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         /* stage-2 pgd must be aligned to its size */
 374         VM_BUG_ON((unsigned long)pgd & (S2_PGD_SIZE - 1));
 375
 376         memset(pgd, 0, PTRS_PER_S2_PGD * sizeof(pgd_t));
 377         kvm_clean_pgd(pgd);
 378         kvm->arch.pgd = pgd;
 379
 380         return 0;
 381 }
 382
 383 /**
 384  * unmap_stage2_range -- Clear stage2 page table entries to unmap a range
 385  * @kvm:   The VM pointer
 386  * @start: The intermediate physical base address of the range to unmap
 387  * @size:  The size of the area to unmap
 388  *
 389  * Clear a range of stage-2 mappings, lowering the various ref-counts.  Must
 390  * be called while holding mmu_lock (unless for freeing the stage2 pgd before
 391  * destroying the VM), otherwise another faulting VCPU may come in and mess
 392  * with things behind our backs.
 393  */
 394 static void unmap_stage2_range(struct kvm *kvm, phys_addr_t start, u64 size)
 395 {
 396         unmap_range(kvm->arch.pgd, start, size);
 397 }
 398
 399 /**
 400  * kvm_free_stage2_pgd - free all stage-2 tables
 401  * @kvm:        The KVM struct pointer for the VM.
 402  *
 403  * Walks the level-1 page table pointed to by kvm->arch.pgd and frees all
 404  * underlying level-2 and level-3 tables before freeing the actual level-1 table
 405  * and setting the struct pointer to NULL.
 406  *
 407  * Note we don't need locking here as this is only called when the VM is
 408  * destroyed, which can only be done once.
 409  */
 410 void kvm_free_stage2_pgd(struct kvm *kvm)
 411 {
 412         if (kvm->arch.pgd == NULL)
 413                 return;
 414
 415         unmap_stage2_range(kvm, 0, KVM_PHYS_SIZE);
 416         free_pages((unsigned long)kvm->arch.pgd, S2_PGD_ORDER);
 417         kvm->arch.pgd = NULL;
 418 }
 419
 420
 421 static int stage2_set_pte(struct kvm *kvm, struct kvm_mmu_memory_cache *cache,
 422                           phys_addr_t addr, const pte_t *new_pte, bool iomap)
 423 {
 424         pgd_t *pgd;
 425         pud_t *pud;
 426         pmd_t *pmd;
 427         pte_t *pte, old_pte;
 428
 429         /* Create 2nd stage page table mapping - Level 1 */
 430         pgd = kvm->arch.pgd + pgd_index(addr);
 431         pud = pud_offset(pgd, addr);
 432         if (pud_none(*pud)) {
 433                 if (!cache)
 434                         return 0; /* ignore calls from kvm_set_spte_hva */
 435                 pmd = mmu_memory_cache_alloc(cache);
 436                 pud_populate(NULL, pud, pmd);
 437                 get_page(virt_to_page(pud));
 438         }
 439
 440         pmd = pmd_offset(pud, addr);
 441
 442         /* Create 2nd stage page table mapping - Level 2 */
 443         if (pmd_none(*pmd)) {
 444                 if (!cache)
 445                         return 0; /* ignore calls from kvm_set_spte_hva */
 446                 pte = mmu_memory_cache_alloc(cache);
 447                 kvm_clean_pte(pte);
 448                 pmd_populate_kernel(NULL, pmd, pte);
 449                 get_page(virt_to_page(pmd));
 450         }
 451
 452         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
 453
 454         if (iomap && pte_present(*pte))
 455                 return -EFAULT;
 456
 457         /* Create 2nd stage page table mapping - Level 3 */
 458         old_pte = *pte;
 459         kvm_set_pte(pte, *new_pte);
 460         if (pte_present(old_pte))
 461                 kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, addr);
 462         else
 463                 get_page(virt_to_page(pte));
 464
 465         return 0;
 466 }
 467
 468 /**
 469  * kvm_phys_addr_ioremap - map a device range to guest IPA
 470  *
 471  * @kvm:        The KVM pointer
 472  * @guest_ipa:  The IPA at which to insert the mapping
 473  * @pa:         The physical address of the device
 474  * @size:       The size of the mapping
 475  */
 476 int kvm_phys_addr_ioremap(struct kvm *kvm, phys_addr_t guest_ipa,
 477                           phys_addr_t pa, unsigned long size)
 478 {
 479         phys_addr_t addr, end;
 480         int ret = 0;
 481         unsigned long pfn;
 482         struct kvm_mmu_memory_cache cache = { 0, };
 483
 484         end = (guest_ipa + size + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
 485         pfn = __phys_to_pfn(pa);
 486
 487         for (addr = guest_ipa; addr < end; addr += PAGE_SIZE) {
 488                 pte_t pte = pfn_pte(pfn, PAGE_S2_DEVICE);
 489                 kvm_set_s2pte_writable(&pte);
 490
 491                 ret = mmu_topup_memory_cache(&cache, 2, 2);
 492                 if (ret)
 493                         goto out;
 494                 spin_lock(&kvm->mmu_lock);
 495                 ret = stage2_set_pte(kvm, &cache, addr, &pte, true);
 496                 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
 497                 if (ret)
 498                         goto out;
 499
 500                 pfn++;
 501         }
 502
 503 out:
 504         mmu_free_memory_cache(&cache);
 505         return ret;
 506 }
 507
 508 static int user_mem_abort(struct kvm_vcpu *vcpu, phys_addr_t fault_ipa,
 509                           gfn_t gfn, struct kvm_memory_slot *memslot,
 510                           unsigned long fault_status)
 511 {
 512         pte_t new_pte;
 513         pfn_t pfn;
 514         int ret;
 515         bool write_fault, writable;
 516         unsigned long mmu_seq;
 517         struct kvm_mmu_memory_cache *memcache = &vcpu->arch.mmu_page_cache;
 518
 519         write_fault = kvm_is_write_fault(kvm_vcpu_get_hsr(vcpu));
 520         if (fault_status == FSC_PERM && !write_fault) {
 521                 kvm_err("Unexpected L2 read permission error\n");
 522                 return -EFAULT;
 523         }
 524
 525         /* We need minimum second+third level pages */
 526         ret = mmu_topup_memory_cache(memcache, 2, KVM_NR_MEM_OBJS);
 527         if (ret)
 528                 return ret;
 529
 530         mmu_seq = vcpu->kvm->mmu_notifier_seq;
 531         /*
 532          * Ensure the read of mmu_notifier_seq happens before we call
 533          * gfn_to_pfn_prot (which calls get_user_pages), so that we don't risk
 534          * the page we just got a reference to gets unmapped before we have a
 535          * chance to grab the mmu_lock, which ensure that if the page gets
 536          * unmapped afterwards, the call to kvm_unmap_hva will take it away
 537          * from us again properly. This smp_rmb() interacts with the smp_wmb()
 538          * in kvm_mmu_notifier_invalidate_<page|range_end>.
 539          */
 540         smp_rmb();
 541
 542         pfn = gfn_to_pfn_prot(vcpu->kvm, gfn, write_fault, &writable);
 543         if (is_error_pfn(pfn))
 544                 return -EFAULT;
 545
 546         new_pte = pfn_pte(pfn, PAGE_S2);
 547         coherent_icache_guest_page(vcpu->kvm, gfn);
 548
 549         spin_lock(&vcpu->kvm->mmu_lock);
 550         if (mmu_notifier_retry(vcpu->kvm, mmu_seq))
 551                 goto out_unlock;
 552         if (writable) {
 553                 kvm_set_s2pte_writable(&new_pte);
 554                 kvm_set_pfn_dirty(pfn);
 555         }
 556         stage2_set_pte(vcpu->kvm, memcache, fault_ipa, &new_pte, false);
 557
 558 out_unlock:
 559         spin_unlock(&vcpu->kvm->mmu_lock);
 560         kvm_release_pfn_clean(pfn);
 561         return 0;
 562 }
 563
 564 /**
 565  * kvm_handle_guest_abort - handles all 2nd stage aborts
 566  * @vcpu:       the VCPU pointer
 567  * @run:        the kvm_run structure
 568  *
 569  * Any abort that gets to the host is almost guaranteed to be caused by a
 570  * missing second stage translation table entry, which can mean that either the
 571  * guest simply needs more memory and we must allocate an appropriate page or it
 572  * can mean that the guest tried to access I/O memory, which is emulated by user
 573  * space. The distinction is based on the IPA causing the fault and whether this
 574  * memory region has been registered as standard RAM by user space.
 575  */
 576 int kvm_handle_guest_abort(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *run)
 577 {
 578         unsigned long fault_status;
 579         phys_addr_t fault_ipa;
 580         struct kvm_memory_slot *memslot;
 581         bool is_iabt;
 582         gfn_t gfn;
 583         int ret, idx;
 584
 585         is_iabt = kvm_vcpu_trap_is_iabt(vcpu);
 586         fault_ipa = kvm_vcpu_get_fault_ipa(vcpu);
 587
 588         trace_kvm_guest_fault(*vcpu_pc(vcpu), kvm_vcpu_get_hsr(vcpu),
 589                               kvm_vcpu_get_hfar(vcpu), fault_ipa);
 590
 591         /* Check the stage-2 fault is trans. fault or write fault */
 592         fault_status = kvm_vcpu_trap_get_fault(vcpu);
 593         if (fault_status != FSC_FAULT && fault_status != FSC_PERM) {
 594                 kvm_err("Unsupported fault status: EC=%#x DFCS=%#lx\n",
 595                         kvm_vcpu_trap_get_class(vcpu), fault_status);
 596                 return -EFAULT;
 597         }
 598
 599         idx = srcu_read_lock(&vcpu->kvm->srcu);
 600
 601         gfn = fault_ipa >> PAGE_SHIFT;
 602         if (!kvm_is_visible_gfn(vcpu->kvm, gfn)) {
 603                 if (is_iabt) {
 604                         /* Prefetch Abort on I/O address */
 605                         kvm_inject_pabt(vcpu, kvm_vcpu_get_hfar(vcpu));
 606                         ret = 1;
 607                         goto out_unlock;
 608                 }
 609
 610                 if (fault_status != FSC_FAULT) {
 611                         kvm_err("Unsupported fault status on io memory: %#lx\n",
 612                                 fault_status);
 613                         ret = -EFAULT;
 614                         goto out_unlock;
 615                 }
 616
 617                 /*
 618                  * The IPA is reported as [MAX:12], so we need to
 619                  * complement it with the bottom 12 bits from the
 620                  * faulting VA. This is always 12 bits, irrespective
 621                  * of the page size.
 622                  */
 623                 fault_ipa |= kvm_vcpu_get_hfar(vcpu) & ((1 << 12) - 1);
 624                 ret = io_mem_abort(vcpu, run, fault_ipa);
 625                 goto out_unlock;
 626         }
 627
 628         memslot = gfn_to_memslot(vcpu->kvm, gfn);
 629
 630         ret = user_mem_abort(vcpu, fault_ipa, gfn, memslot, fault_status);
 631         if (ret == 0)
 632                 ret = 1;
 633 out_unlock:
 634         srcu_read_unlock(&vcpu->kvm->srcu, idx);
 635         return ret;
 636 }
 637
 638 static void handle_hva_to_gpa(struct kvm *kvm,
 639                               unsigned long start,
 640                               unsigned long end,
 641                               void (*handler)(struct kvm *kvm,
 642                                               gpa_t gpa, void *data),
 643                               void *data)
 644 {
 645         struct kvm_memslots *slots;
 646         struct kvm_memory_slot *memslot;
 647
 648         slots = kvm_memslots(kvm);
 649
 650         /* we only care about the pages that the guest sees */
 651         kvm_for_each_memslot(memslot, slots) {
 652                 unsigned long hva_start, hva_end;
 653                 gfn_t gfn, gfn_end;
 654
 655                 hva_start = max(start, memslot->userspace_addr);
 656                 hva_end = min(end, memslot->userspace_addr +
 657                                         (memslot->npages << PAGE_SHIFT));
 658                 if (hva_start >= hva_end)
 659                         continue;
 660
 661                 /*
 662                  * {gfn(page) | page intersects with [hva_start, hva_end)} =
 663                  * {gfn_start, gfn_start+1, ..., gfn_end-1}.
 664                  */
 665                 gfn = hva_to_gfn_memslot(hva_start, memslot);
 666                 gfn_end = hva_to_gfn_memslot(hva_end + PAGE_SIZE - 1, memslot);
 667
 668                 for (; gfn < gfn_end; ++gfn) {
 669                         gpa_t gpa = gfn << PAGE_SHIFT;
 670                         handler(kvm, gpa, data);
 671                 }
 672         }
 673 }
 674
 675 static void kvm_unmap_hva_handler(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data)
 676 {
 677         unmap_stage2_range(kvm, gpa, PAGE_SIZE);
 678         kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, gpa);
 679 }
 680
 681 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva)
 682 {
 683         unsigned long end = hva + PAGE_SIZE;
 684
 685         if (!kvm->arch.pgd)
 686                 return 0;
 687
 688         trace_kvm_unmap_hva(hva);
 689         handle_hva_to_gpa(kvm, hva, end, &kvm_unmap_hva_handler, NULL);
 690         return 0;
 691 }
 692
 693 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm,
 694                         unsigned long start, unsigned long end)
 695 {
 696         if (!kvm->arch.pgd)
 697                 return 0;
 698
 699         trace_kvm_unmap_hva_range(start, end);
 700         handle_hva_to_gpa(kvm, start, end, &kvm_unmap_hva_handler, NULL);
 701         return 0;
 702 }
 703
 704 static void kvm_set_spte_handler(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data)
 705 {
 706         pte_t *pte = (pte_t *)data;
 707
 708         stage2_set_pte(kvm, NULL, gpa, pte, false);
 709 }
 710
 711
 712 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte)
 713 {
 714         unsigned long end = hva + PAGE_SIZE;
 715         pte_t stage2_pte;
 716
 717         if (!kvm->arch.pgd)
 718                 return;
 719
 720         trace_kvm_set_spte_hva(hva);
 721         stage2_pte = pfn_pte(pte_pfn(pte), PAGE_S2);
 722         handle_hva_to_gpa(kvm, hva, end, &kvm_set_spte_handler, &stage2_pte);
 723 }
 724
 725 void kvm_mmu_free_memory_caches(struct kvm_vcpu *vcpu)
 726 {
 727         mmu_free_memory_cache(&vcpu->arch.mmu_page_cache);
 728 }
 729
 730 phys_addr_t kvm_mmu_get_httbr(void)
 731 {
 732         return virt_to_phys(hyp_pgd);
 733 }
 734
 735 phys_addr_t kvm_mmu_get_boot_httbr(void)
 736 {
 737         return virt_to_phys(boot_hyp_pgd);
 738 }
 739
 740 phys_addr_t kvm_get_idmap_vector(void)
 741 {
 742         return hyp_idmap_vector;
 743 }
 744
 745 int kvm_mmu_init(void)
 746 {
 747         int err;
 748
 749         hyp_idmap_start = virt_to_phys(__hyp_idmap_text_start);
 750         hyp_idmap_end = virt_to_phys(__hyp_idmap_text_end);
 751         hyp_idmap_vector = virt_to_phys(__kvm_hyp_init);
 752
 753         if ((hyp_idmap_start ^ hyp_idmap_end) & PAGE_MASK) {
 754                 /*
 755                  * Our init code is crossing a page boundary. Allocate
 756                  * a bounce page, copy the code over and use that.
 757                  */
 758                 size_t len = __hyp_idmap_text_end - __hyp_idmap_text_start;
 759                 phys_addr_t phys_base;
 760
 761                 init_bounce_page = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
 762                 if (!init_bounce_page) {
 763                         kvm_err("Couldn't allocate HYP init bounce page\n");
 764                         err = -ENOMEM;
 765                         goto out;
 766                 }
 767
 768                 memcpy(init_bounce_page, __hyp_idmap_text_start, len);
 769                 /*
 770                  * Warning: the code we just copied to the bounce page
 771                  * must be flushed to the point of coherency.
 772                  * Otherwise, the data may be sitting in L2, and HYP
 773                  * mode won't be able to observe it as it runs with
 774                  * caches off at that point.
 775                  */
 776                 kvm_flush_dcache_to_poc(init_bounce_page, len);
 777
 778                 phys_base = virt_to_phys(init_bounce_page);
 779                 hyp_idmap_vector += phys_base - hyp_idmap_start;
 780                 hyp_idmap_start = phys_base;
 781                 hyp_idmap_end = phys_base + len;
 782
 783                 kvm_info("Using HYP init bounce page @%lx\n",
 784                          (unsigned long)phys_base);
 785         }
 786
 787         hyp_pgd = kzalloc(PTRS_PER_PGD * sizeof(pgd_t), GFP_KERNEL);
 788         boot_hyp_pgd = kzalloc(PTRS_PER_PGD * sizeof(pgd_t), GFP_KERNEL);
 789         if (!hyp_pgd || !boot_hyp_pgd) {
 790                 kvm_err("Hyp mode PGD not allocated\n");
 791                 err = -ENOMEM;
 792                 goto out;
 793         }
 794
 795         /* Create the idmap in the boot page tables */
 796         err =   __create_hyp_mappings(boot_hyp_pgd,
 797                                       hyp_idmap_start, hyp_idmap_end,
 798                                       __phys_to_pfn(hyp_idmap_start),
 799                                       PAGE_HYP);
 800
 801         if (err) {
 802                 kvm_err("Failed to idmap %lx-%lx\n",
 803                         hyp_idmap_start, hyp_idmap_end);
 804                 goto out;
 805         }
 806
 807         /* Map the very same page at the trampoline VA */
 808         err =   __create_hyp_mappings(boot_hyp_pgd,
 809                                       TRAMPOLINE_VA, TRAMPOLINE_VA + PAGE_SIZE,
 810                                       __phys_to_pfn(hyp_idmap_start),
 811                                       PAGE_HYP);
 812         if (err) {
 813                 kvm_err("Failed to map trampoline @%lx into boot HYP pgd\n",
 814                         TRAMPOLINE_VA);
 815                 goto out;
 816         }
 817
 818         /* Map the same page again into the runtime page tables */
 819         err =   __create_hyp_mappings(hyp_pgd,
 820                                       TRAMPOLINE_VA, TRAMPOLINE_VA + PAGE_SIZE,
 821                                       __phys_to_pfn(hyp_idmap_start),
 822                                       PAGE_HYP);
 823         if (err) {
 824                 kvm_err("Failed to map trampoline @%lx into runtime HYP pgd\n",
 825                         TRAMPOLINE_VA);
 826                 goto out;
 827         }
 828
 829         return 0;
 830 out:
 831         free_hyp_pgds();
 832         return err;
 833 }