Quelle  mmu.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * Copyright (C) 2020-2023 Loongson Technology Corporation Limited
 */

#include <linux/highmem.h>
#include <linux/hugetlb.h>
#include <linux/kvm_host.h>
#include <linux/page-flags.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <asm/mmu_context.h>
#include <asm/pgalloc.h>
#include <asm/tlb.h>
#include <asm/kvm_mmu.h>

static inline bool kvm_hugepage_capable(struct kvm_memory_slot *slot)
{
 return slot->arch.flags & KVM_MEM_HUGEPAGE_CAPABLE;
}

static inline bool kvm_hugepage_incapable(struct kvm_memory_slot *slot)
{
 return slot->arch.flags & KVM_MEM_HUGEPAGE_INCAPABLE;
}

static inline void kvm_ptw_prepare(struct kvm *kvm, kvm_ptw_ctx *ctx)
{
 ctx->level = kvm->arch.root_level;
 /* pte table */
 ctx->invalid_ptes  = kvm->arch.invalid_ptes;
 ctx->pte_shifts    = kvm->arch.pte_shifts;
 ctx->pgtable_shift = ctx->pte_shifts[ctx->level];
 ctx->invalid_entry = ctx->invalid_ptes[ctx->level];
 ctx->opaque        = kvm;
}

/*
 * Mark a range of guest physical address space old (all accesses fault) in the
 * VM's GPA page table to allow detection of commonly used pages.
 */
static int kvm_mkold_pte(kvm_pte_t *pte, phys_addr_t addr, kvm_ptw_ctx *ctx)
{
 if (kvm_pte_young(*pte)) {
  *pte = kvm_pte_mkold(*pte);
  return 1;
 }

 return 0;
}

/*
 * Mark a range of guest physical address space clean (writes fault) in the VM's
 * GPA page table to allow dirty page tracking.
 */
static int kvm_mkclean_pte(kvm_pte_t *pte, phys_addr_t addr, kvm_ptw_ctx *ctx)
{
 gfn_t offset;
 kvm_pte_t val;

 val = *pte;
 /*
 * For kvm_arch_mmu_enable_log_dirty_pt_masked with mask, start and end
 * may cross hugepage, for first huge page parameter addr is equal to
 * start, however for the second huge page addr is base address of
 * this huge page, rather than start or end address
 */
 if ((ctx->flag & _KVM_HAS_PGMASK) && !kvm_pte_huge(val)) {
  offset = (addr >> PAGE_SHIFT) - ctx->gfn;
  if (!(BIT(offset) & ctx->mask))
   return 0;
 }

 /*
 * Need not split huge page now, just set write-proect pte bit
 * Split huge page until next write fault
 */
 if (kvm_pte_dirty(val)) {
  *pte = kvm_pte_mkclean(val);
  return 1;
 }

 return 0;
}

/*
 * Clear pte entry
 */
static int kvm_flush_pte(kvm_pte_t *pte, phys_addr_t addr, kvm_ptw_ctx *ctx)
{
 struct kvm *kvm;

 kvm = ctx->opaque;
 if (ctx->level)
  kvm->stat.hugepages--;
 else
  kvm->stat.pages--;

 *pte = ctx->invalid_entry;

 return 1;
}

/*
 * kvm_pgd_alloc() - Allocate and initialise a KVM GPA page directory.
 *
 * Allocate a blank KVM GPA page directory (PGD) for representing guest physical
 * to host physical page mappings.
 *
 * Returns: Pointer to new KVM GPA page directory.
 * NULL on allocation failure.
 */
kvm_pte_t *kvm_pgd_alloc(void)
{
 kvm_pte_t *pgd;

 pgd = (kvm_pte_t *)__get_free_pages(GFP_KERNEL, 0);
 if (pgd)
  pgd_init((void *)pgd);

 return pgd;
}

static void _kvm_pte_init(void *addr, unsigned long val)
{
 unsigned long *p, *end;

 p = (unsigned long *)addr;
 end = p + PTRS_PER_PTE;
 do {
  p[0] = val;
  p[1] = val;
  p[2] = val;
  p[3] = val;
  p[4] = val;
  p += 8;
  p[-3] = val;
  p[-2] = val;
  p[-1] = val;
 } while (p != end);
}

/*
 * Caller must hold kvm->mm_lock
 *
 * Walk the page tables of kvm to find the PTE corresponding to the
 * address @addr. If page tables don't exist for @addr, they will be created
 * from the MMU cache if @cache is not NULL.
 */
static kvm_pte_t *kvm_populate_gpa(struct kvm *kvm,
    struct kvm_mmu_memory_cache *cache,
    unsigned long addr, int level)
{
 kvm_ptw_ctx ctx;
 kvm_pte_t *entry, *child;

 kvm_ptw_prepare(kvm, &ctx);
 child = kvm->arch.pgd;
 while (ctx.level > level) {
  entry = kvm_pgtable_offset(&ctx, child, addr);
  if (kvm_pte_none(&ctx, entry)) {
   if (!cache)
    return NULL;

   child = kvm_mmu_memory_cache_alloc(cache);
   _kvm_pte_init(child, ctx.invalid_ptes[ctx.level - 1]);
   smp_wmb(); /* Make pte visible before pmd */
   kvm_set_pte(entry, __pa(child));
  } else if (kvm_pte_huge(*entry)) {
   return entry;
  } else
   child = (kvm_pte_t *)__va(PHYSADDR(*entry));
  kvm_ptw_enter(&ctx);
 }

 entry = kvm_pgtable_offset(&ctx, child, addr);

 return entry;
}

/*
 * Page walker for VM shadow mmu at last level
 * The last level is small pte page or huge pmd page
 */
static int kvm_ptw_leaf(kvm_pte_t *dir, phys_addr_t addr, phys_addr_t end, kvm_ptw_ctx *ctx)
{
 int ret;
 phys_addr_t next, start, size;
 struct list_head *list;
 kvm_pte_t *entry, *child;

 ret = 0;
 start = addr;
 child = (kvm_pte_t *)__va(PHYSADDR(*dir));
 entry = kvm_pgtable_offset(ctx, child, addr);
 do {
  next = addr + (0x1UL << ctx->pgtable_shift);
  if (!kvm_pte_present(ctx, entry))
   continue;

  ret |= ctx->ops(entry, addr, ctx);
 } while (entry++, addr = next, addr < end);

 if (kvm_need_flush(ctx)) {
  size = 0x1UL << (ctx->pgtable_shift + PAGE_SHIFT - 3);
  if (start + size == end) {
   list = (struct list_head *)child;
   list_add_tail(list, &ctx->list);
   *dir = ctx->invalid_ptes[ctx->level + 1];
  }
 }

 return ret;
}

/*
 * Page walker for VM shadow mmu at page table dir level
 */
static int kvm_ptw_dir(kvm_pte_t *dir, phys_addr_t addr, phys_addr_t end, kvm_ptw_ctx *ctx)
{
 int ret;
 phys_addr_t next, start, size;
 struct list_head *list;
 kvm_pte_t *entry, *child;

 ret = 0;
 start = addr;
 child = (kvm_pte_t *)__va(PHYSADDR(*dir));
 entry = kvm_pgtable_offset(ctx, child, addr);
 do {
  next = kvm_pgtable_addr_end(ctx, addr, end);
  if (!kvm_pte_present(ctx, entry))
   continue;

  if (kvm_pte_huge(*entry)) {
   ret |= ctx->ops(entry, addr, ctx);
   continue;
  }

  kvm_ptw_enter(ctx);
  if (ctx->level == 0)
   ret |= kvm_ptw_leaf(entry, addr, next, ctx);
  else
   ret |= kvm_ptw_dir(entry, addr, next, ctx);
  kvm_ptw_exit(ctx);
 }  while (entry++, addr = next, addr < end);

 if (kvm_need_flush(ctx)) {
  size = 0x1UL << (ctx->pgtable_shift + PAGE_SHIFT - 3);
  if (start + size == end) {
   list = (struct list_head *)child;
   list_add_tail(list, &ctx->list);
   *dir = ctx->invalid_ptes[ctx->level + 1];
  }
 }

 return ret;
}

/*
 * Page walker for VM shadow mmu at page root table
 */
static int kvm_ptw_top(kvm_pte_t *dir, phys_addr_t addr, phys_addr_t end, kvm_ptw_ctx *ctx)
{
 int ret;
 phys_addr_t next;
 kvm_pte_t *entry;

 ret = 0;
 entry = kvm_pgtable_offset(ctx, dir, addr);
 do {
  next = kvm_pgtable_addr_end(ctx, addr, end);
  if (!kvm_pte_present(ctx, entry))
   continue;

  kvm_ptw_enter(ctx);
  ret |= kvm_ptw_dir(entry, addr, next, ctx);
  kvm_ptw_exit(ctx);
 }  while (entry++, addr = next, addr < end);

 return ret;
}

/*
 * kvm_flush_range() - Flush a range of guest physical addresses.
 * @kvm: KVM pointer.
 * @start_gfn: Guest frame number of first page in GPA range to flush.
 * @end_gfn: Guest frame number of last page in GPA range to flush.
 * @lock: Whether to hold mmu_lock or not
 *
 * Flushes a range of GPA mappings from the GPA page tables.
 */
static void kvm_flush_range(struct kvm *kvm, gfn_t start_gfn, gfn_t end_gfn, int lock)
{
 int ret;
 kvm_ptw_ctx ctx;
 struct list_head *pos, *temp;

 ctx.ops = kvm_flush_pte;
 ctx.flag = _KVM_FLUSH_PGTABLE;
 kvm_ptw_prepare(kvm, &ctx);
 INIT_LIST_HEAD(&ctx.list);

 if (lock) {
  spin_lock(&kvm->mmu_lock);
  ret = kvm_ptw_top(kvm->arch.pgd, start_gfn << PAGE_SHIFT,
     end_gfn << PAGE_SHIFT, &ctx);
  spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
 } else
  ret = kvm_ptw_top(kvm->arch.pgd, start_gfn << PAGE_SHIFT,
     end_gfn << PAGE_SHIFT, &ctx);

 /* Flush vpid for each vCPU individually */
 if (ret)
  kvm_flush_remote_tlbs(kvm);

 /*
 * free pte table page after mmu_lock
 * the pte table page is linked together with ctx.list
 */
 list_for_each_safe(pos, temp, &ctx.list) {
  list_del(pos);
  free_page((unsigned long)pos);
 }
}

/*
 * kvm_mkclean_gpa_pt() - Make a range of guest physical addresses clean.
 * @kvm: KVM pointer.
 * @start_gfn: Guest frame number of first page in GPA range to flush.
 * @end_gfn: Guest frame number of last page in GPA range to flush.
 *
 * Make a range of GPA mappings clean so that guest writes will fault and
 * trigger dirty page logging.
 *
 * The caller must hold the @kvm->mmu_lock spinlock.
 *
 * Returns: Whether any GPA mappings were modified, which would require
 * derived mappings (GVA page tables & TLB enties) to be
 * invalidated.
 */
static int kvm_mkclean_gpa_pt(struct kvm *kvm, gfn_t start_gfn, gfn_t end_gfn)
{
 kvm_ptw_ctx ctx;

 ctx.ops = kvm_mkclean_pte;
 ctx.flag = 0;
 kvm_ptw_prepare(kvm, &ctx);
 return kvm_ptw_top(kvm->arch.pgd, start_gfn << PAGE_SHIFT, end_gfn << PAGE_SHIFT, &ctx);
}

/*
 * kvm_arch_mmu_enable_log_dirty_pt_masked() - write protect dirty pages
 * @kvm: The KVM pointer
 * @slot: The memory slot associated with mask
 * @gfn_offset: The gfn offset in memory slot
 * @mask: The mask of dirty pages at offset 'gfn_offset' in this memory
 * slot to be write protected
 *
 * Walks bits set in mask write protects the associated pte's. Caller must
 * acquire @kvm->mmu_lock.
 */
void kvm_arch_mmu_enable_log_dirty_pt_masked(struct kvm *kvm,
  struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn_offset, unsigned long mask)
{
 kvm_ptw_ctx ctx;
 gfn_t base_gfn = slot->base_gfn + gfn_offset;
 gfn_t start = base_gfn + __ffs(mask);
 gfn_t end = base_gfn + __fls(mask) + 1;

 ctx.ops = kvm_mkclean_pte;
 ctx.flag = _KVM_HAS_PGMASK;
 ctx.mask = mask;
 ctx.gfn = base_gfn;
 kvm_ptw_prepare(kvm, &ctx);

 kvm_ptw_top(kvm->arch.pgd, start << PAGE_SHIFT, end << PAGE_SHIFT, &ctx);
}

int kvm_arch_prepare_memory_region(struct kvm *kvm, const struct kvm_memory_slot *old,
       struct kvm_memory_slot *new, enum kvm_mr_change change)
{
 gpa_t gpa_start;
 hva_t hva_start;
 size_t size, gpa_offset, hva_offset;

 if ((change != KVM_MR_MOVE) && (change != KVM_MR_CREATE))
  return 0;
 /*
 * Prevent userspace from creating a memory region outside of the
 * VM GPA address space
 */
 if ((new->base_gfn + new->npages) > (kvm->arch.gpa_size >> PAGE_SHIFT))
  return -ENOMEM;

 new->arch.flags = 0;
 size = new->npages * PAGE_SIZE;
 gpa_start = new->base_gfn << PAGE_SHIFT;
 hva_start = new->userspace_addr;
 if (IS_ALIGNED(size, PMD_SIZE) && IS_ALIGNED(gpa_start, PMD_SIZE)
   && IS_ALIGNED(hva_start, PMD_SIZE))
  new->arch.flags |= KVM_MEM_HUGEPAGE_CAPABLE;
 else {
  /*
 * Pages belonging to memslots that don't have the same
 * alignment within a PMD for userspace and GPA cannot be
 * mapped with PMD entries, because we'll end up mapping
 * the wrong pages.
 *
 * Consider a layout like the following:
 *
 *    memslot->userspace_addr:
 *    +-----+--------------------+--------------------+---+
 *    |abcde|fgh  Stage-1 block  |    Stage-1 block tv|xyz|
 *    +-----+--------------------+--------------------+---+
 *
 *    memslot->base_gfn << PAGE_SIZE:
 *      +---+--------------------+--------------------+-----+
 *      |abc|def  Stage-2 block  |    Stage-2 block   |tvxyz|
 *      +---+--------------------+--------------------+-----+
 *
 * If we create those stage-2 blocks, we'll end up with this
 * incorrect mapping:
 *   d -> f
 *   e -> g
 *   f -> h
 */
  gpa_offset = gpa_start & (PMD_SIZE - 1);
  hva_offset = hva_start & (PMD_SIZE - 1);
  if (gpa_offset != hva_offset) {
   new->arch.flags |= KVM_MEM_HUGEPAGE_INCAPABLE;
  } else {
   if (gpa_offset == 0)
    gpa_offset = PMD_SIZE;
   if ((size + gpa_offset) < (PMD_SIZE * 2))
    new->arch.flags |= KVM_MEM_HUGEPAGE_INCAPABLE;
  }
 }

 return 0;
}

void kvm_arch_commit_memory_region(struct kvm *kvm,
       struct kvm_memory_slot *old,
       const struct kvm_memory_slot *new,
       enum kvm_mr_change change)
{
 int needs_flush;
 u32 old_flags = old ? old->flags : 0;
 u32 new_flags = new ? new->flags : 0;
 bool log_dirty_pages = new_flags & KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES;

 /* Only track memslot flags changed */
 if (change != KVM_MR_FLAGS_ONLY)
  return;

 /* Discard dirty page tracking on readonly memslot */
 if ((old_flags & new_flags) & KVM_MEM_READONLY)
  return;

 /*
 * If dirty page logging is enabled, write protect all pages in the slot
 * ready for dirty logging.
 *
 * There is no need to do this in any of the following cases:
 * CREATE: No dirty mappings will already exist.
 * MOVE/DELETE: The old mappings will already have been cleaned up by
 * kvm_arch_flush_shadow_memslot()
 */
 if (!(old_flags & KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES) && log_dirty_pages) {
  /*
 * Initially-all-set does not require write protecting any page
 * because they're all assumed to be dirty.
 */
  if (kvm_dirty_log_manual_protect_and_init_set(kvm))
   return;

  spin_lock(&kvm->mmu_lock);
  /* Write protect GPA page table entries */
  needs_flush = kvm_mkclean_gpa_pt(kvm, new->base_gfn,
     new->base_gfn + new->npages);
  spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
  if (needs_flush)
   kvm_flush_remote_tlbs(kvm);
 }
}

void kvm_arch_flush_shadow_all(struct kvm *kvm)
{
 kvm_flush_range(kvm, 0, kvm->arch.gpa_size >> PAGE_SHIFT, 0);
}

void kvm_arch_flush_shadow_memslot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot)
{
 /*
 * The slot has been made invalid (ready for moving or deletion), so we
 * need to ensure that it can no longer be accessed by any guest vCPUs.
 */
 kvm_flush_range(kvm, slot->base_gfn, slot->base_gfn + slot->npages, 1);
}

bool kvm_unmap_gfn_range(struct kvm *kvm, struct kvm_gfn_range *range)
{
 kvm_ptw_ctx ctx;

 ctx.flag = 0;
 ctx.ops = kvm_flush_pte;
 kvm_ptw_prepare(kvm, &ctx);
 INIT_LIST_HEAD(&ctx.list);

 return kvm_ptw_top(kvm->arch.pgd, range->start << PAGE_SHIFT,
   range->end << PAGE_SHIFT, &ctx);
}

bool kvm_age_gfn(struct kvm *kvm, struct kvm_gfn_range *range)
{
 kvm_ptw_ctx ctx;

 ctx.flag = 0;
 ctx.ops = kvm_mkold_pte;
 kvm_ptw_prepare(kvm, &ctx);

 return kvm_ptw_top(kvm->arch.pgd, range->start << PAGE_SHIFT,
    range->end << PAGE_SHIFT, &ctx);
}

bool kvm_test_age_gfn(struct kvm *kvm, struct kvm_gfn_range *range)
{
 gpa_t gpa = range->start << PAGE_SHIFT;
 kvm_pte_t *ptep = kvm_populate_gpa(kvm, NULL, gpa, 0);

 if (ptep && kvm_pte_present(NULL, ptep) && kvm_pte_young(*ptep))
  return true;

 return false;
}

/*
 * kvm_map_page_fast() - Fast path GPA fault handler.
 * @vcpu: vCPU pointer.
 * @gpa: Guest physical address of fault.
 * @write: Whether the fault was due to a write.
 *
 * Perform fast path GPA fault handling, doing all that can be done without
 * calling into KVM. This handles marking old pages young (for idle page
 * tracking), and dirtying of clean pages (for dirty page logging).
 *
 * Returns: 0 on success, in which case we can update derived mappings and
 * resume guest execution.
 * -EFAULT on failure due to absent GPA mapping or write to
 * read-only page, in which case KVM must be consulted.
 */
static int kvm_map_page_fast(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long gpa, bool write)
{
 int ret = 0;
 kvm_pte_t *ptep, changed, new;
 gfn_t gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
 struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 struct kvm_memory_slot *slot;

 spin_lock(&kvm->mmu_lock);

 /* Fast path - just check GPA page table for an existing entry */
 ptep = kvm_populate_gpa(kvm, NULL, gpa, 0);
 if (!ptep || !kvm_pte_present(NULL, ptep)) {
  ret = -EFAULT;
  goto out;
 }

 /* Track access to pages marked old */
 new = kvm_pte_mkyoung(*ptep);
 if (write && !kvm_pte_dirty(new)) {
  if (!kvm_pte_writeable(new)) {
   ret = -EFAULT;
   goto out;
  }

  if (kvm_pte_huge(new)) {
   /*
 * Do not set write permission when dirty logging is
 * enabled for HugePages
 */
   slot = gfn_to_memslot(kvm, gfn);
   if (kvm_slot_dirty_track_enabled(slot)) {
    ret = -EFAULT;
    goto out;
   }
  }

  /* Track dirtying of writeable pages */
  new = kvm_pte_mkdirty(new);
 }

 changed = new ^ (*ptep);
 if (changed)
  kvm_set_pte(ptep, new);

 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);

 if (kvm_pte_dirty(changed))
  mark_page_dirty(kvm, gfn);

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

static bool fault_supports_huge_mapping(struct kvm_memory_slot *memslot,
    unsigned long hva, bool write)
{
 hva_t start, end;

 /* Disable dirty logging on HugePages */
 if (kvm_slot_dirty_track_enabled(memslot) && write)
  return false;

 if (kvm_hugepage_capable(memslot))
  return true;

 if (kvm_hugepage_incapable(memslot))
  return false;

 start = memslot->userspace_addr;
 end = start + memslot->npages * PAGE_SIZE;

 /*
 * Next, let's make sure we're not trying to map anything not covered
 * by the memslot. This means we have to prohibit block size mappings
 * for the beginning and end of a non-block aligned and non-block sized
 * memory slot (illustrated by the head and tail parts of the
 * userspace view above containing pages 'abcde' and 'xyz',
 * respectively).
 *
 * Note that it doesn't matter if we do the check using the
 * userspace_addr or the base_gfn, as both are equally aligned (per
 * the check above) and equally sized.
 */
 return (hva >= ALIGN(start, PMD_SIZE)) && (hva < ALIGN_DOWN(end, PMD_SIZE));
}

/*
 * Lookup the mapping level for @gfn in the current mm.
 *
 * WARNING!  Use of host_pfn_mapping_level() requires the caller and the end
 * consumer to be tied into KVM's handlers for MMU notifier events!
 *
 * There are several ways to safely use this helper:
 *
 * - Check mmu_invalidate_retry_gfn() after grabbing the mapping level, before
 *   consuming it.  In this case, mmu_lock doesn't need to be held during the
 *   lookup, but it does need to be held while checking the MMU notifier.
 *
 * - Hold mmu_lock AND ensure there is no in-progress MMU notifier invalidation
 *   event for the hva.  This can be done by explicit checking the MMU notifier
 *   or by ensuring that KVM already has a valid mapping that covers the hva.
 *
 * - Do not use the result to install new mappings, e.g. use the host mapping
 *   level only to decide whether or not to zap an entry.  In this case, it's
 *   not required to hold mmu_lock (though it's highly likely the caller will
 *   want to hold mmu_lock anyways, e.g. to modify SPTEs).
 *
 * Note!  The lookup can still race with modifications to host page tables, but
 * the above "rules" ensure KVM will not _consume_ the result of the walk if a
 * race with the primary MMU occurs.
 */
static int host_pfn_mapping_level(struct kvm *kvm, gfn_t gfn,
    const struct kvm_memory_slot *slot)
{
 int level = 0;
 unsigned long hva;
 unsigned long flags;
 pgd_t pgd;
 p4d_t p4d;
 pud_t pud;
 pmd_t pmd;

 /*
 * Note, using the already-retrieved memslot and __gfn_to_hva_memslot()
 * is not solely for performance, it's also necessary to avoid the
 * "writable" check in __gfn_to_hva_many(), which will always fail on
 * read-only memslots due to gfn_to_hva() assuming writes.  Earlier
 * page fault steps have already verified the guest isn't writing a
 * read-only memslot.
 */
 hva = __gfn_to_hva_memslot(slot, gfn);

 /*
 * Disable IRQs to prevent concurrent tear down of host page tables,
 * e.g. if the primary MMU promotes a P*D to a huge page and then frees
 * the original page table.
 */
 local_irq_save(flags);

 /*
 * Read each entry once.  As above, a non-leaf entry can be promoted to
 * a huge page _during_ this walk.  Re-reading the entry could send the
 * walk into the weeks, e.g. p*d_leaf() returns false (sees the old
 * value) and then p*d_offset() walks into the target huge page instead
 * of the old page table (sees the new value).
 */
 pgd = pgdp_get(pgd_offset(kvm->mm, hva));
 if (pgd_none(pgd))
  goto out;

 p4d = p4dp_get(p4d_offset(&pgd, hva));
 if (p4d_none(p4d) || !p4d_present(p4d))
  goto out;

 pud = pudp_get(pud_offset(&p4d, hva));
 if (pud_none(pud) || !pud_present(pud))
  goto out;

 pmd = pmdp_get(pmd_offset(&pud, hva));
 if (pmd_none(pmd) || !pmd_present(pmd))
  goto out;

 if (kvm_pte_huge(pmd_val(pmd)))
  level = 1;

out:
 local_irq_restore(flags);
 return level;
}

/*
 * Split huge page
 */
static kvm_pte_t *kvm_split_huge(struct kvm_vcpu *vcpu, kvm_pte_t *ptep, gfn_t gfn)
{
 int i;
 kvm_pte_t val, *child;
 struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 struct kvm_mmu_memory_cache *memcache;

 memcache = &vcpu->arch.mmu_page_cache;
 child = kvm_mmu_memory_cache_alloc(memcache);
 val = kvm_pte_mksmall(*ptep);
 for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++) {
  kvm_set_pte(child + i, val);
  val += PAGE_SIZE;
 }

 smp_wmb(); /* Make pte visible before pmd */
 /* The later kvm_flush_tlb_gpa() will flush hugepage tlb */
 kvm_set_pte(ptep, __pa(child));

 kvm->stat.hugepages--;
 kvm->stat.pages += PTRS_PER_PTE;

 return child + (gfn & (PTRS_PER_PTE - 1));
}

/*
 * kvm_map_page() - Map a guest physical page.
 * @vcpu: vCPU pointer.
 * @gpa: Guest physical address of fault.
 * @write: Whether the fault was due to a write.
 *
 * Handle GPA faults by creating a new GPA mapping (or updating an existing
 * one).
 *
 * This takes care of marking pages young or dirty (idle/dirty page tracking),
 * asking KVM for the corresponding PFN, and creating a mapping in the GPA page
 * tables. Derived mappings (GVA page tables and TLBs) must be handled by the
 * caller.
 *
 * Returns: 0 on success
 * -EFAULT if there is no memory region at @gpa or a write was
 * attempted to a read-only memory region. This is usually handled
 * as an MMIO access.
 */
static int kvm_map_page(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long gpa, bool write)
{
 bool writeable;
 int srcu_idx, err, retry_no = 0, level;
 unsigned long hva, mmu_seq, prot_bits;
 kvm_pfn_t pfn;
 kvm_pte_t *ptep, new_pte;
 gfn_t gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
 struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 struct kvm_memory_slot *memslot;
 struct kvm_mmu_memory_cache *memcache = &vcpu->arch.mmu_page_cache;
 struct page *page;

 /* Try the fast path to handle old / clean pages */
 srcu_idx = srcu_read_lock(&kvm->srcu);
 err = kvm_map_page_fast(vcpu, gpa, write);
 if (!err)
  goto out;

 memslot = gfn_to_memslot(kvm, gfn);
 hva = gfn_to_hva_memslot_prot(memslot, gfn, &writeable);
 if (kvm_is_error_hva(hva) || (write && !writeable)) {
  err = -EFAULT;
  goto out;
 }

 /* We need a minimum of cached pages ready for page table creation */
 err = kvm_mmu_topup_memory_cache(memcache, KVM_MMU_CACHE_MIN_PAGES);
 if (err)
  goto out;

retry:
 /*
 * Used to check for invalidations in progress, of the pfn that is
 * returned by pfn_to_pfn_prot below.
 */
 mmu_seq = kvm->mmu_invalidate_seq;
 /*
 * Ensure the read of mmu_invalidate_seq isn't reordered with PTE reads in
 * kvm_faultin_pfn() (which calls get_user_pages()), so that we don't
 * risk the page we get a reference to getting unmapped before we have a
 * chance to grab the mmu_lock without mmu_invalidate_retry() noticing.
 *
 * This smp_rmb() pairs with the effective smp_wmb() of the combination
 * of the pte_unmap_unlock() after the PTE is zapped, and the
 * spin_lock() in kvm_mmu_invalidate_invalidate_<page|range_end>() before
 * mmu_invalidate_seq is incremented.
 */
 smp_rmb();

 /* Slow path - ask KVM core whether we can access this GPA */
 pfn = kvm_faultin_pfn(vcpu, gfn, write, &writeable, &page);
 if (is_error_noslot_pfn(pfn)) {
  err = -EFAULT;
  goto out;
 }

 /* Check if an invalidation has taken place since we got pfn */
 spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 if (mmu_invalidate_retry_gfn(kvm, mmu_seq, gfn)) {
  /*
 * This can happen when mappings are changed asynchronously, but
 * also synchronously if a COW is triggered by
 * kvm_faultin_pfn().
 */
  spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
  kvm_release_page_unused(page);
  if (retry_no > 100) {
   retry_no = 0;
   schedule();
  }
  retry_no++;
  goto retry;
 }

 /*
 * For emulated devices such virtio device, actual cache attribute is
 * determined by physical machine.
 * For pass through physical device, it should be uncachable
 */
 prot_bits = _PAGE_PRESENT | __READABLE;
 if (pfn_valid(pfn))
  prot_bits |= _CACHE_CC;
 else
  prot_bits |= _CACHE_SUC;

 if (writeable) {
  prot_bits = kvm_pte_mkwriteable(prot_bits);
  if (write)
   prot_bits = kvm_pte_mkdirty(prot_bits);
 }

 /* Disable dirty logging on HugePages */
 level = 0;
 if (fault_supports_huge_mapping(memslot, hva, write)) {
  /* Check page level about host mmu*/
  level = host_pfn_mapping_level(kvm, gfn, memslot);
  if (level == 1) {
   /*
 * Check page level about secondary mmu
 * Disable hugepage if it is normal page on
 * secondary mmu already
 */
   ptep = kvm_populate_gpa(kvm, NULL, gpa, 0);
   if (ptep && !kvm_pte_huge(*ptep))
    level = 0;
  }

  if (level == 1) {
   gfn = gfn & ~(PTRS_PER_PTE - 1);
   pfn = pfn & ~(PTRS_PER_PTE - 1);
  }
 }

 /* Ensure page tables are allocated */
 ptep = kvm_populate_gpa(kvm, memcache, gpa, level);
 new_pte = kvm_pfn_pte(pfn, __pgprot(prot_bits));
 if (level == 1) {
  new_pte = kvm_pte_mkhuge(new_pte);
  /*
 * previous pmd entry is invalid_pte_table
 * there is invalid tlb with small page
 * need flush these invalid tlbs for current vcpu
 */
  kvm_make_request(KVM_REQ_TLB_FLUSH, vcpu);
  ++kvm->stat.hugepages;
 }  else if (kvm_pte_huge(*ptep) && write)
  ptep = kvm_split_huge(vcpu, ptep, gfn);
 else
  ++kvm->stat.pages;
 kvm_set_pte(ptep, new_pte);

 kvm_release_faultin_page(kvm, page, false, writeable);
 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);

 if (kvm_pte_dirty(prot_bits))
  mark_page_dirty_in_slot(kvm, memslot, gfn);

out:
 srcu_read_unlock(&kvm->srcu, srcu_idx);
 return err;
}

int kvm_handle_mm_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long gpa, bool write, int ecode)
{
 int ret;

 ret = kvm_map_page(vcpu, gpa, write);
 if (ret)
  return ret;

 /* Invalidate this entry in the TLB */
 if (!cpu_has_ptw || (ecode == EXCCODE_TLBM)) {
  /*
 * With HW PTW, invalid TLB is not added when page fault. But
 * for EXCCODE_TLBM exception, stale TLB may exist because of
 * the last read access.
 *
 * With SW PTW, invalid TLB is added in TLB refill exception.
 */
  vcpu->arch.flush_gpa = gpa;
  kvm_make_request(KVM_REQ_TLB_FLUSH_GPA, vcpu);
 }

 return 0;
}

void kvm_arch_sync_dirty_log(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *memslot)
{
}

void kvm_arch_flush_remote_tlbs_memslot(struct kvm *kvm,
     const struct kvm_memory_slot *memslot)
{
 kvm_flush_remote_tlbs(kvm);
}