_SHIFT);
 188
 189         /* VRMA can't be > 1TB */
 190         if (npages > 1ul << (40 - porder))
 191                 npages = 1ul << (40 - porder);
 192         /* Can't use more than 1 HPTE per HPTEG */
 193         if (npages > kvm->arch.hpt_mask + 1)
 194                 npages = kvm->arch.hpt_mask + 1;
 195
 196         hp0 = HPTE_V_1TB_SEG | (VRMA_VSID << (40 - 16)) |
 197                 HPTE_V_BOLTED | hpte0_pgsize_encoding(psize);
 198         hp1 = hpte1_pgsize_encoding(psize) |
 199                 HPTE_R_R | HPTE_R_C | HPTE_R_M | PP_RWXX;
 200
 201         for (i = 0; i < npages; ++i) {
 202                 addr = i << porder;
 203                 /* can't use hpt_hash since va > 64 bits */
 204                 hash = (i ^ (VRMA_VSID ^ (VRMA_VSID << 25))) & kvm->arch.hpt_mask;
 205                 /*
 206                  * We assume that the hash table is empty and no
 207                  * vcpus are using it at this stage.  Since we create
 208                  * at most one HPTE per HPTEG, we just assume entry 7
 209                  * is available and use it.
 210                  */
 211                 hash = (hash << 3) + 7;
 212                 hp_v = hp0 | ((addr >> 16) & ~0x7fUL);
 213                 hp_r = hp1 | addr;
 214                 ret = kvmppc_virtmode_do_h_enter(kvm, H_EXACT, hash, hp_v, hp_r,
 215                                                  &idx_ret);
 216                 if (ret != H_SUCCESS) {
 217                         pr_err("KVM: map_vrma at %lx failed, ret=%ld\n",
 218                                addr, ret);
 219                         break;
 220                 }
 221         }
 222 }
 223
 224 int kvmppc_mmu_hv_init(void)
 225 {
 226         unsigned long host_lpid, rsvd_lpid;
 227
 228         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
 229                 return -EINVAL;
 230
 231         /* POWER7 has 10-bit LPIDs (12-bit in POWER8) */
 232         host_lpid = mfspr(SPRN_LPID);
 233         rsvd_lpid = LPID_RSVD;
 234
 235         kvmppc_init_lpid(rsvd_lpid + 1);
 236
 237         kvmppc_claim_lpid(host_lpid);
 238         /* rsvd_lpid is reserved for use in partition switching */
 239         kvmppc_claim_lpid(rsvd_lpid);
 240
 241         return 0;
 242 }
 243
 244 static void kvmppc_mmu_book3s_64_hv_reset_msr(struct kvm_vcpu *vcpu)
 245 {
 246         unsigned long msr = vcpu->arch.intr_msr;
 247
 248         /* If transactional, change to suspend mode on IRQ delivery */
 249         if (MSR_TM_TRANSACTIONAL(vcpu->arch.shregs.msr))
 250                 msr |= MSR_TS_S;
 251         else
 252                 msr |= vcpu->arch.shregs.msr & MSR_TS_MASK;
 253         kvmppc_set_msr(vcpu, msr);
 254 }
 255
 256 long kvmppc_virtmode_do_h_enter(struct kvm *kvm, unsigned long flags,
 257                                 long pte_index, unsigned long pteh,
 258                                 unsigned long ptel, unsigned long *pte_idx_ret)
 259 {
 260         long ret;
 261
 262         /* Protect linux PTE lookup from page table destruction */
 263         rcu_read_lock_sched();  /* this disables preemption too */
 264         ret = kvmppc_do_h_enter(kvm, flags, pte_index, pteh, ptel,
 265                                 current->mm->pgd, false, pte_idx_ret);
 266         rcu_read_unlock_sched();
 267         if (ret == H_TOO_HARD) {
 268                 /* this can't happen */
 269                 pr_err("KVM: Oops, kvmppc_h_enter returned too hard!\n");
 270                 ret = H_RESOURCE;       /* or something */
 271         }
 272         return ret;
 273
 274 }
 275
 276 static struct kvmppc_slb *kvmppc_mmu_book3s_hv_find_slbe(struct kvm_vcpu *vcpu,
 277                                                          gva_t eaddr)
 278 {
 279         u64 mask;
 280         int i;
 281
 282         for (i = 0; i < vcpu->arch.slb_nr; i++) {
 283                 if (!(vcpu->arch.slb[i].orige & SLB_ESID_V))
 284                         continue;
 285
 286                 if (vcpu->arch.slb[i].origv & SLB_VSID_B_1T)
 287                         mask = ESID_MASK_1T;
 288                 else
 289                         mask = ESID_MASK;
 290
 291                 if (((vcpu->arch.slb[i].orige ^ eaddr) & mask) == 0)
 292                         return &vcpu->arch.slb[i];
 293         }
 294         return NULL;
 295 }
 296
 297 static unsigned long kvmppc_mmu_get_real_addr(unsigned long v, unsigned long r,
 298                         unsigned long ea)
 299 {
 300         unsigned long ra_mask;
 301
 302         ra_mask = hpte_page_size(v, r) - 1;
 303         return (r & HPTE_R_RPN & ~ra_mask) | (ea & ra_mask);
 304 }
 305
 306 static int kvmppc_mmu_book3s_64_hv_xlate(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr,
 307                         struct kvmppc_pte *gpte, bool data, bool iswrite)
 308 {
 309         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 310         struct kvmppc_slb *slbe;
 311         unsigned long slb_v;
 312         unsigned long pp, key;
 313         unsigned long v, gr;
 314         __be64 *hptep;
 315         int index;
 316         int virtmode = vcpu->arch.shregs.msr & (data ? MSR_DR : MSR_IR);
 317
 318         /* Get SLB entry */
 319         if (virtmode) {
 320                 slbe = kvmppc_mmu_book3s_hv_find_slbe(vcpu, eaddr);
 321                 if (!slbe)
 322                         return -EINVAL;
 323                 slb_v = slbe->origv;
 324         } else {
 325                 /* real mode access */
 326                 slb_v = vcpu->kvm->arch.vrma_slb_v;
 327         }
 328
 329         preempt_disable();
 330         /* Find the HPTE in the hash table */
 331         index = kvmppc_hv_find_lock_hpte(kvm, eaddr, slb_v,
 332                                          HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT);
 333         if (index < 0) {
 334                 preempt_enable();
 335                 return -ENOENT;
 336         }
 337         hptep = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (index << 4));
 338         v = be64_to_cpu(hptep[0]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
 339         gr = kvm->arch.revmap[index].guest_rpte;
 340
 341         /* Unlock the HPTE */
 342         asm volatile("lwsync" : : : "memory");
 343         hptep[0] = cpu_to_be64(v);
 344         preempt_enable();
 345
 346         gpte->eaddr = eaddr;
 347         gpte->vpage = ((v & HPTE_V_AVPN) << 4) | ((eaddr >> 12) & 0xfff);
 348
 349         /* Get PP bits and key for permission check */
 350         pp = gr & (HPTE_R_PP0 | HPTE_R_PP);
 351         key = (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_PR) ? SLB_VSID_KP : SLB_VSID_KS;
 352         key &= slb_v;
 353
 354         /* Calculate permissions */
 355         gpte->may_read = hpte_read_permission(pp, key);
 356         gpte->may_write = hpte_write_permission(pp, key);
 357         gpte->may_execute = gpte->may_read && !(gr & (HPTE_R_N | HPTE_R_G));
 358
 359         /* Storage key permission check for POWER7 */
 360         if (data && virtmode) {
 361                 int amrfield = hpte_get_skey_perm(gr, vcpu->arch.amr);
 362                 if (amrfield & 1)
 363                         gpte->may_read = 0;
 364                 if (amrfield & 2)
 365                         gpte->may_write = 0;
 366         }
 367
 368         /* Get the guest physical address */
 369         gpte->raddr = kvmppc_mmu_get_real_addr(v, gr, eaddr);
 370         return 0;
 371 }
 372
 373 /*
 374  * Quick test for whether an instruction is a load or a store.
 375  * If the instruction is a load or a store, then this will indicate
 376  * which it is, at least on server processors.  (Embedded processors
 377  * have some external PID instructions that don't follow the rule
 378  * embodied here.)  If the instruction isn't a load or store, then
 379  * this doesn't return anything useful.
 380  */
 381 static int instruction_is_store(unsigned int instr)
 382 {
 383         unsigned int mask;
 384
 385         mask = 0x10000000;
 386         if ((instr & 0xfc000000) == 0x7c000000)
 387                 mask = 0x100;           /* major opcode 31 */
 388         return (instr & mask) != 0;
 389 }
 390
 391 static int kvmppc_hv_emulate_mmio(struct kvm_run *run, struct kvm_vcpu *vcpu,
 392                                   unsigned long gpa, gva_t ea, int is_store)
 393 {
 394         u32 last_inst;
 395
 396         /*
 397          * If we fail, we just return to the guest and try executing it again.
 398          */
 399         if (kvmppc_get_last_inst(vcpu, INST_GENERIC, &last_inst) !=
 400                 EMULATE_DONE)
 401                 return RESUME_GUEST;
 402
 403         /*
 404          * WARNING: We do not know for sure whether the instruction we just
 405          * read from memory is the same that caused the fault in the first
 406          * place.  If the instruction we read is neither an load or a store,
 407          * then it can't access memory, so we don't need to worry about
 408          * enforcing access permissions.  So, assuming it is a load or
 409          * store, we just check that its direction (load or store) is
 410          * consistent with the original fault, since that's what we
 411          * checked the access permissions against.  If there is a mismatch
 412          * we just return and retry the instruction.
 413          */
 414
 415         if (instruction_is_store(last_inst) != !!is_store)
 416                 return RESUME_GUEST;
 417
 418         /*
 419          * Emulated accesses are emulated by looking at the hash for
 420          * translation once, then performing the access later. The
 421          * translation could be invalidated in the meantime in which
 422          * point performing the subsequent memory access on the old
 423          * physical address could possibly be a security hole for the
 424          * guest (but not the host).
 425          *
 426          * This is less of an issue for MMIO stores since they aren't
 427          * globally visible. It could be an issue for MMIO loads to
 428          * a certain extent but we'll ignore it for now.
 429          */
 430
 431         vcpu->arch.paddr_accessed = gpa;
 432         vcpu->arch.vaddr_accessed = ea;
 433         return kvmppc_emulate_mmio(run, vcpu);
 434 }
 435
 436 int kvmppc_book3s_hv_page_fault(struct kvm_run *run, struct kvm_vcpu *vcpu,
 437                                 unsigned long ea, unsigned long dsisr)
 438 {
 439         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 440         unsigned long hpte[3], r;
 441         __be64 *hptep;
 442         unsigned long mmu_seq, psize, pte_size;
 443         unsigned long gpa_base, gfn_base;
 444         unsigned long gpa, gfn, hva, pfn;
 445         struct kvm_memory_slot *memslot;
 446         unsigned long *rmap;
 447         struct revmap_entry *rev;
 448         struct page *page, *pages[1];
 449         long index, ret, npages;
 450         unsigned long is_io;
 451         unsigned int writing, write_ok;
 452         struct vm_area_struct *vma;
 453         unsigned long rcbits;
 454
 455         /*
 456          * Real-mode code has already searched the HPT and found the
 457          * entry we're interested in.  Lock the entry and check that
 458          * it hasn't changed.  If it has, just return and re-execute the
 459          * instruction.
 460          */
 461         if (ea != vcpu->arch.pgfault_addr)
 462                 return RESUME_GUEST;
 463         index = vcpu->arch.pgfault_index;
 464         hptep = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (index << 4));
 465         rev = &kvm->arch.revmap[index];
 466         preempt_disable();
 467         while (!try_lock_hpte(hptep, HPTE_V_HVLOCK))
 468                 cpu_relax();
 469         hpte[0] = be64_to_cpu(hptep[0]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
 470         hpte[1] = be64_to_cpu(hptep[1]);
 471         hpte[2] = r = rev->guest_rpte;
 472         asm volatile("lwsync" : : : "memory");
 473         hptep[0] = cpu_to_be64(hpte[0]);
 474         preempt_enable();
 475
 476         if (hpte[0] != vcpu->arch.pgfault_hpte[0] ||
 477             hpte[1] != vcpu->arch.pgfault_hpte[1])
 478                 return RESUME_GUEST;
 479
 480         /* Translate the logical address and get the page */
 481         psize = hpte_page_size(hpte[0], r);
 482         gpa_base = r & HPTE_R_RPN & ~(psize - 1);
 483         gfn_base = gpa_base >> PAGE_SHIFT;
 484         gpa = gpa_base | (ea & (psize - 1));
 485         gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
 486         memslot = gfn_to_memslot(kvm, gfn);
 487
 488         trace_kvm_page_fault_enter(vcpu, hpte, memslot, ea, dsisr);
 489
 490         /* No memslot means it's an emulated MMIO region */
 491         if (!memslot || (memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID))
 492                 return kvmppc_hv_emulate_mmio(run, vcpu, gpa, ea,
 493                                               dsisr & DSISR_ISSTORE);
 494
 495         /*
 496          * This should never happen, because of the slot_is_aligned()
 497          * check in kvmppc_do_h_enter().
 498          */
 499         if (gfn_base < memslot->base_gfn)
 500                 return -EFAULT;
 501
 502         /* used to check for invalidations in progress */
 503         mmu_seq = kvm->mmu_notifier_seq;
 504         smp_rmb();
 505
 506         ret = -EFAULT;
 507         is_io = 0;
 508         pfn = 0;
 509         page = NULL;
 510         pte_size = PAGE_SIZE;
 511         writing = (dsisr & DSISR_ISSTORE) != 0;
 512         /* If writing != 0, then the HPTE must allow writing, if we get here */
 513         write_ok = writing;
 514         hva = gfn_to_hva_memslot(memslot, gfn);
 515         npages = get_user_pages_fast(hva, 1, writing, pages);
 516         if (npages < 1) {
 517                 /* Check if it's an I/O mapping */
 518                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
 519                 vma = find_vma(current->mm, hva);
 520                 if (vma && vma->vm_start <= hva && hva + psize <= vma->vm_end &&
 521                     (vma->vm_flags & VM_PFNMAP)) {
 522                         pfn = vma->vm_pgoff +
 523                                 ((hva - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
 524                         pte_size = psize;
 525                         is_io = hpte_cache_bits(pgprot_val(vma->vm_page_prot));
 526                         write_ok = vma->vm_flags & VM_WRITE;
 527                 }
 528                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
 529                 if (!pfn)
 530                         goto out_put;
 531         } else {
 532                 page = pages[0];
 533                 pfn = page_to_pfn(page);
 534                 if (PageHuge(page)) {
 535                         page = compound_head(page);
 536                         pte_size <<= compound_order(page);
 537                 }
 538                 /* if the guest wants write access, see if that is OK */
 539                 if (!writing && hpte_is_writable(r)) {
 540                         unsigned int hugepage_shift;
 541                         pte_t *ptep, pte;
 542
 543                         /*
 544                          * We need to protect against page table destruction
 545                          * while looking up and updating the pte.
 546                          */
 547                         rcu_read_lock_sched();
 548                         ptep = find_linux_pte_or_hugepte(current->mm->pgd,
 549                                                          hva, &hugepage_shift);
 550                         if (ptep) {
 551                                 pte = kvmppc_read_update_linux_pte(ptep, 1,
 552                                                            hugepage_shift);
 553                                 if (pte_write(pte))
 554                                         write_ok = 1;
 555                         }
 556                         rcu_read_unlock_sched();
 557                 }
 558         }
 559
 560         if (psize > pte_size)
 561                 goto out_put;
 562
 563         /* Check WIMG vs. the actual page we're accessing */
 564         if (!hpte_cache_flags_ok(r, is_io)) {
 565                 if (is_io)
 566                         goto out_put;
 567
 568                 /*
 569                  * Allow guest to map emulated device memory as
 570                  * uncacheable, but actually make it cacheable.
 571                  */
 572                 r = (r & ~(HPTE_R_W|HPTE_R_I|HPTE_R_G)) | HPTE_R_M;
 573         }
 574
 575         /*
 576          * Set the HPTE to point to pfn.
 577          * Since the pfn is at PAGE_SIZE granularity, make sure we
 578          * don't mask out lower-order bits if psize < PAGE_SIZE.
 579          */
 580         if (psize < PAGE_SIZE)
 581                 psize = PAGE_SIZE;
 582         r = (r & ~(HPTE_R_PP0 - psize)) | ((pfn << PAGE_SHIFT) & ~(psize - 1));
 583         if (hpte_is_writable(r) && !write_ok)
 584                 r = hpte_make_readonly(r);
 585         ret = RESUME_GUEST;
 586         preempt_disable();
 587         while (!try_lock_hpte(hptep, HPTE_V_HVLOCK))
 588                 cpu_relax();
 589         if ((be64_to_cpu(hptep[0]) & ~HPTE_V_HVLOCK) != hpte[0] ||
 590                 be64_to_cpu(hptep[1]) != hpte[1] ||
 591                 rev->guest_rpte != hpte[2])
 592                 /* HPTE has been changed under us; let the guest retry */
 593                 goto out_unlock;
 594         hpte[0] = (hpte[0] & ~HPTE_V_ABSENT) | HPTE_V_VALID;
 595
 596         /* Always put the HPTE in the rmap chain for the page base address */
 597         rmap = &memslot->arch.rmap[gfn_base - memslot->base_gfn];
 598         lock_rmap(rmap);
 599
 600         /* Check if we might have been invalidated; let the guest retry if so */
 601         ret = RESUME_GUEST;
 602         if (mmu_notifier_retry(vcpu->kvm, mmu_seq)) {
 603                 unlock_rmap(rmap);
 604                 goto out_unlock;
 605         }
 606
 607         /* Only set R/C in real HPTE if set in both *rmap and guest_rpte */
 608         rcbits = *rmap >> KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT;
 609         r &= rcbits | ~(HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 610
 611         if (be64_to_cpu(hptep[0]) & HPTE_V_VALID) {
 612                 /* HPTE was previously valid, so we need to invalidate it */
 613                 unlock_rmap(rmap);
 614                 hptep[0] |= cpu_to_be64(HPTE_V_ABSENT);
 615                 kvmppc_invalidate_hpte(kvm, hptep, index);
 616                 /* don't lose previous R and C bits */
 617                 r |= be64_to_cpu(hptep[1]) & (HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 618         } else {
 619                 kvmppc_add_revmap_chain(kvm, rev, rmap, index, 0);
 620         }
 621
 622         hptep[1] = cpu_to_be64(r);
 623         eieio();
 624         hptep[0] = cpu_to_be64(hpte[0]);
 625         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 626         preempt_enable();
 627         if (page && hpte_is_writable(r))
 628                 SetPageDirty(page);
 629
 630  out_put:
 631         trace_kvm_page_fault_exit(vcpu, hpte, ret);
 632
 633         if (page) {
 634                 /*
 635                  * We drop pages[0] here, not page because page might
 636                  * have been set to the head page of a compound, but
 637                  * we have to drop the reference on the correct tail
 638                  * page to match the get inside gup()
 639                  */
 640                 put_page(pages[0]);
 641         }
 642         return ret;
 643
 644  out_unlock:
 645         hptep[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_HVLOCK);
 646         preempt_enable();
 647         goto out_put;
 648 }
 649
 650 static void kvmppc_rmap_reset(struct kvm *kvm)
 651 {
 652         struct kvm_memslots *slots;
 653         struct kvm_memory_slot *memslot;
 654         int srcu_idx;
 655
 656         srcu_idx = srcu_read_lock(&kvm->srcu);
 657         slots = kvm->memslots;
 658         kvm_for_each_memslot(memslot, slots) {
 659                 /*
 660                  * This assumes it is acceptable to lose reference and
 661                  * change bits across a reset.
 662                  */
 663                 memset(memslot->arch.rmap, 0,
 664                        memslot->npages * sizeof(*memslot->arch.rmap));
 665         }
 666         srcu_read_unlock(&kvm->srcu, srcu_idx);
 667 }
 668
 669 static int kvm_handle_hva_range(struct kvm *kvm,
 670                                 unsigned long start,
 671                                 unsigned long end,
 672                                 int (*handler)(struct kvm *kvm,
 673                                                unsigned long *rmapp,
 674                                                unsigned long gfn))
 675 {
 676         int ret;
 677         int retval = 0;
 678         struct kvm_memslots *slots;
 679         struct kvm_memory_slot *memslot;
 680
 681         slots = kvm_memslots(kvm);
 682         kvm_for_each_memslot(memslot, slots) {
 683                 unsigned long hva_start, hva_end;
 684                 gfn_t gfn, gfn_end;
 685
 686                 hva_start = max(start, memslot->userspace_addr);
 687                 hva_end = min(end, memslot->userspace_addr +
 688                                         (memslot->npages << PAGE_SHIFT));
 689                 if (hva_start >= hva_end)
 690                         continue;
 691                 /*
 692                  * {gfn(page) | page intersects with [hva_start, hva_end)} =
 693                  * {gfn, gfn+1, ..., gfn_end-1}.
 694                  */
 695                 gfn = hva_to_gfn_memslot(hva_start, memslot);
 696                 gfn_end = hva_to_gfn_memslot(hva_end + PAGE_SIZE - 1, memslot);
 697
 698                 for (; gfn < gfn_end; ++gfn) {
 699                         gfn_t gfn_offset = gfn - memslot->base_gfn;
 700
 701                         ret = handler(kvm, &memslot->arch.rmap[gfn_offset], gfn);
 702                         retval |= ret;
 703                 }
 704         }
 705
 706         return retval;
 707 }
 708
 709 static int kvm_handle_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva,
 710                           int (*handler)(struct kvm *kvm, unsigned long *rmapp,
 711                                          unsigned long gfn))
 712 {
 713         return kvm_handle_hva_range(kvm, hva, hva + 1, handler);
 714 }
 715
 716 static int kvm_unmap_rmapp(struct kvm *kvm, unsigned long *rmapp,
 717                            unsigned long gfn)
 718 {
 719         struct revmap_entry *rev = kvm->arch.revmap;
 720         unsigned long h, i, j;
 721         __be64 *hptep;
 722         unsigned long ptel, psize, rcbits;
 723
 724         for (;;) {
 725                 lock_rmap(rmapp);
 726                 if (!(*rmapp & KVMPPC_RMAP_PRESENT)) {
 727                         unlock_rmap(rmapp);
 728                         break;
 729                 }
 730
 731                 /*
 732                  * To avoid an ABBA deadlock with the HPTE lock bit,
 733                  * we can't spin on the HPTE lock while holding the
 734                  * rmap chain lock.
 735                  */
 736                 i = *rmapp & KVMPPC_RMAP_INDEX;
 737                 hptep = (__be64 *) (kvm->arch.hpt_virt + (i << 4));
 738                 if (!try_lock_hpte(hptep, HPTE_V_HVLOCK)) {
 739                         /* unlock rmap before spinning on the HPTE lock */
 740                         unlock_rmap(rmapp);
 741                         while (be64_to_cpu(hptep[0]) & HPTE_V_HVLOCK)
 742                                 cpu_relax();
 743                         continue;
 744                 }
 745                 j = rev[i].forw;
 746                 if (j == i) {
 747                         /* chain is now empty */
 748                         *rmapp &= ~(KVMPPC_RMAP_PRESENT | KVMPPC_RMAP_INDEX);
 749                 } else {
 750                         /* remove i from chain */
 751                         h = rev[i].back;
 752                         rev[h].forw = j;
 753                         rev[j].back = h;
 754                         rev[i].forw = rev[i].back = i;
 755                         *rmapp = (*rmapp & ~KVMPPC_RMAP_INDEX) | j;
 756                 }
 757
 758                 /* Now check and modify the HPTE */
 759                 ptel = rev[i].guest_rpte;
 760                 psize = hpte_page_size(be64_to_cpu(hptep[0]), ptel);
 761                 if ((be64_to_cpu(hptep[0]) & HPTE_V_VALID) &&
 762                     hpte_rpn(ptel, psize) == gfn) {
 763                         hptep[0] |= cpu_to_be64(HPTE_V_ABSENT);
 764                         kvmppc_invalidate_hpte(kvm, hptep, i);
 765                         /* Harvest R and C */
 766                         rcbits = be64_to_cpu(hptep[1]) & (HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 767                         *rmapp |= rcbits << KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT;
 768                         if (rcbits & ~rev[i].guest_rpte) {
 769                                 rev[i].guest_rpte = ptel | rcbits;
 770                                 note_hpte_modification(kvm, &rev[i]);
 771                         }
 772                 }
 773                 unlock_rmap(rmapp);
 774                 hptep[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_HVLOCK);
 775         }
 776         return 0;
 777 }
 778
 779 int kvm_unmap_hva_hv(struct kvm *kvm, unsigned long hva)
 780 {
 781         kvm_handle_hva(kvm, hva, kvm_unmap_rmapp);
 782         return 0;
 783 }
 784
 785 int kvm_unmap_hva_range_hv(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end)
 786 {
 787         kvm_handle_hva_range(kvm, start, end, kvm_unmap_rmapp);
 788         return 0;
 789 }
 790
 791 void kvmppc_core_flush_memslot_hv(struct kvm *kvm,
 792                                   struct kvm_memory_slot *memslot)
 793 {
 794         unsigned long *rmapp;
 795         unsigned long gfn;
 796         unsigned long n;
 797
 798         rmapp = memslot->arch.rmap;
 799         gfn = memslot->base_gfn;
 800         for (n = memslot->npages; n; --n) {
 801                 /*
 802                  * Testing the present bit without locking is OK because
 803                  * the memslot has been marked invalid already, and hence
 804                  * no new HPTEs referencing this page can be created,
 805                  * thus the present bit can't go from 0 to 1.
 806                  */
 807                 if (*rmapp & KVMPPC_RMAP_PRESENT)
 808                         kvm_unmap_rmapp(kvm, rmapp, gfn);
 809                 ++rmapp;
 810                 ++gfn;
 811         }
 812 }
 813
 814 static int kvm_age_rmapp(struct kvm *kvm, unsigned long *rmapp,
 815                          unsigned long gfn)
 816 {
 817         struct revmap_entry *rev = kvm->arch.revmap;
 818         unsigned long head, i, j;
 819         __be64 *hptep;
 820         int ret = 0;
 821
 822  retry:
 823         lock_rmap(rmapp);
 824         if (*rmapp & KVMPPC_RMAP_REFERENCED) {
 825                 *rmapp &= ~KVMPPC_RMAP_REFERENCED;
 826                 ret = 1;
 827         }
 828         if (!(*rmapp & KVMPPC_RMAP_PRESENT)) {
 829                 unlock_rmap(rmapp);
 830                 return ret;
 831         }
 832
 833         i = head = *rmapp & KVMPPC_RMAP_INDEX;
 834         do {
 835                 hptep = (__be64 *) (kvm->arch.hpt_virt + (i << 4));
 836                 j = rev[i].forw;
 837
 838                 /* If this HPTE isn't referenced, ignore it */
 839                 if (!(be64_to_cpu(hptep[1]) & HPTE_R_R))
 840                         continue;
 841
 842                 if (!try_lock_hpte(hptep, HPTE_V_HVLOCK)) {
 843                         /* unlock rmap before spinning on the HPTE lock */
 844                         unlock_rmap(rmapp);
 845                         while (be64_to_cpu(hptep[0]) & HPTE_V_HVLOCK)
 846                                 cpu_relax();
 847                         goto retry;
 848                 }
 849
 850                 /* Now check and modify the HPTE */
 851                 if ((be64_to_cpu(hptep[0]) & HPTE_V_VALID) &&
 852                     (be64_to_cpu(hptep[1]) & HPTE_R_R)) {
 853                         kvmppc_clear_ref_hpte(kvm, hptep, i);
 854                         if (!(rev[i].guest_rpte & HPTE_R_R)) {
 855                                 rev[i].guest_rpte |= HPTE_R_R;
 856                                 note_hpte_modification(kvm, &rev[i]);
 857                         }
 858                         ret = 1;
 859                 }
 860                 hptep[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_HVLOCK);
 861         } while ((i = j) != head);
 862
 863         unlock_rmap(rmapp);
 864         return ret;
 865 }
 866
 867 int kvm_age_hva_hv(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end)
 868 {
 869         return kvm_handle_hva_range(kvm, start, end, kvm_age_rmapp);
 870 }
 871
 872 static int kvm_test_age_rmapp(struct kvm *kvm, unsigned long *rmapp,
 873                               unsigned long gfn)
 874 {
 875         struct revmap_entry *rev = kvm->arch.revmap;
 876         unsigned long head, i, j;
 877         unsigned long *hp;
 878         int ret = 1;
 879
 880         if (*rmapp & KVMPPC_RMAP_REFERENCED)
 881                 return 1;
 882
 883         lock_rmap(rmapp);
 884         if (*rmapp & KVMPPC_RMAP_REFERENCED)
 885                 goto out;
 886
 887         if (*rmapp & KVMPPC_RMAP_PRESENT) {
 888                 i = head = *rmapp & KVMPPC_RMAP_INDEX;
 889                 do {
 890                         hp = (unsigned long *)(kvm->arch.hpt_virt + (i << 4));
 891                         j = rev[i].forw;
 892                         if (be64_to_cpu(hp[1]) & HPTE_R_R)
 893                                 goto out;
 894                 } while ((i = j) != head);
 895         }
 896         ret = 0;
 897
 898  out:
 899         unlock_rmap(rmapp);
 900         return ret;
 901 }
 902
 903 int kvm_test_age_hva_hv(struct kvm *kvm, unsigned long hva)
 904 {
 905         return kvm_handle_hva(kvm, hva, kvm_test_age_rmapp);
 906 }
 907
 908 void kvm_set_spte_hva_hv(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte)
 909 {
 910         kvm_handle_hva(kvm, hva, kvm_unmap_rmapp);
 911 }
 912
 913 static int vcpus_running(struct kvm *kvm)
 914 {
 915         return atomic_read(&kvm->arch.vcpus_running) != 0;
 916 }
 917
 918 /*
 919  * Returns the number of system pages that are dirty.
 920  * This can be more than 1 if we find a huge-page HPTE.
 921  */
 922 static int kvm_test_clear_dirty_npages(struct kvm *kvm, unsigned long *rmapp)
 923 {
 924         struct revmap_entry *rev = kvm->arch.revmap;
 925         unsigned long head, i, j;
 926         unsigned long n;
 927         unsigned long v, r;
 928         __be64 *hptep;
 929         int npages_dirty = 0;
 930
 931  retry:
 932         lock_rmap(rmapp);
 933         if (*rmapp & KVMPPC_RMAP_CHANGED) {
 934                 *rmapp &= ~KVMPPC_RMAP_CHANGED;
 935                 npages_dirty = 1;
 936         }
 937         if (!(*rmapp & KVMPPC_RMAP_PRESENT)) {
 938                 unlock_rmap(rmapp);
 939                 return npages_dirty;
 940         }
 941
 942         i = head = *rmapp & KVMPPC_RMAP_INDEX;
 943         do {
 944                 unsigned long hptep1;
 945                 hptep = (__be64 *) (kvm->arch.hpt_virt + (i << 4));
 946                 j = rev[i].forw;
 947
 948                 /*
 949                  * Checking the C (changed) bit here is racy since there
 950                  * is no guarantee about when the hardware writes it back.
 951                  * If the HPTE is not writable then it is stable since the
 952                  * page can't be written to, and we would have done a tlbie
 953                  * (which forces the hardware to complete any writeback)
 954                  * when making the HPTE read-only.
 955                  * If vcpus are running then this call is racy anyway
 956                  * since the page could get dirtied subsequently, so we
 957                  * expect there to be a further call which would pick up
 958                  * any delayed C bit writeback.
 959                  * Otherwise we need to do the tlbie even if C==0 in
 960                  * order to pick up any delayed writeback of C.
 961                  */
 962                 hptep1 = be64_to_cpu(hptep[1]);
 963                 if (!(hptep1 & HPTE_R_C) &&
 964                     (!hpte_is_writable(hptep1) || vcpus_running(kvm)))
 965                         continue;
 966
 967                 if (!try_lock_hpte(hptep, HPTE_V_HVLOCK)) {
 968                         /* unlock rmap before spinning on the HPTE lock */
 969                         unlock_rmap(rmapp);
 970                         while (hptep[0] & cpu_to_be64(HPTE_V_HVLOCK))
 971                                 cpu_relax();
 972                         goto retry;
 973                 }
 974
 975                 /* Now check and modify the HPTE */
 976                 if (!(hptep[0] & cpu_to_be64(HPTE_V_VALID))) {
 977                         /* unlock and continue */
 978                         hptep[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_HVLOCK);
 979                         continue;
 980                 }
 981
 982                 /* need to make it temporarily absent so C is stable */
 983                 hptep[0] |= cpu_to_be64(HPTE_V_ABSENT);
 984                 kvmppc_invalidate_hpte(kvm, hptep, i);
 985                 v = be64_to_cpu(hptep[0]);
 986                 r = be64_to_cpu(hptep[1]);
 987                 if (r & HPTE_R_C) {
 988                         hptep[1] = cpu_to_be64(r & ~HPTE_R_C);
 989                         if (!(rev[i].guest_rpte & HPTE_R_C)) {
 990                                 rev[i].guest_rpte |= HPTE_R_C;
 991                                 note_hpte_modification(kvm, &rev[i]);
 992                         }
 993                         n = hpte_page_size(v, r);
 994                         n = (n + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 995                         if (n > npages_dirty)
 996                                 npages_dirty = n;
 997                         eieio();
 998                 }
 999                 v &= ~(HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_HVLOCK);
1000                 v |= HPTE_V_VALID;
1001                 hptep[0] = cpu_to_be64(v);
1002         } while ((i = j) != head);
1003
1004         unlock_rmap(rmapp);
1005         return npages_dirty;
1006 }
1007
1008 static void harvest_vpa_dirty(struct kvmppc_vpa *vpa,
1009                               struct kvm_memory_slot *memslot,
1010                               unsigned long *map)
1011 {
1012         unsigned long gfn;
1013
1014         if (!vpa->dirty || !vpa->pinned_addr)
1015                 return;
1016         gfn = vpa->gpa >> PAGE_SHIFT;
1017         if (gfn < memslot->base_gfn ||
1018             gfn >= memslot->base_gfn + memslot->npages)
1019                 return;
1020
1021         vpa->dirty = false;
1022         if (map)
1023                 __set_bit_le(gfn - memslot->base_gfn, map);
1024 }
1025
1026 long kvmppc_hv_get_dirty_log(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *memslot,
1027                              unsigned long *map)
1028 {
1029         unsigned long i, j;
1030         unsigned long *rmapp;
1031         struct kvm_vcpu *vcpu;
1032
1033         preempt_disable();
1034         rmapp = memslot->arch.rmap;
1035         for (i = 0; i < memslot->npages; ++i) {
1036                 int npages = kvm_test_clear_dirty_npages(kvm, rmapp);
1037                 /*
1038                  * Note that if npages > 0 then i must be a multiple of npages,
1039                  * since we always put huge-page HPTEs in the rmap chain
1040                  * corresponding to their page base address.
1041                  */
1042                 if (npages && map)
1043                         for (j = i; npages; ++j, --npages)
1044                                 __set_bit_le(j, map);
1045                 ++rmapp;
1046         }
1047
1048         /* Harvest dirty bits from VPA and DTL updates */
1049         /* Note: we never modify the SLB shadow buffer areas */
1050         kvm_for_each_vcpu(i, vcpu, kvm) {
1051                 spin_lock(&vcpu->arch.vpa_update_lock);
1052                 harvest_vpa_dirty(&vcpu->arch.vpa, memslot, map);
1053                 harvest_vpa_dirty(&vcpu->arch.dtl, memslot, map);
1054                 spin_unlock(&vcpu->arch.vpa_update_lock);
1055         }
1056         preempt_enable();
1057         return 0;
1058 }
1059
1060 void *kvmppc_pin_guest_page(struct kvm *kvm, unsigned long gpa,
1061                             unsigned long *nb_ret)
1062 {
1063         struct kvm_memory_slot *memslot;
1064         unsigned long gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
1065         struct page *page, *pages[1];
1066         int npages;
1067         unsigned long hva, offset;
1068         int srcu_idx;
1069
1070         srcu_idx = srcu_read_lock(&kvm->srcu);
1071         memslot = gfn_to_memslot(kvm, gfn);
1072         if (!memslot || (memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID))
1073                 goto err;
1074         hva = gfn_to_hva_memslot(memslot, gfn);
1075         npages = get_user_pages_fast(hva, 1, 1, pages);
1076         if (npages < 1)
1077                 goto err;
1078         page = pages[0];
1079         srcu_read_unlock(&kvm->srcu, srcu_idx);
1080
1081         offset = gpa & (PAGE_SIZE - 1);
1082         if (nb_ret)
1083                 *nb_ret = PAGE_SIZE - offset;
1084         return page_address(page) + offset;
1085
1086  err:
1087         srcu_read_unlock(&kvm->srcu, srcu_idx);
1088         return NULL;
1089 }
1090
1091 void kvmppc_unpin_guest_page(struct kvm *kvm, void *va, unsigned long gpa,
1092                              bool dirty)
1093 {
1094         struct page *page = virt_to_page(va);
1095         struct kvm_memory_slot *memslot;
1096         unsigned long gfn;
1097         unsigned long *rmap;
1098         int srcu_idx;
1099
1100         put_page(page);
1101
1102         if (!dirty)
1103                 return;
1104
1105         /* We need to mark this page dirty in the rmap chain */
1106         gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
1107         srcu_idx = srcu_read_lock(&kvm->srcu);
1108         memslot = gfn_to_memslot(kvm, gfn);
1109         if (memslot) {
1110                 rmap = &memslot->arch.rmap[gfn - memslot->base_gfn];
1111                 lock_rmap(rmap);
1112                 *rmap |= KVMPPC_RMAP_CHANGED;
1113                 unlock_rmap(rmap);
1114         }
1115         srcu_read_unlock(&kvm->srcu, srcu_idx);
1116 }
1117
1118 /*
1119  * Functions for reading and writing the hash table via reads and
1120  * writes on a file descriptor.
1121  *
1122  * Reads return the guest view of the hash table, which has to be
1123  * pieced together from the real hash table and the guest_rpte
1124  * values in the revmap array.
1125  *
1126  * On writes, each HPTE written is considered in turn, and if it
1127  * is valid, it is written to the HPT as if an H_ENTER with the
1128  * exact flag set was done.  When the invalid count is non-zero
1129  * in the header written to the stream, the kernel will make
1130  * sure that that many HPTEs are invalid, and invalidate them
1131  * if not.
1132  */
1133
1134 struct kvm_htab_ctx {
1135         unsigned long   index;
1136         unsigned long   flags;
1137         struct kvm      *kvm;
1138         int             first_pass;
1139 };
1140
1141 #define HPTE_SIZE       (2 * sizeof(unsigned long))
1142
1143 /*
1144  * Returns 1 if this HPT entry has been modified or has pending
1145  * R/C bit changes.
1146  */
1147 static int hpte_dirty(struct revmap_entry *revp, __be64 *hptp)
1148 {
1149         unsigned long rcbits_unset;
1150
1151         if (revp->guest_rpte & HPTE_GR_MODIFIED)
1152                 return 1;
1153
1154         /* Also need to consider changes in reference and changed bits */
1155         rcbits_unset = ~revp->guest_rpte & (HPTE_R_R | HPTE_R_C);
1156         if ((be64_to_cpu(hptp[0]) & HPTE_V_VALID) &&
1157             (be64_to_cpu(hptp[1]) & rcbits_unset))
1158                 return 1;
1159
1160         return 0;
1161 }
1162
1163 static long record_hpte(unsigned long flags, __be64 *hptp,
1164                         unsigned long *hpte, struct revmap_entry *revp,
1165                         int want_valid, int first_pass)
1166 {
1167         unsigned long v, r;
1168         unsigned long rcbits_unset;
1169         int ok = 1;
1170         int valid, dirty;
1171
1172         /* Unmodified entries are uninteresting except on the first pass */
1173         dirty = hpte_dirty(revp, hptp);
1174         if (!first_pass && !dirty)
1175                 return 0;
1176
1177         valid = 0;
1178         if (be64_to_cpu(hptp[0]) & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT)) {
1179                 valid = 1;
1180                 if ((flags & KVM_GET_HTAB_BOLTED_ONLY) &&
1181                     !(be64_to_cpu(hptp[0]) & HPTE_V_BOLTED))
1182                         valid = 0;
1183         }
1184         if (valid != want_valid)
1185                 return 0;
1186
1187         v = r = 0;
1188         if (valid || dirty) {
1189                 /* lock the HPTE so it's stable and read it */
1190                 preempt_disable();
1191                 while (!try_lock_hpte(hptp, HPTE_V_HVLOCK))
1192                         cpu_relax();
1193                 v = be64_to_cpu(hptp[0]);
1194
1195                 /* re-evaluate valid and dirty from synchronized HPTE value */
1196                 valid = !!(v & HPTE_V_VALID);
1197                 dirty = !!(revp->guest_rpte & HPTE_GR_MODIFIED);
1198
1199                 /* Harvest R and C into guest view if necessary */
1200                 rcbits_unset = ~revp->guest_rpte & (HPTE_R_R | HPTE_R_C);
1201                 if (valid && (rcbits_unset & be64_to_cpu(hptp[1]))) {
1202                         revp->guest_rpte |= (be64_to_cpu(hptp[1]) &
1203                                 (HPTE_R_R | HPTE_R_C)) | HPTE_GR_MODIFIED;
1204                         dirty = 1;
1205                 }
1206
1207                 if (v & HPTE_V_ABSENT) {
1208                         v &= ~HPTE_V_ABSENT;
1209                         v |= HPTE_V_VALID;
1210                         valid = 1;
1211                 }
1212                 if ((flags & KVM_GET_HTAB_BOLTED_ONLY) && !(v & HPTE_V_BOLTED))
1213                         valid = 0;
1214
1215                 r = revp->guest_rpte;
1216                 /* only clear modified if this is the right sort of entry */
1217                 if (valid == want_valid && dirty) {
1218                         r &= ~HPTE_GR_MODIFIED;
1219                         revp->guest_rpte = r;
1220                 }
1221                 asm volatile(PPC_RELEASE_BARRIER "" : : : "memory");
1222                 hptp[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_HVLOCK);
1223                 preempt_enable();
1224                 if (!(valid == want_valid && (first_pass || dirty)))
1225                         ok = 0;
1226         }
1227         hpte[0] = cpu_to_be64(v);
1228         hpte[1] = cpu_to_be64(r);
1229         return ok;
1230 }
1231
1232 static ssize_t kvm_htab_read(struct file *file, char __user *buf,
1233                              size_t count, loff_t *ppos)
1234 {
1235         struct kvm_htab_ctx *ctx = file->private_data;
1236         struct kvm *kvm = ctx->kvm;
1237         struct kvm_get_htab_header hdr;
1238         __be64 *hptp;
1239         struct revmap_entry *revp;
1240         unsigned long i, nb, nw;
1241         unsigned long __user *lbuf;
1242         struct kvm_get_htab_header __user *hptr;
1243         unsigned long flags;
1244         int first_pass;
1245         unsigned long hpte[2];
1246
1247         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, buf, count))
1248                 return -EFAULT;
1249
1250         first_pass = ctx->first_pass;
1251         flags = ctx->flags;
1252
1253         i = ctx->index;
1254         hptp = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (i * HPTE_SIZE));
1255         revp = kvm->arch.revmap + i;
1256         lbuf = (unsigned long __user *)buf;
1257
1258         nb = 0;
1259         while (nb + sizeof(hdr) + HPTE_SIZE < count) {
1260                 /* Initialize header */
1261                 hptr = (struct kvm_get_htab_header __user *)buf;
1262                 hdr.n_valid = 0;
1263                 hdr.n_invalid = 0;
1264                 nw = nb;
1265                 nb += sizeof(hdr);
1266                 lbuf = (unsigned long __user *)(buf + sizeof(hdr));
1267
1268                 /* Skip uninteresting entries, i.e. clean on not-first pass */
1269                 if (!first_pass) {
1270                         while (i < kvm->arch.hpt_npte &&
1271                                !hpte_dirty(revp, hptp)) {
1272                                 ++i;
1273                                 hptp += 2;
1274                                 ++revp;
1275                         }
1276                 }
1277                 hdr.index = i;
1278
1279                 /* Grab a series of valid entries */
1280                 while (i < kvm->arch.hpt_npte &&
1281                        hdr.n_valid < 0xffff &&
1282                        nb + HPTE_SIZE < count &&
1283                        record_hpte(flags, hptp, hpte, revp, 1, first_pass)) {
1284                         /* valid entry, write it out */
1285                         ++hdr.n_valid;
1286                         if (__put_user(hpte[0], lbuf) ||
1287                             __put_user(hpte[1], lbuf + 1))
1288                                 return -EFAULT;
1289                         nb += HPTE_SIZE;
1290                         lbuf += 2;
1291                         ++i;
1292                         hptp += 2;
1293                         ++revp;
1294                 }
1295                 /* Now skip invalid entries while we can */
1296                 while (i < kvm->arch.hpt_npte &&
1297                        hdr.n_invalid < 0xffff &&
1298                        record_hpte(flags, hptp, hpte, revp, 0, first_pass)) {
1299                         /* found an invalid entry */
1300                         ++hdr.n_invalid;
1301                         ++i;
1302                         hptp += 2;
1303                         ++revp;
1304                 }
1305
1306                 if (hdr.n_valid || hdr.n_invalid) {
1307                         /* write back the header */
1308                         if (__copy_to_user(hptr, &hdr, sizeof(hdr)))
1309                                 return -EFAULT;
1310                         nw = nb;
1311                         buf = (char __user *)lbuf;
1312                 } else {
1313                         nb = nw;
1314                 }
1315
1316                 /* Check if we've wrapped around the hash table */
1317                 if (i >= kvm->arch.hpt_npte) {
1318                         i = 0;
1319                         ctx->first_pass = 0;
1320                         break;
1321                 }
1322         }
1323
1324         ctx->index = i;
1325
1326         return nb;
1327 }
1328
1329 static ssize_t kvm_htab_write(struct file *file, const char __user *buf,
1330                               size_t count, loff_t *ppos)
1331 {
1332         struct kvm_htab_ctx *ctx = file->private_data;
1333         struct kvm *kvm = ctx->kvm;
1334         struct kvm_get_htab_header hdr;
1335         unsigned long i, j;
1336         unsigned long v, r;
1337         unsigned long __user *lbuf;
1338         __be64 *hptp;
1339         unsigned long tmp[2];
1340         ssize_t nb;
1341         long int err, ret;
1342         int rma_setup;
1343
1344         if (!access_ok(VERIFY_READ, buf, count))
1345                 return -EFAULT;
1346
1347         /* lock out vcpus from running while we're doing this */
1348         mutex_lock(&kvm->lock);
1349         rma_setup = kvm->arch.rma_setup_done;
1350         if (rma_setup) {
1351                 kvm->arch.rma_setup_done = 0;   /* temporarily */
1352                 /* order rma_setup_done vs. vcpus_running */
1353                 smp_mb();
1354                 if (atomic_read(&kvm->arch.vcpus_running)) {
1355                         kvm->arch.rma_setup_done = 1;
1356                         mutex_unlock(&kvm->lock);
1357                         return -EBUSY;
1358                 }
1359         }
1360
1361         err = 0;
1362         for (nb = 0; nb + sizeof(hdr) <= count; ) {
1363                 err = -EFAULT;
1364                 if (__copy_from_user(&hdr, buf, sizeof(hdr)))
1365                         break;
1366
1367                 err = 0;
1368                 if (nb + hdr.n_valid * HPTE_SIZE > count)
1369                         break;
1370
1371                 nb += sizeof(hdr);
1372                 buf += sizeof(hdr);
1373
1374                 err = -EINVAL;
1375                 i = hdr.index;
1376                 if (i >= kvm->arch.hpt_npte ||
1377                     i + hdr.n_valid + hdr.n_invalid > kvm->arch.hpt_npte)
1378                         break;
1379
1380                 hptp = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (i * HPTE_SIZE));
1381                 lbuf = (unsigned long __user *)buf;
1382                 for (j = 0; j < hdr.n_valid; ++j) {
1383                         __be64 hpte_v;
1384                         __be64 hpte_r;
1385
1386                         err = -EFAULT;
1387                         if (__get_user(hpte_v, lbuf) ||
1388                             __get_user(hpte_r, lbuf + 1))
1389                                 goto out;
1390                         v = be64_to_cpu(hpte_v);
1391                         r = be64_to_cpu(hpte_r);
1392                         err = -EINVAL;
1393                         if (!(v & HPTE_V_VALID))
1394                                 goto out;
1395                         lbuf += 2;
1396                         nb += HPTE_SIZE;
1397
1398                         if (be64_to_cpu(hptp[0]) & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT))
1399                                 kvmppc_do_h_remove(kvm, 0, i, 0, tmp);
1400                         err = -EIO;
1401                         ret = kvmppc_virtmode_do_h_enter(kvm, H_EXACT, i, v, r,
1402                                                          tmp);
1403                         if (ret != H_SUCCESS) {
1404                                 pr_err("kvm_htab_write ret %ld i=%ld v=%lx "
1405                                        "r=%lx\n", ret, i, v, r);
1406                                 goto out;
1407                         }
1408                         if (!rma_setup && is_vrma_hpte(v)) {
1409                                 unsigned long psize = hpte_base_page_size(v, r);
1410                                 unsigned long senc = slb_pgsize_encoding(psize);
1411                                 unsigned long lpcr;
1412
1413                                 kvm->arch.vrma_slb_v = senc | SLB_VSID_B_1T |
1414                                         (VRMA_VSID << SLB_VSID_SHIFT_1T);
1415                                 lpcr = senc << (LPCR_VRMASD_SH - 4);
1416                                 kvmppc_update_lpcr(kvm, lpcr, LPCR_VRMASD);
1417                                 rma_setup = 1;
1418                         }
1419                         ++i;
1420                         hptp += 2;
1421                 }
1422
1423                 for (j = 0; j < hdr.n_invalid; ++j) {
1424                         if (be64_to_cpu(hptp[0]) & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT))
1425                                 kvmppc_do_h_remove(kvm, 0, i, 0, tmp);
1426                         ++i;
1427                         hptp += 2;
1428                 }
1429                 err = 0;
1430         }
1431
1432  out:
1433         /* Order HPTE updates vs. rma_setup_done */
1434         smp_wmb();
1435         kvm->arch.rma_setup_done = rma_setup;
1436         mutex_unlock(&kvm->lock);
1437
1438         if (err)
1439                 return err;
1440         return nb;
1441 }
1442
1443 static int kvm_htab_release(struct inode *inode, struct file *filp)
1444 {
1445         struct kvm_htab_ctx *ctx = filp->private_data;
1446
1447         filp->private_data = NULL;
1448         if (!(ctx->flags & KVM_GET_HTAB_WRITE))
1449                 atomic_dec(&ctx->kvm->arch.hpte_mod_interest);
1450         kvm_put_kvm(ctx->kvm);
1451         kfree(ctx);
1452         return 0;
1453 }
1454
1455 static const struct file_operations kvm_htab_fops = {
1456         .read           = kvm_htab_read,
1457         .write          = kvm_htab_write,
1458         .llseek         = default_llseek,
1459         .release        = kvm_htab_release,
1460 };
1461
1462 int kvm_vm_ioctl_get_htab_fd(struct kvm *kvm, struct kvm_get_htab_fd *ghf)
1463 {
1464         int ret;
1465         struct kvm_htab_ctx *ctx;
1466         int rwflag;
1467
1468         /* reject flags we don't recognize */
1469         if (ghf->flags & ~(KVM_GET_HTAB_BOLTED_ONLY | KVM_GET_HTAB_WRITE))
1470                 return -EINVAL;
1471         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
1472         if (!ctx)
1473                 return -ENOMEM;
1474         kvm_get_kvm(kvm);
1475         ctx->kvm = kvm;
1476         ctx->index = ghf->start_index;
1477         ctx->flags = ghf->flags;
1478         ctx->first_pass = 1;
1479
1480         rwflag = (ghf->flags & KVM_GET_HTAB_WRITE) ? O_WRONLY : O_RDONLY;
1481         ret = anon_inode_getfd("kvm-htab", &kvm_htab_fops, ctx, rwflag | O_CLOEXEC);
1482         if (ret < 0) {
1483                 kvm_put_kvm(kvm);
1484                 return ret;
1485         }
1486
1487         if (rwflag == O_RDONLY) {
1488                 mutex_lock(&kvm->slots_lock);
1489                 atomic_inc(&kvm->arch.hpte_mod_interest);
1490                 /* make sure kvmppc_do_h_enter etc. see the increment */
1491                 synchronize_srcu_expedited(&kvm->srcu);
1492                 mutex_unlock(&kvm->slots_lock);
1493         }
1494
1495         return ret;
1496 }
1497
1498 void kvmppc_mmu_book3s_hv_init(struct kvm_vcpu *vcpu)
1499 {
1500         struct kvmppc_mmu *mmu = &vcpu->arch.mmu;
1501
1502         vcpu->arch.slb_nr = 32;         /* POWER7/POWER8 */
1503
1504         mmu->xlate = kvmppc_mmu_book3s_64_hv_xlate;
1505         mmu->reset_msr = kvmppc_mmu_book3s_64_hv_reset_msr;
1506
1507         vcpu->arch.hflags |= BOOK3S_HFLAG_SLB;
1508 }