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         /*
  47          * This function also gets called when dealing with HYP page
  48          * tables. As HYP doesn't have an associated struct kvm (and
  49          * the HYP page tables are fairly static), we don't do
  50          * anything there.
  51          */
  52         if (kvm)
  53                 kvm_call_hyp(__kvm_tlb_flush_vmid_ipa, kvm, ipa);
  54 }
  55
  56 static int mmu_topup_memory_cache(struct kvm_mmu_memory_cache *cache,
  57                                   int min, int max)
  58 {
  59         void *page;
  60
  61         BUG_ON(max > KVM_NR_MEM_OBJS);
  62         if (cache->nobjs >= min)
  63                 return 0;
  64         while (cache->nobjs < max) {
  65                 page = (void *)__get_free_page(PGALLOC_GFP);
  66                 if (!page)
  67                         return -ENOMEM;
  68                 cache->objects[cache->nobjs++] = page;
  69         }
  70         return 0;
  71 }
  72
  73 static void mmu_free_memory_cache(struct kvm_mmu_memory_cache *mc)
  74 {
  75         while (mc->nobjs)
  76                 free_page((unsigned long)mc->objects[--mc->nobjs]);
  77 }
  78
  79 static void *mmu_memory_cache_alloc(struct kvm_mmu_memory_cache *mc)
  80 {
  81         void *p;
  82
  83         BUG_ON(!mc || !mc->nobjs);
  84         p = mc->objects[--mc->nobjs];
  85         return p;
  86 }
  87
  88 static void clear_pud_entry(struct kvm *kvm, pud_t *pud, phys_addr_t addr)
  89 {
  90         pmd_t *pmd_table = pmd_offset(pud, 0);
  91         pud_clear(pud);
  92         kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, addr);
  93         pmd_free(NULL, pmd_table);
  94         put_page(virt_to_page(pud));
  95 }
  96
  97 static void clear_pmd_entry(struct kvm *kvm, pmd_t *pmd, phys_addr_t addr)
  98 {
  99         pte_t *pte_table = pte_offset_kernel(pmd, 0);
 100         pmd_clear(pmd);
 101         kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, addr);
 102         pte_free_kernel(NULL, pte_table);
 103         put_page(virt_to_page(pmd));
 104 }
 105
 106 static bool pmd_empty(pmd_t *pmd)
 107 {
 108         struct page *pmd_page = virt_to_page(pmd);
 109         return page_count(pmd_page) == 1;
 110 }
 111
 112 static void clear_pte_entry(struct kvm *kvm, pte_t *pte, phys_addr_t addr)
 113 {
 114         if (pte_present(*pte)) {
 115                 kvm_set_pte(pte, __pte(0));
 116                 put_page(virt_to_page(pte));
 117                 kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, addr);
 118         }
 119 }
 120
 121 static bool pte_empty(pte_t *pte)
 122 {
 123         struct page *pte_page = virt_to_page(pte);
 124         return page_count(pte_page) == 1;
 125 }
 126
 127 static void unmap_range(struct kvm *kvm, pgd_t *pgdp,
 128                         unsigned long long start, u64 size)
 129 {
 130         pgd_t *pgd;
 131         pud_t *pud;
 132         pmd_t *pmd;
 133         pte_t *pte;
 134         unsigned long long addr = start, end = start + size;
 135         u64 range;
 136
 137         while (addr < end) {
 138                 pgd = pgdp + pgd_index(addr);
 139                 pud = pud_offset(pgd, addr);
 140                 if (pud_none(*pud)) {
 141                         addr += PUD_SIZE;
 142                         continue;
 143                 }
 144
 145                 pmd = pmd_offset(pud, addr);
 146                 if (pmd_none(*pmd)) {
 147                         addr += PMD_SIZE;
 148                         continue;
 149                 }
 150
 151                 pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
 152                 clear_pte_entry(kvm, pte, addr);
 153                 range = PAGE_SIZE;
 154
 155                 /* If we emptied the pte, walk back up the ladder */
 156                 if (pte_empty(pte)) {
 157                         clear_pmd_entry(kvm, pmd, addr);
 158                         range = PMD_SIZE;
 159                         if (pmd_empty(pmd)) {
 160                                 clear_pud_entry(kvm, pud, addr);
 161                                 range = PUD_SIZE;
 162                         }
 163                 }
 164
 165                 addr += range;
 166         }
 167 }
 168
 169 /**
 170  * free_boot_hyp_pgd - free HYP boot page tables
 171  *
 172  * Free the HYP boot page tables. The bounce page is also freed.
 173  */
 174 void free_boot_hyp_pgd(void)
 175 {
 176         mutex_lock(&kvm_hyp_pgd_mutex);
 177
 178         if (boot_hyp_pgd) {
 179                 unmap_range(NULL, boot_hyp_pgd, hyp_idmap_start, PAGE_SIZE);
 180                 unmap_range(NULL, boot_hyp_pgd, TRAMPOLINE_VA, PAGE_SIZE);
 181                 kfree(boot_hyp_pgd);
 182                 boot_hyp_pgd = NULL;
 183         }
 184
 185         if (hyp_pgd)
 186                 unmap_range(NULL, hyp_pgd, TRAMPOLINE_VA, PAGE_SIZE);
 187
 188         kfree(init_bounce_page);
 189         init_bounce_page = NULL;
 190
 191         mutex_unlock(&kvm_hyp_pgd_mutex);
 192 }
 193
 194 /**
 195  * free_hyp_pgds - free Hyp-mode page tables
 196  *
 197  * Assumes hyp_pgd is a page table used strictly in Hyp-mode and
 198  * therefore contains either mappings in the kernel memory area (above
 199  * PAGE_OFFSET), or device mappings in the vmalloc range (from
 200  * VMALLOC_START to VMALLOC_END).
 201  *
 202  * boot_hyp_pgd should only map two pages for the init code.
 203  */
 204 void free_hyp_pgds(void)
 205 {
 206         unsigned long addr;
 207
 208         free_boot_hyp_pgd();
 209
 210         mutex_lock(&kvm_hyp_pgd_mutex);
 211
 212         if (hyp_pgd) {
 213                 for (addr = PAGE_OFFSET; virt_addr_valid(addr); addr += PGDIR_SIZE)
 214                         unmap_range(NULL, hyp_pgd, KERN_TO_HYP(addr), PGDIR_SIZE);
 215                 for (addr = VMALLOC_START; is_vmalloc_addr((void*)addr); addr += PGDIR_SIZE)
 216                         unmap_range(NULL, hyp_pgd, KERN_TO_HYP(addr), PGDIR_SIZE);
 217
 218                 kfree(hyp_pgd);
 219                 hyp_pgd = NULL;
 220         }
 221
 222         mutex_unlock(&kvm_hyp_pgd_mutex);
 223 }
 224
 225 static void create_hyp_pte_mappings(pmd_t *pmd, unsigned long start,
 226                                     unsigned long end, unsigned long pfn,
 227                                     pgprot_t prot)
 228 {
 229         pte_t *pte;
 230         unsigned long addr;
 231
 232         addr = start;
 233         do {
 234                 pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
 235                 kvm_set_pte(pte, pfn_pte(pfn, prot));
 236                 get_page(virt_to_page(pte));
 237                 kvm_flush_dcache_to_poc(pte, sizeof(*pte));
 238                 pfn++;
 239         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
 240 }
 241
 242 static int create_hyp_pmd_mappings(pud_t *pud, unsigned long start,
 243                                    unsigned long end, unsigned long pfn,
 244                                    pgprot_t prot)
 245 {
 246         pmd_t *pmd;
 247         pte_t *pte;
 248         unsigned long addr, next;
 249
 250         addr = start;
 251         do {
 252                 pmd = pmd_offset(pud, addr);
 253
 254                 BUG_ON(pmd_sect(*pmd));
 255
 256                 if (pmd_none(*pmd)) {
 257                         pte = pte_alloc_one_kernel(NULL, addr);
 258                         if (!pte) {
 259                                 kvm_err("Cannot allocate Hyp pte\n");
 260                                 return -ENOMEM;
 261                         }
 262                         pmd_populate_kernel(NULL, pmd, pte);
 263                         get_page(virt_to_page(pmd));
 264                         kvm_flush_dcache_to_poc(pmd, sizeof(*pmd));
 265                 }
 266
 267                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 268
 269                 create_hyp_pte_mappings(pmd, addr, next, pfn, prot);
 270                 pfn += (next - addr) >> PAGE_SHIFT;
 271         } while (addr = next, addr != end);
 272
 273         return 0;
 274 }
 275
 276 static int __create_hyp_mappings(pgd_t *pgdp,
 277                                  unsigned long start, unsigned long end,
 278                                  unsigned long pfn, pgprot_t prot)
 279 {
 280         pgd_t *pgd;
 281         pud_t *pud;
 282         pmd_t *pmd;
 283         unsigned long addr, next;
 284         int err = 0;
 285
 286         mutex_lock(&kvm_hyp_pgd_mutex);
 287         addr = start & PAGE_MASK;
 288         end = PAGE_ALIGN(end);
 289         do {
 290                 pgd = pgdp + pgd_index(addr);
 291                 pud = pud_offset(pgd, addr);
 292
 293                 if (pud_none_or_clear_bad(pud)) {
 294                         pmd = pmd_alloc_one(NULL, addr);
 295                         if (!pmd) {
 296                                 kvm_err("Cannot allocate Hyp pmd\n");
 297                                 err = -ENOMEM;
 298                                 goto out;
 299                         }
 300                         pud_populate(NULL, pud, pmd);
 301                         get_page(virt_to_page(pud));
 302                         kvm_flush_dcache_to_poc(pud, sizeof(*pud));
 303                 }
 304
 305                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 306                 err = create_hyp_pmd_mappings(pud, addr, next, pfn, prot);
 307                 if (err)
 308                         goto out;
 309                 pfn += (next - addr) >> PAGE_SHIFT;
 310         } while (addr = next, addr != end);
 311 out:
 312         mutex_unlock(&kvm_hyp_pgd_mutex);
 313         return err;
 314 }
 315
 316 static phys_addr_t kvm_kaddr_to_phys(void *kaddr)
 317 {
 318         if (!is_vmalloc_addr(kaddr)) {
 319                 BUG_ON(!virt_addr_valid(kaddr));
 320                 return __pa(kaddr);
 321         } else {
 322                 return page_to_phys(vmalloc_to_page(kaddr)) +
 323                        offset_in_page(kaddr);
 324         }
 325 }
 326
 327 /**
 328  * create_hyp_mappings - duplicate a kernel virtual address range in Hyp mode
 329  * @from:       The virtual kernel start address of the range
 330  * @to:         The virtual kernel end address of the range (exclusive)
 331  *
 332  * The same virtual address as the kernel virtual address is also used
 333  * in Hyp-mode mapping (modulo HYP_PAGE_OFFSET) to the same underlying
 334  * physical pages.
 335  */
 336 int create_hyp_mappings(void *from, void *to)
 337 {
 338         phys_addr_t phys_addr;
 339         unsigned long virt_addr;
 340         unsigned long start = KERN_TO_HYP((unsigned long)from);
 341         unsigned long end = KERN_TO_HYP((unsigned long)to);
 342
 343         start = start & PAGE_MASK;
 344         end = PAGE_ALIGN(end);
 345
 346         for (virt_addr = start; virt_addr < end; virt_addr += PAGE_SIZE) {
 347                 int err;
 348
 349                 phys_addr = kvm_kaddr_to_phys(from + virt_addr - start);
 350                 err = __create_hyp_mappings(hyp_pgd, virt_addr,
 351                                             virt_addr + PAGE_SIZE,
 352                                             __phys_to_pfn(phys_addr),
 353                                             PAGE_HYP);
 354                 if (err)
 355                         return err;
 356         }
 357
 358         return 0;
 359 }
 360
 361 /**
 362  * create_hyp_io_mappings - duplicate a kernel IO mapping into Hyp mode
 363  * @from:       The kernel start VA of the range
 364  * @to:         The kernel end VA of the range (exclusive)
 365  * @phys_addr:  The physical start address which gets mapped
 366  *
 367  * The resulting HYP VA is the same as the kernel VA, modulo
 368  * HYP_PAGE_OFFSET.
 369  */
 370 int create_hyp_io_mappings(void *from, void *to, phys_addr_t phys_addr)
 371 {
 372         unsigned long start = KERN_TO_HYP((unsigned long)from);
 373         unsigned long end = KERN_TO_HYP((unsigned long)to);
 374
 375         /* Check for a valid kernel IO mapping */
 376         if (!is_vmalloc_addr(from) || !is_vmalloc_addr(to - 1))
 377                 return -EINVAL;
 378
 379         return __create_hyp_mappings(hyp_pgd, start, end,
 380                                      __phys_to_pfn(phys_addr), PAGE_HYP_DEVICE);
 381 }
 382
 383 /**
 384  * kvm_alloc_stage2_pgd - allocate level-1 table for stage-2 translation.
 385  * @kvm:        The KVM struct pointer for the VM.
 386  *
 387  * Allocates the 1st level table only of size defined by S2_PGD_ORDER (can
 388  * support either full 40-bit input addresses or limited to 32-bit input
 389  * addresses). Clears the allocated pages.
 390  *
 391  * Note we don't need locking here as this is only called when the VM is
 392  * created, which can only be done once.
 393  */
 394 int kvm_alloc_stage2_pgd(struct kvm *kvm)
 395 {
 396         pgd_t *pgd;
 397
 398         if (kvm->arch.pgd != NULL) {
 399                 kvm_err("kvm_arch already initialized?\n");
 400                 return -EINVAL;
 401         }
 402
 403         pgd = (pgd_t *)__get_free_pages(GFP_KERNEL, S2_PGD_ORDER);
 404         if (!pgd)
 405                 return -ENOMEM;
 406
 407         /* stage-2 pgd must be aligned to its size */
 408         VM_BUG_ON((unsigned long)pgd & (S2_PGD_SIZE - 1));
 409
 410         memset(pgd, 0, PTRS_PER_S2_PGD * sizeof(pgd_t));
 411         kvm_clean_pgd(pgd);
 412         kvm->arch.pgd = pgd;
 413
 414         return 0;
 415 }
 416
 417 /**
 418  * unmap_stage2_range -- Clear stage2 page table entries to unmap a range
 419  * @kvm:   The VM pointer
 420  * @start: The intermediate physical base address of the range to unmap
 421  * @size:  The size of the area to unmap
 422  *
 423  * Clear a range of stage-2 mappings, lowering the various ref-counts.  Must
 424  * be called while holding mmu_lock (unless for freeing the stage2 pgd before
 425  * destroying the VM), otherwise another faulting VCPU may come in and mess
 426  * with things behind our backs.
 427  */
 428 static void unmap_stage2_range(struct kvm *kvm, phys_addr_t start, u64 size)
 429 {
 430         unmap_range(kvm, kvm->arch.pgd, start, size);
 431 }
 432
 433 /**
 434  * kvm_free_stage2_pgd - free all stage-2 tables
 435  * @kvm:        The KVM struct pointer for the VM.
 436  *
 437  * Walks the level-1 page table pointed to by kvm->arch.pgd and frees all
 438  * underlying level-2 and level-3 tables before freeing the actual level-1 table
 439  * and setting the struct pointer to NULL.
 440  *
 441  * Note we don't need locking here as this is only called when the VM is
 442  * destroyed, which can only be done once.
 443  */
 444 void kvm_free_stage2_pgd(struct kvm *kvm)
 445 {
 446         if (kvm->arch.pgd == NULL)
 447                 return;
 448
 449         unmap_stage2_range(kvm, 0, KVM_PHYS_SIZE);
 450         free_pages((unsigned long)kvm->arch.pgd, S2_PGD_ORDER);
 451         kvm->arch.pgd = NULL;
 452 }
 453
 454
 455 static int stage2_set_pte(struct kvm *kvm, struct kvm_mmu_memory_cache *cache,
 456                           phys_addr_t addr, const pte_t *new_pte, bool iomap)
 457 {
 458         pgd_t *pgd;
 459         pud_t *pud;
 460         pmd_t *pmd;
 461         pte_t *pte, old_pte;
 462
 463         /* Create 2nd stage page table mapping - Level 1 */
 464         pgd = kvm->arch.pgd + pgd_index(addr);
 465         pud = pud_offset(pgd, addr);
 466         if (pud_none(*pud)) {
 467                 if (!cache)
 468                         return 0; /* ignore calls from kvm_set_spte_hva */
 469                 pmd = mmu_memory_cache_alloc(cache);
 470                 pud_populate(NULL, pud, pmd);
 471                 get_page(virt_to_page(pud));
 472         }
 473
 474         pmd = pmd_offset(pud, addr);
 475
 476         /* Create 2nd stage page table mapping - Level 2 */
 477         if (pmd_none(*pmd)) {
 478                 if (!cache)
 479                         return 0; /* ignore calls from kvm_set_spte_hva */
 480                 pte = mmu_memory_cache_alloc(cache);
 481                 kvm_clean_pte(pte);
 482                 pmd_populate_kernel(NULL, pmd, pte);
 483                 get_page(virt_to_page(pmd));
 484         }
 485
 486         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
 487
 488         if (iomap && pte_present(*pte))
 489                 return -EFAULT;
 490
 491         /* Create 2nd stage page table mapping - Level 3 */
 492         old_pte = *pte;
 493         kvm_set_pte(pte, *new_pte);
 494         if (pte_present(old_pte))
 495                 kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, addr);
 496         else
 497                 get_page(virt_to_page(pte));
 498
 499         return 0;
 500 }
 501
 502 /**
 503  * kvm_phys_addr_ioremap - map a device range to guest IPA
 504  *
 505  * @kvm:        The KVM pointer
 506  * @guest_ipa:  The IPA at which to insert the mapping
 507  * @pa:         The physical address of the device
 508  * @size:       The size of the mapping
 509  */
 510 int kvm_phys_addr_ioremap(struct kvm *kvm, phys_addr_t guest_ipa,
 511                           phys_addr_t pa, unsigned long size)
 512 {
 513         phys_addr_t addr, end;
 514         int ret = 0;
 515         unsigned long pfn;
 516         struct kvm_mmu_memory_cache cache = { 0, };
 517
 518         end = (guest_ipa + size + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
 519         pfn = __phys_to_pfn(pa);
 520
 521         for (addr = guest_ipa; addr < end; addr += PAGE_SIZE) {
 522                 pte_t pte = pfn_pte(pfn, PAGE_S2_DEVICE);
 523                 kvm_set_s2pte_writable(&pte);
 524
 525                 ret = mmu_topup_memory_cache(&cache, 2, 2);
 526                 if (ret)
 527                         goto out;
 528                 spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 529                 ret = stage2_set_pte(kvm, &cache, addr, &pte, true);
 530                 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
 531                 if (ret)
 532                         goto out;
 533
 534                 pfn++;
 535         }
 536
 537 out:
 538         mmu_free_memory_cache(&cache);
 539         return ret;
 540 }
 541
 542 static int user_mem_abort(struct kvm_vcpu *vcpu, phys_addr_t fault_ipa,
 543                           gfn_t gfn, struct kvm_memory_slot *memslot,
 544                           unsigned long fault_status)
 545 {
 546         pte_t new_pte;
 547         pfn_t pfn;
 548         int ret;
 549         bool write_fault, writable;
 550         unsigned long mmu_seq;
 551         struct kvm_mmu_memory_cache *memcache = &vcpu->arch.mmu_page_cache;
 552
 553         write_fault = kvm_is_write_fault(kvm_vcpu_get_hsr(vcpu));
 554         if (fault_status == FSC_PERM && !write_fault) {
 555                 kvm_err("Unexpected L2 read permission error\n");
 556                 return -EFAULT;
 557         }
 558
 559         /* We need minimum second+third level pages */
 560         ret = mmu_topup_memory_cache(memcache, 2, KVM_NR_MEM_OBJS);
 561         if (ret)
 562                 return ret;
 563
 564         mmu_seq = vcpu->kvm->mmu_notifier_seq;
 565         /*
 566          * Ensure the read of mmu_notifier_seq happens before we call
 567          * gfn_to_pfn_prot (which calls get_user_pages), so that we don't risk
 568          * the page we just got a reference to gets unmapped before we have a
 569          * chance to grab the mmu_lock, which ensure that if the page gets
 570          * unmapped afterwards, the call to kvm_unmap_hva will take it away
 571          * from us again properly. This smp_rmb() interacts with the smp_wmb()
 572          * in kvm_mmu_notifier_invalidate_<page|range_end>.
 573          */
 574         smp_rmb();
 575
 576         pfn = gfn_to_pfn_prot(vcpu->kvm, gfn, write_fault, &writable);
 577         if (is_error_pfn(pfn))
 578                 return -EFAULT;
 579
 580         new_pte = pfn_pte(pfn, PAGE_S2);
 581         coherent_icache_guest_page(vcpu->kvm, gfn);
 582
 583         spin_lock(&vcpu->kvm->mmu_lock);
 584         if (mmu_notifier_retry(vcpu->kvm, mmu_seq))
 585                 goto out_unlock;
 586         if (writable) {
 587                 kvm_set_s2pte_writable(&new_pte);
 588                 kvm_set_pfn_dirty(pfn);
 589         }
 590         stage2_set_pte(vcpu->kvm, memcache, fault_ipa, &new_pte, false);
 591
 592 out_unlock:
 593         spin_unlock(&vcpu->kvm->mmu_lock);
 594         kvm_release_pfn_clean(pfn);
 595         return 0;
 596 }
 597
 598 /**
 599  * kvm_handle_guest_abort - handles all 2nd stage aborts
 600  * @vcpu:       the VCPU pointer
 601  * @run:        the kvm_run structure
 602  *
 603  * Any abort that gets to the host is almost guaranteed to be caused by a
 604  * missing second stage translation table entry, which can mean that either the
 605  * guest simply needs more memory and we must allocate an appropriate page or it
 606  * can mean that the guest tried to access I/O memory, which is emulated by user
 607  * space. The distinction is based on the IPA causing the fault and whether this
 608  * memory region has been registered as standard RAM by user space.
 609  */
 610 int kvm_handle_guest_abort(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *run)
 611 {
 612         unsigned long fault_status;
 613         phys_addr_t fault_ipa;
 614         struct kvm_memory_slot *memslot;
 615         bool is_iabt;
 616         gfn_t gfn;
 617         int ret, idx;
 618
 619         is_iabt = kvm_vcpu_trap_is_iabt(vcpu);
 620         fault_ipa = kvm_vcpu_get_fault_ipa(vcpu);
 621
 622         trace_kvm_guest_fault(*vcpu_pc(vcpu), kvm_vcpu_get_hsr(vcpu),
 623                               kvm_vcpu_get_hfar(vcpu), fault_ipa);
 624
 625         /* Check the stage-2 fault is trans. fault or write fault */
 626         fault_status = kvm_vcpu_trap_get_fault(vcpu);
 627         if (fault_status != FSC_FAULT && fault_status != FSC_PERM) {
 628                 kvm_err("Unsupported fault status: EC=%#x DFCS=%#lx\n",
 629                         kvm_vcpu_trap_get_class(vcpu), fault_status);
 630                 return -EFAULT;
 631         }
 632
 633         idx = srcu_read_lock(&vcpu->kvm->srcu);
 634
 635         gfn = fault_ipa >> PAGE_SHIFT;
 636         if (!kvm_is_visible_gfn(vcpu->kvm, gfn)) {
 637                 if (is_iabt) {
 638                         /* Prefetch Abort on I/O address */
 639                         kvm_inject_pabt(vcpu, kvm_vcpu_get_hfar(vcpu));
 640                         ret = 1;
 641                         goto out_unlock;
 642                 }
 643
 644                 if (fault_status != FSC_FAULT) {
 645                         kvm_err("Unsupported fault status on io memory: %#lx\n",
 646                                 fault_status);
 647                         ret = -EFAULT;
 648                         goto out_unlock;
 649                 }
 650
 651                 /*
 652                  * The IPA is reported as [MAX:12], so we need to
 653                  * complement it with the bottom 12 bits from the
 654                  * faulting VA. This is always 12 bits, irrespective
 655                  * of the page size.
 656                  */
 657                 fault_ipa |= kvm_vcpu_get_hfar(vcpu) & ((1 << 12) - 1);
 658                 ret = io_mem_abort(vcpu, run, fault_ipa);
 659                 goto out_unlock;
 660         }
 661
 662         memslot = gfn_to_memslot(vcpu->kvm, gfn);
 663
 664         ret = user_mem_abort(vcpu, fault_ipa, gfn, memslot, fault_status);
 665         if (ret == 0)
 666                 ret = 1;
 667 out_unlock:
 668         srcu_read_unlock(&vcpu->kvm->srcu, idx);
 669         return ret;
 670 }
 671
 672 static void handle_hva_to_gpa(struct kvm *kvm,
 673                               unsigned long start,
 674                               unsigned long end,
 675                               void (*handler)(struct kvm *kvm,
 676                                               gpa_t gpa, void *data),
 677                               void *data)
 678 {
 679         struct kvm_memslots *slots;
 680         struct kvm_memory_slot *memslot;
 681
 682         slots = kvm_memslots(kvm);
 683
 684         /* we only care about the pages that the guest sees */
 685         kvm_for_each_memslot(memslot, slots) {
 686                 unsigned long hva_start, hva_end;
 687                 gfn_t gfn, gfn_end;
 688
 689                 hva_start = max(start, memslot->userspace_addr);
 690                 hva_end = min(end, memslot->userspace_addr +
 691                                         (memslot->npages << PAGE_SHIFT));
 692                 if (hva_start >= hva_end)
 693                         continue;
 694
 695                 /*
 696                  * {gfn(page) | page intersects with [hva_start, hva_end)} =
 697                  * {gfn_start, gfn_start+1, ..., gfn_end-1}.
 698                  */
 699                 gfn = hva_to_gfn_memslot(hva_start, memslot);
 700                 gfn_end = hva_to_gfn_memslot(hva_end + PAGE_SIZE - 1, memslot);
 701
 702                 for (; gfn < gfn_end; ++gfn) {
 703                         gpa_t gpa = gfn << PAGE_SHIFT;
 704                         handler(kvm, gpa, data);
 705                 }
 706         }
 707 }
 708
 709 static void kvm_unmap_hva_handler(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data)
 710 {
 711         unmap_stage2_range(kvm, gpa, PAGE_SIZE);
 712 }
 713
 714 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva)
 715 {
 716         unsigned long end = hva + PAGE_SIZE;
 717
 718         if (!kvm->arch.pgd)
 719                 return 0;
 720
 721         trace_kvm_unmap_hva(hva);
 722         handle_hva_to_gpa(kvm, hva, end, &kvm_unmap_hva_handler, NULL);
 723         return 0;
 724 }
 725
 726 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm,
 727                         unsigned long start, unsigned long end)
 728 {
 729         if (!kvm->arch.pgd)
 730                 return 0;
 731
 732         trace_kvm_unmap_hva_range(start, end);
 733         handle_hva_to_gpa(kvm, start, end, &kvm_unmap_hva_handler, NULL);
 734         return 0;
 735 }
 736
 737 static void kvm_set_spte_handler(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data)
 738 {
 739         pte_t *pte = (pte_t *)data;
 740
 741         stage2_set_pte(kvm, NULL, gpa, pte, false);
 742 }
 743
 744
 745 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte)
 746 {
 747         unsigned long end = hva + PAGE_SIZE;
 748         pte_t stage2_pte;
 749
 750         if (!kvm->arch.pgd)
 751                 return;
 752
 753         trace_kvm_set_spte_hva(hva);
 754         stage2_pte = pfn_pte(pte_pfn(pte), PAGE_S2);
 755         handle_hva_to_gpa(kvm, hva, end, &kvm_set_spte_handler, &stage2_pte);
 756 }
 757
 758 void kvm_mmu_free_memory_caches(struct kvm_vcpu *vcpu)
 759 {
 760         mmu_free_memory_cache(&vcpu->arch.mmu_page_cache);
 761 }
 762
 763 phys_addr_t kvm_mmu_get_httbr(void)
 764 {
 765         return virt_to_phys(hyp_pgd);
 766 }
 767
 768 phys_addr_t kvm_mmu_get_boot_httbr(void)
 769 {
 770         return virt_to_phys(boot_hyp_pgd);
 771 }
 772
 773 phys_addr_t kvm_get_idmap_vector(void)
 774 {
 775         return hyp_idmap_vector;
 776 }
 777
 778 int kvm_mmu_init(void)
 779 {
 780         int err;
 781
 782         hyp_idmap_start = virt_to_phys(__hyp_idmap_text_start);
 783         hyp_idmap_end = virt_to_phys(__hyp_idmap_text_end);
 784         hyp_idmap_vector = virt_to_phys(__kvm_hyp_init);
 785
 786         if ((hyp_idmap_start ^ hyp_idmap_end) & PAGE_MASK) {
 787                 /*
 788                  * Our init code is crossing a page boundary. Allocate
 789                  * a bounce page, copy the code over and use that.
 790                  */
 791                 size_t len = __hyp_idmap_text_end - __hyp_idmap_text_start;
 792                 phys_addr_t phys_base;
 793
 794                 init_bounce_page = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
 795                 if (!init_bounce_page) {
 796                         kvm_err("Couldn't allocate HYP init bounce page\n");
 797                         err = -ENOMEM;
 798                         goto out;
 799                 }
 800
 801                 memcpy(init_bounce_page, __hyp_idmap_text_start, len);
 802                 /*
 803                  * Warning: the code we just copied to the bounce page
 804                  * must be flushed to the point of coherency.
 805                  * Otherwise, the data may be sitting in L2, and HYP
 806                  * mode won't be able to observe it as it runs with
 807                  * caches off at that point.
 808                  */
 809                 kvm_flush_dcache_to_poc(init_bounce_page, len);
 810
 811                 phys_base = virt_to_phys(init_bounce_page);
 812                 hyp_idmap_vector += phys_base - hyp_idmap_start;
 813                 hyp_idmap_start = phys_base;
 814                 hyp_idmap_end = phys_base + len;
 815
 816                 kvm_info("Using HYP init bounce page @%lx\n",
 817                          (unsigned long)phys_base);
 818         }
 819
 820         hyp_pgd = kzalloc(PTRS_PER_PGD * sizeof(pgd_t), GFP_KERNEL);
 821         boot_hyp_pgd = kzalloc(PTRS_PER_PGD * sizeof(pgd_t), GFP_KERNEL);
 822         if (!hyp_pgd || !boot_hyp_pgd) {
 823                 kvm_err("Hyp mode PGD not allocated\n");
 824                 err = -ENOMEM;
 825                 goto out;
 826         }
 827
 828         /* Create the idmap in the boot page tables */
 829         err =   __create_hyp_mappings(boot_hyp_pgd,
 830                                       hyp_idmap_start, hyp_idmap_end,
 831                                       __phys_to_pfn(hyp_idmap_start),
 832                                       PAGE_HYP);
 833
 834         if (err) {
 835                 kvm_err("Failed to idmap %lx-%lx\n",
 836                         hyp_idmap_start, hyp_idmap_end);
 837                 goto out;
 838         }
 839
 840         /* Map the very same page at the trampoline VA */
 841         err =   __create_hyp_mappings(boot_hyp_pgd,
 842                                       TRAMPOLINE_VA, TRAMPOLINE_VA + PAGE_SIZE,
 843                                       __phys_to_pfn(hyp_idmap_start),
 844                                       PAGE_HYP);
 845         if (err) {
 846                 kvm_err("Failed to map trampoline @%lx into boot HYP pgd\n",
 847                         TRAMPOLINE_VA);
 848                 goto out;
 849         }
 850
 851         /* Map the same page again into the runtime page tables */
 852         err =   __create_hyp_mappings(hyp_pgd,
 853                                       TRAMPOLINE_VA, TRAMPOLINE_VA + PAGE_SIZE,
 854                                       __phys_to_pfn(hyp_idmap_start),
 855                                       PAGE_HYP);
 856         if (err) {
 857                 kvm_err("Failed to map trampoline @%lx into runtime HYP pgd\n",
 858                         TRAMPOLINE_VA);
 859                 goto out;
 860         }
 861
 862         return 0;
 863 out:
 864         free_hyp_pgds();
 865         return err;
 866 }