arch/arm/kvm/mmu.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2012 - Virtual Open Systems and Columbia University
   3  * Author: Christoffer Dall <c.dall@virtualopensystems.com>
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   6  * it under the terms of the GNU General Public License, version 2, as
   7  * published by the Free Software Foundation.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12  * GNU General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  * along with this program; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  17  */
  18
  19 #include <linux/mman.h>
  20 #include <linux/kvm_host.h>
  21 #include <linux/io.h>
  22 #include <trace/events/kvm.h>
  23 #include <asm/pgalloc.h>
  24 #include <asm/cacheflush.h>
  25 #include <asm/kvm_arm.h>
  26 #include <asm/kvm_mmu.h>
  27 #include <asm/kvm_mmio.h>
  28 #include <asm/kvm_asm.h>
  29 #include <asm/kvm_emulate.h>
  30
  31 #include "trace.h"
  32
  33 extern char  __hyp_idmap_text_start[], __hyp_idmap_text_end[];
  34
  35 static pgd_t *boot_hyp_pgd;
  36 static pgd_t *hyp_pgd;
  37 static DEFINE_MUTEX(kvm_hyp_pgd_mutex);
  38
  39 static void *init_bounce_page;
  40 static unsigned long hyp_idmap_start;
  41 static unsigned long hyp_idmap_end;
  42 static phys_addr_t hyp_idmap_vector;
  43
  44 static void kvm_tlb_flush_vmid_ipa(struct kvm *kvm, phys_addr_t ipa)
  45 {
  46         kvm_call_hyp(__kvm_tlb_flush_vmid_ipa, kvm, ipa);
  47 }
  48
  49 static int mmu_topup_memory_cache(struct kvm_mmu_memory_cache *cache,
  50                                   int min, int max)
  51 {
  52         void *page;
  53
  54         BUG_ON(max > KVM_NR_MEM_OBJS);
  55         if (cache->nobjs >= min)
  56                 return 0;
  57         while (cache->nobjs < max) {
  58                 page = (void *)__get_free_page(PGALLOC_GFP);
  59                 if (!page)
  60                         return -ENOMEM;
  61                 cache->objects[cache->nobjs++] = page;
  62         }
  63         return 0;
  64 }
  65
  66 static void mmu_free_memory_cache(struct kvm_mmu_memory_cache *mc)
  67 {
  68         while (mc->nobjs)
  69                 free_page((unsigned long)mc->objects[--mc->nobjs]);
  70 }
  71
  72 static void *mmu_memory_cache_alloc(struct kvm_mmu_memory_cache *mc)
  73 {
  74         void *p;
  75
  76         BUG_ON(!mc || !mc->nobjs);
  77         p = mc->objects[--mc->nobjs];
  78         return p;
  79 }
  80
  81 static void clear_pud_entry(pud_t *pud)
  82 {
  83         pmd_t *pmd_table = pmd_offset(pud, 0);
  84         pud_clear(pud);
  85         pmd_free(NULL, pmd_table);
  86         put_page(virt_to_page(pud));
  87 }
  88
  89 static void clear_pmd_entry(pmd_t *pmd)
  90 {
  91         pte_t *pte_table = pte_offset_kernel(pmd, 0);
  92         pmd_clear(pmd);
  93         pte_free_kernel(NULL, pte_table);
  94         put_page(virt_to_page(pmd));
  95 }
  96
  97 static bool pmd_empty(pmd_t *pmd)
  98 {
  99         struct page *pmd_page = virt_to_page(pmd);
 100         return page_count(pmd_page) == 1;
 101 }
 102
 103 static void clear_pte_entry(pte_t *pte)
 104 {
 105         if (pte_present(*pte)) {
 106                 kvm_set_pte(pte, __pte(0));
 107                 put_page(virt_to_page(pte));
 108         }
 109 }
 110
 111 static bool pte_empty(pte_t *pte)
 112 {
 113         struct page *pte_page = virt_to_page(pte);
 114         return page_count(pte_page) == 1;
 115 }
 116
 117 static void unmap_range(pgd_t *pgdp, unsigned long long start, u64 size)
 118 {
 119         pgd_t *pgd;
 120         pud_t *pud;
 121         pmd_t *pmd;
 122         pte_t *pte;
 123         unsigned long long addr = start, end = start + size;
 124         u64 range;
 125
 126         while (addr < end) {
 127                 pgd = pgdp + pgd_index(addr);
 128                 pud = pud_offset(pgd, addr);
 129                 if (pud_none(*pud)) {
 130                         addr += PUD_SIZE;
 131                         continue;
 132                 }
 133
 134                 pmd = pmd_offset(pud, addr);
 135                 if (pmd_none(*pmd)) {
 136                         addr += PMD_SIZE;
 137                         continue;
 138                 }
 139
 140                 pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
 141                 clear_pte_entry(pte);
 142                 range = PAGE_SIZE;
 143
 144                 /* If we emptied the pte, walk back up the ladder */
 145                 if (pte_empty(pte)) {
 146                         clear_pmd_entry(pmd);
 147                         range = PMD_SIZE;
 148                         if (pmd_empty(pmd)) {
 149                                 clear_pud_entry(pud);
 150                                 range = PUD_SIZE;
 151                         }
 152                 }
 153
 154                 addr += range;
 155         }
 156 }
 157
 158 /**
 159  * free_boot_hyp_pgd - free HYP boot page tables
 160  *
 161  * Free the HYP boot page tables. The bounce page is also freed.
 162  */
 163 void free_boot_hyp_pgd(void)
 164 {
 165         mutex_lock(&kvm_hyp_pgd_mutex);
 166
 167         if (boot_hyp_pgd) {
 168                 unmap_range(boot_hyp_pgd, hyp_idmap_start, PAGE_SIZE);
 169                 unmap_range(boot_hyp_pgd, TRAMPOLINE_VA, PAGE_SIZE);
 170                 kfree(boot_hyp_pgd);
 171                 boot_hyp_pgd = NULL;
 172         }
 173
 174         if (hyp_pgd)
 175                 unmap_range(hyp_pgd, TRAMPOLINE_VA, PAGE_SIZE);
 176
 177         kfree(init_bounce_page);
 178         init_bounce_page = NULL;
 179
 180         mutex_unlock(&kvm_hyp_pgd_mutex);
 181 }
 182
 183 /**
 184  * free_hyp_pgds - free Hyp-mode page tables
 185  *
 186  * Assumes hyp_pgd is a page table used strictly in Hyp-mode and
 187  * therefore contains either mappings in the kernel memory area (above
 188  * PAGE_OFFSET), or device mappings in the vmalloc range (from
 189  * VMALLOC_START to VMALLOC_END).
 190  *
 191  * boot_hyp_pgd should only map two pages for the init code.
 192  */
 193 void free_hyp_pgds(void)
 194 {
 195         unsigned long addr;
 196
 197         free_boot_hyp_pgd();
 198
 199         mutex_lock(&kvm_hyp_pgd_mutex);
 200
 201         if (hyp_pgd) {
 202                 for (addr = PAGE_OFFSET; virt_addr_valid(addr); addr += PGDIR_SIZE)
 203                         unmap_range(hyp_pgd, KERN_TO_HYP(addr), PGDIR_SIZE);
 204                 for (addr = VMALLOC_START; is_vmalloc_addr((void*)addr); addr += PGDIR_SIZE)
 205                         unmap_range(hyp_pgd, KERN_TO_HYP(addr), PGDIR_SIZE);
 206                 kfree(hyp_pgd);
 207                 hyp_pgd = NULL;
 208         }
 209
 210         mutex_unlock(&kvm_hyp_pgd_mutex);
 211 }
 212
 213 static void create_hyp_pte_mappings(pmd_t *pmd, unsigned long start,
 214                                     unsigned long end, unsigned long pfn,
 215                                     pgprot_t prot)
 216 {
 217         pte_t *pte;
 218         unsigned long addr;
 219
 220         addr = start;
 221         do {
 222                 pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
 223                 kvm_set_pte(pte, pfn_pte(pfn, prot));
 224                 get_page(virt_to_page(pte));
 225                 kvm_flush_dcache_to_poc(pte, sizeof(*pte));
 226                 pfn++;
 227         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
 228 }
 229
 230 static int create_hyp_pmd_mappings(pud_t *pud, unsigned long start,
 231                                    unsigned long end, unsigned long pfn,
 232                                    pgprot_t prot)
 233 {
 234         pmd_t *pmd;
 235         pte_t *pte;
 236         unsigned long addr, next;
 237
 238         addr = start;
 239         do {
 240                 pmd = pmd_offset(pud, addr);
 241
 242                 BUG_ON(pmd_sect(*pmd));
 243
 244                 if (pmd_none(*pmd)) {
 245                         pte = pte_alloc_one_kernel(NULL, addr);
 246                         if (!pte) {
 247                                 kvm_err("Cannot allocate Hyp pte\n");
 248                                 return -ENOMEM;
 249                         }
 250                         pmd_populate_kernel(NULL, pmd, pte);
 251                         get_page(virt_to_page(pmd));
 252                         kvm_flush_dcache_to_poc(pmd, sizeof(*pmd));
 253                 }
 254
 255                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 256
 257                 create_hyp_pte_mappings(pmd, addr, next, pfn, prot);
 258                 pfn += (next - addr) >> PAGE_SHIFT;
 259         } while (addr = next, addr != end);
 260
 261         return 0;
 262 }
 263
 264 static int __create_hyp_mappings(pgd_t *pgdp,
 265                                  unsigned long start, unsigned long end,
 266                                  unsigned long pfn, pgprot_t prot)
 267 {
 268         pgd_t *pgd;
 269         pud_t *pud;
 270         pmd_t *pmd;
 271         unsigned long addr, next;
 272         int err = 0;
 273
 274         mutex_lock(&kvm_hyp_pgd_mutex);
 275         addr = start & PAGE_MASK;
 276         end = PAGE_ALIGN(end);
 277         do {
 278                 pgd = pgdp + pgd_index(addr);
 279                 pud = pud_offset(pgd, addr);
 280
 281                 if (pud_none_or_clear_bad(pud)) {
 282                         pmd = pmd_alloc_one(NULL, addr);
 283                         if (!pmd) {
 284                                 kvm_err("Cannot allocate Hyp pmd\n");
 285                                 err = -ENOMEM;
 286                                 goto out;
 287                         }
 288                         pud_populate(NULL, pud, pmd);
 289                         get_page(virt_to_page(pud));
 290                         kvm_flush_dcache_to_poc(pud, sizeof(*pud));
 291                 }
 292
 293                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 294                 err = create_hyp_pmd_mappings(pud, addr, next, pfn, prot);
 295                 if (err)
 296                         goto out;
 297                 pfn += (next - addr) >> PAGE_SHIFT;
 298         } while (addr = next, addr != end);
 299 out:
 300         mutex_unlock(&kvm_hyp_pgd_mutex);
 301         return err;
 302 }
 303
 304 /**
 305  * create_hyp_mappings - duplicate a kernel virtual address range in Hyp mode
 306  * @from:       The virtual kernel start address of the range
 307  * @to:         The virtual kernel end address of the range (exclusive)
 308  *
 309  * The same virtual address as the kernel virtual address is also used
 310  * in Hyp-mode mapping (modulo HYP_PAGE_OFFSET) to the same underlying
 311  * physical pages.
 312  */
 313 int create_hyp_mappings(void *from, void *to)
 314 {
 315         unsigned long phys_addr = virt_to_phys(from);
 316         unsigned long start = KERN_TO_HYP((unsigned long)from);
 317         unsigned long end = KERN_TO_HYP((unsigned long)to);
 318
 319         /* Check for a valid kernel memory mapping */
 320         if (!virt_addr_valid(from) || !virt_addr_valid(to - 1))
 321                 return -EINVAL;
 322
 323         return __create_hyp_mappings(hyp_pgd, start, end,
 324                                      __phys_to_pfn(phys_addr), PAGE_HYP);
 325 }
 326
 327 /**
 328  * create_hyp_io_mappings - duplicate a kernel IO mapping into Hyp mode
 329  * @from:       The kernel start VA of the range
 330  * @to:         The kernel end VA of the range (exclusive)
 331  * @phys_addr:  The physical start address which gets mapped
 332  *
 333  * The resulting HYP VA is the same as the kernel VA, modulo
 334  * HYP_PAGE_OFFSET.
 335  */
 336 int create_hyp_io_mappings(void *from, void *to, phys_addr_t phys_addr)
 337 {
 338         unsigned long start = KERN_TO_HYP((unsigned long)from);
 339         unsigned long end = KERN_TO_HYP((unsigned long)to);
 340
 341         /* Check for a valid kernel IO mapping */
 342         if (!is_vmalloc_addr(from) || !is_vmalloc_addr(to - 1))
 343                 return -EINVAL;
 344
 345         return __create_hyp_mappings(hyp_pgd, start, end,
 346                                      __phys_to_pfn(phys_addr), PAGE_HYP_DEVICE);
 347 }
 348
 349 /**
 350  * kvm_alloc_stage2_pgd - allocate level-1 table for stage-2 translation.
 351  * @kvm:        The KVM struct pointer for the VM.
 352  *
 353  * Allocates the 1st level table only of size defined by S2_PGD_ORDER (can
 354  * support either full 40-bit input addresses or limited to 32-bit input
 355  * addresses). Clears the allocated pages.
 356  *
 357  * Note we don't need locking here as this is only called when the VM is
 358  * created, which can only be done once.
 359  */
 360 int kvm_alloc_stage2_pgd(struct kvm *kvm)
 361 {
 362         pgd_t *pgd;
 363
 364         if (kvm->arch.pgd != NULL) {
 365                 kvm_err("kvm_arch already initialized?\n");
 366                 return -EINVAL;
 367         }
 368
 369         pgd = (pgd_t *)__get_free_pages(GFP_KERNEL, S2_PGD_ORDER);
 370         if (!pgd)
 371                 return -ENOMEM;
 372
 373         memset(pgd, 0, PTRS_PER_S2_PGD * sizeof(pgd_t));
 374         kvm_clean_pgd(pgd);
 375         kvm->arch.pgd = pgd;
 376
 377         return 0;
 378 }
 379
 380 /**
 381  * unmap_stage2_range -- Clear stage2 page table entries to unmap a range
 382  * @kvm:   The VM pointer
 383  * @start: The intermediate physical base address of the range to unmap
 384  * @size:  The size of the area to unmap
 385  *
 386  * Clear a range of stage-2 mappings, lowering the various ref-counts.  Must
 387  * be called while holding mmu_lock (unless for freeing the stage2 pgd before
 388  * destroying the VM), otherwise another faulting VCPU may come in and mess
 389  * with things behind our backs.
 390  */
 391 static void unmap_stage2_range(struct kvm *kvm, phys_addr_t start, u64 size)
 392 {
 393         unmap_range(kvm->arch.pgd, start, size);
 394 }
 395
 396 /**
 397  * kvm_free_stage2_pgd - free all stage-2 tables
 398  * @kvm:        The KVM struct pointer for the VM.
 399  *
 400  * Walks the level-1 page table pointed to by kvm->arch.pgd and frees all
 401  * underlying level-2 and level-3 tables before freeing the actual level-1 table
 402  * and setting the struct pointer to NULL.
 403  *
 404  * Note we don't need locking here as this is only called when the VM is
 405  * destroyed, which can only be done once.
 406  */
 407 void kvm_free_stage2_pgd(struct kvm *kvm)
 408 {
 409         if (kvm->arch.pgd == NULL)
 410                 return;
 411
 412         unmap_stage2_range(kvm, 0, KVM_PHYS_SIZE);
 413         free_pages((unsigned long)kvm->arch.pgd, S2_PGD_ORDER);
 414         kvm->arch.pgd = NULL;
 415 }
 416
 417
 418 static int stage2_set_pte(struct kvm *kvm, struct kvm_mmu_memory_cache *cache,
 419                           phys_addr_t addr, const pte_t *new_pte, bool iomap)
 420 {
 421         pgd_t *pgd;
 422         pud_t *pud;
 423         pmd_t *pmd;
 424         pte_t *pte, old_pte;
 425
 426         /* Create 2nd stage page table mapping - Level 1 */
 427         pgd = kvm->arch.pgd + pgd_index(addr);
 428         pud = pud_offset(pgd, addr);
 429         if (pud_none(*pud)) {
 430                 if (!cache)
 431                         return 0; /* ignore calls from kvm_set_spte_hva */
 432                 pmd = mmu_memory_cache_alloc(cache);
 433                 pud_populate(NULL, pud, pmd);
 434                 get_page(virt_to_page(pud));
 435         }
 436
 437         pmd = pmd_offset(pud, addr);
 438
 439         /* Create 2nd stage page table mapping - Level 2 */
 440         if (pmd_none(*pmd)) {
 441                 if (!cache)
 442                         return 0; /* ignore calls from kvm_set_spte_hva */
 443                 pte = mmu_memory_cache_alloc(cache);
 444                 kvm_clean_pte(pte);
 445                 pmd_populate_kernel(NULL, pmd, pte);
 446                 get_page(virt_to_page(pmd));
 447         }
 448
 449         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
 450
 451         if (iomap && pte_present(*pte))
 452                 return -EFAULT;
 453
 454         /* Create 2nd stage page table mapping - Level 3 */
 455         old_pte = *pte;
 456         kvm_set_pte(pte, *new_pte);
 457         if (pte_present(old_pte))
 458                 kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, addr);
 459         else
 460                 get_page(virt_to_page(pte));
 461
 462         return 0;
 463 }
 464
 465 /**
 466  * kvm_phys_addr_ioremap - map a device range to guest IPA
 467  *
 468  * @kvm:        The KVM pointer
 469  * @guest_ipa:  The IPA at which to insert the mapping
 470  * @pa:         The physical address of the device
 471  * @size:       The size of the mapping
 472  */
 473 int kvm_phys_addr_ioremap(struct kvm *kvm, phys_addr_t guest_ipa,
 474                           phys_addr_t pa, unsigned long size)
 475 {
 476         phys_addr_t addr, end;
 477         int ret = 0;
 478         unsigned long pfn;
 479         struct kvm_mmu_memory_cache cache = { 0, };
 480
 481         end = (guest_ipa + size + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
 482         pfn = __phys_to_pfn(pa);
 483
 484         for (addr = guest_ipa; addr < end; addr += PAGE_SIZE) {
 485                 pte_t pte = pfn_pte(pfn, PAGE_S2_DEVICE);
 486                 kvm_set_s2pte_writable(&pte);
 487
 488                 ret = mmu_topup_memory_cache(&cache, 2, 2);
 489                 if (ret)
 490                         goto out;
 491                 spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 492                 ret = stage2_set_pte(kvm, &cache, addr, &pte, true);
 493                 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
 494                 if (ret)
 495                         goto out;
 496
 497                 pfn++;
 498         }
 499
 500 out:
 501         mmu_free_memory_cache(&cache);
 502         return ret;
 503 }
 504
 505 static int user_mem_abort(struct kvm_vcpu *vcpu, phys_addr_t fault_ipa,
 506                           gfn_t gfn, struct kvm_memory_slot *memslot,
 507                           unsigned long fault_status)
 508 {
 509         pte_t new_pte;
 510         pfn_t pfn;
 511         int ret;
 512         bool write_fault, writable;
 513         unsigned long mmu_seq;
 514         struct kvm_mmu_memory_cache *memcache = &vcpu->arch.mmu_page_cache;
 515
 516         write_fault = kvm_is_write_fault(kvm_vcpu_get_hsr(vcpu));
 517         if (fault_status == FSC_PERM && !write_fault) {
 518                 kvm_err("Unexpected L2 read permission error\n");
 519                 return -EFAULT;
 520         }
 521
 522         /* We need minimum second+third level pages */
 523         ret = mmu_topup_memory_cache(memcache, 2, KVM_NR_MEM_OBJS);
 524         if (ret)
 525                 return ret;
 526
 527         mmu_seq = vcpu->kvm->mmu_notifier_seq;
 528         /*
 529          * Ensure the read of mmu_notifier_seq happens before we call
 530          * gfn_to_pfn_prot (which calls get_user_pages), so that we don't risk
 531          * the page we just got a reference to gets unmapped before we have a
 532          * chance to grab the mmu_lock, which ensure that if the page gets
 533          * unmapped afterwards, the call to kvm_unmap_hva will take it away
 534          * from us again properly. This smp_rmb() interacts with the smp_wmb()
 535          * in kvm_mmu_notifier_invalidate_<page|range_end>.
 536          */
 537         smp_rmb();
 538
 539         pfn = gfn_to_pfn_prot(vcpu->kvm, gfn, write_fault, &writable);
 540         if (is_error_pfn(pfn))
 541                 return -EFAULT;
 542
 543         new_pte = pfn_pte(pfn, PAGE_S2);
 544         coherent_icache_guest_page(vcpu->kvm, gfn);
 545
 546         spin_lock(&vcpu->kvm->mmu_lock);
 547         if (mmu_notifier_retry(vcpu->kvm, mmu_seq))
 548                 goto out_unlock;
 549         if (writable) {
 550                 kvm_set_s2pte_writable(&new_pte);
 551                 kvm_set_pfn_dirty(pfn);
 552         }
 553         stage2_set_pte(vcpu->kvm, memcache, fault_ipa, &new_pte, false);
 554
 555 out_unlock:
 556         spin_unlock(&vcpu->kvm->mmu_lock);
 557         kvm_release_pfn_clean(pfn);
 558         return 0;
 559 }
 560
 561 /**
 562  * kvm_handle_guest_abort - handles all 2nd stage aborts
 563  * @vcpu:       the VCPU pointer
 564  * @run:        the kvm_run structure
 565  *
 566  * Any abort that gets to the host is almost guaranteed to be caused by a
 567  * missing second stage translation table entry, which can mean that either the
 568  * guest simply needs more memory and we must allocate an appropriate page or it
 569  * can mean that the guest tried to access I/O memory, which is emulated by user
 570  * space. The distinction is based on the IPA causing the fault and whether this
 571  * memory region has been registered as standard RAM by user space.
 572  */
 573 int kvm_handle_guest_abort(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *run)
 574 {
 575         unsigned long fault_status;
 576         phys_addr_t fault_ipa;
 577         struct kvm_memory_slot *memslot;
 578         bool is_iabt;
 579         gfn_t gfn;
 580         int ret, idx;
 581
 582         is_iabt = kvm_vcpu_trap_is_iabt(vcpu);
 583         fault_ipa = kvm_vcpu_get_fault_ipa(vcpu);
 584
 585         trace_kvm_guest_fault(*vcpu_pc(vcpu), kvm_vcpu_get_hsr(vcpu),
 586                               kvm_vcpu_get_hfar(vcpu), fault_ipa);
 587
 588         /* Check the stage-2 fault is trans. fault or write fault */
 589         fault_status = kvm_vcpu_trap_get_fault(vcpu);
 590         if (fault_status != FSC_FAULT && fault_status != FSC_PERM) {
 591                 kvm_err("Unsupported fault status: EC=%#x DFCS=%#lx\n",
 592                         kvm_vcpu_trap_get_class(vcpu), fault_status);
 593                 return -EFAULT;
 594         }
 595
 596         idx = srcu_read_lock(&vcpu->kvm->srcu);
 597
 598         gfn = fault_ipa >> PAGE_SHIFT;
 599         if (!kvm_is_visible_gfn(vcpu->kvm, gfn)) {
 600                 if (is_iabt) {
 601                         /* Prefetch Abort on I/O address */
 602                         kvm_inject_pabt(vcpu, kvm_vcpu_get_hfar(vcpu));
 603                         ret = 1;
 604                         goto out_unlock;
 605                 }
 606
 607                 if (fault_status != FSC_FAULT) {
 608                         kvm_err("Unsupported fault status on io memory: %#lx\n",
 609                                 fault_status);
 610                         ret = -EFAULT;
 611                         goto out_unlock;
 612                 }
 613
 614                 /*
 615                  * The IPA is reported as [MAX:12], so we need to
 616                  * complement it with the bottom 12 bits from the
 617                  * faulting VA. This is always 12 bits, irrespective
 618                  * of the page size.
 619                  */
 620                 fault_ipa |= kvm_vcpu_get_hfar(vcpu) & ((1 << 12) - 1);
 621                 ret = io_mem_abort(vcpu, run, fault_ipa);
 622                 goto out_unlock;
 623         }
 624
 625         memslot = gfn_to_memslot(vcpu->kvm, gfn);
 626
 627         ret = user_mem_abort(vcpu, fault_ipa, gfn, memslot, fault_status);
 628         if (ret == 0)
 629                 ret = 1;
 630 out_unlock:
 631         srcu_read_unlock(&vcpu->kvm->srcu, idx);
 632         return ret;
 633 }
 634
 635 static void handle_hva_to_gpa(struct kvm *kvm,
 636                               unsigned long start,
 637                               unsigned long end,
 638                               void (*handler)(struct kvm *kvm,
 639                                               gpa_t gpa, void *data),
 640                               void *data)
 641 {
 642         struct kvm_memslots *slots;
 643         struct kvm_memory_slot *memslot;
 644
 645         slots = kvm_memslots(kvm);
 646
 647         /* we only care about the pages that the guest sees */
 648         kvm_for_each_memslot(memslot, slots) {
 649                 unsigned long hva_start, hva_end;
 650                 gfn_t gfn, gfn_end;
 651
 652                 hva_start = max(start, memslot->userspace_addr);
 653                 hva_end = min(end, memslot->userspace_addr +
 654                                         (memslot->npages << PAGE_SHIFT));
 655                 if (hva_start >= hva_end)
 656                         continue;
 657
 658                 /*
 659                  * {gfn(page) | page intersects with [hva_start, hva_end)} =
 660                  * {gfn_start, gfn_start+1, ..., gfn_end-1}.
 661                  */
 662                 gfn = hva_to_gfn_memslot(hva_start, memslot);
 663                 gfn_end = hva_to_gfn_memslot(hva_end + PAGE_SIZE - 1, memslot);
 664
 665                 for (; gfn < gfn_end; ++gfn) {
 666                         gpa_t gpa = gfn << PAGE_SHIFT;
 667                         handler(kvm, gpa, data);
 668                 }
 669         }
 670 }
 671
 672 static void kvm_unmap_hva_handler(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data)
 673 {
 674         unmap_stage2_range(kvm, gpa, PAGE_SIZE);
 675         kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, gpa);
 676 }
 677
 678 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva)
 679 {
 680         unsigned long end = hva + PAGE_SIZE;
 681
 682         if (!kvm->arch.pgd)
 683                 return 0;
 684
 685         trace_kvm_unmap_hva(hva);
 686         handle_hva_to_gpa(kvm, hva, end, &kvm_unmap_hva_handler, NULL);
 687         return 0;
 688 }
 689
 690 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm,
 691                         unsigned long start, unsigned long end)
 692 {
 693         if (!kvm->arch.pgd)
 694                 return 0;
 695
 696         trace_kvm_unmap_hva_range(start, end);
 697         handle_hva_to_gpa(kvm, start, end, &kvm_unmap_hva_handler, NULL);
 698         return 0;
 699 }
 700
 701 static void kvm_set_spte_handler(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data)
 702 {
 703         pte_t *pte = (pte_t *)data;
 704
 705         stage2_set_pte(kvm, NULL, gpa, pte, false);
 706 }
 707
 708
 709 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte)
 710 {
 711         unsigned long end = hva + PAGE_SIZE;
 712         pte_t stage2_pte;
 713
 714         if (!kvm->arch.pgd)
 715                 return;
 716
 717         trace_kvm_set_spte_hva(hva);
 718         stage2_pte = pfn_pte(pte_pfn(pte), PAGE_S2);
 719         handle_hva_to_gpa(kvm, hva, end, &kvm_set_spte_handler, &stage2_pte);
 720 }
 721
 722 void kvm_mmu_free_memory_caches(struct kvm_vcpu *vcpu)
 723 {
 724         mmu_free_memory_cache(&vcpu->arch.mmu_page_cache);
 725 }
 726
 727 phys_addr_t kvm_mmu_get_httbr(void)
 728 {
 729         return virt_to_phys(hyp_pgd);
 730 }
 731
 732 phys_addr_t kvm_mmu_get_boot_httbr(void)
 733 {
 734         return virt_to_phys(boot_hyp_pgd);
 735 }
 736
 737 phys_addr_t kvm_get_idmap_vector(void)
 738 {
 739         return hyp_idmap_vector;
 740 }
 741
 742 int kvm_mmu_init(void)
 743 {
 744         int err;
 745
 746         hyp_idmap_start = virt_to_phys(__hyp_idmap_text_start);
 747         hyp_idmap_end = virt_to_phys(__hyp_idmap_text_end);
 748         hyp_idmap_vector = virt_to_phys(__kvm_hyp_init);
 749
 750         if ((hyp_idmap_start ^ hyp_idmap_end) & PAGE_MASK) {
 751                 /*
 752                  * Our init code is crossing a page boundary. Allocate
 753                  * a bounce page, copy the code over and use that.
 754                  */
 755                 size_t len = __hyp_idmap_text_end - __hyp_idmap_text_start;
 756                 phys_addr_t phys_base;
 757
 758                 init_bounce_page = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
 759                 if (!init_bounce_page) {
 760                         kvm_err("Couldn't allocate HYP init bounce page\n");
 761                         err = -ENOMEM;
 762                         goto out;
 763                 }
 764
 765                 memcpy(init_bounce_page, __hyp_idmap_text_start, len);
 766                 /*
 767                  * Warning: the code we just copied to the bounce page
 768                  * must be flushed to the point of coherency.
 769                  * Otherwise, the data may be sitting in L2, and HYP
 770                  * mode won't be able to observe it as it runs with
 771                  * caches off at that point.
 772                  */
 773                 kvm_flush_dcache_to_poc(init_bounce_page, len);
 774
 775                 phys_base = virt_to_phys(init_bounce_page);
 776                 hyp_idmap_vector += phys_base - hyp_idmap_start;
 777                 hyp_idmap_start = phys_base;
 778                 hyp_idmap_end = phys_base + len;
 779
 780                 kvm_info("Using HYP init bounce page @%lx\n",
 781                          (unsigned long)phys_base);
 782         }
 783
 784         hyp_pgd = kzalloc(PTRS_PER_PGD * sizeof(pgd_t), GFP_KERNEL);
 785         boot_hyp_pgd = kzalloc(PTRS_PER_PGD * sizeof(pgd_t), GFP_KERNEL);
 786         if (!hyp_pgd || !boot_hyp_pgd) {
 787                 kvm_err("Hyp mode PGD not allocated\n");
 788                 err = -ENOMEM;
 789                 goto out;
 790         }
 791
 792         /* Create the idmap in the boot page tables */
 793         err =   __create_hyp_mappings(boot_hyp_pgd,
 794                                       hyp_idmap_start, hyp_idmap_end,
 795                                       __phys_to_pfn(hyp_idmap_start),
 796                                       PAGE_HYP);
 797
 798         if (err) {
 799                 kvm_err("Failed to idmap %lx-%lx\n",
 800                         hyp_idmap_start, hyp_idmap_end);
 801                 goto out;
 802         }
 803
 804         /* Map the very same page at the trampoline VA */
 805         err =   __create_hyp_mappings(boot_hyp_pgd,
 806                                       TRAMPOLINE_VA, TRAMPOLINE_VA + PAGE_SIZE,
 807                                       __phys_to_pfn(hyp_idmap_start),
 808                                       PAGE_HYP);
 809         if (err) {
 810                 kvm_err("Failed to map trampoline @%lx into boot HYP pgd\n",
 811                         TRAMPOLINE_VA);
 812                 goto out;
 813         }
 814
 815         /* Map the same page again into the runtime page tables */
 816         err =   __create_hyp_mappings(hyp_pgd,
 817                                       TRAMPOLINE_VA, TRAMPOLINE_VA + PAGE_SIZE,
 818                                       __phys_to_pfn(hyp_idmap_start),
 819                                       PAGE_HYP);
 820         if (err) {
 821                 kvm_err("Failed to map trampoline @%lx into runtime HYP pgd\n",
 822                         TRAMPOLINE_VA);
 823                 goto out;
 824         }
 825
 826         return 0;
 827 out:
 828         free_hyp_pgds();
 829         return err;
 830 }