// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * Copyright IBM Corporation, 2018
 * Authors Suraj Jitindar Singh <sjitindarsingh@gmail.com>
 *    Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
 *
 * Description: KVM functions specific to running nested KVM-HV guests
 * on Book3S processors (specifically POWER9 and later).
 */

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/kvm_host.h>
#include <linux/llist.h>
#include <linux/pgtable.h>

#include <asm/kvm_ppc.h>
#include <asm/kvm_book3s.h>
#include <asm/mmu.h>
#include <asm/pgalloc.h>
#include <asm/pte-walk.h>
#include <asm/reg.h>
#include <asm/plpar_wrappers.h>
#include <asm/firmware.h>

static struct patb_entry *pseries_partition_tb;

static void kvmhv_update_ptbl_cache(struct kvm_nested_guest *gp);
static void kvmhv_free_memslot_nest_rmap(struct kvm_memory_slot *free);

void kvmhv_save_hv_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct hv_guest_state *hr)
{
 struct kvmppc_vcore *vc = vcpu->arch.vcore;

 hr->pcr = vc->pcr | PCR_MASK;
 hr->dpdes = vcpu->arch.doorbell_request;
 hr->hfscr = vcpu->arch.hfscr;
 hr->tb_offset = vc->tb_offset;
 hr->dawr0 = vcpu->arch.dawr0;
 hr->dawrx0 = vcpu->arch.dawrx0;
 hr->ciabr = vcpu->arch.ciabr;
 hr->purr = vcpu->arch.purr;
 hr->spurr = vcpu->arch.spurr;
 hr->ic = vcpu->arch.ic;
 hr->vtb = vc->vtb;
 hr->srr0 = vcpu->arch.shregs.srr0;
 hr->srr1 = vcpu->arch.shregs.srr1;
 hr->sprg[0] = vcpu->arch.shregs.sprg0;
 hr->sprg[1] = vcpu->arch.shregs.sprg1;
 hr->sprg[2] = vcpu->arch.shregs.sprg2;
 hr->sprg[3] = vcpu->arch.shregs.sprg3;
 hr->pidr = vcpu->arch.pid;
 hr->cfar = vcpu->arch.cfar;
 hr->ppr = vcpu->arch.ppr;
 hr->dawr1 = vcpu->arch.dawr1;
 hr->dawrx1 = vcpu->arch.dawrx1;
}

/* Use noinline_for_stack due to https://llvm.org/pr49610 */
static noinline_for_stack void byteswap_pt_regs(struct pt_regs *regs)
{
 unsigned long *addr = (unsigned long *) regs;

 for (; addr < ((unsigned long *) (regs + 1)); addr++)
  *addr = swab64(*addr);
}

static void byteswap_hv_regs(struct hv_guest_state *hr)
{
 hr->version = swab64(hr->version);
 hr->lpid = swab32(hr->lpid);
 hr->vcpu_token = swab32(hr->vcpu_token);
 hr->lpcr = swab64(hr->lpcr);
 hr->pcr = swab64(hr->pcr) | PCR_MASK;
 hr->amor = swab64(hr->amor);
 hr->dpdes = swab64(hr->dpdes);
 hr->hfscr = swab64(hr->hfscr);
 hr->tb_offset = swab64(hr->tb_offset);
 hr->dawr0 = swab64(hr->dawr0);
 hr->dawrx0 = swab64(hr->dawrx0);
 hr->ciabr = swab64(hr->ciabr);
 hr->hdec_expiry = swab64(hr->hdec_expiry);
 hr->purr = swab64(hr->purr);
 hr->spurr = swab64(hr->spurr);
 hr->ic = swab64(hr->ic);
 hr->vtb = swab64(hr->vtb);
 hr->hdar = swab64(hr->hdar);
 hr->hdsisr = swab64(hr->hdsisr);
 hr->heir = swab64(hr->heir);
 hr->asdr = swab64(hr->asdr);
 hr->srr0 = swab64(hr->srr0);
 hr->srr1 = swab64(hr->srr1);
 hr->sprg[0] = swab64(hr->sprg[0]);
 hr->sprg[1] = swab64(hr->sprg[1]);
 hr->sprg[2] = swab64(hr->sprg[2]);
 hr->sprg[3] = swab64(hr->sprg[3]);
 hr->pidr = swab64(hr->pidr);
 hr->cfar = swab64(hr->cfar);
 hr->ppr = swab64(hr->ppr);
 hr->dawr1 = swab64(hr->dawr1);
 hr->dawrx1 = swab64(hr->dawrx1);
}

static void save_hv_return_state(struct kvm_vcpu *vcpu,
     struct hv_guest_state *hr)
{
 struct kvmppc_vcore *vc = vcpu->arch.vcore;

 hr->dpdes = vcpu->arch.doorbell_request;
 hr->purr = vcpu->arch.purr;
 hr->spurr = vcpu->arch.spurr;
 hr->ic = vcpu->arch.ic;
 hr->vtb = vc->vtb;
 hr->srr0 = vcpu->arch.shregs.srr0;
 hr->srr1 = vcpu->arch.shregs.srr1;
 hr->sprg[0] = vcpu->arch.shregs.sprg0;
 hr->sprg[1] = vcpu->arch.shregs.sprg1;
 hr->sprg[2] = vcpu->arch.shregs.sprg2;
 hr->sprg[3] = vcpu->arch.shregs.sprg3;
 hr->pidr = vcpu->arch.pid;
 hr->cfar = vcpu->arch.cfar;
 hr->ppr = vcpu->arch.ppr;
 switch (vcpu->arch.trap) {
 case BOOK3S_INTERRUPT_H_DATA_STORAGE:
  hr->hdar = vcpu->arch.fault_dar;
  hr->hdsisr = vcpu->arch.fault_dsisr;
  hr->asdr = vcpu->arch.fault_gpa;
  break;
 case BOOK3S_INTERRUPT_H_INST_STORAGE:
  hr->asdr = vcpu->arch.fault_gpa;
  break;
 case BOOK3S_INTERRUPT_H_FAC_UNAVAIL:
  hr->hfscr = ((~HFSCR_INTR_CAUSE & hr->hfscr) |
        (HFSCR_INTR_CAUSE & vcpu->arch.hfscr));
  break;
 case BOOK3S_INTERRUPT_H_EMUL_ASSIST:
  hr->heir = vcpu->arch.emul_inst;
  break;
 }
}

static void restore_hv_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, const struct hv_guest_state *hr)
{
 struct kvmppc_vcore *vc = vcpu->arch.vcore;

 vc->pcr = hr->pcr | PCR_MASK;
 vcpu->arch.doorbell_request = hr->dpdes;
 vcpu->arch.hfscr = hr->hfscr;
 vcpu->arch.dawr0 = hr->dawr0;
 vcpu->arch.dawrx0 = hr->dawrx0;
 vcpu->arch.ciabr = hr->ciabr;
 vcpu->arch.purr = hr->purr;
 vcpu->arch.spurr = hr->spurr;
 vcpu->arch.ic = hr->ic;
 vc->vtb = hr->vtb;
 vcpu->arch.shregs.srr0 = hr->srr0;
 vcpu->arch.shregs.srr1 = hr->srr1;
 vcpu->arch.shregs.sprg0 = hr->sprg[0];
 vcpu->arch.shregs.sprg1 = hr->sprg[1];
 vcpu->arch.shregs.sprg2 = hr->sprg[2];
 vcpu->arch.shregs.sprg3 = hr->sprg[3];
 vcpu->arch.pid = hr->pidr;
 vcpu->arch.cfar = hr->cfar;
 vcpu->arch.ppr = hr->ppr;
 vcpu->arch.dawr1 = hr->dawr1;
 vcpu->arch.dawrx1 = hr->dawrx1;
}

void kvmhv_restore_hv_return_state(struct kvm_vcpu *vcpu,
       struct hv_guest_state *hr)
{
 struct kvmppc_vcore *vc = vcpu->arch.vcore;

 /*
  * This L2 vCPU might have received a doorbell while H_ENTER_NESTED was being handled.
  * Make sure we preserve the doorbell if it was either:
  *   a) Sent after H_ENTER_NESTED was called on this vCPU (arch.doorbell_request would be 1)
  *   b) Doorbell was not handled and L2 exited for some other reason (hr->dpdes would be 1)
 */
 vcpu->arch.doorbell_request = vcpu->arch.doorbell_request | hr->dpdes;
 vcpu->arch.hfscr = hr->hfscr;
 vcpu->arch.purr = hr->purr;
 vcpu->arch.spurr = hr->spurr;
 vcpu->arch.ic = hr->ic;
 vc->vtb = hr->vtb;
 vcpu->arch.fault_dar = hr->hdar;
 vcpu->arch.fault_dsisr = hr->hdsisr;
 vcpu->arch.fault_gpa = hr->asdr;
 vcpu->arch.emul_inst = hr->heir;
 vcpu->arch.shregs.srr0 = hr->srr0;
 vcpu->arch.shregs.srr1 = hr->srr1;
 vcpu->arch.shregs.sprg0 = hr->sprg[0];
 vcpu->arch.shregs.sprg1 = hr->sprg[1];
 vcpu->arch.shregs.sprg2 = hr->sprg[2];
 vcpu->arch.shregs.sprg3 = hr->sprg[3];
 vcpu->arch.pid = hr->pidr;
 vcpu->arch.cfar = hr->cfar;
 vcpu->arch.ppr = hr->ppr;
}

static void kvmhv_nested_mmio_needed(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 regs_ptr)
{
 /* No need to reflect the page fault to L1, we've handled it */
 vcpu->arch.trap = 0;

 /*
  * Since the L2 gprs have already been written back into L1 memory when
  * we complete the mmio, store the L1 memory location of the L2 gpr
  * being loaded into by the mmio so that the loaded value can be
  * written there in kvmppc_complete_mmio_load()
 */
 if (((vcpu->arch.io_gpr & KVM_MMIO_REG_EXT_MASK) == KVM_MMIO_REG_GPR)
     && (vcpu->mmio_is_write == 0)) {
  vcpu->arch.nested_io_gpr = (gpa_t) regs_ptr +
        offsetof(struct pt_regs,
          gpr[vcpu->arch.io_gpr]);
  vcpu->arch.io_gpr = KVM_MMIO_REG_NESTED_GPR;
 }
}

static int kvmhv_read_guest_state_and_regs(struct kvm_vcpu *vcpu,
        struct hv_guest_state *l2_hv,
        struct pt_regs *l2_regs,
        u64 hv_ptr, u64 regs_ptr)
{
 int size;

 if (kvm_vcpu_read_guest(vcpu, hv_ptr, &l2_hv->version,
    sizeof(l2_hv->version)))
  return -1;

 if (kvmppc_need_byteswap(vcpu))
  l2_hv->version = swab64(l2_hv->version);

 size = hv_guest_state_size(l2_hv->version);
 if (size < 0)
  return -1;

 return kvm_vcpu_read_guest(vcpu, hv_ptr, l2_hv, size) ||
  kvm_vcpu_read_guest(vcpu, regs_ptr, l2_regs,
        sizeof(struct pt_regs));
}

static int kvmhv_write_guest_state_and_regs(struct kvm_vcpu *vcpu,
         struct hv_guest_state *l2_hv,
         struct pt_regs *l2_regs,
         u64 hv_ptr, u64 regs_ptr)
{
 int size;

 size = hv_guest_state_size(l2_hv->version);
 if (size < 0)
  return -1;

 return kvm_vcpu_write_guest(vcpu, hv_ptr, l2_hv, size) ||
  kvm_vcpu_write_guest(vcpu, regs_ptr, l2_regs,
         sizeof(struct pt_regs));
}

static void load_l2_hv_regs(struct kvm_vcpu *vcpu,
       const struct hv_guest_state *l2_hv,
       const struct hv_guest_state *l1_hv, u64 *lpcr)
{
 struct kvmppc_vcore *vc = vcpu->arch.vcore;
 u64 mask;

 restore_hv_regs(vcpu, l2_hv);

 /*
  * Don't let L1 change LPCR bits for the L2 except these:
 */
 mask = LPCR_DPFD | LPCR_ILE | LPCR_TC | LPCR_AIL | LPCR_LD | LPCR_MER;

 /*
  * Additional filtering is required depending on hardware
  * and configuration.
 */
 *lpcr = kvmppc_filter_lpcr_hv(vcpu->kvm,
          (vc->lpcr & ~mask) | (*lpcr & mask));

 /*
  * Don't let L1 enable features for L2 which we don't allow for L1,
  * but preserve the interrupt cause field.
 */
 vcpu->arch.hfscr = l2_hv->hfscr & (HFSCR_INTR_CAUSE | vcpu->arch.hfscr_permitted);

 /* Don't let data address watchpoint match in hypervisor state */
 vcpu->arch.dawrx0 = l2_hv->dawrx0 & ~DAWRX_HYP;
 vcpu->arch.dawrx1 = l2_hv->dawrx1 & ~DAWRX_HYP;

 /* Don't let completed instruction address breakpt match in HV state */
 if ((l2_hv->ciabr & CIABR_PRIV) == CIABR_PRIV_HYPER)
  vcpu->arch.ciabr = l2_hv->ciabr & ~CIABR_PRIV;
}

long kvmhv_enter_nested_guest(struct kvm_vcpu *vcpu)
{
 long int err, r;
 struct kvm_nested_guest *l2;
 struct pt_regs l2_regs, saved_l1_regs;
 struct hv_guest_state l2_hv = {0}, saved_l1_hv;
 struct kvmppc_vcore *vc = vcpu->arch.vcore;
 u64 hv_ptr, regs_ptr;
 u64 hdec_exp, lpcr;
 s64 delta_purr, delta_spurr, delta_ic, delta_vtb;

 if (vcpu->kvm->arch.l1_ptcr == 0)
  return H_NOT_AVAILABLE;

 if (MSR_TM_TRANSACTIONAL(vcpu->arch.shregs.msr))
  return H_BAD_MODE;

 /* copy parameters in */
 hv_ptr = kvmppc_get_gpr(vcpu, 4);
 regs_ptr = kvmppc_get_gpr(vcpu, 5);
 kvm_vcpu_srcu_read_lock(vcpu);
 err = kvmhv_read_guest_state_and_regs(vcpu, &l2_hv, &l2_regs,
           hv_ptr, regs_ptr);
 kvm_vcpu_srcu_read_unlock(vcpu);
 if (err)
  return H_PARAMETER;

 if (kvmppc_need_byteswap(vcpu))
  byteswap_hv_regs(&l2_hv);
 if (l2_hv.version > HV_GUEST_STATE_VERSION)
  return H_P2;

 if (kvmppc_need_byteswap(vcpu))
  byteswap_pt_regs(&l2_regs);
 if (l2_hv.vcpu_token >= NR_CPUS)
  return H_PARAMETER;

 /*
  * L1 must have set up a suspended state to enter the L2 in a
  * transactional state, and only in that case. These have to be
  * filtered out here to prevent causing a TM Bad Thing in the
  * host HRFID. We could synthesize a TM Bad Thing back to the L1
  * here but there doesn't seem like much point.
 */
 if (MSR_TM_SUSPENDED(vcpu->arch.shregs.msr)) {
  if (!MSR_TM_ACTIVE(l2_regs.msr))
   return H_BAD_MODE;
 } else {
  if (l2_regs.msr & MSR_TS_MASK)
   return H_BAD_MODE;
  if (WARN_ON_ONCE(vcpu->arch.shregs.msr & MSR_TS_MASK))
   return H_BAD_MODE;
 }

 /* translate lpid */
 l2 = kvmhv_get_nested(vcpu->kvm, l2_hv.lpid, true);
 if (!l2)
  return H_PARAMETER;
 if (!l2->l1_gr_to_hr) {
  mutex_lock(&l2->tlb_lock);
  kvmhv_update_ptbl_cache(l2);
  mutex_unlock(&l2->tlb_lock);
 }

 /* save l1 values of things */
 vcpu->arch.regs.msr = vcpu->arch.shregs.msr;
 saved_l1_regs = vcpu->arch.regs;
 kvmhv_save_hv_regs(vcpu, &saved_l1_hv);

 /* convert TB values/offsets to host (L0) values */
 hdec_exp = l2_hv.hdec_expiry - vc->tb_offset;
 vc->tb_offset += l2_hv.tb_offset;
 vcpu->arch.dec_expires += l2_hv.tb_offset;

 /* set L1 state to L2 state */
 vcpu->arch.nested = l2;
 vcpu->arch.nested_vcpu_id = l2_hv.vcpu_token;
 vcpu->arch.nested_hfscr = l2_hv.hfscr;
 vcpu->arch.regs = l2_regs;

 /* Guest must always run with ME enabled, HV disabled. */
 vcpu->arch.shregs.msr = (vcpu->arch.regs.msr | MSR_ME) & ~MSR_HV;

 lpcr = l2_hv.lpcr;
 load_l2_hv_regs(vcpu, &l2_hv, &saved_l1_hv, &lpcr);

 vcpu->arch.ret = RESUME_GUEST;
 vcpu->arch.trap = 0;
 do {
  r = kvmhv_run_single_vcpu(vcpu, hdec_exp, lpcr);
 } while (is_kvmppc_resume_guest(r));

 /* save L2 state for return */
 l2_regs = vcpu->arch.regs;
 l2_regs.msr = vcpu->arch.shregs.msr;
 delta_purr = vcpu->arch.purr - l2_hv.purr;
 delta_spurr = vcpu->arch.spurr - l2_hv.spurr;
 delta_ic = vcpu->arch.ic - l2_hv.ic;
 delta_vtb = vc->vtb - l2_hv.vtb;
 save_hv_return_state(vcpu, &l2_hv);

 /* restore L1 state */
 vcpu->arch.nested = NULL;
 vcpu->arch.regs = saved_l1_regs;
 vcpu->arch.shregs.msr = saved_l1_regs.msr & ~MSR_TS_MASK;
 /* set L1 MSR TS field according to L2 transaction state */
 if (l2_regs.msr & MSR_TS_MASK)
  vcpu->arch.shregs.msr |= MSR_TS_S;
 vc->tb_offset = saved_l1_hv.tb_offset;
 /* XXX: is this always the same delta as saved_l1_hv.tb_offset? */
 vcpu->arch.dec_expires -= l2_hv.tb_offset;
 restore_hv_regs(vcpu, &saved_l1_hv);
 vcpu->arch.purr += delta_purr;
 vcpu->arch.spurr += delta_spurr;
 vcpu->arch.ic += delta_ic;
 vc->vtb += delta_vtb;

 kvmhv_put_nested(l2);

 /* copy l2_hv_state and regs back to guest */
 if (kvmppc_need_byteswap(vcpu)) {
  byteswap_hv_regs(&l2_hv);
  byteswap_pt_regs(&l2_regs);
 }
 kvm_vcpu_srcu_read_lock(vcpu);
 err = kvmhv_write_guest_state_and_regs(vcpu, &l2_hv, &l2_regs,
            hv_ptr, regs_ptr);
 kvm_vcpu_srcu_read_unlock(vcpu);
 if (err)
  return H_AUTHORITY;

 if (r == -EINTR)
  return H_INTERRUPT;

 if (vcpu->mmio_needed) {
  kvmhv_nested_mmio_needed(vcpu, regs_ptr);
  return H_TOO_HARD;
 }

 return vcpu->arch.trap;
}

unsigned long nested_capabilities;

long kvmhv_nested_init(void)
{
 long int ptb_order;
 unsigned long ptcr, host_capabilities;
 long rc;

 if (!kvmhv_on_pseries())
  return 0;
 if (!radix_enabled())
  return -ENODEV;

 rc = plpar_guest_get_capabilities(0, &host_capabilities);
 if (rc == H_SUCCESS) {
  unsigned long capabilities = 0;

  if (cpu_has_feature(CPU_FTR_P11_PVR))
   capabilities |= H_GUEST_CAP_POWER11;
  if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_31))
   capabilities |= H_GUEST_CAP_POWER10;
  if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
   capabilities |= H_GUEST_CAP_POWER9;

  nested_capabilities = capabilities & host_capabilities;
  rc = plpar_guest_set_capabilities(0, nested_capabilities);
  if (rc != H_SUCCESS) {
   pr_err("kvm-hv: Could not configure parent hypervisor capabilities (rc=%ld)",
          rc);
   return -ENODEV;
  }

  static_branch_enable(&__kvmhv_is_nestedv2);
  return 0;
 }

 pr_info("kvm-hv: nestedv2 get capabilities hcall failed, falling back to nestedv1 (rc=%ld)\n",
  rc);
 /* Partition table entry is 1<<4 bytes in size, hence the 4. */
 ptb_order = KVM_MAX_NESTED_GUESTS_SHIFT + 4;
 /* Minimum partition table size is 1<<12 bytes */
 if (ptb_order < 12)
  ptb_order = 12;
 pseries_partition_tb = kmalloc(sizeof(struct patb_entry) << ptb_order,
           GFP_KERNEL);
 if (!pseries_partition_tb) {
  pr_err("kvm-hv: failed to allocated nested partition table\n");
  return -ENOMEM;
 }

 ptcr = __pa(pseries_partition_tb) | (ptb_order - 12);
 rc = plpar_hcall_norets(H_SET_PARTITION_TABLE, ptcr);
 if (rc != H_SUCCESS) {
  pr_err("kvm-hv: Parent hypervisor does not support nesting (rc=%ld)\n",
         rc);
  kfree(pseries_partition_tb);
  pseries_partition_tb = NULL;
  return -ENODEV;
 }

 return 0;
}

void kvmhv_nested_exit(void)
{
 /*
  * N.B. the kvmhv_on_pseries() test is there because it enables
  * the compiler to remove the call to plpar_hcall_norets()
  * when CONFIG_PPC_PSERIES=n.
 */
 if (kvmhv_on_pseries() && pseries_partition_tb) {
  plpar_hcall_norets(H_SET_PARTITION_TABLE, 0);
  kfree(pseries_partition_tb);
  pseries_partition_tb = NULL;
 }
}

void kvmhv_flush_lpid(u64 lpid)
{
 long rc;

 if (!kvmhv_on_pseries()) {
  radix__flush_all_lpid(lpid);
  return;
 }

 if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_RPT_INVALIDATE))
  rc = plpar_hcall_norets(H_TLB_INVALIDATE, H_TLBIE_P1_ENC(2, 0, 1),
     lpid, TLBIEL_INVAL_SET_LPID);
 else
  rc = pseries_rpt_invalidate(lpid, H_RPTI_TARGET_CMMU,
         H_RPTI_TYPE_NESTED |
         H_RPTI_TYPE_TLB | H_RPTI_TYPE_PWC |
         H_RPTI_TYPE_PAT,
         H_RPTI_PAGE_ALL, 0, -1UL);
 if (rc)
  pr_err("KVM: TLB LPID invalidation hcall failed, rc=%ld\n", rc);
}

void kvmhv_set_ptbl_entry(u64 lpid, u64 dw0, u64 dw1)
{
 if (!kvmhv_on_pseries()) {
  mmu_partition_table_set_entry(lpid, dw0, dw1, true);
  return;
 }

 if (kvmhv_is_nestedv1()) {
  pseries_partition_tb[lpid].patb0 = cpu_to_be64(dw0);
  pseries_partition_tb[lpid].patb1 = cpu_to_be64(dw1);
  /* L0 will do the necessary barriers */
  kvmhv_flush_lpid(lpid);
 }

 if (kvmhv_is_nestedv2())
  kvmhv_nestedv2_set_ptbl_entry(lpid, dw0, dw1);
}

static void kvmhv_set_nested_ptbl(struct kvm_nested_guest *gp)
{
 unsigned long dw0;

 dw0 = PATB_HR | radix__get_tree_size() |
  __pa(gp->shadow_pgtable) | RADIX_PGD_INDEX_SIZE;
 kvmhv_set_ptbl_entry(gp->shadow_lpid, dw0, gp->process_table);
}

/*
 * Handle the H_SET_PARTITION_TABLE hcall.
 * r4 = guest real address of partition table + log_2(size) - 12
 * (formatted as for the PTCR).
 */
long kvmhv_set_partition_table(struct kvm_vcpu *vcpu)
{
 struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 unsigned long ptcr = kvmppc_get_gpr(vcpu, 4);
 int srcu_idx;
 long ret = H_SUCCESS;

 srcu_idx = srcu_read_lock(&kvm->srcu);
 /* Check partition size and base address. */
 if ((ptcr & PRTS_MASK) + 12 - 4 > KVM_MAX_NESTED_GUESTS_SHIFT ||
     !kvm_is_visible_gfn(vcpu->kvm, (ptcr & PRTB_MASK) >> PAGE_SHIFT))
  ret = H_PARAMETER;
 srcu_read_unlock(&kvm->srcu, srcu_idx);
 if (ret == H_SUCCESS)
  kvm->arch.l1_ptcr = ptcr;

 return ret;
}

/*
 * Handle the H_COPY_TOFROM_GUEST hcall.
 * r4 = L1 lpid of nested guest
 * r5 = pid
 * r6 = eaddr to access
 * r7 = to buffer (L1 gpa)
 * r8 = from buffer (L1 gpa)
 * r9 = n bytes to copy
 */
long kvmhv_copy_tofrom_guest_nested(struct kvm_vcpu *vcpu)
{
 struct kvm_nested_guest *gp;
 int l1_lpid = kvmppc_get_gpr(vcpu, 4);
 int pid = kvmppc_get_gpr(vcpu, 5);
 gva_t eaddr = kvmppc_get_gpr(vcpu, 6);
 gpa_t gp_to = (gpa_t) kvmppc_get_gpr(vcpu, 7);
 gpa_t gp_from = (gpa_t) kvmppc_get_gpr(vcpu, 8);
 void *buf;
 unsigned long n = kvmppc_get_gpr(vcpu, 9);
 bool is_load = !!gp_to;
 long rc;

 if (gp_to && gp_from) /* One must be NULL to determine the direction */
  return H_PARAMETER;

 if (eaddr & (0xFFFUL << 52))
  return H_PARAMETER;

 buf = kzalloc(n, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
 if (!buf)
  return H_NO_MEM;

 gp = kvmhv_get_nested(vcpu->kvm, l1_lpid, false);
 if (!gp) {
  rc = H_PARAMETER;
  goto out_free;
 }

 mutex_lock(&gp->tlb_lock);

 if (is_load) {
  /* Load from the nested guest into our buffer */
  rc = __kvmhv_copy_tofrom_guest_radix(gp->shadow_lpid, pid,
           eaddr, buf, NULL, n);
  if (rc)
   goto not_found;

  /* Write what was loaded into our buffer back to the L1 guest */
  kvm_vcpu_srcu_read_lock(vcpu);
  rc = kvm_vcpu_write_guest(vcpu, gp_to, buf, n);
  kvm_vcpu_srcu_read_unlock(vcpu);
  if (rc)
   goto not_found;
 } else {
  /* Load the data to be stored from the L1 guest into our buf */
  kvm_vcpu_srcu_read_lock(vcpu);
  rc = kvm_vcpu_read_guest(vcpu, gp_from, buf, n);
  kvm_vcpu_srcu_read_unlock(vcpu);
  if (rc)
   goto not_found;

  /* Store from our buffer into the nested guest */
  rc = __kvmhv_copy_tofrom_guest_radix(gp->shadow_lpid, pid,
           eaddr, NULL, buf, n);
  if (rc)
   goto not_found;
 }

out_unlock:
 mutex_unlock(&gp->tlb_lock);
 kvmhv_put_nested(gp);
out_free:
 kfree(buf);
 return rc;
not_found:
 rc = H_NOT_FOUND;
 goto out_unlock;
}

/*
 * Reload the partition table entry for a guest.
 * Caller must hold gp->tlb_lock.
 */
static void kvmhv_update_ptbl_cache(struct kvm_nested_guest *gp)
{
 int ret;
 struct patb_entry ptbl_entry;
 unsigned long ptbl_addr;
 struct kvm *kvm = gp->l1_host;

 ret = -EFAULT;
 ptbl_addr = (kvm->arch.l1_ptcr & PRTB_MASK) + (gp->l1_lpid << 4);
 if (gp->l1_lpid < (1ul << ((kvm->arch.l1_ptcr & PRTS_MASK) + 12 - 4))) {
  int srcu_idx = srcu_read_lock(&kvm->srcu);
  ret = kvm_read_guest(kvm, ptbl_addr,
         &ptbl_entry, sizeof(ptbl_entry));
  srcu_read_unlock(&kvm->srcu, srcu_idx);
 }
 if (ret) {
  gp->l1_gr_to_hr = 0;
  gp->process_table = 0;
 } else {
  gp->l1_gr_to_hr = be64_to_cpu(ptbl_entry.patb0);
  gp->process_table = be64_to_cpu(ptbl_entry.patb1);
 }
 kvmhv_set_nested_ptbl(gp);
}

void kvmhv_vm_nested_init(struct kvm *kvm)
{
 idr_init(&kvm->arch.kvm_nested_guest_idr);
}

static struct kvm_nested_guest *__find_nested(struct kvm *kvm, int lpid)
{
 return idr_find(&kvm->arch.kvm_nested_guest_idr, lpid);
}

static bool __prealloc_nested(struct kvm *kvm, int lpid)
{
 if (idr_alloc(&kvm->arch.kvm_nested_guest_idr,
    NULL, lpid, lpid + 1, GFP_KERNEL) != lpid)
  return false;
 return true;
}

static void __add_nested(struct kvm *kvm, int lpid, struct kvm_nested_guest *gp)
{
 if (idr_replace(&kvm->arch.kvm_nested_guest_idr, gp, lpid))
  WARN_ON(1);
}

static void __remove_nested(struct kvm *kvm, int lpid)
{
 idr_remove(&kvm->arch.kvm_nested_guest_idr, lpid);
}

static struct kvm_nested_guest *kvmhv_alloc_nested(struct kvm *kvm, unsigned int lpid)
{
 struct kvm_nested_guest *gp;
 long shadow_lpid;

 gp = kzalloc(sizeof(*gp), GFP_KERNEL);
 if (!gp)
  return NULL;
 gp->l1_host = kvm;
 gp->l1_lpid = lpid;
 mutex_init(&gp->tlb_lock);
 gp->shadow_pgtable = pgd_alloc(kvm->mm);
 if (!gp->shadow_pgtable)
  goto out_free;
 shadow_lpid = kvmppc_alloc_lpid();
 if (shadow_lpid < 0)
  goto out_free2;
 gp->shadow_lpid = shadow_lpid;
 gp->radix = 1;

 memset(gp->prev_cpu, -1, sizeof(gp->prev_cpu));

 return gp;

 out_free2:
 pgd_free(kvm->mm, gp->shadow_pgtable);
 out_free:
 kfree(gp);
 return NULL;
}

/*
 * Free up any resources allocated for a nested guest.
 */
static void kvmhv_release_nested(struct kvm_nested_guest *gp)
{
 struct kvm *kvm = gp->l1_host;

 if (gp->shadow_pgtable) {
  /*
   * No vcpu is using this struct and no call to
   * kvmhv_get_nested can find this struct,
   * so we don't need to hold kvm->mmu_lock.
 */
  kvmppc_free_pgtable_radix(kvm, gp->shadow_pgtable,
       gp->shadow_lpid);
  pgd_free(kvm->mm, gp->shadow_pgtable);
 }
 kvmhv_set_ptbl_entry(gp->shadow_lpid, 0, 0);
 kvmppc_free_lpid(gp->shadow_lpid);
 kfree(gp);
}

static void kvmhv_remove_nested(struct kvm_nested_guest *gp)
{
 struct kvm *kvm = gp->l1_host;
 int lpid = gp->l1_lpid;
 long ref;

 spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 if (gp == __find_nested(kvm, lpid)) {
  __remove_nested(kvm, lpid);
  --gp->refcnt;
 }
 ref = gp->refcnt;
 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
 if (ref == 0)
  kvmhv_release_nested(gp);
}

/*
 * Free up all nested resources allocated for this guest.
 * This is called with no vcpus of the guest running, when
 * switching the guest to HPT mode or when destroying the
 * guest.
 */
void kvmhv_release_all_nested(struct kvm *kvm)
{
 int lpid;
 struct kvm_nested_guest *gp;
 struct kvm_nested_guest *freelist = NULL;
 struct kvm_memory_slot *memslot;
 int srcu_idx, bkt;

 spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 idr_for_each_entry(&kvm->arch.kvm_nested_guest_idr, gp, lpid) {
  __remove_nested(kvm, lpid);
  if (--gp->refcnt == 0) {
   gp->next = freelist;
   freelist = gp;
  }
 }
 idr_destroy(&kvm->arch.kvm_nested_guest_idr);
 /* idr is empty and may be reused at this point */
 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
 while ((gp = freelist) != NULL) {
  freelist = gp->next;
  kvmhv_release_nested(gp);
 }

 srcu_idx = srcu_read_lock(&kvm->srcu);
 kvm_for_each_memslot(memslot, bkt, kvm_memslots(kvm))
  kvmhv_free_memslot_nest_rmap(memslot);
 srcu_read_unlock(&kvm->srcu, srcu_idx);
}

/* caller must hold gp->tlb_lock */
static void kvmhv_flush_nested(struct kvm_nested_guest *gp)
{
 struct kvm *kvm = gp->l1_host;

 spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 kvmppc_free_pgtable_radix(kvm, gp->shadow_pgtable, gp->shadow_lpid);
 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
 kvmhv_flush_lpid(gp->shadow_lpid);
 kvmhv_update_ptbl_cache(gp);
 if (gp->l1_gr_to_hr == 0)
  kvmhv_remove_nested(gp);
}

struct kvm_nested_guest *kvmhv_get_nested(struct kvm *kvm, int l1_lpid,
       bool create)
{
 struct kvm_nested_guest *gp, *newgp;

 if (l1_lpid >= (1ul << ((kvm->arch.l1_ptcr & PRTS_MASK) + 12 - 4)))
  return NULL;

 spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 gp = __find_nested(kvm, l1_lpid);
 if (gp)
  ++gp->refcnt;
 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);

 if (gp || !create)
  return gp;

 newgp = kvmhv_alloc_nested(kvm, l1_lpid);
 if (!newgp)
  return NULL;

 if (!__prealloc_nested(kvm, l1_lpid)) {
  kvmhv_release_nested(newgp);
  return NULL;
 }

 spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 gp = __find_nested(kvm, l1_lpid);
 if (!gp) {
  __add_nested(kvm, l1_lpid, newgp);
  ++newgp->refcnt;
  gp = newgp;
  newgp = NULL;
 }
 ++gp->refcnt;
 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);

 if (newgp)
  kvmhv_release_nested(newgp);

 return gp;
}

void kvmhv_put_nested(struct kvm_nested_guest *gp)
{
 struct kvm *kvm = gp->l1_host;
 long ref;

 spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 ref = --gp->refcnt;
 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
 if (ref == 0)
  kvmhv_release_nested(gp);
}

pte_t *find_kvm_nested_guest_pte(struct kvm *kvm, unsigned long lpid,
     unsigned long ea, unsigned *hshift)
{
 struct kvm_nested_guest *gp;
 pte_t *pte;

 gp = __find_nested(kvm, lpid);
 if (!gp)
  return NULL;

 VM_WARN(!spin_is_locked(&kvm->mmu_lock),
  "%s called with kvm mmu_lock not held \n", __func__);
 pte = __find_linux_pte(gp->shadow_pgtable, ea, NULL, hshift);

 return pte;
}

static inline bool kvmhv_n_rmap_is_equal(u64 rmap_1, u64 rmap_2)
{
 return !((rmap_1 ^ rmap_2) & (RMAP_NESTED_LPID_MASK |
           RMAP_NESTED_GPA_MASK));
}

void kvmhv_insert_nest_rmap(struct kvm *kvm, unsigned long *rmapp,
       struct rmap_nested **n_rmap)
{
 struct llist_node *entry = ((struct llist_head *) rmapp)->first;
 struct rmap_nested *cursor;
 u64 rmap, new_rmap = (*n_rmap)->rmap;

 /* Are there any existing entries? */
 if (!(*rmapp)) {
  /* No -> use the rmap as a single entry */
  *rmapp = new_rmap | RMAP_NESTED_IS_SINGLE_ENTRY;
  return;
 }

 /* Do any entries match what we're trying to insert? */
 for_each_nest_rmap_safe(cursor, entry, &rmap) {
  if (kvmhv_n_rmap_is_equal(rmap, new_rmap))
   return;
 }

 /* Do we need to create a list or just add the new entry? */
 rmap = *rmapp;
 if (rmap & RMAP_NESTED_IS_SINGLE_ENTRY) /* Not previously a list */
  *rmapp = 0UL;
 llist_add(&((*n_rmap)->list), (struct llist_head *) rmapp);
 if (rmap & RMAP_NESTED_IS_SINGLE_ENTRY) /* Not previously a list */
  (*n_rmap)->list.next = (struct llist_node *) rmap;

 /* Set NULL so not freed by caller */
 *n_rmap = NULL;
}

static void kvmhv_update_nest_rmap_rc(struct kvm *kvm, u64 n_rmap,
          unsigned long clr, unsigned long set,
          unsigned long hpa, unsigned long mask)
{
 unsigned long gpa;
 unsigned int shift, lpid;
 pte_t *ptep;

 gpa = n_rmap & RMAP_NESTED_GPA_MASK;
 lpid = (n_rmap & RMAP_NESTED_LPID_MASK) >> RMAP_NESTED_LPID_SHIFT;

 /* Find the pte */
 ptep = find_kvm_nested_guest_pte(kvm, lpid, gpa, &shift);
 /*
  * If the pte is present and the pfn is still the same, update the pte.
  * If the pfn has changed then this is a stale rmap entry, the nested
  * gpa actually points somewhere else now, and there is nothing to do.
  * XXX A future optimisation would be to remove the rmap entry here.
 */
 if (ptep && pte_present(*ptep) && ((pte_val(*ptep) & mask) == hpa)) {
  __radix_pte_update(ptep, clr, set);
  kvmppc_radix_tlbie_page(kvm, gpa, shift, lpid);
 }
}

/*
 * For a given list of rmap entries, update the rc bits in all ptes in shadow
 * page tables for nested guests which are referenced by the rmap list.
 */
void kvmhv_update_nest_rmap_rc_list(struct kvm *kvm, unsigned long *rmapp,
        unsigned long clr, unsigned long set,
        unsigned long hpa, unsigned long nbytes)
{
 struct llist_node *entry = ((struct llist_head *) rmapp)->first;
 struct rmap_nested *cursor;
 unsigned long rmap, mask;

 if ((clr | set) & ~(_PAGE_DIRTY | _PAGE_ACCESSED))
  return;

 mask = PTE_RPN_MASK & ~(nbytes - 1);
 hpa &= mask;

 for_each_nest_rmap_safe(cursor, entry, &rmap)
  kvmhv_update_nest_rmap_rc(kvm, rmap, clr, set, hpa, mask);
}

static void kvmhv_remove_nest_rmap(struct kvm *kvm, u64 n_rmap,
       unsigned long hpa, unsigned long mask)
{
 struct kvm_nested_guest *gp;
 unsigned long gpa;
 unsigned int shift, lpid;
 pte_t *ptep;

 gpa = n_rmap & RMAP_NESTED_GPA_MASK;
 lpid = (n_rmap & RMAP_NESTED_LPID_MASK) >> RMAP_NESTED_LPID_SHIFT;
 gp = __find_nested(kvm, lpid);
 if (!gp)
  return;

 /* Find and invalidate the pte */
 ptep = find_kvm_nested_guest_pte(kvm, lpid, gpa, &shift);
 /* Don't spuriously invalidate ptes if the pfn has changed */
 if (ptep && pte_present(*ptep) && ((pte_val(*ptep) & mask) == hpa))
  kvmppc_unmap_pte(kvm, ptep, gpa, shift, NULL, gp->shadow_lpid);
}

static void kvmhv_remove_nest_rmap_list(struct kvm *kvm, unsigned long *rmapp,
     unsigned long hpa, unsigned long mask)
{
 struct llist_node *entry = llist_del_all((struct llist_head *) rmapp);
 struct rmap_nested *cursor;
 unsigned long rmap;

 for_each_nest_rmap_safe(cursor, entry, &rmap) {
  kvmhv_remove_nest_rmap(kvm, rmap, hpa, mask);
  kfree(cursor);
 }
}

/* called with kvm->mmu_lock held */
void kvmhv_remove_nest_rmap_range(struct kvm *kvm,
      const struct kvm_memory_slot *memslot,
      unsigned long gpa, unsigned long hpa,
      unsigned long nbytes)
{
 unsigned long gfn, end_gfn;
 unsigned long addr_mask;

 if (!memslot)
  return;
 gfn = (gpa >> PAGE_SHIFT) - memslot->base_gfn;
 end_gfn = gfn + (nbytes >> PAGE_SHIFT);

 addr_mask = PTE_RPN_MASK & ~(nbytes - 1);
 hpa &= addr_mask;

 for (; gfn < end_gfn; gfn++) {
  unsigned long *rmap = &memslot->arch.rmap[gfn];
  kvmhv_remove_nest_rmap_list(kvm, rmap, hpa, addr_mask);
 }
}

static void kvmhv_free_memslot_nest_rmap(struct kvm_memory_slot *free)
{
 unsigned long page;

 for (page = 0; page < free->npages; page++) {
  unsigned long rmap, *rmapp = &free->arch.rmap[page];
  struct rmap_nested *cursor;
  struct llist_node *entry;

  entry = llist_del_all((struct llist_head *) rmapp);
  for_each_nest_rmap_safe(cursor, entry, &rmap)
   kfree(cursor);
 }
}

static bool kvmhv_invalidate_shadow_pte(struct kvm_vcpu *vcpu,
     struct kvm_nested_guest *gp,
     long gpa, int *shift_ret)
{
 struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 bool ret = false;
 pte_t *ptep;
 int shift;

 spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 ptep = find_kvm_nested_guest_pte(kvm, gp->l1_lpid, gpa, &shift);
 if (!shift)
  shift = PAGE_SHIFT;
 if (ptep && pte_present(*ptep)) {
  kvmppc_unmap_pte(kvm, ptep, gpa, shift, NULL, gp->shadow_lpid);
  ret = true;
 }
 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);

 if (shift_ret)
  *shift_ret = shift;
 return ret;
}

static inline int get_ric(unsigned int instr)
{
 return (instr >> 18) & 0x3;
}

static inline int get_prs(unsigned int instr)
{
 return (instr >> 17) & 0x1;
}

static inline int get_r(unsigned int instr)
{
 return (instr >> 16) & 0x1;
}

static inline int get_lpid(unsigned long r_val)
{
 return r_val & 0xffffffff;
}

static inline int get_is(unsigned long r_val)
{
 return (r_val >> 10) & 0x3;
}

static inline int get_ap(unsigned long r_val)
{
 return (r_val >> 5) & 0x7;
}

static inline long get_epn(unsigned long r_val)
{
 return r_val >> 12;
}

static int kvmhv_emulate_tlbie_tlb_addr(struct kvm_vcpu *vcpu, int lpid,
     int ap, long epn)
{
 struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 struct kvm_nested_guest *gp;
 long npages;
 int shift, shadow_shift;
 unsigned long addr;

 shift = ap_to_shift(ap);
 addr = epn << 12;
 if (shift < 0)
  /* Invalid ap encoding */
  return -EINVAL;

 addr &= ~((1UL << shift) - 1);
 npages = 1UL << (shift - PAGE_SHIFT);

 gp = kvmhv_get_nested(kvm, lpid, false);
 if (!gp) /* No such guest -> nothing to do */
  return 0;
 mutex_lock(&gp->tlb_lock);

 /* There may be more than one host page backing this single guest pte */
 do {
  kvmhv_invalidate_shadow_pte(vcpu, gp, addr, &shadow_shift);

  npages -= 1UL << (shadow_shift - PAGE_SHIFT);
  addr += 1UL << shadow_shift;
 } while (npages > 0);

 mutex_unlock(&gp->tlb_lock);
 kvmhv_put_nested(gp);
 return 0;
}

static void kvmhv_emulate_tlbie_lpid(struct kvm_vcpu *vcpu,
         struct kvm_nested_guest *gp, int ric)
{
 struct kvm *kvm = vcpu->kvm;

 mutex_lock(&gp->tlb_lock);
 switch (ric) {
 case 0:
  /* Invalidate TLB */
  spin_lock(&kvm->mmu_lock);
  kvmppc_free_pgtable_radix(kvm, gp->shadow_pgtable,
       gp->shadow_lpid);
  kvmhv_flush_lpid(gp->shadow_lpid);
  spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
  break;
 case 1:
  /*
   * Invalidate PWC
   * We don't cache this -> nothing to do
 */
  break;
 case 2:
  /* Invalidate TLB, PWC and caching of partition table entries */
  kvmhv_flush_nested(gp);
  break;
 default:
  break;
 }
 mutex_unlock(&gp->tlb_lock);
}

static void kvmhv_emulate_tlbie_all_lpid(struct kvm_vcpu *vcpu, int ric)
{
 struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 struct kvm_nested_guest *gp;
 int lpid;

 spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 idr_for_each_entry(&kvm->arch.kvm_nested_guest_idr, gp, lpid) {
  spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
  kvmhv_emulate_tlbie_lpid(vcpu, gp, ric);
  spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 }
 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
}

static int kvmhv_emulate_priv_tlbie(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned int instr,
        unsigned long rsval, unsigned long rbval)
{
 struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 struct kvm_nested_guest *gp;
 int r, ric, prs, is, ap;
 int lpid;
 long epn;
 int ret = 0;

 ric = get_ric(instr);
 prs = get_prs(instr);
 r = get_r(instr);
 lpid = get_lpid(rsval);
 is = get_is(rbval);

 /*
  * These cases are invalid and are not handled:
  * r   != 1 -> Only radix supported
  * prs == 1 -> Not HV privileged
  * ric == 3 -> No cluster bombs for radix
  * is  == 1 -> Partition scoped translations not associated with pid
  * (!is) && (ric == 1 || ric == 2) -> Not supported by ISA
 */
 if ((!r) || (prs) || (ric == 3) || (is == 1) ||
     ((!is) && (ric == 1 || ric == 2)))
  return -EINVAL;

 switch (is) {
 case 0:
  /*
   * We know ric == 0
   * Invalidate TLB for a given target address
 */
  epn = get_epn(rbval);
  ap = get_ap(rbval);
  ret = kvmhv_emulate_tlbie_tlb_addr(vcpu, lpid, ap, epn);
  break;
 case 2:
  /* Invalidate matching LPID */
  gp = kvmhv_get_nested(kvm, lpid, false);
  if (gp) {
   kvmhv_emulate_tlbie_lpid(vcpu, gp, ric);
   kvmhv_put_nested(gp);
  }
  break;
 case 3:
  /* Invalidate ALL LPIDs */
  kvmhv_emulate_tlbie_all_lpid(vcpu, ric);
  break;
 default:
  ret = -EINVAL;
  break;
 }

 return ret;
}

/*
 * This handles the H_TLB_INVALIDATE hcall.
 * Parameters are (r4) tlbie instruction code, (r5) rS contents,
 * (r6) rB contents.
 */
long kvmhv_do_nested_tlbie(struct kvm_vcpu *vcpu)
{
 int ret;

 ret = kvmhv_emulate_priv_tlbie(vcpu, kvmppc_get_gpr(vcpu, 4),
   kvmppc_get_gpr(vcpu, 5), kvmppc_get_gpr(vcpu, 6));
 if (ret)
  return H_PARAMETER;
 return H_SUCCESS;
}

static long do_tlb_invalidate_nested_all(struct kvm_vcpu *vcpu,
      unsigned long lpid, unsigned long ric)
{
 struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 struct kvm_nested_guest *gp;

 gp = kvmhv_get_nested(kvm, lpid, false);
 if (gp) {
  kvmhv_emulate_tlbie_lpid(vcpu, gp, ric);
  kvmhv_put_nested(gp);
 }
 return H_SUCCESS;
}

/*
 * Number of pages above which we invalidate the entire LPID rather than
 * flush individual pages.
 */
static unsigned long tlb_range_flush_page_ceiling __read_mostly = 33;

static long do_tlb_invalidate_nested_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu,
      unsigned long lpid,
      unsigned long pg_sizes,
      unsigned long start,
      unsigned long end)
{
 int ret = H_P4;
 unsigned long addr, nr_pages;
 struct mmu_psize_def *def;
 unsigned long psize, ap, page_size;
 bool flush_lpid;

 for (psize = 0; psize < MMU_PAGE_COUNT; psize++) {
  def = &mmu_psize_defs[psize];
  if (!(pg_sizes & def->h_rpt_pgsize))
   continue;

  nr_pages = (end - start) >> def->shift;
  flush_lpid = nr_pages > tlb_range_flush_page_ceiling;
  if (flush_lpid)
   return do_tlb_invalidate_nested_all(vcpu, lpid,
       RIC_FLUSH_TLB);
  addr = start;
  ap = mmu_get_ap(psize);
  page_size = 1UL << def->shift;
  do {
   ret = kvmhv_emulate_tlbie_tlb_addr(vcpu, lpid, ap,
         get_epn(addr));
   if (ret)
    return H_P4;
   addr += page_size;
  } while (addr < end);
 }
 return ret;
}

/*
 * Performs partition-scoped invalidations for nested guests
 * as part of H_RPT_INVALIDATE hcall.
 */
long do_h_rpt_invalidate_pat(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long lpid,
        unsigned long type, unsigned long pg_sizes,
        unsigned long start, unsigned long end)
{
 /*
  * If L2 lpid isn't valid, we need to return H_PARAMETER.
  *
  * However, nested KVM issues a L2 lpid flush call when creating
  * partition table entries for L2. This happens even before the
  * corresponding shadow lpid is created in HV which happens in
  * H_ENTER_NESTED call. Since we can't differentiate this case from
  * the invalid case, we ignore such flush requests and return success.
 */
 if (!__find_nested(vcpu->kvm, lpid))
  return H_SUCCESS;

 /*
  * A flush all request can be handled by a full lpid flush only.
 */
 if ((type & H_RPTI_TYPE_NESTED_ALL) == H_RPTI_TYPE_NESTED_ALL)
  return do_tlb_invalidate_nested_all(vcpu, lpid, RIC_FLUSH_ALL);

 /*
  * We don't need to handle a PWC flush like process table here,
  * because intermediate partition scoped table in nested guest doesn't
  * really have PWC. Only level we have PWC is in L0 and for nested
  * invalidate at L0 we always do kvm_flush_lpid() which does
  * radix__flush_all_lpid(). For range invalidate at any level, we
  * are not removing the higher level page tables and hence there is
  * no PWC invalidate needed.
  *
  * if (type & H_RPTI_TYPE_PWC) {
  * ret = do_tlb_invalidate_nested_all(vcpu, lpid, RIC_FLUSH_PWC);
  * if (ret)
  *  return H_P4;
  * }
 */

 if (start == 0 && end == -1)
  return do_tlb_invalidate_nested_all(vcpu, lpid, RIC_FLUSH_TLB);

 if (type & H_RPTI_TYPE_TLB)
  return do_tlb_invalidate_nested_tlb(vcpu, lpid, pg_sizes,
          start, end);
 return H_SUCCESS;
}

/* Used to convert a nested guest real address to a L1 guest real address */
static int kvmhv_translate_addr_nested(struct kvm_vcpu *vcpu,
           struct kvm_nested_guest *gp,
           unsigned long n_gpa, unsigned long dsisr,
           struct kvmppc_pte *gpte_p)
{
 u64 fault_addr, flags = dsisr & DSISR_ISSTORE;
 int ret;

 ret = kvmppc_mmu_walk_radix_tree(vcpu, n_gpa, gpte_p, gp->l1_gr_to_hr,
      &fault_addr);

 if (ret) {
  /* We didn't find a pte */
  if (ret == -EINVAL) {
   /* Unsupported mmu config */
   flags |= DSISR_UNSUPP_MMU;
  } else if (ret == -ENOENT) {
   /* No translation found */
   flags |= DSISR_NOHPTE;
  } else if (ret == -EFAULT) {
   /* Couldn't access L1 real address */
   flags |= DSISR_PRTABLE_FAULT;
   vcpu->arch.fault_gpa = fault_addr;
  } else {
   /* Unknown error */
   return ret;
  }
  goto forward_to_l1;
 } else {
  /* We found a pte -> check permissions */
  if (dsisr & DSISR_ISSTORE) {
   /* Can we write? */
   if (!gpte_p->may_write) {
    flags |= DSISR_PROTFAULT;
    goto forward_to_l1;
   }
  } else if (vcpu->arch.trap == BOOK3S_INTERRUPT_H_INST_STORAGE) {
   /* Can we execute? */
   if (!gpte_p->may_execute) {
    flags |= SRR1_ISI_N_G_OR_CIP;
    goto forward_to_l1;
   }
  } else {
   /* Can we read? */
   if (!gpte_p->may_read && !gpte_p->may_write) {
    flags |= DSISR_PROTFAULT;
    goto forward_to_l1;
   }
  }
 }

 return 0;

forward_to_l1:
 vcpu->arch.fault_dsisr = flags;
 if (vcpu->arch.trap == BOOK3S_INTERRUPT_H_INST_STORAGE) {
  vcpu->arch.shregs.msr &= SRR1_MSR_BITS;
  vcpu->arch.shregs.msr |= flags;
 }
 return RESUME_HOST;
}

static long kvmhv_handle_nested_set_rc(struct kvm_vcpu *vcpu,
           struct kvm_nested_guest *gp,
           unsigned long n_gpa,
           struct kvmppc_pte gpte,
           unsigned long dsisr)
{
 struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 bool writing = !!(dsisr & DSISR_ISSTORE);
 u64 pgflags;
 long ret;

 /* Are the rc bits set in the L1 partition scoped pte? */
 pgflags = _PAGE_ACCESSED;
 if (writing)
  pgflags |= _PAGE_DIRTY;
 if (pgflags & ~gpte.rc)
  return RESUME_HOST;

 spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 /* Set the rc bit in the pte of our (L0) pgtable for the L1 guest */
 ret = kvmppc_hv_handle_set_rc(kvm, false, writing,
          gpte.raddr, kvm->arch.lpid);
 if (!ret) {
  ret = -EINVAL;
  goto out_unlock;
 }

 /* Set the rc bit in the pte of the shadow_pgtable for the nest guest */
 ret = kvmppc_hv_handle_set_rc(kvm, true, writing,
          n_gpa, gp->l1_lpid);
 if (!ret)
  ret = -EINVAL;
 else
  ret = 0;

out_unlock:
 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
 return ret;
}

static inline int kvmppc_radix_level_to_shift(int level)
{
 switch (level) {
 case 2:
  return PUD_SHIFT;
 case 1:
  return PMD_SHIFT;
 default:
  return PAGE_SHIFT;
 }
}

static inline int kvmppc_radix_shift_to_level(int shift)
{
 if (shift == PUD_SHIFT)
  return 2;
 if (shift == PMD_SHIFT)
  return 1;
 if (shift == PAGE_SHIFT)
  return 0;
 WARN_ON_ONCE(1);
 return 0;
}

/* called with gp->tlb_lock held */
static long int __kvmhv_nested_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu,
       struct kvm_nested_guest *gp)
{
 struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 struct kvm_memory_slot *memslot;
 struct rmap_nested *n_rmap;
 struct kvmppc_pte gpte;
 pte_t pte, *pte_p;
 unsigned long mmu_seq;
 unsigned long dsisr = vcpu->arch.fault_dsisr;
 unsigned long ea = vcpu->arch.fault_dar;
 unsigned long *rmapp;
 unsigned long n_gpa, gpa, gfn, perm = 0UL;
 unsigned int shift, l1_shift, level;
 bool writing = !!(dsisr & DSISR_ISSTORE);
 long int ret;

 if (!gp->l1_gr_to_hr) {
  kvmhv_update_ptbl_cache(gp);
  if (!gp->l1_gr_to_hr)
   return RESUME_HOST;
 }

 /* Convert the nested guest real address into a L1 guest real address */

 n_gpa = vcpu->arch.fault_gpa & ~0xF000000000000FFFULL;
 if (!(dsisr & DSISR_PRTABLE_FAULT))
  n_gpa |= ea & 0xFFF;
 ret = kvmhv_translate_addr_nested(vcpu, gp, n_gpa, dsisr, &gpte);

 /*
  * If the hardware found a translation but we don't now have a usable
  * translation in the l1 partition-scoped tree, remove the shadow pte
  * and let the guest retry.
 */
 if (ret == RESUME_HOST &&
     (dsisr & (DSISR_PROTFAULT | DSISR_BADACCESS | DSISR_NOEXEC_OR_G |
        DSISR_BAD_COPYPASTE)))
  goto inval;
 if (ret)
  return ret;

 /* Failed to set the reference/change bits */
 if (dsisr & DSISR_SET_RC) {
  ret = kvmhv_handle_nested_set_rc(vcpu, gp, n_gpa, gpte, dsisr);
  if (ret == RESUME_HOST)
   return ret;
  if (ret)
   goto inval;
  dsisr &= ~DSISR_SET_RC;
  if (!(dsisr & (DSISR_BAD_FAULT_64S | DSISR_NOHPTE |
          DSISR_PROTFAULT)))
   return RESUME_GUEST;
 }

 /*
  * We took an HISI or HDSI while we were running a nested guest which
  * means we have no partition scoped translation for that. This means
  * we need to insert a pte for the mapping into our shadow_pgtable.
 */

 l1_shift = gpte.page_shift;
 if (l1_shift < PAGE_SHIFT) {
  /* We don't support l1 using a page size smaller than our own */
  pr_err("KVM: L1 guest page shift (%d) less than our own (%d)\n",
   l1_shift, PAGE_SHIFT);
  return -EINVAL;
 }
 gpa = gpte.raddr;
 gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;

 /* 1. Get the corresponding host memslot */

 memslot = gfn_to_memslot(kvm, gfn);
 if (!memslot || (memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID)) {
  if (dsisr & (DSISR_PRTABLE_FAULT | DSISR_BADACCESS)) {
   /* unusual error -> reflect to the guest as a DSI */
   kvmppc_core_queue_data_storage(vcpu,
     kvmppc_get_msr(vcpu) & SRR1_PREFIXED,
     ea, dsisr);
   return RESUME_GUEST;
  }

  /* passthrough of emulated MMIO case */
  return kvmppc_hv_emulate_mmio(vcpu, gpa, ea, writing);
 }
 if (memslot->flags & KVM_MEM_READONLY) {
  if (writing) {
   /* Give the guest a DSI */
   kvmppc_core_queue_data_storage(vcpu,
     kvmppc_get_msr(vcpu) & SRR1_PREFIXED,
     ea, DSISR_ISSTORE | DSISR_PROTFAULT);
   return RESUME_GUEST;
  }
 }

 /* 2. Find the host pte for this L1 guest real address */

 /* Used to check for invalidations in progress */
 mmu_seq = kvm->mmu_invalidate_seq;
 smp_rmb();

 /* See if can find translation in our partition scoped tables for L1 */
 pte = __pte(0);
 spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 pte_p = find_kvm_secondary_pte(kvm, gpa, &shift);
 if (!shift)
  shift = PAGE_SHIFT;
 if (pte_p)
  pte = *pte_p;
 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);

 if (!pte_present(pte) || (writing && !(pte_val(pte) & _PAGE_WRITE))) {
  /* No suitable pte found -> try to insert a mapping */
  ret = kvmppc_book3s_instantiate_page(vcpu, gpa, memslot,
     writing, &pte, &level);
  if (ret == -EAGAIN)
   return RESUME_GUEST;
  else if (ret)
   return ret;
  shift = kvmppc_radix_level_to_shift(level);
 }
 /* Align gfn to the start of the page */
 gfn = (gpa & ~((1UL << shift) - 1)) >> PAGE_SHIFT;

 /* 3. Compute the pte we need to insert for nest_gpa -> host r_addr */

 /* The permissions is the combination of the host and l1 guest ptes */
 perm |= gpte.may_read ? 0UL : _PAGE_READ;
 perm |= gpte.may_write ? 0UL : _PAGE_WRITE;
 perm |= gpte.may_execute ? 0UL : _PAGE_EXEC;
 /* Only set accessed/dirty (rc) bits if set in host and l1 guest ptes */
 perm |= (gpte.rc & _PAGE_ACCESSED) ? 0UL : _PAGE_ACCESSED;
 perm |= ((gpte.rc & _PAGE_DIRTY) && writing) ? 0UL : _PAGE_DIRTY;
 pte = __pte(pte_val(pte) & ~perm);

 /* What size pte can we insert? */
 if (shift > l1_shift) {
  u64 mask;
  unsigned int actual_shift = PAGE_SHIFT;
  if (PMD_SHIFT < l1_shift)
   actual_shift = PMD_SHIFT;
  mask = (1UL << shift) - (1UL << actual_shift);
  pte = __pte(pte_val(pte) | (gpa & mask));
  shift = actual_shift;
 }
 level = kvmppc_radix_shift_to_level(shift);
 n_gpa &= ~((1UL << shift) - 1);

 /* 4. Insert the pte into our shadow_pgtable */

 n_rmap = kzalloc(sizeof(*n_rmap), GFP_KERNEL);
 if (!n_rmap)
  return RESUME_GUEST; /* Let the guest try again */
 n_rmap->rmap = (n_gpa & RMAP_NESTED_GPA_MASK) |
  (((unsigned long) gp->l1_lpid) << RMAP_NESTED_LPID_SHIFT);
 rmapp = &memslot->arch.rmap[gfn - memslot->base_gfn];
 ret = kvmppc_create_pte(kvm, gp->shadow_pgtable, pte, n_gpa, level,
    mmu_seq, gp->shadow_lpid, rmapp, &n_rmap);
 kfree(n_rmap);
 if (ret == -EAGAIN)
  ret = RESUME_GUEST; /* Let the guest try again */

 return ret;

 inval:
 kvmhv_invalidate_shadow_pte(vcpu, gp, n_gpa, NULL);
 return RESUME_GUEST;
}

long int kvmhv_nested_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu)
{
 struct kvm_nested_guest *gp = vcpu->arch.nested;
 long int ret;

 mutex_lock(&gp->tlb_lock);
 ret = __kvmhv_nested_page_fault(vcpu, gp);
 mutex_unlock(&gp->tlb_lock);
 return ret;
}

int kvmhv_nested_next_lpid(struct kvm *kvm, int lpid)
{
 int ret = lpid + 1;

 spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 if (!idr_get_next(&kvm->arch.kvm_nested_guest_idr, &ret))
  ret = -1;
 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);

 return ret;
}