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 /* POWER7 has 10-bit LPIDs, PPC970 has 6-bit LPIDs */
  41 #define MAX_LPID_970    63
  42
  43 /* Power architecture requires HPT is at least 256kB */
  44 #define PPC_MIN_HPT_ORDER       18
  45
  46 static long kvmppc_virtmode_do_h_enter(struct kvm *kvm, unsigned long flags,
  47                                 long pte_index, unsigned long pteh,
  48                                 unsigned long ptel, unsigned long *pte_idx_ret);
  49
  50 long kvmppc_alloc_hpt(struct kvm *kvm, u32 *htab_orderp)
  51 {
  52         unsigned long hpt;
  53         struct revmap_entry *rev;
  54         struct kvmppc_linear_info *li;
  55         long order = kvm_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         /*
  64          * If the user wants a different size from default,
  65          * try first to allocate it from the kernel page allocator.
  66          */
  67         hpt = 0;
  68         if (order != kvm_hpt_order) {
  69                 hpt = __get_free_pages(GFP_KERNEL|__GFP_ZERO|__GFP_REPEAT|
  70                                        __GFP_NOWARN, order - PAGE_SHIFT);
  71                 if (!hpt)
  72                         --order;
  73         }
  74
  75         /* Next try to allocate from the preallocated pool */
  76         if (!hpt) {
  77                 li = kvm_alloc_hpt();
  78                 if (li) {
  79                         hpt = (ulong)li->base_virt;
  80                         kvm->arch.hpt_li = li;
  81                         order = kvm_hpt_order;
  82                 }
  83         }
  84
  85         /* Lastly try successively smaller sizes from the page allocator */
  86         while (!hpt && order > PPC_MIN_HPT_ORDER) {
  87                 hpt = __get_free_pages(GFP_KERNEL|__GFP_ZERO|__GFP_REPEAT|
  88                                        __GFP_NOWARN, order - PAGE_SHIFT);
  89                 if (!hpt)
  90                         --order;
  91         }
  92
  93         if (!hpt)
  94                 return -ENOMEM;
  95
  96         kvm->arch.hpt_virt = hpt;
  97         kvm->arch.hpt_order = order;
  98         /* HPTEs are 2**4 bytes long */
  99         kvm->arch.hpt_npte = 1ul << (order - 4);
 100         /* 128 (2**7) bytes in each HPTEG */
 101         kvm->arch.hpt_mask = (1ul << (order - 7)) - 1;
 102
 103         /* Allocate reverse map array */
 104         rev = vmalloc(sizeof(struct revmap_entry) * kvm->arch.hpt_npte);
 105         if (!rev) {
 106                 pr_err("kvmppc_alloc_hpt: Couldn't alloc reverse map array\n");
 107                 goto out_freehpt;
 108         }
 109         kvm->arch.revmap = rev;
 110         kvm->arch.sdr1 = __pa(hpt) | (order - 18);
 111
 112         pr_info("KVM guest htab at %lx (order %ld), LPID %x\n",
 113                 hpt, order, kvm->arch.lpid);
 114
 115         if (htab_orderp)
 116                 *htab_orderp = order;
 117         return 0;
 118
 119  out_freehpt:
 120         if (kvm->arch.hpt_li)
 121                 kvm_release_hpt(kvm->arch.hpt_li);
 122         else
 123                 free_pages(hpt, order - PAGE_SHIFT);
 124         return -ENOMEM;
 125 }
 126
 127 long kvmppc_alloc_reset_hpt(struct kvm *kvm, u32 *htab_orderp)
 128 {
 129         long err = -EBUSY;
 130         long order;
 131
 132         mutex_lock(&kvm->lock);
 133         if (kvm->arch.rma_setup_done) {
 134                 kvm->arch.rma_setup_done = 0;
 135                 /* order rma_setup_done vs. vcpus_running */
 136                 smp_mb();
 137                 if (atomic_read(&kvm->arch.vcpus_running)) {
 138                         kvm->arch.rma_setup_done = 1;
 139                         goto out;
 140                 }
 141         }
 142         if (kvm->arch.hpt_virt) {
 143                 order = kvm->arch.hpt_order;
 144                 /* Set the entire HPT to 0, i.e. invalid HPTEs */
 145                 memset((void *)kvm->arch.hpt_virt, 0, 1ul << order);
 146                 /*
 147                  * Set the whole last_vcpu array to an invalid vcpu number.
 148                  * This ensures that each vcpu will flush its TLB on next entry.
 149                  */
 150                 memset(kvm->arch.last_vcpu, 0xff, sizeof(kvm->arch.last_vcpu));
 151                 *htab_orderp = order;
 152                 err = 0;
 153         } else {
 154                 err = kvmppc_alloc_hpt(kvm, htab_orderp);
 155                 order = *htab_orderp;
 156         }
 157  out:
 158         mutex_unlock(&kvm->lock);
 159         return err;
 160 }
 161
 162 void kvmppc_free_hpt(struct kvm *kvm)
 163 {
 164         kvmppc_free_lpid(kvm->arch.lpid);
 165         vfree(kvm->arch.revmap);
 166         if (kvm->arch.hpt_li)
 167                 kvm_release_hpt(kvm->arch.hpt_li);
 168         else
 169                 free_pages(kvm->arch.hpt_virt,
 170                            kvm->arch.hpt_order - PAGE_SHIFT);
 171 }
 172
 173 /* Bits in first HPTE dword for pagesize 4k, 64k or 16M */
 174 static inline unsigned long hpte0_pgsize_encoding(unsigned long pgsize)
 175 {
 176         return (pgsize > 0x1000) ? HPTE_V_LARGE : 0;
 177 }
 178
 179 /* Bits in second HPTE dword for pagesize 4k, 64k or 16M */
 180 static inline unsigned long hpte1_pgsize_encoding(unsigned long pgsize)
 181 {
 182         return (pgsize == 0x10000) ? 0x1000 : 0;
 183 }
 184
 185 void kvmppc_map_vrma(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_memory_slot *memslot,
 186                      unsigned long porder)
 187 {
 188         unsigned long i;
 189         unsigned long npages;
 190         unsigned long hp_v, hp_r;
 191         unsigned long addr, hash;
 192         unsigned long psize;
 193         unsigned long hp0, hp1;
 194         unsigned long idx_ret;
 195         long ret;
 196         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 197
 198         psize = 1ul << porder;
 199         npages = memslot->npages >> (porder - PAGE_SHIFT);
 200
 201         /* VRMA can't be > 1TB */
 202         if (npages > 1ul << (40 - porder))
 203                 npages = 1ul << (40 - porder);
 204         /* Can't use more than 1 HPTE per HPTEG */
 205         if (npages > kvm->arch.hpt_mask + 1)
 206                 npages = kvm->arch.hpt_mask + 1;
 207
 208         hp0 = HPTE_V_1TB_SEG | (VRMA_VSID << (40 - 16)) |
 209                 HPTE_V_BOLTED | hpte0_pgsize_encoding(psize);
 210         hp1 = hpte1_pgsize_encoding(psize) |
 211                 HPTE_R_R | HPTE_R_C | HPTE_R_M | PP_RWXX;
 212
 213         for (i = 0; i < npages; ++i) {
 214                 addr = i << porder;
 215                 /* can't use hpt_hash since va > 64 bits */
 216                 hash = (i ^ (VRMA_VSID ^ (VRMA_VSID << 25))) & kvm->arch.hpt_mask;
 217                 /*
 218                  * We assume that the hash table is empty and no
 219                  * vcpus are using it at this stage.  Since we create
 220                  * at most one HPTE per HPTEG, we just assume entry 7
 221                  * is available and use it.
 222                  */
 223                 hash = (hash << 3) + 7;
 224                 hp_v = hp0 | ((addr >> 16) & ~0x7fUL);
 225                 hp_r = hp1 | addr;
 226                 ret = kvmppc_virtmode_do_h_enter(kvm, H_EXACT, hash, hp_v, hp_r,
 227                                                  &idx_ret);
 228                 if (ret != H_SUCCESS) {
 229                         pr_err("KVM: map_vrma at %lx failed, ret=%ld\n",
 230                                addr, ret);
 231                         break;
 232                 }
 233         }
 234 }
 235
 236 int kvmppc_mmu_hv_init(void)
 237 {
 238         unsigned long host_lpid, rsvd_lpid;
 239
 240         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
 241                 return -EINVAL;
 242
 243         /* POWER7 has 10-bit LPIDs, PPC970 and e500mc have 6-bit LPIDs */
 244         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_206)) {
 245                 host_lpid = mfspr(SPRN_LPID);   /* POWER7 */
 246                 rsvd_lpid = LPID_RSVD;
 247         } else {
 248                 host_lpid = 0;                  /* PPC970 */
 249                 rsvd_lpid = MAX_LPID_970;
 250         }
 251
 252         kvmppc_init_lpid(rsvd_lpid + 1);
 253
 254         kvmppc_claim_lpid(host_lpid);
 255         /* rsvd_lpid is reserved for use in partition switching */
 256         kvmppc_claim_lpid(rsvd_lpid);
 257
 258         return 0;
 259 }
 260
 261 void kvmppc_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu)
 262 {
 263 }
 264
 265 static void kvmppc_mmu_book3s_64_hv_reset_msr(struct kvm_vcpu *vcpu)
 266 {
 267         kvmppc_set_msr(vcpu, MSR_SF | MSR_ME);
 268 }
 269
 270 /*
 271  * This is called to get a reference to a guest page if there isn't
 272  * one already in the memslot->arch.slot_phys[] array.
 273  */
 274 static long kvmppc_get_guest_page(struct kvm *kvm, unsigned long gfn,
 275                                   struct kvm_memory_slot *memslot,
 276                                   unsigned long psize)
 277 {
 278         unsigned long start;
 279         long np, err;
 280         struct page *page, *hpage, *pages[1];
 281         unsigned long s, pgsize;
 282         unsigned long *physp;
 283         unsigned int is_io, got, pgorder;
 284         struct vm_area_struct *vma;
 285         unsigned long pfn, i, npages;
 286
 287         physp = memslot->arch.slot_phys;
 288         if (!physp)
 289                 return -EINVAL;
 290         if (physp[gfn - memslot->base_gfn])
 291                 return 0;
 292
 293         is_io = 0;
 294         got = 0;
 295         page = NULL;
 296         pgsize = psize;
 297         err = -EINVAL;
 298         start = gfn_to_hva_memslot(memslot, gfn);
 299
 300         /* Instantiate and get the page we want access to */
 301         np = get_user_pages_fast(start, 1, 1, pages);
 302         if (np != 1) {
 303                 /* Look up the vma for the page */
 304                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
 305                 vma = find_vma(current->mm, start);
 306                 if (!vma || vma->vm_start > start ||
 307                     start + psize > vma->vm_end ||
 308                     !(vma->vm_flags & VM_PFNMAP))
 309                         goto up_err;
 310                 is_io = hpte_cache_bits(pgprot_val(vma->vm_page_prot));
 311                 pfn = vma->vm_pgoff + ((start - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
 312                 /* check alignment of pfn vs. requested page size */
 313                 if (psize > PAGE_SIZE && (pfn & ((psize >> PAGE_SHIFT) - 1)))
 314                         goto up_err;
 315                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
 316
 317         } else {
 318                 page = pages[0];
 319                 got = KVMPPC_GOT_PAGE;
 320
 321                 /* See if this is a large page */
 322                 s = PAGE_SIZE;
 323                 if (PageHuge(page)) {
 324                         hpage = compound_head(page);
 325                         s <<= compound_order(hpage);
 326                         /* Get the whole large page if slot alignment is ok */
 327                         if (s > psize && slot_is_aligned(memslot, s) &&
 328                             !(memslot->userspace_addr & (s - 1))) {
 329                                 start &= ~(s - 1);
 330                                 pgsize = s;
 331                                 get_page(hpage);
 332                                 put_page(page);
 333                                 page = hpage;
 334                         }
 335                 }
 336                 if (s < psize)
 337                         goto out;
 338                 pfn = page_to_pfn(page);
 339         }
 340
 341         npages = pgsize >> PAGE_SHIFT;
 342         pgorder = __ilog2(npages);
 343         physp += (gfn - memslot->base_gfn) & ~(npages - 1);
 344         spin_lock(&kvm->arch.slot_phys_lock);
 345         for (i = 0; i < npages; ++i) {
 346                 if (!physp[i]) {
 347                         physp[i] = ((pfn + i) << PAGE_SHIFT) +
 348                                 got + is_io + pgorder;
 349                         got = 0;
 350                 }
 351         }
 352         spin_unlock(&kvm->arch.slot_phys_lock);
 353         err = 0;
 354
 355  out:
 356         if (got)
 357                 put_page(page);
 358         return err;
 359
 360  up_err:
 361         up_read(&current->mm->mmap_sem);
 362         return err;
 363 }
 364
 365 long kvmppc_virtmode_do_h_enter(struct kvm *kvm, unsigned long flags,
 366                                 long pte_index, unsigned long pteh,
 367                                 unsigned long ptel, unsigned long *pte_idx_ret)
 368 {
 369         unsigned long psize, gpa, gfn;
 370         struct kvm_memory_slot *memslot;
 371         long ret;
 372
 373         if (kvm->arch.using_mmu_notifiers)
 374                 goto do_insert;
 375
 376         psize = hpte_page_size(pteh, ptel);
 377         if (!psize)
 378                 return H_PARAMETER;
 379
 380         pteh &= ~(HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID);
 381
 382         /* Find the memslot (if any) for this address */
 383         gpa = (ptel & HPTE_R_RPN) & ~(psize - 1);
 384         gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
 385         memslot = gfn_to_memslot(kvm, gfn);
 386         if (memslot && !(memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID)) {
 387                 if (!slot_is_aligned(memslot, psize))
 388                         return H_PARAMETER;
 389                 if (kvmppc_get_guest_page(kvm, gfn, memslot, psize) < 0)
 390                         return H_PARAMETER;
 391         }
 392
 393  do_insert:
 394         /* Protect linux PTE lookup from page table destruction */
 395         rcu_read_lock_sched();  /* this disables preemption too */
 396         ret = kvmppc_do_h_enter(kvm, flags, pte_index, pteh, ptel,
 397                                 current->mm->pgd, false, pte_idx_ret);
 398         rcu_read_unlock_sched();
 399         if (ret == H_TOO_HARD) {
 400                 /* this can't happen */
 401                 pr_err("KVM: Oops, kvmppc_h_enter returned too hard!\n");
 402                 ret = H_RESOURCE;       /* or something */
 403         }
 404         return ret;
 405
 406 }
 407
 408 /*
 409  * We come here on a H_ENTER call from the guest when we are not
 410  * using mmu notifiers and we don't have the requested page pinned
 411  * already.
 412  */
 413 long kvmppc_virtmode_h_enter(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 414                              long pte_index, unsigned long pteh,
 415                              unsigned long ptel)
 416 {
 417         return kvmppc_virtmode_do_h_enter(vcpu->kvm, flags, pte_index,
 418                                           pteh, ptel, &vcpu->arch.gpr[4]);
 419 }
 420
 421 static struct kvmppc_slb *kvmppc_mmu_book3s_hv_find_slbe(struct kvm_vcpu *vcpu,
 422                                                          gva_t eaddr)
 423 {
 424         u64 mask;
 425         int i;
 426
 427         for (i = 0; i < vcpu->arch.slb_nr; i++) {
 428                 if (!(vcpu->arch.slb[i].orige & SLB_ESID_V))
 429                         continue;
 430
 431                 if (vcpu->arch.slb[i].origv & SLB_VSID_B_1T)
 432                         mask = ESID_MASK_1T;
 433                 else
 434                         mask = ESID_MASK;
 435
 436                 if (((vcpu->arch.slb[i].orige ^ eaddr) & mask) == 0)
 437                         return &vcpu->arch.slb[i];
 438         }
 439         return NULL;
 440 }
 441
 442 static unsigned long kvmppc_mmu_get_real_addr(unsigned long v, unsigned long r,
 443                         unsigned long ea)
 444 {
 445         unsigned long ra_mask;
 446
 447         ra_mask = hpte_page_size(v, r) - 1;
 448         return (r & HPTE_R_RPN & ~ra_mask) | (ea & ra_mask);
 449 }
 450
 451 static int kvmppc_mmu_book3s_64_hv_xlate(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t eaddr,
 452                         struct kvmppc_pte *gpte, bool data)
 453 {
 454         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 455         struct kvmppc_slb *slbe;
 456         unsigned long slb_v;
 457         unsigned long pp, key;
 458         unsigned long v, gr;
 459         unsigned long *hptep;
 460         int index;
 461         int virtmode = vcpu->arch.shregs.msr & (data ? MSR_DR : MSR_IR);
 462
 463         /* Get SLB entry */
 464         if (virtmode) {
 465                 slbe = kvmppc_mmu_book3s_hv_find_slbe(vcpu, eaddr);
 466                 if (!slbe)
 467                         return -EINVAL;
 468                 slb_v = slbe->origv;
 469         } else {
 470                 /* real mode access */
 471                 slb_v = vcpu->kvm->arch.vrma_slb_v;
 472         }
 473
 474         /* Find the HPTE in the hash table */
 475         index = kvmppc_hv_find_lock_hpte(kvm, eaddr, slb_v,
 476                                          HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT);
 477         if (index < 0)
 478                 return -ENOENT;
 479         hptep = (unsigned long *)(kvm->arch.hpt_virt + (index << 4));
 480         v = hptep[0] & ~HPTE_V_HVLOCK;
 481         gr = kvm->arch.revmap[index].guest_rpte;
 482
 483         /* Unlock the HPTE */
 484         asm volatile("lwsync" : : : "memory");
 485         hptep[0] = v;
 486
 487         gpte->eaddr = eaddr;
 488         gpte->vpage = ((v & HPTE_V_AVPN) << 4) | ((eaddr >> 12) & 0xfff);
 489
 490         /* Get PP bits and key for permission check */
 491         pp = gr & (HPTE_R_PP0 | HPTE_R_PP);
 492         key = (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_PR) ? SLB_VSID_KP : SLB_VSID_KS;
 493         key &= slb_v;
 494
 495         /* Calculate permissions */
 496         gpte->may_read = hpte_read_permission(pp, key);
 497         gpte->may_write = hpte_write_permission(pp, key);
 498         gpte->may_execute = gpte->may_read && !(gr & (HPTE_R_N | HPTE_R_G));
 499
 500         /* Storage key permission check for POWER7 */
 501         if (data && virtmode && cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_206)) {
 502                 int amrfield = hpte_get_skey_perm(gr, vcpu->arch.amr);
 503                 if (amrfield & 1)
 504                         gpte->may_read = 0;
 505                 if (amrfield & 2)
 506                         gpte->may_write = 0;
 507         }
 508
 509         /* Get the guest physical address */
 510         gpte->raddr = kvmppc_mmu_get_real_addr(v, gr, eaddr);
 511         return 0;
 512 }
 513
 514 /*
 515  * Quick test for whether an instruction is a load or a store.
 516  * If the instruction is a load or a store, then this will indicate
 517  * which it is, at least on server processors.  (Embedded processors
 518  * have some external PID instructions that don't follow the rule
 519  * embodied here.)  If the instruction isn't a load or store, then
 520  * this doesn't return anything useful.
 521  */
 522 static int instruction_is_store(unsigned int instr)
 523 {
 524         unsigned int mask;
 525
 526         mask = 0x10000000;
 527         if ((instr & 0xfc000000) == 0x7c000000)
 528                 mask = 0x100;           /* major opcode 31 */
 529         return (instr & mask) != 0;
 530 }
 531
 532 static int kvmppc_hv_emulate_mmio(struct kvm_run *run, struct kvm_vcpu *vcpu,
 533                                   unsigned long gpa, gva_t ea, int is_store)
 534 {
 535         int ret;
 536         u32 last_inst;
 537         unsigned long srr0 = kvmppc_get_pc(vcpu);
 538
 539         /* We try to load the last instruction.  We don't let
 540          * emulate_instruction do it as it doesn't check what
 541          * kvmppc_ld returns.
 542          * If we fail, we just return to the guest and try executing it again.
 543          */
 544         if (vcpu->arch.last_inst == KVM_INST_FETCH_FAILED) {
 545                 ret = kvmppc_ld(vcpu, &srr0, sizeof(u32), &last_inst, false);
 546                 if (ret != EMULATE_DONE || last_inst == KVM_INST_FETCH_FAILED)
 547                         return RESUME_GUEST;
 548                 vcpu->arch.last_inst = last_inst;
 549         }
 550
 551         /*
 552          * WARNING: We do not know for sure whether the instruction we just
 553          * read from memory is the same that caused the fault in the first
 554          * place.  If the instruction we read is neither an load or a store,
 555          * then it can't access memory, so we don't need to worry about
 556          * enforcing access permissions.  So, assuming it is a load or
 557          * store, we just check that its direction (load or store) is
 558          * consistent with the original fault, since that's what we
 559          * checked the access permissions against.  If there is a mismatch
 560          * we just return and retry the instruction.
 561          */
 562
 563         if (instruction_is_store(vcpu->arch.last_inst) != !!is_store)
 564                 return RESUME_GUEST;
 565
 566         /*
 567          * Emulated accesses are emulated by looking at the hash for
 568          * translation once, then performing the access later. The
 569          * translation could be invalidated in the meantime in which
 570          * point performing the subsequent memory access on the old
 571          * physical address could possibly be a security hole for the
 572          * guest (but not the host).
 573          *
 574          * This is less of an issue for MMIO stores since they aren't
 575          * globally visible. It could be an issue for MMIO loads to
 576          * a certain extent but we'll ignore it for now.
 577          */
 578
 579         vcpu->arch.paddr_accessed = gpa;
 580         vcpu->arch.vaddr_accessed = ea;
 581         return kvmppc_emulate_mmio(run, vcpu);
 582 }
 583
 584 int kvmppc_book3s_hv_page_fault(struct kvm_run *run, struct kvm_vcpu *vcpu,
 585                                 unsigned long ea, unsigned long dsisr)
 586 {
 587         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 588         unsigned long *hptep, hpte[3], r;
 589         unsigned long mmu_seq, psize, pte_size;
 590         unsigned long gpa, gfn, hva, pfn;
 591         struct kvm_memory_slot *memslot;
 592         unsigned long *rmap;
 593         struct revmap_entry *rev;
 594         struct page *page, *pages[1];
 595         long index, ret, npages;
 596         unsigned long is_io;
 597         unsigned int writing, write_ok;
 598         struct vm_area_struct *vma;
 599         unsigned long rcbits;
 600
 601         /*
 602          * Real-mode code has already searched the HPT and found the
 603          * entry we're interested in.  Lock the entry and check that
 604          * it hasn't changed.  If it has, just return and re-execute the
 605          * instruction.
 606          */
 607         if (ea != vcpu->arch.pgfault_addr)
 608                 return RESUME_GUEST;
 609         index = vcpu->arch.pgfault_index;
 610         hptep = (unsigned long *)(kvm->arch.hpt_virt + (index << 4));
 611         rev = &kvm->arch.revmap[index];
 612         preempt_disable();
 613         while (!try_lock_hpte(hptep, HPTE_V_HVLOCK))
 614                 cpu_relax();
 615         hpte[0] = hptep[0] & ~HPTE_V_HVLOCK;
 616         hpte[1] = hptep[1];
 617         hpte[2] = r = rev->guest_rpte;
 618         asm volatile("lwsync" : : : "memory");
 619         hptep[0] = hpte[0];
 620         preempt_enable();
 621
 622         if (hpte[0] != vcpu->arch.pgfault_hpte[0] ||
 623             hpte[1] != vcpu->arch.pgfault_hpte[1])
 624                 return RESUME_GUEST;
 625
 626         /* Translate the logical address and get the page */
 627         psize = hpte_page_size(hpte[0], r);
 628         gpa = (r & HPTE_R_RPN & ~(psize - 1)) | (ea & (psize - 1));
 629         gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
 630         memslot = gfn_to_memslot(kvm, gfn);
 631
 632         /* No memslot means it's an emulated MMIO region */
 633         if (!memslot || (memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID))
 634                 return kvmppc_hv_emulate_mmio(run, vcpu, gpa, ea,
 635                                               dsisr & DSISR_ISSTORE);
 636
 637         if (!kvm->arch.using_mmu_notifiers)
 638                 return -EFAULT;         /* should never get here */
 639
 640         /* used to check for invalidations in progress */
 641         mmu_seq = kvm->mmu_notifier_seq;
 642         smp_rmb();
 643
 644         is_io = 0;
 645         pfn = 0;
 646         page = NULL;
 647         pte_size = PAGE_SIZE;
 648         writing = (dsisr & DSISR_ISSTORE) != 0;
 649         /* If writing != 0, then the HPTE must allow writing, if we get here */
 650         write_ok = writing;
 651         hva = gfn_to_hva_memslot(memslot, gfn);
 652         npages = get_user_pages_fast(hva, 1, writing, pages);
 653         if (npages < 1) {
 654                 /* Check if it's an I/O mapping */
 655                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
 656                 vma = find_vma(current->mm, hva);
 657                 if (vma && vma->vm_start <= hva && hva + psize <= vma->vm_end &&
 658                     (vma->vm_flags & VM_PFNMAP)) {
 659                         pfn = vma->vm_pgoff +
 660                                 ((hva - vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT);
 661                         pte_size = psize;
 662                         is_io = hpte_cache_bits(pgprot_val(vma->vm_page_prot));
 663                         write_ok = vma->vm_flags & VM_WRITE;
 664                 }
 665                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
 666                 if (!pfn)
 667                         return -EFAULT;
 668         } else {
 669                 page = pages[0];
 670                 if (PageHuge(page)) {
 671                         page = compound_head(page);
 672                         pte_size <<= compound_order(page);
 673                 }
 674                 /* if the guest wants write access, see if that is OK */
 675                 if (!writing && hpte_is_writable(r)) {
 676                         pte_t *ptep, pte;
 677
 678                         /*
 679                          * We need to protect against page table destruction
 680                          * while looking up and updating the pte.
 681                          */
 682                         rcu_read_lock_sched();
 683                         ptep = find_linux_pte_or_hugepte(current->mm->pgd,
 684                                                          hva, NULL);
 685                         if (ptep && pte_present(*ptep)) {
 686                                 pte = kvmppc_read_update_linux_pte(ptep, 1);
 687                                 if (pte_write(pte))
 688                                         write_ok = 1;
 689                         }
 690                         rcu_read_unlock_sched();
 691                 }
 692                 pfn = page_to_pfn(page);
 693         }
 694
 695         ret = -EFAULT;
 696         if (psize > pte_size)
 697                 goto out_put;
 698
 699         /* Check WIMG vs. the actual page we're accessing */
 700         if (!hpte_cache_flags_ok(r, is_io)) {
 701                 if (is_io)
 702                         return -EFAULT;
 703                 /*
 704                  * Allow guest to map emulated device memory as
 705                  * uncacheable, but actually make it cacheable.
 706                  */
 707                 r = (r & ~(HPTE_R_W|HPTE_R_I|HPTE_R_G)) | HPTE_R_M;
 708         }
 709
 710         /* Set the HPTE to point to pfn */
 711         r = (r & ~(HPTE_R_PP0 - pte_size)) | (pfn << PAGE_SHIFT);
 712         if (hpte_is_writable(r) && !write_ok)
 713                 r = hpte_make_readonly(r);
 714         ret = RESUME_GUEST;
 715         preempt_disable();
 716         while (!try_lock_hpte(hptep, HPTE_V_HVLOCK))
 717                 cpu_relax();
 718         if ((hptep[0] & ~HPTE_V_HVLOCK) != hpte[0] || hptep[1] != hpte[1] ||
 719             rev->guest_rpte != hpte[2])
 720                 /* HPTE has been changed under us; let the guest retry */
 721                 goto out_unlock;
 722         hpte[0] = (hpte[0] & ~HPTE_V_ABSENT) | HPTE_V_VALID;
 723
 724         rmap = &memslot->arch.rmap[gfn - memslot->base_gfn];
 725         lock_rmap(rmap);
 726
 727         /* Check if we might have been invalidated; let the guest retry if so */
 728         ret = RESUME_GUEST;
 729         if (mmu_notifier_retry(vcpu->kvm, mmu_seq)) {
 730                 unlock_rmap(rmap);
 731                 goto out_unlock;
 732         }
 733
 734         /* Only set R/C in real HPTE if set in both *rmap and guest_rpte */
 735         rcbits = *rmap >> KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT;
 736         r &= rcbits | ~(HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 737
 738         if (hptep[0] & HPTE_V_VALID) {
 739                 /* HPTE was previously valid, so we need to invalidate it */
 740                 unlock_rmap(rmap);
 741                 hptep[0] |= HPTE_V_ABSENT;
 742                 kvmppc_invalidate_hpte(kvm, hptep, index);
 743                 /* don't lose previous R and C bits */
 744                 r |= hptep[1] & (HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 745         } else {
 746                 kvmppc_add_revmap_chain(kvm, rev, rmap, index, 0);
 747         }
 748
 749         hptep[1] = r;
 750         eieio();
 751         hptep[0] = hpte[0];
 752         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 753         preempt_enable();
 754         if (page && hpte_is_writable(r))
 755                 SetPageDirty(page);
 756
 757  out_put:
 758         if (page) {
 759                 /*
 760                  * We drop pages[0] here, not page because page might
 761                  * have been set to the head page of a compound, but
 762                  * we have to drop the reference on the correct tail
 763                  * page to match the get inside gup()
 764                  */
 765                 put_page(pages[0]);
 766         }
 767         return ret;
 768
 769  out_unlock:
 770         hptep[0] &= ~HPTE_V_HVLOCK;
 771         preempt_enable();
 772         goto out_put;
 773 }
 774
 775 static int kvm_handle_hva_range(struct kvm *kvm,
 776                                 unsigned long start,
 777                                 unsigned long end,
 778                                 int (*handler)(struct kvm *kvm,
 779                                                unsigned long *rmapp,
 780                                                unsigned long gfn))
 781 {
 782         int ret;
 783         int retval = 0;
 784         struct kvm_memslots *slots;
 785         struct kvm_memory_slot *memslot;
 786
 787         slots = kvm_memslots(kvm);
 788         kvm_for_each_memslot(memslot, slots) {
 789                 unsigned long hva_start, hva_end;
 790                 gfn_t gfn, gfn_end;
 791
 792                 hva_start = max(start, memslot->userspace_addr);
 793                 hva_end = min(end, memslot->userspace_addr +
 794                                         (memslot->npages << PAGE_SHIFT));
 795                 if (hva_start >= hva_end)
 796                         continue;
 797                 /*
 798                  * {gfn(page) | page intersects with [hva_start, hva_end)} =
 799                  * {gfn, gfn+1, ..., gfn_end-1}.
 800                  */
 801                 gfn = hva_to_gfn_memslot(hva_start, memslot);
 802                 gfn_end = hva_to_gfn_memslot(hva_end + PAGE_SIZE - 1, memslot);
 803
 804                 for (; gfn < gfn_end; ++gfn) {
 805                         gfn_t gfn_offset = gfn - memslot->base_gfn;
 806
 807                         ret = handler(kvm, &memslot->arch.rmap[gfn_offset], gfn);
 808                         retval |= ret;
 809                 }
 810         }
 811
 812         return retval;
 813 }
 814
 815 static int kvm_handle_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva,
 816                           int (*handler)(struct kvm *kvm, unsigned long *rmapp,
 817                                          unsigned long gfn))
 818 {
 819         return kvm_handle_hva_range(kvm, hva, hva + 1, handler);
 820 }
 821
 822 static int kvm_unmap_rmapp(struct kvm *kvm, unsigned long *rmapp,
 823                            unsigned long gfn)
 824 {
 825         struct revmap_entry *rev = kvm->arch.revmap;
 826         unsigned long h, i, j;
 827         unsigned long *hptep;
 828         unsigned long ptel, psize, rcbits;
 829
 830         for (;;) {
 831                 lock_rmap(rmapp);
 832                 if (!(*rmapp & KVMPPC_RMAP_PRESENT)) {
 833                         unlock_rmap(rmapp);
 834                         break;
 835                 }
 836
 837                 /*
 838                  * To avoid an ABBA deadlock with the HPTE lock bit,
 839                  * we can't spin on the HPTE lock while holding the
 840                  * rmap chain lock.
 841                  */
 842                 i = *rmapp & KVMPPC_RMAP_INDEX;
 843                 hptep = (unsigned long *) (kvm->arch.hpt_virt + (i << 4));
 844                 if (!try_lock_hpte(hptep, HPTE_V_HVLOCK)) {
 845                         /* unlock rmap before spinning on the HPTE lock */
 846                         unlock_rmap(rmapp);
 847                         while (hptep[0] & HPTE_V_HVLOCK)
 848                                 cpu_relax();
 849                         continue;
 850                 }
 851                 j = rev[i].forw;
 852                 if (j == i) {
 853                         /* chain is now empty */
 854                         *rmapp &= ~(KVMPPC_RMAP_PRESENT | KVMPPC_RMAP_INDEX);
 855                 } else {
 856                         /* remove i from chain */
 857                         h = rev[i].back;
 858                         rev[h].forw = j;
 859                         rev[j].back = h;
 860                         rev[i].forw = rev[i].back = i;
 861                         *rmapp = (*rmapp & ~KVMPPC_RMAP_INDEX) | j;
 862                 }
 863
 864                 /* Now check and modify the HPTE */
 865                 ptel = rev[i].guest_rpte;
 866                 psize = hpte_page_size(hptep[0], ptel);
 867                 if ((hptep[0] & HPTE_V_VALID) &&
 868                     hpte_rpn(ptel, psize) == gfn) {
 869                         if (kvm->arch.using_mmu_notifiers)
 870                                 hptep[0] |= HPTE_V_ABSENT;
 871                         kvmppc_invalidate_hpte(kvm, hptep, i);
 872                         /* Harvest R and C */
 873                         rcbits = hptep[1] & (HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 874                         *rmapp |= rcbits << KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT;
 875                         rev[i].guest_rpte = ptel | rcbits;
 876                 }
 877                 unlock_rmap(rmapp);
 878                 hptep[0] &= ~HPTE_V_HVLOCK;
 879         }
 880         return 0;
 881 }
 882
 883 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva)
 884 {
 885         if (kvm->arch.using_mmu_notifiers)
 886                 kvm_handle_hva(kvm, hva, kvm_unmap_rmapp);
 887         return 0;
 888 }
 889
 890 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end)
 891 {
 892         if (kvm->arch.using_mmu_notifiers)
 893                 kvm_handle_hva_range(kvm, start, end, kvm_unmap_rmapp);
 894         return 0;
 895 }
 896
 897 void kvmppc_core_flush_memslot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *memslot)
 898 {
 899         unsigned long *rmapp;
 900         unsigned long gfn;
 901         unsigned long n;
 902
 903         rmapp = memslot->arch.rmap;
 904         gfn = memslot->base_gfn;
 905         for (n = memslot->npages; n; --n) {
 906                 /*
 907                  * Testing the present bit without locking is OK because
 908                  * the memslot has been marked invalid already, and hence
 909                  * no new HPTEs referencing this page can be created,
 910                  * thus the present bit can't go from 0 to 1.
 911                  */
 912                 if (*rmapp & KVMPPC_RMAP_PRESENT)
 913                         kvm_unmap_rmapp(kvm, rmapp, gfn);
 914                 ++rmapp;
 915                 ++gfn;
 916         }
 917 }
 918
 919 static int kvm_age_rmapp(struct kvm *kvm, unsigned long *rmapp,
 920                          unsigned long gfn)
 921 {
 922         struct revmap_entry *rev = kvm->arch.revmap;
 923         unsigned long head, i, j;
 924         unsigned long *hptep;
 925         int ret = 0;
 926
 927  retry:
 928         lock_rmap(rmapp);
 929         if (*rmapp & KVMPPC_RMAP_REFERENCED) {
 930                 *rmapp &= ~KVMPPC_RMAP_REFERENCED;
 931                 ret = 1;
 932         }
 933         if (!(*rmapp & KVMPPC_RMAP_PRESENT)) {
 934                 unlock_rmap(rmapp);
 935                 return ret;
 936         }
 937
 938         i = head = *rmapp & KVMPPC_RMAP_INDEX;
 939         do {
 940                 hptep = (unsigned long *) (kvm->arch.hpt_virt + (i << 4));
 941                 j = rev[i].forw;
 942
 943                 /* If this HPTE isn't referenced, ignore it */
 944                 if (!(hptep[1] & HPTE_R_R))
 945                         continue;
 946
 947                 if (!try_lock_hpte(hptep, HPTE_V_HVLOCK)) {
 948                         /* unlock rmap before spinning on the HPTE lock */
 949                         unlock_rmap(rmapp);
 950                         while (hptep[0] & HPTE_V_HVLOCK)
 951                                 cpu_relax();
 952                         goto retry;
 953                 }
 954
 955                 /* Now check and modify the HPTE */
 956                 if ((hptep[0] & HPTE_V_VALID) && (hptep[1] & HPTE_R_R)) {
 957                         kvmppc_clear_ref_hpte(kvm, hptep, i);
 958                         rev[i].guest_rpte |= HPTE_R_R;
 959                         ret = 1;
 960                 }
 961                 hptep[0] &= ~HPTE_V_HVLOCK;
 962         } while ((i = j) != head);
 963
 964         unlock_rmap(rmapp);
 965         return ret;
 966 }
 967
 968 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva)
 969 {
 970         if (!kvm->arch.using_mmu_notifiers)
 971                 return 0;
 972         return kvm_handle_hva(kvm, hva, kvm_age_rmapp);
 973 }
 974
 975 static int kvm_test_age_rmapp(struct kvm *kvm, unsigned long *rmapp,
 976                               unsigned long gfn)
 977 {
 978         struct revmap_entry *rev = kvm->arch.revmap;
 979         unsigned long head, i, j;
 980         unsigned long *hp;
 981         int ret = 1;
 982
 983         if (*rmapp & KVMPPC_RMAP_REFERENCED)
 984                 return 1;
 985
 986         lock_rmap(rmapp);
 987         if (*rmapp & KVMPPC_RMAP_REFERENCED)
 988                 goto out;
 989
 990         if (*rmapp & KVMPPC_RMAP_PRESENT) {
 991                 i = head = *rmapp & KVMPPC_RMAP_INDEX;
 992                 do {
 993                         hp = (unsigned long *)(kvm->arch.hpt_virt + (i << 4));
 994                         j = rev[i].forw;
 995                         if (hp[1] & HPTE_R_R)
 996                                 goto out;
 997                 } while ((i = j) != head);
 998         }
 999         ret = 0;
1000
1001  out:
1002         unlock_rmap(rmapp);
1003         return ret;
1004 }
1005
1006 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva)
1007 {
1008         if (!kvm->arch.using_mmu_notifiers)
1009                 return 0;
1010         return kvm_handle_hva(kvm, hva, kvm_test_age_rmapp);
1011 }
1012
1013 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte)
1014 {
1015         if (!kvm->arch.using_mmu_notifiers)
1016                 return;
1017         kvm_handle_hva(kvm, hva, kvm_unmap_rmapp);
1018 }
1019
1020 static int kvm_test_clear_dirty(struct kvm *kvm, unsigned long *rmapp)
1021 {
1022         struct revmap_entry *rev = kvm->arch.revmap;
1023         unsigned long head, i, j;
1024         unsigned long *hptep;
1025         int ret = 0;
1026
1027  retry:
1028         lock_rmap(rmapp);
1029         if (*rmapp & KVMPPC_RMAP_CHANGED) {
1030                 *rmapp &= ~KVMPPC_RMAP_CHANGED;
1031                 ret = 1;
1032         }
1033         if (!(*rmapp & KVMPPC_RMAP_PRESENT)) {
1034                 unlock_rmap(rmapp);
1035                 return ret;
1036         }
1037
1038         i = head = *rmapp & KVMPPC_RMAP_INDEX;
1039         do {
1040                 hptep = (unsigned long *) (kvm->arch.hpt_virt + (i << 4));
1041                 j = rev[i].forw;
1042
1043                 if (!(hptep[1] & HPTE_R_C))
1044                         continue;
1045
1046                 if (!try_lock_hpte(hptep, HPTE_V_HVLOCK)) {
1047                         /* unlock rmap before spinning on the HPTE lock */
1048                         unlock_rmap(rmapp);
1049                         while (hptep[0] & HPTE_V_HVLOCK)
1050                                 cpu_relax();
1051                         goto retry;
1052                 }
1053
1054                 /* Now check and modify the HPTE */
1055                 if ((hptep[0] & HPTE_V_VALID) && (hptep[1] & HPTE_R_C)) {
1056                         /* need to make it temporarily absent to clear C */
1057                         hptep[0] |= HPTE_V_ABSENT;
1058                         kvmppc_invalidate_hpte(kvm, hptep, i);
1059                         hptep[1] &= ~HPTE_R_C;
1060                         eieio();
1061                         hptep[0] = (hptep[0] & ~HPTE_V_ABSENT) | HPTE_V_VALID;
1062                         rev[i].guest_rpte |= HPTE_R_C;
1063                         ret = 1;
1064                 }
1065                 hptep[0] &= ~HPTE_V_HVLOCK;
1066         } while ((i = j) != head);
1067
1068         unlock_rmap(rmapp);
1069         return ret;
1070 }
1071
1072 long kvmppc_hv_get_dirty_log(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *memslot,
1073                              unsigned long *map)
1074 {
1075         unsigned long i;
1076         unsigned long *rmapp;
1077
1078         preempt_disable();
1079         rmapp = memslot->arch.rmap;
1080         for (i = 0; i < memslot->npages; ++i) {
1081                 if (kvm_test_clear_dirty(kvm, rmapp) && map)
1082                         __set_bit_le(i, map);
1083                 ++rmapp;
1084         }
1085         preempt_enable();
1086         return 0;
1087 }
1088
1089 void *kvmppc_pin_guest_page(struct kvm *kvm, unsigned long gpa,
1090                             unsigned long *nb_ret)
1091 {
1092         struct kvm_memory_slot *memslot;
1093         unsigned long gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
1094         struct page *page, *pages[1];
1095         int npages;
1096         unsigned long hva, psize, offset;
1097         unsigned long pa;
1098         unsigned long *physp;
1099         int srcu_idx;
1100
1101         srcu_idx = srcu_read_lock(&kvm->srcu);
1102         memslot = gfn_to_memslot(kvm, gfn);
1103         if (!memslot || (memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID))
1104                 goto err;
1105         if (!kvm->arch.using_mmu_notifiers) {
1106                 physp = memslot->arch.slot_phys;
1107                 if (!physp)
1108                         goto err;
1109                 physp += gfn - memslot->base_gfn;
1110                 pa = *physp;
1111                 if (!pa) {
1112                         if (kvmppc_get_guest_page(kvm, gfn, memslot,
1113                                                   PAGE_SIZE) < 0)
1114                                 goto err;
1115                         pa = *physp;
1116                 }
1117                 page = pfn_to_page(pa >> PAGE_SHIFT);
1118                 get_page(page);
1119         } else {
1120                 hva = gfn_to_hva_memslot(memslot, gfn);
1121                 npages = get_user_pages_fast(hva, 1, 1, pages);
1122                 if (npages < 1)
1123                         goto err;
1124                 page = pages[0];
1125         }
1126         srcu_read_unlock(&kvm->srcu, srcu_idx);
1127
1128         psize = PAGE_SIZE;
1129         if (PageHuge(page)) {
1130                 page = compound_head(page);
1131                 psize <<= compound_order(page);
1132         }
1133         offset = gpa & (psize - 1);
1134         if (nb_ret)
1135                 *nb_ret = psize - offset;
1136         return page_address(page) + offset;
1137
1138  err:
1139         srcu_read_unlock(&kvm->srcu, srcu_idx);
1140         return NULL;
1141 }
1142
1143 void kvmppc_unpin_guest_page(struct kvm *kvm, void *va)
1144 {
1145         struct page *page = virt_to_page(va);
1146
1147         put_page(page);
1148 }
1149
1150 /*
1151  * Functions for reading and writing the hash table via reads and
1152  * writes on a file descriptor.
1153  *
1154  * Reads return the guest view of the hash table, which has to be
1155  * pieced together from the real hash table and the guest_rpte
1156  * values in the revmap array.
1157  *
1158  * On writes, each HPTE written is considered in turn, and if it
1159  * is valid, it is written to the HPT as if an H_ENTER with the
1160  * exact flag set was done.  When the invalid count is non-zero
1161  * in the header written to the stream, the kernel will make
1162  * sure that that many HPTEs are invalid, and invalidate them
1163  * if not.
1164  */
1165
1166 struct kvm_htab_ctx {
1167         unsigned long   index;
1168         unsigned long   flags;
1169         struct kvm      *kvm;
1170         int             first_pass;
1171 };
1172
1173 #define HPTE_SIZE       (2 * sizeof(unsigned long))
1174
1175 static long record_hpte(unsigned long flags, unsigned long *hptp,
1176                         unsigned long *hpte, struct revmap_entry *revp,
1177                         int want_valid, int first_pass)
1178 {
1179         unsigned long v, r;
1180         int ok = 1;
1181         int valid, dirty;
1182
1183         /* Unmodified entries are uninteresting except on the first pass */
1184         dirty = !!(revp->guest_rpte & HPTE_GR_MODIFIED);
1185         if (!first_pass && !dirty)
1186                 return 0;
1187
1188         valid = 0;
1189         if (hptp[0] & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT)) {
1190                 valid = 1;
1191                 if ((flags & KVM_GET_HTAB_BOLTED_ONLY) &&
1192                     !(hptp[0] & HPTE_V_BOLTED))
1193                         valid = 0;
1194         }
1195         if (valid != want_valid)
1196                 return 0;
1197
1198         v = r = 0;
1199         if (valid || dirty) {
1200                 /* lock the HPTE so it's stable and read it */
1201                 preempt_disable();
1202                 while (!try_lock_hpte(hptp, HPTE_V_HVLOCK))
1203                         cpu_relax();
1204                 v = hptp[0];
1205                 if (v & HPTE_V_ABSENT) {
1206                         v &= ~HPTE_V_ABSENT;
1207                         v |= HPTE_V_VALID;
1208                 }
1209                 /* re-evaluate valid and dirty from synchronized HPTE value */
1210                 valid = !!(v & HPTE_V_VALID);
1211                 if ((flags & KVM_GET_HTAB_BOLTED_ONLY) && !(v & HPTE_V_BOLTED))
1212                         valid = 0;
1213                 r = revp->guest_rpte | (hptp[1] & (HPTE_R_R | HPTE_R_C));
1214                 dirty = !!(revp->guest_rpte & HPTE_GR_MODIFIED);
1215                 /* only clear modified if this is the right sort of entry */
1216                 if (valid == want_valid && dirty) {
1217                         r &= ~HPTE_GR_MODIFIED;
1218                         revp->guest_rpte = r;
1219                 }
1220                 asm volatile(PPC_RELEASE_BARRIER "" : : : "memory");
1221                 hptp[0] &= ~HPTE_V_HVLOCK;
1222                 preempt_enable();
1223                 if (!(valid == want_valid && (first_pass || dirty)))
1224                         ok = 0;
1225         }
1226         hpte[0] = v;
1227         hpte[1] = r;
1228         return ok;
1229 }
1230
1231 static ssize_t kvm_htab_read(struct file *file, char __user *buf,
1232                              size_t count, loff_t *ppos)
1233 {
1234         struct kvm_htab_ctx *ctx = file->private_data;
1235         struct kvm *kvm = ctx->kvm;
1236         struct kvm_get_htab_header hdr;
1237         unsigned long *hptp;
1238         struct revmap_entry *revp;
1239         unsigned long i, nb, nw;
1240         unsigned long __user *lbuf;
1241         struct kvm_get_htab_header __user *hptr;
1242         unsigned long flags;
1243         int first_pass;
1244         unsigned long hpte[2];
1245
1246         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, buf, count))
1247                 return -EFAULT;
1248
1249         first_pass = ctx->first_pass;
1250         flags = ctx->flags;
1251
1252         i = ctx->index;
1253         hptp = (unsigned long *)(kvm->arch.hpt_virt + (i * HPTE_SIZE));
1254         revp = kvm->arch.revmap + i;
1255         lbuf = (unsigned long __user *)buf;
1256
1257         nb = 0;
1258         while (nb + sizeof(hdr) + HPTE_SIZE < count) {
1259                 /* Initialize header */
1260                 hptr = (struct kvm_get_htab_header __user *)buf;
1261                 hdr.index = i;
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                                !(revp->guest_rpte & HPTE_GR_MODIFIED)) {
1272                                 ++i;
1273                                 hptp += 2;
1274                                 ++revp;
1275                         }
1276                 }
1277
1278                 /* Grab a series of valid entries */
1279                 while (i < kvm->arch.hpt_npte &&
1280                        hdr.n_valid < 0xffff &&
1281                        nb + HPTE_SIZE < count &&
1282                        record_hpte(flags, hptp, hpte, revp, 1, first_pass)) {
1283                         /* valid entry, write it out */
1284                         ++hdr.n_valid;
1285                         if (__put_user(hpte[0], lbuf) ||
1286                             __put_user(hpte[1], lbuf + 1))
1287                                 return -EFAULT;
1288                         nb += HPTE_SIZE;
1289                         lbuf += 2;
1290                         ++i;
1291                         hptp += 2;
1292                         ++revp;
1293                 }
1294                 /* Now skip invalid entries while we can */
1295                 while (i < kvm->arch.hpt_npte &&
1296                        hdr.n_invalid < 0xffff &&
1297                        record_hpte(flags, hptp, hpte, revp, 0, first_pass)) {
1298                         /* found an invalid entry */
1299                         ++hdr.n_invalid;
1300                         ++i;
1301                         hptp += 2;
1302                         ++revp;
1303                 }
1304
1305                 if (hdr.n_valid || hdr.n_invalid) {
1306                         /* write back the header */
1307                         if (__copy_to_user(hptr, &hdr, sizeof(hdr)))
1308                                 return -EFAULT;
1309                         nw = nb;
1310                         buf = (char __user *)lbuf;
1311                 } else {
1312                         nb = nw;
1313                 }
1314
1315                 /* Check if we've wrapped around the hash table */
1316                 if (i >= kvm->arch.hpt_npte) {
1317                         i = 0;
1318                         ctx->first_pass = 0;
1319                         break;
1320                 }
1321         }
1322
1323         ctx->index = i;
1324
1325         return nb;
1326 }
1327
1328 static ssize_t kvm_htab_write(struct file *file, const char __user *buf,
1329                               size_t count, loff_t *ppos)
1330 {
1331         struct kvm_htab_ctx *ctx = file->private_data;
1332         struct kvm *kvm = ctx->kvm;
1333         struct kvm_get_htab_header hdr;
1334         unsigned long i, j;
1335         unsigned long v, r;
1336         unsigned long __user *lbuf;
1337         unsigned long *hptp;
1338         unsigned long tmp[2];
1339         ssize_t nb;
1340         long int err, ret;
1341         int rma_setup;
1342
1343         if (!access_ok(VERIFY_READ, buf, count))
1344                 return -EFAULT;
1345
1346         /* lock out vcpus from running while we're doing this */
1347         mutex_lock(&kvm->lock);
1348         rma_setup = kvm->arch.rma_setup_done;
1349         if (rma_setup) {
1350                 kvm->arch.rma_setup_done = 0;   /* temporarily */
1351                 /* order rma_setup_done vs. vcpus_running */
1352                 smp_mb();
1353                 if (atomic_read(&kvm->arch.vcpus_running)) {
1354                         kvm->arch.rma_setup_done = 1;
1355                         mutex_unlock(&kvm->lock);
1356                         return -EBUSY;
1357                 }
1358         }
1359
1360         err = 0;
1361         for (nb = 0; nb + sizeof(hdr) <= count; ) {
1362                 err = -EFAULT;
1363                 if (__copy_from_user(&hdr, buf, sizeof(hdr)))
1364                         break;
1365
1366                 err = 0;
1367                 if (nb + hdr.n_valid * HPTE_SIZE > count)
1368                         break;
1369
1370                 nb += sizeof(hdr);
1371                 buf += sizeof(hdr);
1372
1373                 err = -EINVAL;
1374                 i = hdr.index;
1375                 if (i >= kvm->arch.hpt_npte ||
1376                     i + hdr.n_valid + hdr.n_invalid > kvm->arch.hpt_npte)
1377                         break;
1378
1379                 hptp = (unsigned long *)(kvm->arch.hpt_virt + (i * HPTE_SIZE));
1380                 lbuf = (unsigned long __user *)buf;
1381                 for (j = 0; j < hdr.n_valid; ++j) {
1382                         err = -EFAULT;
1383                         if (__get_user(v, lbuf) || __get_user(r, lbuf + 1))
1384                                 goto out;
1385                         err = -EINVAL;
1386                         if (!(v & HPTE_V_VALID))
1387                                 goto out;
1388                         lbuf += 2;
1389                         nb += HPTE_SIZE;
1390
1391                         if (hptp[0] & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT))
1392                                 kvmppc_do_h_remove(kvm, 0, i, 0, tmp);
1393                         err = -EIO;
1394                         ret = kvmppc_virtmode_do_h_enter(kvm, H_EXACT, i, v, r,
1395                                                          tmp);
1396                         if (ret != H_SUCCESS) {
1397                                 pr_err("kvm_htab_write ret %ld i=%ld v=%lx "
1398                                        "r=%lx\n", ret, i, v, r);
1399                                 goto out;
1400                         }
1401                         if (!rma_setup && is_vrma_hpte(v)) {
1402                                 unsigned long psize = hpte_page_size(v, r);
1403                                 unsigned long senc = slb_pgsize_encoding(psize);
1404                                 unsigned long lpcr;
1405
1406                                 kvm->arch.vrma_slb_v = senc | SLB_VSID_B_1T |
1407                                         (VRMA_VSID << SLB_VSID_SHIFT_1T);
1408                                 lpcr = kvm->arch.lpcr & ~LPCR_VRMASD;
1409                                 lpcr |= senc << (LPCR_VRMASD_SH - 4);
1410                                 kvm->arch.lpcr = lpcr;
1411                                 rma_setup = 1;
1412                         }
1413                         ++i;
1414                         hptp += 2;
1415                 }
1416
1417                 for (j = 0; j < hdr.n_invalid; ++j) {
1418                         if (hptp[0] & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT))
1419                                 kvmppc_do_h_remove(kvm, 0, i, 0, tmp);
1420                         ++i;
1421                         hptp += 2;
1422                 }
1423                 err = 0;
1424         }
1425
1426  out:
1427         /* Order HPTE updates vs. rma_setup_done */
1428         smp_wmb();
1429         kvm->arch.rma_setup_done = rma_setup;
1430         mutex_unlock(&kvm->lock);
1431
1432         if (err)
1433                 return err;
1434         return nb;
1435 }
1436
1437 static int kvm_htab_release(struct inode *inode, struct file *filp)
1438 {
1439         struct kvm_htab_ctx *ctx = filp->private_data;
1440
1441         filp->private_data = NULL;
1442         if (!(ctx->flags & KVM_GET_HTAB_WRITE))
1443                 atomic_dec(&ctx->kvm->arch.hpte_mod_interest);
1444         kvm_put_kvm(ctx->kvm);
1445         kfree(ctx);
1446         return 0;
1447 }
1448
1449 static struct file_operations kvm_htab_fops = {
1450         .read           = kvm_htab_read,
1451         .write          = kvm_htab_write,
1452         .llseek         = default_llseek,
1453         .release        = kvm_htab_release,
1454 };
1455
1456 int kvm_vm_ioctl_get_htab_fd(struct kvm *kvm, struct kvm_get_htab_fd *ghf)
1457 {
1458         int ret;
1459         struct kvm_htab_ctx *ctx;
1460         int rwflag;
1461
1462         /* reject flags we don't recognize */
1463         if (ghf->flags & ~(KVM_GET_HTAB_BOLTED_ONLY | KVM_GET_HTAB_WRITE))
1464                 return -EINVAL;
1465         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
1466         if (!ctx)
1467                 return -ENOMEM;
1468         kvm_get_kvm(kvm);
1469         ctx->kvm = kvm;
1470         ctx->index = ghf->start_index;
1471         ctx->flags = ghf->flags;
1472         ctx->first_pass = 1;
1473
1474         rwflag = (ghf->flags & KVM_GET_HTAB_WRITE) ? O_WRONLY : O_RDONLY;
1475         ret = anon_inode_getfd("kvm-htab", &kvm_htab_fops, ctx, rwflag);
1476         if (ret < 0) {
1477                 kvm_put_kvm(kvm);
1478                 return ret;
1479         }
1480
1481         if (rwflag == O_RDONLY) {
1482                 mutex_lock(&kvm->slots_lock);
1483                 atomic_inc(&kvm->arch.hpte_mod_interest);
1484                 /* make sure kvmppc_do_h_enter etc. see the increment */
1485                 synchronize_srcu_expedited(&kvm->srcu);
1486                 mutex_unlock(&kvm->slots_lock);
1487         }
1488
1489         return ret;
1490 }
1491
1492 void kvmppc_mmu_book3s_hv_init(struct kvm_vcpu *vcpu)
1493 {
1494         struct kvmppc_mmu *mmu = &vcpu->arch.mmu;
1495
1496         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_206))
1497                 vcpu->arch.slb_nr = 32;         /* POWER7 */
1498         else
1499                 vcpu->arch.slb_nr = 64;
1500
1501         mmu->xlate = kvmppc_mmu_book3s_64_hv_xlate;
1502         mmu->reset_msr = kvmppc_mmu_book3s_64_hv_reset_msr;
1503
1504         vcpu->arch.hflags |= BOOK3S_HFLAG_SLB;
1505 }