Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/netdev/net
[linux-2.6-microblaze.git] / arch / arm64 / kvm / mmu.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Copyright (C) 2012 - Virtual Open Systems and Columbia University
4  * Author: Christoffer Dall <c.dall@virtualopensystems.com>
5  */
6
7 #include <linux/mman.h>
8 #include <linux/kvm_host.h>
9 #include <linux/io.h>
10 #include <linux/hugetlb.h>
11 #include <linux/sched/signal.h>
12 #include <trace/events/kvm.h>
13 #include <asm/pgalloc.h>
14 #include <asm/cacheflush.h>
15 #include <asm/kvm_arm.h>
16 #include <asm/kvm_mmu.h>
17 #include <asm/kvm_ras.h>
18 #include <asm/kvm_asm.h>
19 #include <asm/kvm_emulate.h>
20 #include <asm/virt.h>
21
22 #include "trace.h"
23
24 static pgd_t *boot_hyp_pgd;
25 static pgd_t *hyp_pgd;
26 static pgd_t *merged_hyp_pgd;
27 static DEFINE_MUTEX(kvm_hyp_pgd_mutex);
28
29 static unsigned long hyp_idmap_start;
30 static unsigned long hyp_idmap_end;
31 static phys_addr_t hyp_idmap_vector;
32
33 static unsigned long io_map_base;
34
35 #define hyp_pgd_order get_order(PTRS_PER_PGD * sizeof(pgd_t))
36
37 #define KVM_S2PTE_FLAG_IS_IOMAP         (1UL << 0)
38 #define KVM_S2_FLAG_LOGGING_ACTIVE      (1UL << 1)
39
40 static bool is_iomap(unsigned long flags)
41 {
42         return flags & KVM_S2PTE_FLAG_IS_IOMAP;
43 }
44
45 static bool memslot_is_logging(struct kvm_memory_slot *memslot)
46 {
47         return memslot->dirty_bitmap && !(memslot->flags & KVM_MEM_READONLY);
48 }
49
50 /**
51  * kvm_flush_remote_tlbs() - flush all VM TLB entries for v7/8
52  * @kvm:        pointer to kvm structure.
53  *
54  * Interface to HYP function to flush all VM TLB entries
55  */
56 void kvm_flush_remote_tlbs(struct kvm *kvm)
57 {
58         kvm_call_hyp(__kvm_tlb_flush_vmid, kvm);
59 }
60
61 static void kvm_tlb_flush_vmid_ipa(struct kvm *kvm, phys_addr_t ipa)
62 {
63         kvm_call_hyp(__kvm_tlb_flush_vmid_ipa, kvm, ipa);
64 }
65
66 /*
67  * D-Cache management functions. They take the page table entries by
68  * value, as they are flushing the cache using the kernel mapping (or
69  * kmap on 32bit).
70  */
71 static void kvm_flush_dcache_pte(pte_t pte)
72 {
73         __kvm_flush_dcache_pte(pte);
74 }
75
76 static void kvm_flush_dcache_pmd(pmd_t pmd)
77 {
78         __kvm_flush_dcache_pmd(pmd);
79 }
80
81 static void kvm_flush_dcache_pud(pud_t pud)
82 {
83         __kvm_flush_dcache_pud(pud);
84 }
85
86 static bool kvm_is_device_pfn(unsigned long pfn)
87 {
88         return !pfn_valid(pfn);
89 }
90
91 /**
92  * stage2_dissolve_pmd() - clear and flush huge PMD entry
93  * @kvm:        pointer to kvm structure.
94  * @addr:       IPA
95  * @pmd:        pmd pointer for IPA
96  *
97  * Function clears a PMD entry, flushes addr 1st and 2nd stage TLBs.
98  */
99 static void stage2_dissolve_pmd(struct kvm *kvm, phys_addr_t addr, pmd_t *pmd)
100 {
101         if (!pmd_thp_or_huge(*pmd))
102                 return;
103
104         pmd_clear(pmd);
105         kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, addr);
106         put_page(virt_to_page(pmd));
107 }
108
109 /**
110  * stage2_dissolve_pud() - clear and flush huge PUD entry
111  * @kvm:        pointer to kvm structure.
112  * @addr:       IPA
113  * @pud:        pud pointer for IPA
114  *
115  * Function clears a PUD entry, flushes addr 1st and 2nd stage TLBs.
116  */
117 static void stage2_dissolve_pud(struct kvm *kvm, phys_addr_t addr, pud_t *pudp)
118 {
119         if (!stage2_pud_huge(kvm, *pudp))
120                 return;
121
122         stage2_pud_clear(kvm, pudp);
123         kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, addr);
124         put_page(virt_to_page(pudp));
125 }
126
127 static int mmu_topup_memory_cache(struct kvm_mmu_memory_cache *cache,
128                                   int min, int max)
129 {
130         void *page;
131
132         BUG_ON(max > KVM_NR_MEM_OBJS);
133         if (cache->nobjs >= min)
134                 return 0;
135         while (cache->nobjs < max) {
136                 page = (void *)__get_free_page(GFP_PGTABLE_USER);
137                 if (!page)
138                         return -ENOMEM;
139                 cache->objects[cache->nobjs++] = page;
140         }
141         return 0;
142 }
143
144 static void mmu_free_memory_cache(struct kvm_mmu_memory_cache *mc)
145 {
146         while (mc->nobjs)
147                 free_page((unsigned long)mc->objects[--mc->nobjs]);
148 }
149
150 static void *mmu_memory_cache_alloc(struct kvm_mmu_memory_cache *mc)
151 {
152         void *p;
153
154         BUG_ON(!mc || !mc->nobjs);
155         p = mc->objects[--mc->nobjs];
156         return p;
157 }
158
159 static void clear_stage2_pgd_entry(struct kvm *kvm, pgd_t *pgd, phys_addr_t addr)
160 {
161         p4d_t *p4d_table __maybe_unused = stage2_p4d_offset(kvm, pgd, 0UL);
162         stage2_pgd_clear(kvm, pgd);
163         kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, addr);
164         stage2_p4d_free(kvm, p4d_table);
165         put_page(virt_to_page(pgd));
166 }
167
168 static void clear_stage2_p4d_entry(struct kvm *kvm, p4d_t *p4d, phys_addr_t addr)
169 {
170         pud_t *pud_table __maybe_unused = stage2_pud_offset(kvm, p4d, 0);
171         stage2_p4d_clear(kvm, p4d);
172         kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, addr);
173         stage2_pud_free(kvm, pud_table);
174         put_page(virt_to_page(p4d));
175 }
176
177 static void clear_stage2_pud_entry(struct kvm *kvm, pud_t *pud, phys_addr_t addr)
178 {
179         pmd_t *pmd_table __maybe_unused = stage2_pmd_offset(kvm, pud, 0);
180         VM_BUG_ON(stage2_pud_huge(kvm, *pud));
181         stage2_pud_clear(kvm, pud);
182         kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, addr);
183         stage2_pmd_free(kvm, pmd_table);
184         put_page(virt_to_page(pud));
185 }
186
187 static void clear_stage2_pmd_entry(struct kvm *kvm, pmd_t *pmd, phys_addr_t addr)
188 {
189         pte_t *pte_table = pte_offset_kernel(pmd, 0);
190         VM_BUG_ON(pmd_thp_or_huge(*pmd));
191         pmd_clear(pmd);
192         kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, addr);
193         free_page((unsigned long)pte_table);
194         put_page(virt_to_page(pmd));
195 }
196
197 static inline void kvm_set_pte(pte_t *ptep, pte_t new_pte)
198 {
199         WRITE_ONCE(*ptep, new_pte);
200         dsb(ishst);
201 }
202
203 static inline void kvm_set_pmd(pmd_t *pmdp, pmd_t new_pmd)
204 {
205         WRITE_ONCE(*pmdp, new_pmd);
206         dsb(ishst);
207 }
208
209 static inline void kvm_pmd_populate(pmd_t *pmdp, pte_t *ptep)
210 {
211         kvm_set_pmd(pmdp, kvm_mk_pmd(ptep));
212 }
213
214 static inline void kvm_pud_populate(pud_t *pudp, pmd_t *pmdp)
215 {
216         WRITE_ONCE(*pudp, kvm_mk_pud(pmdp));
217         dsb(ishst);
218 }
219
220 static inline void kvm_p4d_populate(p4d_t *p4dp, pud_t *pudp)
221 {
222         WRITE_ONCE(*p4dp, kvm_mk_p4d(pudp));
223         dsb(ishst);
224 }
225
226 static inline void kvm_pgd_populate(pgd_t *pgdp, p4d_t *p4dp)
227 {
228 #ifndef __PAGETABLE_P4D_FOLDED
229         WRITE_ONCE(*pgdp, kvm_mk_pgd(p4dp));
230         dsb(ishst);
231 #endif
232 }
233
234 /*
235  * Unmapping vs dcache management:
236  *
237  * If a guest maps certain memory pages as uncached, all writes will
238  * bypass the data cache and go directly to RAM.  However, the CPUs
239  * can still speculate reads (not writes) and fill cache lines with
240  * data.
241  *
242  * Those cache lines will be *clean* cache lines though, so a
243  * clean+invalidate operation is equivalent to an invalidate
244  * operation, because no cache lines are marked dirty.
245  *
246  * Those clean cache lines could be filled prior to an uncached write
247  * by the guest, and the cache coherent IO subsystem would therefore
248  * end up writing old data to disk.
249  *
250  * This is why right after unmapping a page/section and invalidating
251  * the corresponding TLBs, we call kvm_flush_dcache_p*() to make sure
252  * the IO subsystem will never hit in the cache.
253  *
254  * This is all avoided on systems that have ARM64_HAS_STAGE2_FWB, as
255  * we then fully enforce cacheability of RAM, no matter what the guest
256  * does.
257  */
258 static void unmap_stage2_ptes(struct kvm *kvm, pmd_t *pmd,
259                        phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
260 {
261         phys_addr_t start_addr = addr;
262         pte_t *pte, *start_pte;
263
264         start_pte = pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
265         do {
266                 if (!pte_none(*pte)) {
267                         pte_t old_pte = *pte;
268
269                         kvm_set_pte(pte, __pte(0));
270                         kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, addr);
271
272                         /* No need to invalidate the cache for device mappings */
273                         if (!kvm_is_device_pfn(pte_pfn(old_pte)))
274                                 kvm_flush_dcache_pte(old_pte);
275
276                         put_page(virt_to_page(pte));
277                 }
278         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
279
280         if (stage2_pte_table_empty(kvm, start_pte))
281                 clear_stage2_pmd_entry(kvm, pmd, start_addr);
282 }
283
284 static void unmap_stage2_pmds(struct kvm *kvm, pud_t *pud,
285                        phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
286 {
287         phys_addr_t next, start_addr = addr;
288         pmd_t *pmd, *start_pmd;
289
290         start_pmd = pmd = stage2_pmd_offset(kvm, pud, addr);
291         do {
292                 next = stage2_pmd_addr_end(kvm, addr, end);
293                 if (!pmd_none(*pmd)) {
294                         if (pmd_thp_or_huge(*pmd)) {
295                                 pmd_t old_pmd = *pmd;
296
297                                 pmd_clear(pmd);
298                                 kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, addr);
299
300                                 kvm_flush_dcache_pmd(old_pmd);
301
302                                 put_page(virt_to_page(pmd));
303                         } else {
304                                 unmap_stage2_ptes(kvm, pmd, addr, next);
305                         }
306                 }
307         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
308
309         if (stage2_pmd_table_empty(kvm, start_pmd))
310                 clear_stage2_pud_entry(kvm, pud, start_addr);
311 }
312
313 static void unmap_stage2_puds(struct kvm *kvm, p4d_t *p4d,
314                        phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
315 {
316         phys_addr_t next, start_addr = addr;
317         pud_t *pud, *start_pud;
318
319         start_pud = pud = stage2_pud_offset(kvm, p4d, addr);
320         do {
321                 next = stage2_pud_addr_end(kvm, addr, end);
322                 if (!stage2_pud_none(kvm, *pud)) {
323                         if (stage2_pud_huge(kvm, *pud)) {
324                                 pud_t old_pud = *pud;
325
326                                 stage2_pud_clear(kvm, pud);
327                                 kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, addr);
328                                 kvm_flush_dcache_pud(old_pud);
329                                 put_page(virt_to_page(pud));
330                         } else {
331                                 unmap_stage2_pmds(kvm, pud, addr, next);
332                         }
333                 }
334         } while (pud++, addr = next, addr != end);
335
336         if (stage2_pud_table_empty(kvm, start_pud))
337                 clear_stage2_p4d_entry(kvm, p4d, start_addr);
338 }
339
340 static void unmap_stage2_p4ds(struct kvm *kvm, pgd_t *pgd,
341                        phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
342 {
343         phys_addr_t next, start_addr = addr;
344         p4d_t *p4d, *start_p4d;
345
346         start_p4d = p4d = stage2_p4d_offset(kvm, pgd, addr);
347         do {
348                 next = stage2_p4d_addr_end(kvm, addr, end);
349                 if (!stage2_p4d_none(kvm, *p4d))
350                         unmap_stage2_puds(kvm, p4d, addr, next);
351         } while (p4d++, addr = next, addr != end);
352
353         if (stage2_p4d_table_empty(kvm, start_p4d))
354                 clear_stage2_pgd_entry(kvm, pgd, start_addr);
355 }
356
357 /**
358  * unmap_stage2_range -- Clear stage2 page table entries to unmap a range
359  * @kvm:   The VM pointer
360  * @start: The intermediate physical base address of the range to unmap
361  * @size:  The size of the area to unmap
362  *
363  * Clear a range of stage-2 mappings, lowering the various ref-counts.  Must
364  * be called while holding mmu_lock (unless for freeing the stage2 pgd before
365  * destroying the VM), otherwise another faulting VCPU may come in and mess
366  * with things behind our backs.
367  */
368 static void unmap_stage2_range(struct kvm *kvm, phys_addr_t start, u64 size)
369 {
370         pgd_t *pgd;
371         phys_addr_t addr = start, end = start + size;
372         phys_addr_t next;
373
374         assert_spin_locked(&kvm->mmu_lock);
375         WARN_ON(size & ~PAGE_MASK);
376
377         pgd = kvm->arch.pgd + stage2_pgd_index(kvm, addr);
378         do {
379                 /*
380                  * Make sure the page table is still active, as another thread
381                  * could have possibly freed the page table, while we released
382                  * the lock.
383                  */
384                 if (!READ_ONCE(kvm->arch.pgd))
385                         break;
386                 next = stage2_pgd_addr_end(kvm, addr, end);
387                 if (!stage2_pgd_none(kvm, *pgd))
388                         unmap_stage2_p4ds(kvm, pgd, addr, next);
389                 /*
390                  * If the range is too large, release the kvm->mmu_lock
391                  * to prevent starvation and lockup detector warnings.
392                  */
393                 if (next != end)
394                         cond_resched_lock(&kvm->mmu_lock);
395         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
396 }
397
398 static void stage2_flush_ptes(struct kvm *kvm, pmd_t *pmd,
399                               phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
400 {
401         pte_t *pte;
402
403         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
404         do {
405                 if (!pte_none(*pte) && !kvm_is_device_pfn(pte_pfn(*pte)))
406                         kvm_flush_dcache_pte(*pte);
407         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
408 }
409
410 static void stage2_flush_pmds(struct kvm *kvm, pud_t *pud,
411                               phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
412 {
413         pmd_t *pmd;
414         phys_addr_t next;
415
416         pmd = stage2_pmd_offset(kvm, pud, addr);
417         do {
418                 next = stage2_pmd_addr_end(kvm, addr, end);
419                 if (!pmd_none(*pmd)) {
420                         if (pmd_thp_or_huge(*pmd))
421                                 kvm_flush_dcache_pmd(*pmd);
422                         else
423                                 stage2_flush_ptes(kvm, pmd, addr, next);
424                 }
425         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
426 }
427
428 static void stage2_flush_puds(struct kvm *kvm, p4d_t *p4d,
429                               phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
430 {
431         pud_t *pud;
432         phys_addr_t next;
433
434         pud = stage2_pud_offset(kvm, p4d, addr);
435         do {
436                 next = stage2_pud_addr_end(kvm, addr, end);
437                 if (!stage2_pud_none(kvm, *pud)) {
438                         if (stage2_pud_huge(kvm, *pud))
439                                 kvm_flush_dcache_pud(*pud);
440                         else
441                                 stage2_flush_pmds(kvm, pud, addr, next);
442                 }
443         } while (pud++, addr = next, addr != end);
444 }
445
446 static void stage2_flush_p4ds(struct kvm *kvm, pgd_t *pgd,
447                               phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
448 {
449         p4d_t *p4d;
450         phys_addr_t next;
451
452         p4d = stage2_p4d_offset(kvm, pgd, addr);
453         do {
454                 next = stage2_p4d_addr_end(kvm, addr, end);
455                 if (!stage2_p4d_none(kvm, *p4d))
456                         stage2_flush_puds(kvm, p4d, addr, next);
457         } while (p4d++, addr = next, addr != end);
458 }
459
460 static void stage2_flush_memslot(struct kvm *kvm,
461                                  struct kvm_memory_slot *memslot)
462 {
463         phys_addr_t addr = memslot->base_gfn << PAGE_SHIFT;
464         phys_addr_t end = addr + PAGE_SIZE * memslot->npages;
465         phys_addr_t next;
466         pgd_t *pgd;
467
468         pgd = kvm->arch.pgd + stage2_pgd_index(kvm, addr);
469         do {
470                 next = stage2_pgd_addr_end(kvm, addr, end);
471                 if (!stage2_pgd_none(kvm, *pgd))
472                         stage2_flush_p4ds(kvm, pgd, addr, next);
473
474                 if (next != end)
475                         cond_resched_lock(&kvm->mmu_lock);
476         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
477 }
478
479 /**
480  * stage2_flush_vm - Invalidate cache for pages mapped in stage 2
481  * @kvm: The struct kvm pointer
482  *
483  * Go through the stage 2 page tables and invalidate any cache lines
484  * backing memory already mapped to the VM.
485  */
486 static void stage2_flush_vm(struct kvm *kvm)
487 {
488         struct kvm_memslots *slots;
489         struct kvm_memory_slot *memslot;
490         int idx;
491
492         idx = srcu_read_lock(&kvm->srcu);
493         spin_lock(&kvm->mmu_lock);
494
495         slots = kvm_memslots(kvm);
496         kvm_for_each_memslot(memslot, slots)
497                 stage2_flush_memslot(kvm, memslot);
498
499         spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
500         srcu_read_unlock(&kvm->srcu, idx);
501 }
502
503 static void clear_hyp_pgd_entry(pgd_t *pgd)
504 {
505         p4d_t *p4d_table __maybe_unused = p4d_offset(pgd, 0UL);
506         pgd_clear(pgd);
507         p4d_free(NULL, p4d_table);
508         put_page(virt_to_page(pgd));
509 }
510
511 static void clear_hyp_p4d_entry(p4d_t *p4d)
512 {
513         pud_t *pud_table __maybe_unused = pud_offset(p4d, 0UL);
514         VM_BUG_ON(p4d_huge(*p4d));
515         p4d_clear(p4d);
516         pud_free(NULL, pud_table);
517         put_page(virt_to_page(p4d));
518 }
519
520 static void clear_hyp_pud_entry(pud_t *pud)
521 {
522         pmd_t *pmd_table __maybe_unused = pmd_offset(pud, 0);
523         VM_BUG_ON(pud_huge(*pud));
524         pud_clear(pud);
525         pmd_free(NULL, pmd_table);
526         put_page(virt_to_page(pud));
527 }
528
529 static void clear_hyp_pmd_entry(pmd_t *pmd)
530 {
531         pte_t *pte_table = pte_offset_kernel(pmd, 0);
532         VM_BUG_ON(pmd_thp_or_huge(*pmd));
533         pmd_clear(pmd);
534         pte_free_kernel(NULL, pte_table);
535         put_page(virt_to_page(pmd));
536 }
537
538 static void unmap_hyp_ptes(pmd_t *pmd, phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
539 {
540         pte_t *pte, *start_pte;
541
542         start_pte = pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
543         do {
544                 if (!pte_none(*pte)) {
545                         kvm_set_pte(pte, __pte(0));
546                         put_page(virt_to_page(pte));
547                 }
548         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
549
550         if (hyp_pte_table_empty(start_pte))
551                 clear_hyp_pmd_entry(pmd);
552 }
553
554 static void unmap_hyp_pmds(pud_t *pud, phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
555 {
556         phys_addr_t next;
557         pmd_t *pmd, *start_pmd;
558
559         start_pmd = pmd = pmd_offset(pud, addr);
560         do {
561                 next = pmd_addr_end(addr, end);
562                 /* Hyp doesn't use huge pmds */
563                 if (!pmd_none(*pmd))
564                         unmap_hyp_ptes(pmd, addr, next);
565         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
566
567         if (hyp_pmd_table_empty(start_pmd))
568                 clear_hyp_pud_entry(pud);
569 }
570
571 static void unmap_hyp_puds(p4d_t *p4d, phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
572 {
573         phys_addr_t next;
574         pud_t *pud, *start_pud;
575
576         start_pud = pud = pud_offset(p4d, addr);
577         do {
578                 next = pud_addr_end(addr, end);
579                 /* Hyp doesn't use huge puds */
580                 if (!pud_none(*pud))
581                         unmap_hyp_pmds(pud, addr, next);
582         } while (pud++, addr = next, addr != end);
583
584         if (hyp_pud_table_empty(start_pud))
585                 clear_hyp_p4d_entry(p4d);
586 }
587
588 static void unmap_hyp_p4ds(pgd_t *pgd, phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
589 {
590         phys_addr_t next;
591         p4d_t *p4d, *start_p4d;
592
593         start_p4d = p4d = p4d_offset(pgd, addr);
594         do {
595                 next = p4d_addr_end(addr, end);
596                 /* Hyp doesn't use huge p4ds */
597                 if (!p4d_none(*p4d))
598                         unmap_hyp_puds(p4d, addr, next);
599         } while (p4d++, addr = next, addr != end);
600
601         if (hyp_p4d_table_empty(start_p4d))
602                 clear_hyp_pgd_entry(pgd);
603 }
604
605 static unsigned int kvm_pgd_index(unsigned long addr, unsigned int ptrs_per_pgd)
606 {
607         return (addr >> PGDIR_SHIFT) & (ptrs_per_pgd - 1);
608 }
609
610 static void __unmap_hyp_range(pgd_t *pgdp, unsigned long ptrs_per_pgd,
611                               phys_addr_t start, u64 size)
612 {
613         pgd_t *pgd;
614         phys_addr_t addr = start, end = start + size;
615         phys_addr_t next;
616
617         /*
618          * We don't unmap anything from HYP, except at the hyp tear down.
619          * Hence, we don't have to invalidate the TLBs here.
620          */
621         pgd = pgdp + kvm_pgd_index(addr, ptrs_per_pgd);
622         do {
623                 next = pgd_addr_end(addr, end);
624                 if (!pgd_none(*pgd))
625                         unmap_hyp_p4ds(pgd, addr, next);
626         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
627 }
628
629 static void unmap_hyp_range(pgd_t *pgdp, phys_addr_t start, u64 size)
630 {
631         __unmap_hyp_range(pgdp, PTRS_PER_PGD, start, size);
632 }
633
634 static void unmap_hyp_idmap_range(pgd_t *pgdp, phys_addr_t start, u64 size)
635 {
636         __unmap_hyp_range(pgdp, __kvm_idmap_ptrs_per_pgd(), start, size);
637 }
638
639 /**
640  * free_hyp_pgds - free Hyp-mode page tables
641  *
642  * Assumes hyp_pgd is a page table used strictly in Hyp-mode and
643  * therefore contains either mappings in the kernel memory area (above
644  * PAGE_OFFSET), or device mappings in the idmap range.
645  *
646  * boot_hyp_pgd should only map the idmap range, and is only used in
647  * the extended idmap case.
648  */
649 void free_hyp_pgds(void)
650 {
651         pgd_t *id_pgd;
652
653         mutex_lock(&kvm_hyp_pgd_mutex);
654
655         id_pgd = boot_hyp_pgd ? boot_hyp_pgd : hyp_pgd;
656
657         if (id_pgd) {
658                 /* In case we never called hyp_mmu_init() */
659                 if (!io_map_base)
660                         io_map_base = hyp_idmap_start;
661                 unmap_hyp_idmap_range(id_pgd, io_map_base,
662                                       hyp_idmap_start + PAGE_SIZE - io_map_base);
663         }
664
665         if (boot_hyp_pgd) {
666                 free_pages((unsigned long)boot_hyp_pgd, hyp_pgd_order);
667                 boot_hyp_pgd = NULL;
668         }
669
670         if (hyp_pgd) {
671                 unmap_hyp_range(hyp_pgd, kern_hyp_va(PAGE_OFFSET),
672                                 (uintptr_t)high_memory - PAGE_OFFSET);
673
674                 free_pages((unsigned long)hyp_pgd, hyp_pgd_order);
675                 hyp_pgd = NULL;
676         }
677         if (merged_hyp_pgd) {
678                 clear_page(merged_hyp_pgd);
679                 free_page((unsigned long)merged_hyp_pgd);
680                 merged_hyp_pgd = NULL;
681         }
682
683         mutex_unlock(&kvm_hyp_pgd_mutex);
684 }
685
686 static void create_hyp_pte_mappings(pmd_t *pmd, unsigned long start,
687                                     unsigned long end, unsigned long pfn,
688                                     pgprot_t prot)
689 {
690         pte_t *pte;
691         unsigned long addr;
692
693         addr = start;
694         do {
695                 pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
696                 kvm_set_pte(pte, kvm_pfn_pte(pfn, prot));
697                 get_page(virt_to_page(pte));
698                 pfn++;
699         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
700 }
701
702 static int create_hyp_pmd_mappings(pud_t *pud, unsigned long start,
703                                    unsigned long end, unsigned long pfn,
704                                    pgprot_t prot)
705 {
706         pmd_t *pmd;
707         pte_t *pte;
708         unsigned long addr, next;
709
710         addr = start;
711         do {
712                 pmd = pmd_offset(pud, addr);
713
714                 BUG_ON(pmd_sect(*pmd));
715
716                 if (pmd_none(*pmd)) {
717                         pte = pte_alloc_one_kernel(NULL);
718                         if (!pte) {
719                                 kvm_err("Cannot allocate Hyp pte\n");
720                                 return -ENOMEM;
721                         }
722                         kvm_pmd_populate(pmd, pte);
723                         get_page(virt_to_page(pmd));
724                 }
725
726                 next = pmd_addr_end(addr, end);
727
728                 create_hyp_pte_mappings(pmd, addr, next, pfn, prot);
729                 pfn += (next - addr) >> PAGE_SHIFT;
730         } while (addr = next, addr != end);
731
732         return 0;
733 }
734
735 static int create_hyp_pud_mappings(p4d_t *p4d, unsigned long start,
736                                    unsigned long end, unsigned long pfn,
737                                    pgprot_t prot)
738 {
739         pud_t *pud;
740         pmd_t *pmd;
741         unsigned long addr, next;
742         int ret;
743
744         addr = start;
745         do {
746                 pud = pud_offset(p4d, addr);
747
748                 if (pud_none_or_clear_bad(pud)) {
749                         pmd = pmd_alloc_one(NULL, addr);
750                         if (!pmd) {
751                                 kvm_err("Cannot allocate Hyp pmd\n");
752                                 return -ENOMEM;
753                         }
754                         kvm_pud_populate(pud, pmd);
755                         get_page(virt_to_page(pud));
756                 }
757
758                 next = pud_addr_end(addr, end);
759                 ret = create_hyp_pmd_mappings(pud, addr, next, pfn, prot);
760                 if (ret)
761                         return ret;
762                 pfn += (next - addr) >> PAGE_SHIFT;
763         } while (addr = next, addr != end);
764
765         return 0;
766 }
767
768 static int create_hyp_p4d_mappings(pgd_t *pgd, unsigned long start,
769                                    unsigned long end, unsigned long pfn,
770                                    pgprot_t prot)
771 {
772         p4d_t *p4d;
773         pud_t *pud;
774         unsigned long addr, next;
775         int ret;
776
777         addr = start;
778         do {
779                 p4d = p4d_offset(pgd, addr);
780
781                 if (p4d_none(*p4d)) {
782                         pud = pud_alloc_one(NULL, addr);
783                         if (!pud) {
784                                 kvm_err("Cannot allocate Hyp pud\n");
785                                 return -ENOMEM;
786                         }
787                         kvm_p4d_populate(p4d, pud);
788                         get_page(virt_to_page(p4d));
789                 }
790
791                 next = p4d_addr_end(addr, end);
792                 ret = create_hyp_pud_mappings(p4d, addr, next, pfn, prot);
793                 if (ret)
794                         return ret;
795                 pfn += (next - addr) >> PAGE_SHIFT;
796         } while (addr = next, addr != end);
797
798         return 0;
799 }
800
801 static int __create_hyp_mappings(pgd_t *pgdp, unsigned long ptrs_per_pgd,
802                                  unsigned long start, unsigned long end,
803                                  unsigned long pfn, pgprot_t prot)
804 {
805         pgd_t *pgd;
806         p4d_t *p4d;
807         unsigned long addr, next;
808         int err = 0;
809
810         mutex_lock(&kvm_hyp_pgd_mutex);
811         addr = start & PAGE_MASK;
812         end = PAGE_ALIGN(end);
813         do {
814                 pgd = pgdp + kvm_pgd_index(addr, ptrs_per_pgd);
815
816                 if (pgd_none(*pgd)) {
817                         p4d = p4d_alloc_one(NULL, addr);
818                         if (!p4d) {
819                                 kvm_err("Cannot allocate Hyp p4d\n");
820                                 err = -ENOMEM;
821                                 goto out;
822                         }
823                         kvm_pgd_populate(pgd, p4d);
824                         get_page(virt_to_page(pgd));
825                 }
826
827                 next = pgd_addr_end(addr, end);
828                 err = create_hyp_p4d_mappings(pgd, addr, next, pfn, prot);
829                 if (err)
830                         goto out;
831                 pfn += (next - addr) >> PAGE_SHIFT;
832         } while (addr = next, addr != end);
833 out:
834         mutex_unlock(&kvm_hyp_pgd_mutex);
835         return err;
836 }
837
838 static phys_addr_t kvm_kaddr_to_phys(void *kaddr)
839 {
840         if (!is_vmalloc_addr(kaddr)) {
841                 BUG_ON(!virt_addr_valid(kaddr));
842                 return __pa(kaddr);
843         } else {
844                 return page_to_phys(vmalloc_to_page(kaddr)) +
845                        offset_in_page(kaddr);
846         }
847 }
848
849 /**
850  * create_hyp_mappings - duplicate a kernel virtual address range in Hyp mode
851  * @from:       The virtual kernel start address of the range
852  * @to:         The virtual kernel end address of the range (exclusive)
853  * @prot:       The protection to be applied to this range
854  *
855  * The same virtual address as the kernel virtual address is also used
856  * in Hyp-mode mapping (modulo HYP_PAGE_OFFSET) to the same underlying
857  * physical pages.
858  */
859 int create_hyp_mappings(void *from, void *to, pgprot_t prot)
860 {
861         phys_addr_t phys_addr;
862         unsigned long virt_addr;
863         unsigned long start = kern_hyp_va((unsigned long)from);
864         unsigned long end = kern_hyp_va((unsigned long)to);
865
866         if (is_kernel_in_hyp_mode())
867                 return 0;
868
869         start = start & PAGE_MASK;
870         end = PAGE_ALIGN(end);
871
872         for (virt_addr = start; virt_addr < end; virt_addr += PAGE_SIZE) {
873                 int err;
874
875                 phys_addr = kvm_kaddr_to_phys(from + virt_addr - start);
876                 err = __create_hyp_mappings(hyp_pgd, PTRS_PER_PGD,
877                                             virt_addr, virt_addr + PAGE_SIZE,
878                                             __phys_to_pfn(phys_addr),
879                                             prot);
880                 if (err)
881                         return err;
882         }
883
884         return 0;
885 }
886
887 static int __create_hyp_private_mapping(phys_addr_t phys_addr, size_t size,
888                                         unsigned long *haddr, pgprot_t prot)
889 {
890         pgd_t *pgd = hyp_pgd;
891         unsigned long base;
892         int ret = 0;
893
894         mutex_lock(&kvm_hyp_pgd_mutex);
895
896         /*
897          * This assumes that we have enough space below the idmap
898          * page to allocate our VAs. If not, the check below will
899          * kick. A potential alternative would be to detect that
900          * overflow and switch to an allocation above the idmap.
901          *
902          * The allocated size is always a multiple of PAGE_SIZE.
903          */
904         size = PAGE_ALIGN(size + offset_in_page(phys_addr));
905         base = io_map_base - size;
906
907         /*
908          * Verify that BIT(VA_BITS - 1) hasn't been flipped by
909          * allocating the new area, as it would indicate we've
910          * overflowed the idmap/IO address range.
911          */
912         if ((base ^ io_map_base) & BIT(VA_BITS - 1))
913                 ret = -ENOMEM;
914         else
915                 io_map_base = base;
916
917         mutex_unlock(&kvm_hyp_pgd_mutex);
918
919         if (ret)
920                 goto out;
921
922         if (__kvm_cpu_uses_extended_idmap())
923                 pgd = boot_hyp_pgd;
924
925         ret = __create_hyp_mappings(pgd, __kvm_idmap_ptrs_per_pgd(),
926                                     base, base + size,
927                                     __phys_to_pfn(phys_addr), prot);
928         if (ret)
929                 goto out;
930
931         *haddr = base + offset_in_page(phys_addr);
932
933 out:
934         return ret;
935 }
936
937 /**
938  * create_hyp_io_mappings - Map IO into both kernel and HYP
939  * @phys_addr:  The physical start address which gets mapped
940  * @size:       Size of the region being mapped
941  * @kaddr:      Kernel VA for this mapping
942  * @haddr:      HYP VA for this mapping
943  */
944 int create_hyp_io_mappings(phys_addr_t phys_addr, size_t size,
945                            void __iomem **kaddr,
946                            void __iomem **haddr)
947 {
948         unsigned long addr;
949         int ret;
950
951         *kaddr = ioremap(phys_addr, size);
952         if (!*kaddr)
953                 return -ENOMEM;
954
955         if (is_kernel_in_hyp_mode()) {
956                 *haddr = *kaddr;
957                 return 0;
958         }
959
960         ret = __create_hyp_private_mapping(phys_addr, size,
961                                            &addr, PAGE_HYP_DEVICE);
962         if (ret) {
963                 iounmap(*kaddr);
964                 *kaddr = NULL;
965                 *haddr = NULL;
966                 return ret;
967         }
968
969         *haddr = (void __iomem *)addr;
970         return 0;
971 }
972
973 /**
974  * create_hyp_exec_mappings - Map an executable range into HYP
975  * @phys_addr:  The physical start address which gets mapped
976  * @size:       Size of the region being mapped
977  * @haddr:      HYP VA for this mapping
978  */
979 int create_hyp_exec_mappings(phys_addr_t phys_addr, size_t size,
980                              void **haddr)
981 {
982         unsigned long addr;
983         int ret;
984
985         BUG_ON(is_kernel_in_hyp_mode());
986
987         ret = __create_hyp_private_mapping(phys_addr, size,
988                                            &addr, PAGE_HYP_EXEC);
989         if (ret) {
990                 *haddr = NULL;
991                 return ret;
992         }
993
994         *haddr = (void *)addr;
995         return 0;
996 }
997
998 /**
999  * kvm_alloc_stage2_pgd - allocate level-1 table for stage-2 translation.
1000  * @kvm:        The KVM struct pointer for the VM.
1001  *
1002  * Allocates only the stage-2 HW PGD level table(s) of size defined by
1003  * stage2_pgd_size(kvm).
1004  *
1005  * Note we don't need locking here as this is only called when the VM is
1006  * created, which can only be done once.
1007  */
1008 int kvm_alloc_stage2_pgd(struct kvm *kvm)
1009 {
1010         phys_addr_t pgd_phys;
1011         pgd_t *pgd;
1012
1013         if (kvm->arch.pgd != NULL) {
1014                 kvm_err("kvm_arch already initialized?\n");
1015                 return -EINVAL;
1016         }
1017
1018         /* Allocate the HW PGD, making sure that each page gets its own refcount */
1019         pgd = alloc_pages_exact(stage2_pgd_size(kvm), GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
1020         if (!pgd)
1021                 return -ENOMEM;
1022
1023         pgd_phys = virt_to_phys(pgd);
1024         if (WARN_ON(pgd_phys & ~kvm_vttbr_baddr_mask(kvm)))
1025                 return -EINVAL;
1026
1027         kvm->arch.pgd = pgd;
1028         kvm->arch.pgd_phys = pgd_phys;
1029         return 0;
1030 }
1031
1032 static void stage2_unmap_memslot(struct kvm *kvm,
1033                                  struct kvm_memory_slot *memslot)
1034 {
1035         hva_t hva = memslot->userspace_addr;
1036         phys_addr_t addr = memslot->base_gfn << PAGE_SHIFT;
1037         phys_addr_t size = PAGE_SIZE * memslot->npages;
1038         hva_t reg_end = hva + size;
1039
1040         /*
1041          * A memory region could potentially cover multiple VMAs, and any holes
1042          * between them, so iterate over all of them to find out if we should
1043          * unmap any of them.
1044          *
1045          *     +--------------------------------------------+
1046          * +---------------+----------------+   +----------------+
1047          * |   : VMA 1     |      VMA 2     |   |    VMA 3  :    |
1048          * +---------------+----------------+   +----------------+
1049          *     |               memory region                |
1050          *     +--------------------------------------------+
1051          */
1052         do {
1053                 struct vm_area_struct *vma = find_vma(current->mm, hva);
1054                 hva_t vm_start, vm_end;
1055
1056                 if (!vma || vma->vm_start >= reg_end)
1057                         break;
1058
1059                 /*
1060                  * Take the intersection of this VMA with the memory region
1061                  */
1062                 vm_start = max(hva, vma->vm_start);
1063                 vm_end = min(reg_end, vma->vm_end);
1064
1065                 if (!(vma->vm_flags & VM_PFNMAP)) {
1066                         gpa_t gpa = addr + (vm_start - memslot->userspace_addr);
1067                         unmap_stage2_range(kvm, gpa, vm_end - vm_start);
1068                 }
1069                 hva = vm_end;
1070         } while (hva < reg_end);
1071 }
1072
1073 /**
1074  * stage2_unmap_vm - Unmap Stage-2 RAM mappings
1075  * @kvm: The struct kvm pointer
1076  *
1077  * Go through the memregions and unmap any regular RAM
1078  * backing memory already mapped to the VM.
1079  */
1080 void stage2_unmap_vm(struct kvm *kvm)
1081 {
1082         struct kvm_memslots *slots;
1083         struct kvm_memory_slot *memslot;
1084         int idx;
1085
1086         idx = srcu_read_lock(&kvm->srcu);
1087         mmap_read_lock(current->mm);
1088         spin_lock(&kvm->mmu_lock);
1089
1090         slots = kvm_memslots(kvm);
1091         kvm_for_each_memslot(memslot, slots)
1092                 stage2_unmap_memslot(kvm, memslot);
1093
1094         spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
1095         mmap_read_unlock(current->mm);
1096         srcu_read_unlock(&kvm->srcu, idx);
1097 }
1098
1099 /**
1100  * kvm_free_stage2_pgd - free all stage-2 tables
1101  * @kvm:        The KVM struct pointer for the VM.
1102  *
1103  * Walks the level-1 page table pointed to by kvm->arch.pgd and frees all
1104  * underlying level-2 and level-3 tables before freeing the actual level-1 table
1105  * and setting the struct pointer to NULL.
1106  */
1107 void kvm_free_stage2_pgd(struct kvm *kvm)
1108 {
1109         void *pgd = NULL;
1110
1111         spin_lock(&kvm->mmu_lock);
1112         if (kvm->arch.pgd) {
1113                 unmap_stage2_range(kvm, 0, kvm_phys_size(kvm));
1114                 pgd = READ_ONCE(kvm->arch.pgd);
1115                 kvm->arch.pgd = NULL;
1116                 kvm->arch.pgd_phys = 0;
1117         }
1118         spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
1119
1120         /* Free the HW pgd, one page at a time */
1121         if (pgd)
1122                 free_pages_exact(pgd, stage2_pgd_size(kvm));
1123 }
1124
1125 static p4d_t *stage2_get_p4d(struct kvm *kvm, struct kvm_mmu_memory_cache *cache,
1126                              phys_addr_t addr)
1127 {
1128         pgd_t *pgd;
1129         p4d_t *p4d;
1130
1131         pgd = kvm->arch.pgd + stage2_pgd_index(kvm, addr);
1132         if (stage2_pgd_none(kvm, *pgd)) {
1133                 if (!cache)
1134                         return NULL;
1135                 p4d = mmu_memory_cache_alloc(cache);
1136                 stage2_pgd_populate(kvm, pgd, p4d);
1137                 get_page(virt_to_page(pgd));
1138         }
1139
1140         return stage2_p4d_offset(kvm, pgd, addr);
1141 }
1142
1143 static pud_t *stage2_get_pud(struct kvm *kvm, struct kvm_mmu_memory_cache *cache,
1144                              phys_addr_t addr)
1145 {
1146         p4d_t *p4d;
1147         pud_t *pud;
1148
1149         p4d = stage2_get_p4d(kvm, cache, addr);
1150         if (stage2_p4d_none(kvm, *p4d)) {
1151                 if (!cache)
1152                         return NULL;
1153                 pud = mmu_memory_cache_alloc(cache);
1154                 stage2_p4d_populate(kvm, p4d, pud);
1155                 get_page(virt_to_page(p4d));
1156         }
1157
1158         return stage2_pud_offset(kvm, p4d, addr);
1159 }
1160
1161 static pmd_t *stage2_get_pmd(struct kvm *kvm, struct kvm_mmu_memory_cache *cache,
1162                              phys_addr_t addr)
1163 {
1164         pud_t *pud;
1165         pmd_t *pmd;
1166
1167         pud = stage2_get_pud(kvm, cache, addr);
1168         if (!pud || stage2_pud_huge(kvm, *pud))
1169                 return NULL;
1170
1171         if (stage2_pud_none(kvm, *pud)) {
1172                 if (!cache)
1173                         return NULL;
1174                 pmd = mmu_memory_cache_alloc(cache);
1175                 stage2_pud_populate(kvm, pud, pmd);
1176                 get_page(virt_to_page(pud));
1177         }
1178
1179         return stage2_pmd_offset(kvm, pud, addr);
1180 }
1181
1182 static int stage2_set_pmd_huge(struct kvm *kvm, struct kvm_mmu_memory_cache
1183                                *cache, phys_addr_t addr, const pmd_t *new_pmd)
1184 {
1185         pmd_t *pmd, old_pmd;
1186
1187 retry:
1188         pmd = stage2_get_pmd(kvm, cache, addr);
1189         VM_BUG_ON(!pmd);
1190
1191         old_pmd = *pmd;
1192         /*
1193          * Multiple vcpus faulting on the same PMD entry, can
1194          * lead to them sequentially updating the PMD with the
1195          * same value. Following the break-before-make
1196          * (pmd_clear() followed by tlb_flush()) process can
1197          * hinder forward progress due to refaults generated
1198          * on missing translations.
1199          *
1200          * Skip updating the page table if the entry is
1201          * unchanged.
1202          */
1203         if (pmd_val(old_pmd) == pmd_val(*new_pmd))
1204                 return 0;
1205
1206         if (pmd_present(old_pmd)) {
1207                 /*
1208                  * If we already have PTE level mapping for this block,
1209                  * we must unmap it to avoid inconsistent TLB state and
1210                  * leaking the table page. We could end up in this situation
1211                  * if the memory slot was marked for dirty logging and was
1212                  * reverted, leaving PTE level mappings for the pages accessed
1213                  * during the period. So, unmap the PTE level mapping for this
1214                  * block and retry, as we could have released the upper level
1215                  * table in the process.
1216                  *
1217                  * Normal THP split/merge follows mmu_notifier callbacks and do
1218                  * get handled accordingly.
1219                  */
1220                 if (!pmd_thp_or_huge(old_pmd)) {
1221                         unmap_stage2_range(kvm, addr & S2_PMD_MASK, S2_PMD_SIZE);
1222                         goto retry;
1223                 }
1224                 /*
1225                  * Mapping in huge pages should only happen through a
1226                  * fault.  If a page is merged into a transparent huge
1227                  * page, the individual subpages of that huge page
1228                  * should be unmapped through MMU notifiers before we
1229                  * get here.
1230                  *
1231                  * Merging of CompoundPages is not supported; they
1232                  * should become splitting first, unmapped, merged,
1233                  * and mapped back in on-demand.
1234                  */
1235                 WARN_ON_ONCE(pmd_pfn(old_pmd) != pmd_pfn(*new_pmd));
1236                 pmd_clear(pmd);
1237                 kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, addr);
1238         } else {
1239                 get_page(virt_to_page(pmd));
1240         }
1241
1242         kvm_set_pmd(pmd, *new_pmd);
1243         return 0;
1244 }
1245
1246 static int stage2_set_pud_huge(struct kvm *kvm, struct kvm_mmu_memory_cache *cache,
1247                                phys_addr_t addr, const pud_t *new_pudp)
1248 {
1249         pud_t *pudp, old_pud;
1250
1251 retry:
1252         pudp = stage2_get_pud(kvm, cache, addr);
1253         VM_BUG_ON(!pudp);
1254
1255         old_pud = *pudp;
1256
1257         /*
1258          * A large number of vcpus faulting on the same stage 2 entry,
1259          * can lead to a refault due to the stage2_pud_clear()/tlb_flush().
1260          * Skip updating the page tables if there is no change.
1261          */
1262         if (pud_val(old_pud) == pud_val(*new_pudp))
1263                 return 0;
1264
1265         if (stage2_pud_present(kvm, old_pud)) {
1266                 /*
1267                  * If we already have table level mapping for this block, unmap
1268                  * the range for this block and retry.
1269                  */
1270                 if (!stage2_pud_huge(kvm, old_pud)) {
1271                         unmap_stage2_range(kvm, addr & S2_PUD_MASK, S2_PUD_SIZE);
1272                         goto retry;
1273                 }
1274
1275                 WARN_ON_ONCE(kvm_pud_pfn(old_pud) != kvm_pud_pfn(*new_pudp));
1276                 stage2_pud_clear(kvm, pudp);
1277                 kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, addr);
1278         } else {
1279                 get_page(virt_to_page(pudp));
1280         }
1281
1282         kvm_set_pud(pudp, *new_pudp);
1283         return 0;
1284 }
1285
1286 /*
1287  * stage2_get_leaf_entry - walk the stage2 VM page tables and return
1288  * true if a valid and present leaf-entry is found. A pointer to the
1289  * leaf-entry is returned in the appropriate level variable - pudpp,
1290  * pmdpp, ptepp.
1291  */
1292 static bool stage2_get_leaf_entry(struct kvm *kvm, phys_addr_t addr,
1293                                   pud_t **pudpp, pmd_t **pmdpp, pte_t **ptepp)
1294 {
1295         pud_t *pudp;
1296         pmd_t *pmdp;
1297         pte_t *ptep;
1298
1299         *pudpp = NULL;
1300         *pmdpp = NULL;
1301         *ptepp = NULL;
1302
1303         pudp = stage2_get_pud(kvm, NULL, addr);
1304         if (!pudp || stage2_pud_none(kvm, *pudp) || !stage2_pud_present(kvm, *pudp))
1305                 return false;
1306
1307         if (stage2_pud_huge(kvm, *pudp)) {
1308                 *pudpp = pudp;
1309                 return true;
1310         }
1311
1312         pmdp = stage2_pmd_offset(kvm, pudp, addr);
1313         if (!pmdp || pmd_none(*pmdp) || !pmd_present(*pmdp))
1314                 return false;
1315
1316         if (pmd_thp_or_huge(*pmdp)) {
1317                 *pmdpp = pmdp;
1318                 return true;
1319         }
1320
1321         ptep = pte_offset_kernel(pmdp, addr);
1322         if (!ptep || pte_none(*ptep) || !pte_present(*ptep))
1323                 return false;
1324
1325         *ptepp = ptep;
1326         return true;
1327 }
1328
1329 static bool stage2_is_exec(struct kvm *kvm, phys_addr_t addr)
1330 {
1331         pud_t *pudp;
1332         pmd_t *pmdp;
1333         pte_t *ptep;
1334         bool found;
1335
1336         found = stage2_get_leaf_entry(kvm, addr, &pudp, &pmdp, &ptep);
1337         if (!found)
1338                 return false;
1339
1340         if (pudp)
1341                 return kvm_s2pud_exec(pudp);
1342         else if (pmdp)
1343                 return kvm_s2pmd_exec(pmdp);
1344         else
1345                 return kvm_s2pte_exec(ptep);
1346 }
1347
1348 static int stage2_set_pte(struct kvm *kvm, struct kvm_mmu_memory_cache *cache,
1349                           phys_addr_t addr, const pte_t *new_pte,
1350                           unsigned long flags)
1351 {
1352         pud_t *pud;
1353         pmd_t *pmd;
1354         pte_t *pte, old_pte;
1355         bool iomap = flags & KVM_S2PTE_FLAG_IS_IOMAP;
1356         bool logging_active = flags & KVM_S2_FLAG_LOGGING_ACTIVE;
1357
1358         VM_BUG_ON(logging_active && !cache);
1359
1360         /* Create stage-2 page table mapping - Levels 0 and 1 */
1361         pud = stage2_get_pud(kvm, cache, addr);
1362         if (!pud) {
1363                 /*
1364                  * Ignore calls from kvm_set_spte_hva for unallocated
1365                  * address ranges.
1366                  */
1367                 return 0;
1368         }
1369
1370         /*
1371          * While dirty page logging - dissolve huge PUD, then continue
1372          * on to allocate page.
1373          */
1374         if (logging_active)
1375                 stage2_dissolve_pud(kvm, addr, pud);
1376
1377         if (stage2_pud_none(kvm, *pud)) {
1378                 if (!cache)
1379                         return 0; /* ignore calls from kvm_set_spte_hva */
1380                 pmd = mmu_memory_cache_alloc(cache);
1381                 stage2_pud_populate(kvm, pud, pmd);
1382                 get_page(virt_to_page(pud));
1383         }
1384
1385         pmd = stage2_pmd_offset(kvm, pud, addr);
1386         if (!pmd) {
1387                 /*
1388                  * Ignore calls from kvm_set_spte_hva for unallocated
1389                  * address ranges.
1390                  */
1391                 return 0;
1392         }
1393
1394         /*
1395          * While dirty page logging - dissolve huge PMD, then continue on to
1396          * allocate page.
1397          */
1398         if (logging_active)
1399                 stage2_dissolve_pmd(kvm, addr, pmd);
1400
1401         /* Create stage-2 page mappings - Level 2 */
1402         if (pmd_none(*pmd)) {
1403                 if (!cache)
1404                         return 0; /* ignore calls from kvm_set_spte_hva */
1405                 pte = mmu_memory_cache_alloc(cache);
1406                 kvm_pmd_populate(pmd, pte);
1407                 get_page(virt_to_page(pmd));
1408         }
1409
1410         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
1411
1412         if (iomap && pte_present(*pte))
1413                 return -EFAULT;
1414
1415         /* Create 2nd stage page table mapping - Level 3 */
1416         old_pte = *pte;
1417         if (pte_present(old_pte)) {
1418                 /* Skip page table update if there is no change */
1419                 if (pte_val(old_pte) == pte_val(*new_pte))
1420                         return 0;
1421
1422                 kvm_set_pte(pte, __pte(0));
1423                 kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, addr);
1424         } else {
1425                 get_page(virt_to_page(pte));
1426         }
1427
1428         kvm_set_pte(pte, *new_pte);
1429         return 0;
1430 }
1431
1432 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
1433 static int stage2_ptep_test_and_clear_young(pte_t *pte)
1434 {
1435         if (pte_young(*pte)) {
1436                 *pte = pte_mkold(*pte);
1437                 return 1;
1438         }
1439         return 0;
1440 }
1441 #else
1442 static int stage2_ptep_test_and_clear_young(pte_t *pte)
1443 {
1444         return __ptep_test_and_clear_young(pte);
1445 }
1446 #endif
1447
1448 static int stage2_pmdp_test_and_clear_young(pmd_t *pmd)
1449 {
1450         return stage2_ptep_test_and_clear_young((pte_t *)pmd);
1451 }
1452
1453 static int stage2_pudp_test_and_clear_young(pud_t *pud)
1454 {
1455         return stage2_ptep_test_and_clear_young((pte_t *)pud);
1456 }
1457
1458 /**
1459  * kvm_phys_addr_ioremap - map a device range to guest IPA
1460  *
1461  * @kvm:        The KVM pointer
1462  * @guest_ipa:  The IPA at which to insert the mapping
1463  * @pa:         The physical address of the device
1464  * @size:       The size of the mapping
1465  */
1466 int kvm_phys_addr_ioremap(struct kvm *kvm, phys_addr_t guest_ipa,
1467                           phys_addr_t pa, unsigned long size, bool writable)
1468 {
1469         phys_addr_t addr, end;
1470         int ret = 0;
1471         unsigned long pfn;
1472         struct kvm_mmu_memory_cache cache = { 0, };
1473
1474         end = (guest_ipa + size + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1475         pfn = __phys_to_pfn(pa);
1476
1477         for (addr = guest_ipa; addr < end; addr += PAGE_SIZE) {
1478                 pte_t pte = kvm_pfn_pte(pfn, PAGE_S2_DEVICE);
1479
1480                 if (writable)
1481                         pte = kvm_s2pte_mkwrite(pte);
1482
1483                 ret = mmu_topup_memory_cache(&cache,
1484                                              kvm_mmu_cache_min_pages(kvm),
1485                                              KVM_NR_MEM_OBJS);
1486                 if (ret)
1487                         goto out;
1488                 spin_lock(&kvm->mmu_lock);
1489                 ret = stage2_set_pte(kvm, &cache, addr, &pte,
1490                                                 KVM_S2PTE_FLAG_IS_IOMAP);
1491                 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
1492                 if (ret)
1493                         goto out;
1494
1495                 pfn++;
1496         }
1497
1498 out:
1499         mmu_free_memory_cache(&cache);
1500         return ret;
1501 }
1502
1503 /**
1504  * stage2_wp_ptes - write protect PMD range
1505  * @pmd:        pointer to pmd entry
1506  * @addr:       range start address
1507  * @end:        range end address
1508  */
1509 static void stage2_wp_ptes(pmd_t *pmd, phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
1510 {
1511         pte_t *pte;
1512
1513         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
1514         do {
1515                 if (!pte_none(*pte)) {
1516                         if (!kvm_s2pte_readonly(pte))
1517                                 kvm_set_s2pte_readonly(pte);
1518                 }
1519         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
1520 }
1521
1522 /**
1523  * stage2_wp_pmds - write protect PUD range
1524  * kvm:         kvm instance for the VM
1525  * @pud:        pointer to pud entry
1526  * @addr:       range start address
1527  * @end:        range end address
1528  */
1529 static void stage2_wp_pmds(struct kvm *kvm, pud_t *pud,
1530                            phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
1531 {
1532         pmd_t *pmd;
1533         phys_addr_t next;
1534
1535         pmd = stage2_pmd_offset(kvm, pud, addr);
1536
1537         do {
1538                 next = stage2_pmd_addr_end(kvm, addr, end);
1539                 if (!pmd_none(*pmd)) {
1540                         if (pmd_thp_or_huge(*pmd)) {
1541                                 if (!kvm_s2pmd_readonly(pmd))
1542                                         kvm_set_s2pmd_readonly(pmd);
1543                         } else {
1544                                 stage2_wp_ptes(pmd, addr, next);
1545                         }
1546                 }
1547         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
1548 }
1549
1550 /**
1551  * stage2_wp_puds - write protect P4D range
1552  * @pgd:        pointer to pgd entry
1553  * @addr:       range start address
1554  * @end:        range end address
1555  */
1556 static void  stage2_wp_puds(struct kvm *kvm, p4d_t *p4d,
1557                             phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
1558 {
1559         pud_t *pud;
1560         phys_addr_t next;
1561
1562         pud = stage2_pud_offset(kvm, p4d, addr);
1563         do {
1564                 next = stage2_pud_addr_end(kvm, addr, end);
1565                 if (!stage2_pud_none(kvm, *pud)) {
1566                         if (stage2_pud_huge(kvm, *pud)) {
1567                                 if (!kvm_s2pud_readonly(pud))
1568                                         kvm_set_s2pud_readonly(pud);
1569                         } else {
1570                                 stage2_wp_pmds(kvm, pud, addr, next);
1571                         }
1572                 }
1573         } while (pud++, addr = next, addr != end);
1574 }
1575
1576 /**
1577  * stage2_wp_p4ds - write protect PGD range
1578  * @pgd:        pointer to pgd entry
1579  * @addr:       range start address
1580  * @end:        range end address
1581  */
1582 static void  stage2_wp_p4ds(struct kvm *kvm, pgd_t *pgd,
1583                             phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
1584 {
1585         p4d_t *p4d;
1586         phys_addr_t next;
1587
1588         p4d = stage2_p4d_offset(kvm, pgd, addr);
1589         do {
1590                 next = stage2_p4d_addr_end(kvm, addr, end);
1591                 if (!stage2_p4d_none(kvm, *p4d))
1592                         stage2_wp_puds(kvm, p4d, addr, next);
1593         } while (p4d++, addr = next, addr != end);
1594 }
1595
1596 /**
1597  * stage2_wp_range() - write protect stage2 memory region range
1598  * @kvm:        The KVM pointer
1599  * @addr:       Start address of range
1600  * @end:        End address of range
1601  */
1602 static void stage2_wp_range(struct kvm *kvm, phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
1603 {
1604         pgd_t *pgd;
1605         phys_addr_t next;
1606
1607         pgd = kvm->arch.pgd + stage2_pgd_index(kvm, addr);
1608         do {
1609                 /*
1610                  * Release kvm_mmu_lock periodically if the memory region is
1611                  * large. Otherwise, we may see kernel panics with
1612                  * CONFIG_DETECT_HUNG_TASK, CONFIG_LOCKUP_DETECTOR,
1613                  * CONFIG_LOCKDEP. Additionally, holding the lock too long
1614                  * will also starve other vCPUs. We have to also make sure
1615                  * that the page tables are not freed while we released
1616                  * the lock.
1617                  */
1618                 cond_resched_lock(&kvm->mmu_lock);
1619                 if (!READ_ONCE(kvm->arch.pgd))
1620                         break;
1621                 next = stage2_pgd_addr_end(kvm, addr, end);
1622                 if (stage2_pgd_present(kvm, *pgd))
1623                         stage2_wp_p4ds(kvm, pgd, addr, next);
1624         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
1625 }
1626
1627 /**
1628  * kvm_mmu_wp_memory_region() - write protect stage 2 entries for memory slot
1629  * @kvm:        The KVM pointer
1630  * @slot:       The memory slot to write protect
1631  *
1632  * Called to start logging dirty pages after memory region
1633  * KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES operation is called. After this function returns
1634  * all present PUD, PMD and PTEs are write protected in the memory region.
1635  * Afterwards read of dirty page log can be called.
1636  *
1637  * Acquires kvm_mmu_lock. Called with kvm->slots_lock mutex acquired,
1638  * serializing operations for VM memory regions.
1639  */
1640 void kvm_mmu_wp_memory_region(struct kvm *kvm, int slot)
1641 {
1642         struct kvm_memslots *slots = kvm_memslots(kvm);
1643         struct kvm_memory_slot *memslot = id_to_memslot(slots, slot);
1644         phys_addr_t start, end;
1645
1646         if (WARN_ON_ONCE(!memslot))
1647                 return;
1648
1649         start = memslot->base_gfn << PAGE_SHIFT;
1650         end = (memslot->base_gfn + memslot->npages) << PAGE_SHIFT;
1651
1652         spin_lock(&kvm->mmu_lock);
1653         stage2_wp_range(kvm, start, end);
1654         spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
1655         kvm_flush_remote_tlbs(kvm);
1656 }
1657
1658 /**
1659  * kvm_mmu_write_protect_pt_masked() - write protect dirty pages
1660  * @kvm:        The KVM pointer
1661  * @slot:       The memory slot associated with mask
1662  * @gfn_offset: The gfn offset in memory slot
1663  * @mask:       The mask of dirty pages at offset 'gfn_offset' in this memory
1664  *              slot to be write protected
1665  *
1666  * Walks bits set in mask write protects the associated pte's. Caller must
1667  * acquire kvm_mmu_lock.
1668  */
1669 static void kvm_mmu_write_protect_pt_masked(struct kvm *kvm,
1670                 struct kvm_memory_slot *slot,
1671                 gfn_t gfn_offset, unsigned long mask)
1672 {
1673         phys_addr_t base_gfn = slot->base_gfn + gfn_offset;
1674         phys_addr_t start = (base_gfn +  __ffs(mask)) << PAGE_SHIFT;
1675         phys_addr_t end = (base_gfn + __fls(mask) + 1) << PAGE_SHIFT;
1676
1677         stage2_wp_range(kvm, start, end);
1678 }
1679
1680 /*
1681  * kvm_arch_mmu_enable_log_dirty_pt_masked - enable dirty logging for selected
1682  * dirty pages.
1683  *
1684  * It calls kvm_mmu_write_protect_pt_masked to write protect selected pages to
1685  * enable dirty logging for them.
1686  */
1687 void kvm_arch_mmu_enable_log_dirty_pt_masked(struct kvm *kvm,
1688                 struct kvm_memory_slot *slot,
1689                 gfn_t gfn_offset, unsigned long mask)
1690 {
1691         kvm_mmu_write_protect_pt_masked(kvm, slot, gfn_offset, mask);
1692 }
1693
1694 static void clean_dcache_guest_page(kvm_pfn_t pfn, unsigned long size)
1695 {
1696         __clean_dcache_guest_page(pfn, size);
1697 }
1698
1699 static void invalidate_icache_guest_page(kvm_pfn_t pfn, unsigned long size)
1700 {
1701         __invalidate_icache_guest_page(pfn, size);
1702 }
1703
1704 static void kvm_send_hwpoison_signal(unsigned long address, short lsb)
1705 {
1706         send_sig_mceerr(BUS_MCEERR_AR, (void __user *)address, lsb, current);
1707 }
1708
1709 static bool fault_supports_stage2_huge_mapping(struct kvm_memory_slot *memslot,
1710                                                unsigned long hva,
1711                                                unsigned long map_size)
1712 {
1713         gpa_t gpa_start;
1714         hva_t uaddr_start, uaddr_end;
1715         size_t size;
1716
1717         /* The memslot and the VMA are guaranteed to be aligned to PAGE_SIZE */
1718         if (map_size == PAGE_SIZE)
1719                 return true;
1720
1721         size = memslot->npages * PAGE_SIZE;
1722
1723         gpa_start = memslot->base_gfn << PAGE_SHIFT;
1724
1725         uaddr_start = memslot->userspace_addr;
1726         uaddr_end = uaddr_start + size;
1727
1728         /*
1729          * Pages belonging to memslots that don't have the same alignment
1730          * within a PMD/PUD for userspace and IPA cannot be mapped with stage-2
1731          * PMD/PUD entries, because we'll end up mapping the wrong pages.
1732          *
1733          * Consider a layout like the following:
1734          *
1735          *    memslot->userspace_addr:
1736          *    +-----+--------------------+--------------------+---+
1737          *    |abcde|fgh  Stage-1 block  |    Stage-1 block tv|xyz|
1738          *    +-----+--------------------+--------------------+---+
1739          *
1740          *    memslot->base_gfn << PAGE_SHIFT:
1741          *      +---+--------------------+--------------------+-----+
1742          *      |abc|def  Stage-2 block  |    Stage-2 block   |tvxyz|
1743          *      +---+--------------------+--------------------+-----+
1744          *
1745          * If we create those stage-2 blocks, we'll end up with this incorrect
1746          * mapping:
1747          *   d -> f
1748          *   e -> g
1749          *   f -> h
1750          */
1751         if ((gpa_start & (map_size - 1)) != (uaddr_start & (map_size - 1)))
1752                 return false;
1753
1754         /*
1755          * Next, let's make sure we're not trying to map anything not covered
1756          * by the memslot. This means we have to prohibit block size mappings
1757          * for the beginning and end of a non-block aligned and non-block sized
1758          * memory slot (illustrated by the head and tail parts of the
1759          * userspace view above containing pages 'abcde' and 'xyz',
1760          * respectively).
1761          *
1762          * Note that it doesn't matter if we do the check using the
1763          * userspace_addr or the base_gfn, as both are equally aligned (per
1764          * the check above) and equally sized.
1765          */
1766         return (hva & ~(map_size - 1)) >= uaddr_start &&
1767                (hva & ~(map_size - 1)) + map_size <= uaddr_end;
1768 }
1769
1770 /*
1771  * Check if the given hva is backed by a transparent huge page (THP) and
1772  * whether it can be mapped using block mapping in stage2. If so, adjust
1773  * the stage2 PFN and IPA accordingly. Only PMD_SIZE THPs are currently
1774  * supported. This will need to be updated to support other THP sizes.
1775  *
1776  * Returns the size of the mapping.
1777  */
1778 static unsigned long
1779 transparent_hugepage_adjust(struct kvm_memory_slot *memslot,
1780                             unsigned long hva, kvm_pfn_t *pfnp,
1781                             phys_addr_t *ipap)
1782 {
1783         kvm_pfn_t pfn = *pfnp;
1784
1785         /*
1786          * Make sure the adjustment is done only for THP pages. Also make
1787          * sure that the HVA and IPA are sufficiently aligned and that the
1788          * block map is contained within the memslot.
1789          */
1790         if (kvm_is_transparent_hugepage(pfn) &&
1791             fault_supports_stage2_huge_mapping(memslot, hva, PMD_SIZE)) {
1792                 /*
1793                  * The address we faulted on is backed by a transparent huge
1794                  * page.  However, because we map the compound huge page and
1795                  * not the individual tail page, we need to transfer the
1796                  * refcount to the head page.  We have to be careful that the
1797                  * THP doesn't start to split while we are adjusting the
1798                  * refcounts.
1799                  *
1800                  * We are sure this doesn't happen, because mmu_notifier_retry
1801                  * was successful and we are holding the mmu_lock, so if this
1802                  * THP is trying to split, it will be blocked in the mmu
1803                  * notifier before touching any of the pages, specifically
1804                  * before being able to call __split_huge_page_refcount().
1805                  *
1806                  * We can therefore safely transfer the refcount from PG_tail
1807                  * to PG_head and switch the pfn from a tail page to the head
1808                  * page accordingly.
1809                  */
1810                 *ipap &= PMD_MASK;
1811                 kvm_release_pfn_clean(pfn);
1812                 pfn &= ~(PTRS_PER_PMD - 1);
1813                 kvm_get_pfn(pfn);
1814                 *pfnp = pfn;
1815
1816                 return PMD_SIZE;
1817         }
1818
1819         /* Use page mapping if we cannot use block mapping. */
1820         return PAGE_SIZE;
1821 }
1822
1823 static int user_mem_abort(struct kvm_vcpu *vcpu, phys_addr_t fault_ipa,
1824                           struct kvm_memory_slot *memslot, unsigned long hva,
1825                           unsigned long fault_status)
1826 {
1827         int ret;
1828         bool write_fault, writable, force_pte = false;
1829         bool exec_fault, needs_exec;
1830         unsigned long mmu_seq;
1831         gfn_t gfn = fault_ipa >> PAGE_SHIFT;
1832         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
1833         struct kvm_mmu_memory_cache *memcache = &vcpu->arch.mmu_page_cache;
1834         struct vm_area_struct *vma;
1835         short vma_shift;
1836         kvm_pfn_t pfn;
1837         pgprot_t mem_type = PAGE_S2;
1838         bool logging_active = memslot_is_logging(memslot);
1839         unsigned long vma_pagesize, flags = 0;
1840
1841         write_fault = kvm_is_write_fault(vcpu);
1842         exec_fault = kvm_vcpu_trap_is_iabt(vcpu);
1843         VM_BUG_ON(write_fault && exec_fault);
1844
1845         if (fault_status == FSC_PERM && !write_fault && !exec_fault) {
1846                 kvm_err("Unexpected L2 read permission error\n");
1847                 return -EFAULT;
1848         }
1849
1850         /* Let's check if we will get back a huge page backed by hugetlbfs */
1851         mmap_read_lock(current->mm);
1852         vma = find_vma_intersection(current->mm, hva, hva + 1);
1853         if (unlikely(!vma)) {
1854                 kvm_err("Failed to find VMA for hva 0x%lx\n", hva);
1855                 mmap_read_unlock(current->mm);
1856                 return -EFAULT;
1857         }
1858
1859         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
1860                 vma_shift = huge_page_shift(hstate_vma(vma));
1861         else
1862                 vma_shift = PAGE_SHIFT;
1863
1864         vma_pagesize = 1ULL << vma_shift;
1865         if (logging_active ||
1866             (vma->vm_flags & VM_PFNMAP) ||
1867             !fault_supports_stage2_huge_mapping(memslot, hva, vma_pagesize)) {
1868                 force_pte = true;
1869                 vma_pagesize = PAGE_SIZE;
1870         }
1871
1872         /*
1873          * The stage2 has a minimum of 2 level table (For arm64 see
1874          * kvm_arm_setup_stage2()). Hence, we are guaranteed that we can
1875          * use PMD_SIZE huge mappings (even when the PMD is folded into PGD).
1876          * As for PUD huge maps, we must make sure that we have at least
1877          * 3 levels, i.e, PMD is not folded.
1878          */
1879         if (vma_pagesize == PMD_SIZE ||
1880             (vma_pagesize == PUD_SIZE && kvm_stage2_has_pmd(kvm)))
1881                 gfn = (fault_ipa & huge_page_mask(hstate_vma(vma))) >> PAGE_SHIFT;
1882         mmap_read_unlock(current->mm);
1883
1884         /* We need minimum second+third level pages */
1885         ret = mmu_topup_memory_cache(memcache, kvm_mmu_cache_min_pages(kvm),
1886                                      KVM_NR_MEM_OBJS);
1887         if (ret)
1888                 return ret;
1889
1890         mmu_seq = vcpu->kvm->mmu_notifier_seq;
1891         /*
1892          * Ensure the read of mmu_notifier_seq happens before we call
1893          * gfn_to_pfn_prot (which calls get_user_pages), so that we don't risk
1894          * the page we just got a reference to gets unmapped before we have a
1895          * chance to grab the mmu_lock, which ensure that if the page gets
1896          * unmapped afterwards, the call to kvm_unmap_hva will take it away
1897          * from us again properly. This smp_rmb() interacts with the smp_wmb()
1898          * in kvm_mmu_notifier_invalidate_<page|range_end>.
1899          */
1900         smp_rmb();
1901
1902         pfn = gfn_to_pfn_prot(kvm, gfn, write_fault, &writable);
1903         if (pfn == KVM_PFN_ERR_HWPOISON) {
1904                 kvm_send_hwpoison_signal(hva, vma_shift);
1905                 return 0;
1906         }
1907         if (is_error_noslot_pfn(pfn))
1908                 return -EFAULT;
1909
1910         if (kvm_is_device_pfn(pfn)) {
1911                 mem_type = PAGE_S2_DEVICE;
1912                 flags |= KVM_S2PTE_FLAG_IS_IOMAP;
1913         } else if (logging_active) {
1914                 /*
1915                  * Faults on pages in a memslot with logging enabled
1916                  * should not be mapped with huge pages (it introduces churn
1917                  * and performance degradation), so force a pte mapping.
1918                  */
1919                 flags |= KVM_S2_FLAG_LOGGING_ACTIVE;
1920
1921                 /*
1922                  * Only actually map the page as writable if this was a write
1923                  * fault.
1924                  */
1925                 if (!write_fault)
1926                         writable = false;
1927         }
1928
1929         if (exec_fault && is_iomap(flags))
1930                 return -ENOEXEC;
1931
1932         spin_lock(&kvm->mmu_lock);
1933         if (mmu_notifier_retry(kvm, mmu_seq))
1934                 goto out_unlock;
1935
1936         /*
1937          * If we are not forced to use page mapping, check if we are
1938          * backed by a THP and thus use block mapping if possible.
1939          */
1940         if (vma_pagesize == PAGE_SIZE && !force_pte)
1941                 vma_pagesize = transparent_hugepage_adjust(memslot, hva,
1942                                                            &pfn, &fault_ipa);
1943         if (writable)
1944                 kvm_set_pfn_dirty(pfn);
1945
1946         if (fault_status != FSC_PERM && !is_iomap(flags))
1947                 clean_dcache_guest_page(pfn, vma_pagesize);
1948
1949         if (exec_fault)
1950                 invalidate_icache_guest_page(pfn, vma_pagesize);
1951
1952         /*
1953          * If we took an execution fault we have made the
1954          * icache/dcache coherent above and should now let the s2
1955          * mapping be executable.
1956          *
1957          * Write faults (!exec_fault && FSC_PERM) are orthogonal to
1958          * execute permissions, and we preserve whatever we have.
1959          */
1960         needs_exec = exec_fault ||
1961                 (fault_status == FSC_PERM && stage2_is_exec(kvm, fault_ipa));
1962
1963         if (vma_pagesize == PUD_SIZE) {
1964                 pud_t new_pud = kvm_pfn_pud(pfn, mem_type);
1965
1966                 new_pud = kvm_pud_mkhuge(new_pud);
1967                 if (writable)
1968                         new_pud = kvm_s2pud_mkwrite(new_pud);
1969
1970                 if (needs_exec)
1971                         new_pud = kvm_s2pud_mkexec(new_pud);
1972
1973                 ret = stage2_set_pud_huge(kvm, memcache, fault_ipa, &new_pud);
1974         } else if (vma_pagesize == PMD_SIZE) {
1975                 pmd_t new_pmd = kvm_pfn_pmd(pfn, mem_type);
1976
1977                 new_pmd = kvm_pmd_mkhuge(new_pmd);
1978
1979                 if (writable)
1980                         new_pmd = kvm_s2pmd_mkwrite(new_pmd);
1981
1982                 if (needs_exec)
1983                         new_pmd = kvm_s2pmd_mkexec(new_pmd);
1984
1985                 ret = stage2_set_pmd_huge(kvm, memcache, fault_ipa, &new_pmd);
1986         } else {
1987                 pte_t new_pte = kvm_pfn_pte(pfn, mem_type);
1988
1989                 if (writable) {
1990                         new_pte = kvm_s2pte_mkwrite(new_pte);
1991                         mark_page_dirty(kvm, gfn);
1992                 }
1993
1994                 if (needs_exec)
1995                         new_pte = kvm_s2pte_mkexec(new_pte);
1996
1997                 ret = stage2_set_pte(kvm, memcache, fault_ipa, &new_pte, flags);
1998         }
1999
2000 out_unlock:
2001         spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
2002         kvm_set_pfn_accessed(pfn);
2003         kvm_release_pfn_clean(pfn);
2004         return ret;
2005 }
2006
2007 /*
2008  * Resolve the access fault by making the page young again.
2009  * Note that because the faulting entry is guaranteed not to be
2010  * cached in the TLB, we don't need to invalidate anything.
2011  * Only the HW Access Flag updates are supported for Stage 2 (no DBM),
2012  * so there is no need for atomic (pte|pmd)_mkyoung operations.
2013  */
2014 static void handle_access_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, phys_addr_t fault_ipa)
2015 {
2016         pud_t *pud;
2017         pmd_t *pmd;
2018         pte_t *pte;
2019         kvm_pfn_t pfn;
2020         bool pfn_valid = false;
2021
2022         trace_kvm_access_fault(fault_ipa);
2023
2024         spin_lock(&vcpu->kvm->mmu_lock);
2025
2026         if (!stage2_get_leaf_entry(vcpu->kvm, fault_ipa, &pud, &pmd, &pte))
2027                 goto out;
2028
2029         if (pud) {              /* HugeTLB */
2030                 *pud = kvm_s2pud_mkyoung(*pud);
2031                 pfn = kvm_pud_pfn(*pud);
2032                 pfn_valid = true;
2033         } else  if (pmd) {      /* THP, HugeTLB */
2034                 *pmd = pmd_mkyoung(*pmd);
2035                 pfn = pmd_pfn(*pmd);
2036                 pfn_valid = true;
2037         } else {
2038                 *pte = pte_mkyoung(*pte);       /* Just a page... */
2039                 pfn = pte_pfn(*pte);
2040                 pfn_valid = true;
2041         }
2042
2043 out:
2044         spin_unlock(&vcpu->kvm->mmu_lock);
2045         if (pfn_valid)
2046                 kvm_set_pfn_accessed(pfn);
2047 }
2048
2049 /**
2050  * kvm_handle_guest_abort - handles all 2nd stage aborts
2051  * @vcpu:       the VCPU pointer
2052  * @run:        the kvm_run structure
2053  *
2054  * Any abort that gets to the host is almost guaranteed to be caused by a
2055  * missing second stage translation table entry, which can mean that either the
2056  * guest simply needs more memory and we must allocate an appropriate page or it
2057  * can mean that the guest tried to access I/O memory, which is emulated by user
2058  * space. The distinction is based on the IPA causing the fault and whether this
2059  * memory region has been registered as standard RAM by user space.
2060  */
2061 int kvm_handle_guest_abort(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *run)
2062 {
2063         unsigned long fault_status;
2064         phys_addr_t fault_ipa;
2065         struct kvm_memory_slot *memslot;
2066         unsigned long hva;
2067         bool is_iabt, write_fault, writable;
2068         gfn_t gfn;
2069         int ret, idx;
2070
2071         fault_status = kvm_vcpu_trap_get_fault_type(vcpu);
2072
2073         fault_ipa = kvm_vcpu_get_fault_ipa(vcpu);
2074         is_iabt = kvm_vcpu_trap_is_iabt(vcpu);
2075
2076         /* Synchronous External Abort? */
2077         if (kvm_vcpu_dabt_isextabt(vcpu)) {
2078                 /*
2079                  * For RAS the host kernel may handle this abort.
2080                  * There is no need to pass the error into the guest.
2081                  */
2082                 if (!kvm_handle_guest_sea(fault_ipa, kvm_vcpu_get_hsr(vcpu)))
2083                         return 1;
2084
2085                 if (unlikely(!is_iabt)) {
2086                         kvm_inject_vabt(vcpu);
2087                         return 1;
2088                 }
2089         }
2090
2091         trace_kvm_guest_fault(*vcpu_pc(vcpu), kvm_vcpu_get_hsr(vcpu),
2092                               kvm_vcpu_get_hfar(vcpu), fault_ipa);
2093
2094         /* Check the stage-2 fault is trans. fault or write fault */
2095         if (fault_status != FSC_FAULT && fault_status != FSC_PERM &&
2096             fault_status != FSC_ACCESS) {
2097                 kvm_err("Unsupported FSC: EC=%#x xFSC=%#lx ESR_EL2=%#lx\n",
2098                         kvm_vcpu_trap_get_class(vcpu),
2099                         (unsigned long)kvm_vcpu_trap_get_fault(vcpu),
2100                         (unsigned long)kvm_vcpu_get_hsr(vcpu));
2101                 return -EFAULT;
2102         }
2103
2104         idx = srcu_read_lock(&vcpu->kvm->srcu);
2105
2106         gfn = fault_ipa >> PAGE_SHIFT;
2107         memslot = gfn_to_memslot(vcpu->kvm, gfn);
2108         hva = gfn_to_hva_memslot_prot(memslot, gfn, &writable);
2109         write_fault = kvm_is_write_fault(vcpu);
2110         if (kvm_is_error_hva(hva) || (write_fault && !writable)) {
2111                 if (is_iabt) {
2112                         /* Prefetch Abort on I/O address */
2113                         ret = -ENOEXEC;
2114                         goto out;
2115                 }
2116
2117                 /*
2118                  * Check for a cache maintenance operation. Since we
2119                  * ended-up here, we know it is outside of any memory
2120                  * slot. But we can't find out if that is for a device,
2121                  * or if the guest is just being stupid. The only thing
2122                  * we know for sure is that this range cannot be cached.
2123                  *
2124                  * So let's assume that the guest is just being
2125                  * cautious, and skip the instruction.
2126                  */
2127                 if (kvm_vcpu_dabt_is_cm(vcpu)) {
2128                         kvm_skip_instr(vcpu, kvm_vcpu_trap_il_is32bit(vcpu));
2129                         ret = 1;
2130                         goto out_unlock;
2131                 }
2132
2133                 /*
2134                  * The IPA is reported as [MAX:12], so we need to
2135                  * complement it with the bottom 12 bits from the
2136                  * faulting VA. This is always 12 bits, irrespective
2137                  * of the page size.
2138                  */
2139                 fault_ipa |= kvm_vcpu_get_hfar(vcpu) & ((1 << 12) - 1);
2140                 ret = io_mem_abort(vcpu, run, fault_ipa);
2141                 goto out_unlock;
2142         }
2143
2144         /* Userspace should not be able to register out-of-bounds IPAs */
2145         VM_BUG_ON(fault_ipa >= kvm_phys_size(vcpu->kvm));
2146
2147         if (fault_status == FSC_ACCESS) {
2148                 handle_access_fault(vcpu, fault_ipa);
2149                 ret = 1;
2150                 goto out_unlock;
2151         }
2152
2153         ret = user_mem_abort(vcpu, fault_ipa, memslot, hva, fault_status);
2154         if (ret == 0)
2155                 ret = 1;
2156 out:
2157         if (ret == -ENOEXEC) {
2158                 kvm_inject_pabt(vcpu, kvm_vcpu_get_hfar(vcpu));
2159                 ret = 1;
2160         }
2161 out_unlock:
2162         srcu_read_unlock(&vcpu->kvm->srcu, idx);
2163         return ret;
2164 }
2165
2166 static int handle_hva_to_gpa(struct kvm *kvm,
2167                              unsigned long start,
2168                              unsigned long end,
2169                              int (*handler)(struct kvm *kvm,
2170                                             gpa_t gpa, u64 size,
2171                                             void *data),
2172                              void *data)
2173 {
2174         struct kvm_memslots *slots;
2175         struct kvm_memory_slot *memslot;
2176         int ret = 0;
2177
2178         slots = kvm_memslots(kvm);
2179
2180         /* we only care about the pages that the guest sees */
2181         kvm_for_each_memslot(memslot, slots) {
2182                 unsigned long hva_start, hva_end;
2183                 gfn_t gpa;
2184
2185                 hva_start = max(start, memslot->userspace_addr);
2186                 hva_end = min(end, memslot->userspace_addr +
2187                                         (memslot->npages << PAGE_SHIFT));
2188                 if (hva_start >= hva_end)
2189                         continue;
2190
2191                 gpa = hva_to_gfn_memslot(hva_start, memslot) << PAGE_SHIFT;
2192                 ret |= handler(kvm, gpa, (u64)(hva_end - hva_start), data);
2193         }
2194
2195         return ret;
2196 }
2197
2198 static int kvm_unmap_hva_handler(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, u64 size, void *data)
2199 {
2200         unmap_stage2_range(kvm, gpa, size);
2201         return 0;
2202 }
2203
2204 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm,
2205                         unsigned long start, unsigned long end)
2206 {
2207         if (!kvm->arch.pgd)
2208                 return 0;
2209
2210         trace_kvm_unmap_hva_range(start, end);
2211         handle_hva_to_gpa(kvm, start, end, &kvm_unmap_hva_handler, NULL);
2212         return 0;
2213 }
2214
2215 static int kvm_set_spte_handler(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, u64 size, void *data)
2216 {
2217         pte_t *pte = (pte_t *)data;
2218
2219         WARN_ON(size != PAGE_SIZE);
2220         /*
2221          * We can always call stage2_set_pte with KVM_S2PTE_FLAG_LOGGING_ACTIVE
2222          * flag clear because MMU notifiers will have unmapped a huge PMD before
2223          * calling ->change_pte() (which in turn calls kvm_set_spte_hva()) and
2224          * therefore stage2_set_pte() never needs to clear out a huge PMD
2225          * through this calling path.
2226          */
2227         stage2_set_pte(kvm, NULL, gpa, pte, 0);
2228         return 0;
2229 }
2230
2231
2232 int kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte)
2233 {
2234         unsigned long end = hva + PAGE_SIZE;
2235         kvm_pfn_t pfn = pte_pfn(pte);
2236         pte_t stage2_pte;
2237
2238         if (!kvm->arch.pgd)
2239                 return 0;
2240
2241         trace_kvm_set_spte_hva(hva);
2242
2243         /*
2244          * We've moved a page around, probably through CoW, so let's treat it
2245          * just like a translation fault and clean the cache to the PoC.
2246          */
2247         clean_dcache_guest_page(pfn, PAGE_SIZE);
2248         stage2_pte = kvm_pfn_pte(pfn, PAGE_S2);
2249         handle_hva_to_gpa(kvm, hva, end, &kvm_set_spte_handler, &stage2_pte);
2250
2251         return 0;
2252 }
2253
2254 static int kvm_age_hva_handler(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, u64 size, void *data)
2255 {
2256         pud_t *pud;
2257         pmd_t *pmd;
2258         pte_t *pte;
2259
2260         WARN_ON(size != PAGE_SIZE && size != PMD_SIZE && size != PUD_SIZE);
2261         if (!stage2_get_leaf_entry(kvm, gpa, &pud, &pmd, &pte))
2262                 return 0;
2263
2264         if (pud)
2265                 return stage2_pudp_test_and_clear_young(pud);
2266         else if (pmd)
2267                 return stage2_pmdp_test_and_clear_young(pmd);
2268         else
2269                 return stage2_ptep_test_and_clear_young(pte);
2270 }
2271
2272 static int kvm_test_age_hva_handler(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, u64 size, void *data)
2273 {
2274         pud_t *pud;
2275         pmd_t *pmd;
2276         pte_t *pte;
2277
2278         WARN_ON(size != PAGE_SIZE && size != PMD_SIZE && size != PUD_SIZE);
2279         if (!stage2_get_leaf_entry(kvm, gpa, &pud, &pmd, &pte))
2280                 return 0;
2281
2282         if (pud)
2283                 return kvm_s2pud_young(*pud);
2284         else if (pmd)
2285                 return pmd_young(*pmd);
2286         else
2287                 return pte_young(*pte);
2288 }
2289
2290 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end)
2291 {
2292         if (!kvm->arch.pgd)
2293                 return 0;
2294         trace_kvm_age_hva(start, end);
2295         return handle_hva_to_gpa(kvm, start, end, kvm_age_hva_handler, NULL);
2296 }
2297
2298 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva)
2299 {
2300         if (!kvm->arch.pgd)
2301                 return 0;
2302         trace_kvm_test_age_hva(hva);
2303         return handle_hva_to_gpa(kvm, hva, hva + PAGE_SIZE,
2304                                  kvm_test_age_hva_handler, NULL);
2305 }
2306
2307 void kvm_mmu_free_memory_caches(struct kvm_vcpu *vcpu)
2308 {
2309         mmu_free_memory_cache(&vcpu->arch.mmu_page_cache);
2310 }
2311
2312 phys_addr_t kvm_mmu_get_httbr(void)
2313 {
2314         if (__kvm_cpu_uses_extended_idmap())
2315                 return virt_to_phys(merged_hyp_pgd);
2316         else
2317                 return virt_to_phys(hyp_pgd);
2318 }
2319
2320 phys_addr_t kvm_get_idmap_vector(void)
2321 {
2322         return hyp_idmap_vector;
2323 }
2324
2325 static int kvm_map_idmap_text(pgd_t *pgd)
2326 {
2327         int err;
2328
2329         /* Create the idmap in the boot page tables */
2330         err =   __create_hyp_mappings(pgd, __kvm_idmap_ptrs_per_pgd(),
2331                                       hyp_idmap_start, hyp_idmap_end,
2332                                       __phys_to_pfn(hyp_idmap_start),
2333                                       PAGE_HYP_EXEC);
2334         if (err)
2335                 kvm_err("Failed to idmap %lx-%lx\n",
2336                         hyp_idmap_start, hyp_idmap_end);
2337
2338         return err;
2339 }
2340
2341 int kvm_mmu_init(void)
2342 {
2343         int err;
2344
2345         hyp_idmap_start = __pa_symbol(__hyp_idmap_text_start);
2346         hyp_idmap_start = ALIGN_DOWN(hyp_idmap_start, PAGE_SIZE);
2347         hyp_idmap_end = __pa_symbol(__hyp_idmap_text_end);
2348         hyp_idmap_end = ALIGN(hyp_idmap_end, PAGE_SIZE);
2349         hyp_idmap_vector = __pa_symbol(__kvm_hyp_init);
2350
2351         /*
2352          * We rely on the linker script to ensure at build time that the HYP
2353          * init code does not cross a page boundary.
2354          */
2355         BUG_ON((hyp_idmap_start ^ (hyp_idmap_end - 1)) & PAGE_MASK);
2356
2357         kvm_debug("IDMAP page: %lx\n", hyp_idmap_start);
2358         kvm_debug("HYP VA range: %lx:%lx\n",
2359                   kern_hyp_va(PAGE_OFFSET),
2360                   kern_hyp_va((unsigned long)high_memory - 1));
2361
2362         if (hyp_idmap_start >= kern_hyp_va(PAGE_OFFSET) &&
2363             hyp_idmap_start <  kern_hyp_va((unsigned long)high_memory - 1) &&
2364             hyp_idmap_start != (unsigned long)__hyp_idmap_text_start) {
2365                 /*
2366                  * The idmap page is intersecting with the VA space,
2367                  * it is not safe to continue further.
2368                  */
2369                 kvm_err("IDMAP intersecting with HYP VA, unable to continue\n");
2370                 err = -EINVAL;
2371                 goto out;
2372         }
2373
2374         hyp_pgd = (pgd_t *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, hyp_pgd_order);
2375         if (!hyp_pgd) {
2376                 kvm_err("Hyp mode PGD not allocated\n");
2377                 err = -ENOMEM;
2378                 goto out;
2379         }
2380
2381         if (__kvm_cpu_uses_extended_idmap()) {
2382                 boot_hyp_pgd = (pgd_t *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
2383                                                          hyp_pgd_order);
2384                 if (!boot_hyp_pgd) {
2385                         kvm_err("Hyp boot PGD not allocated\n");
2386                         err = -ENOMEM;
2387                         goto out;
2388                 }
2389
2390                 err = kvm_map_idmap_text(boot_hyp_pgd);
2391                 if (err)
2392                         goto out;
2393
2394                 merged_hyp_pgd = (pgd_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
2395                 if (!merged_hyp_pgd) {
2396                         kvm_err("Failed to allocate extra HYP pgd\n");
2397                         goto out;
2398                 }
2399                 __kvm_extend_hypmap(boot_hyp_pgd, hyp_pgd, merged_hyp_pgd,
2400                                     hyp_idmap_start);
2401         } else {
2402                 err = kvm_map_idmap_text(hyp_pgd);
2403                 if (err)
2404                         goto out;
2405         }
2406
2407         io_map_base = hyp_idmap_start;
2408         return 0;
2409 out:
2410         free_hyp_pgds();
2411         return err;
2412 }
2413
2414 void kvm_arch_commit_memory_region(struct kvm *kvm,
2415                                    const struct kvm_userspace_memory_region *mem,
2416                                    struct kvm_memory_slot *old,
2417                                    const struct kvm_memory_slot *new,
2418                                    enum kvm_mr_change change)
2419 {
2420         /*
2421          * At this point memslot has been committed and there is an
2422          * allocated dirty_bitmap[], dirty pages will be tracked while the
2423          * memory slot is write protected.
2424          */
2425         if (change != KVM_MR_DELETE && mem->flags & KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES) {
2426                 /*
2427                  * If we're with initial-all-set, we don't need to write
2428                  * protect any pages because they're all reported as dirty.
2429                  * Huge pages and normal pages will be write protect gradually.
2430                  */
2431                 if (!kvm_dirty_log_manual_protect_and_init_set(kvm)) {
2432                         kvm_mmu_wp_memory_region(kvm, mem->slot);
2433                 }
2434         }
2435 }
2436
2437 int kvm_arch_prepare_memory_region(struct kvm *kvm,
2438                                    struct kvm_memory_slot *memslot,
2439                                    const struct kvm_userspace_memory_region *mem,
2440                                    enum kvm_mr_change change)
2441 {
2442         hva_t hva = mem->userspace_addr;
2443         hva_t reg_end = hva + mem->memory_size;
2444         bool writable = !(mem->flags & KVM_MEM_READONLY);
2445         int ret = 0;
2446
2447         if (change != KVM_MR_CREATE && change != KVM_MR_MOVE &&
2448                         change != KVM_MR_FLAGS_ONLY)
2449                 return 0;
2450
2451         /*
2452          * Prevent userspace from creating a memory region outside of the IPA
2453          * space addressable by the KVM guest IPA space.
2454          */
2455         if (memslot->base_gfn + memslot->npages >=
2456             (kvm_phys_size(kvm) >> PAGE_SHIFT))
2457                 return -EFAULT;
2458
2459         mmap_read_lock(current->mm);
2460         /*
2461          * A memory region could potentially cover multiple VMAs, and any holes
2462          * between them, so iterate over all of them to find out if we can map
2463          * any of them right now.
2464          *
2465          *     +--------------------------------------------+
2466          * +---------------+----------------+   +----------------+
2467          * |   : VMA 1     |      VMA 2     |   |    VMA 3  :    |
2468          * +---------------+----------------+   +----------------+
2469          *     |               memory region                |
2470          *     +--------------------------------------------+
2471          */
2472         do {
2473                 struct vm_area_struct *vma = find_vma(current->mm, hva);
2474                 hva_t vm_start, vm_end;
2475
2476                 if (!vma || vma->vm_start >= reg_end)
2477                         break;
2478
2479                 /*
2480                  * Take the intersection of this VMA with the memory region
2481                  */
2482                 vm_start = max(hva, vma->vm_start);
2483                 vm_end = min(reg_end, vma->vm_end);
2484
2485                 if (vma->vm_flags & VM_PFNMAP) {
2486                         gpa_t gpa = mem->guest_phys_addr +
2487                                     (vm_start - mem->userspace_addr);
2488                         phys_addr_t pa;
2489
2490                         pa = (phys_addr_t)vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT;
2491                         pa += vm_start - vma->vm_start;
2492
2493                         /* IO region dirty page logging not allowed */
2494                         if (memslot->flags & KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES) {
2495                                 ret = -EINVAL;
2496                                 goto out;
2497                         }
2498
2499                         ret = kvm_phys_addr_ioremap(kvm, gpa, pa,
2500                                                     vm_end - vm_start,
2501                                                     writable);
2502                         if (ret)
2503                                 break;
2504                 }
2505                 hva = vm_end;
2506         } while (hva < reg_end);
2507
2508         if (change == KVM_MR_FLAGS_ONLY)
2509                 goto out;
2510
2511         spin_lock(&kvm->mmu_lock);
2512         if (ret)
2513                 unmap_stage2_range(kvm, mem->guest_phys_addr, mem->memory_size);
2514         else
2515                 stage2_flush_memslot(kvm, memslot);
2516         spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
2517 out:
2518         mmap_read_unlock(current->mm);
2519         return ret;
2520 }
2521
2522 void kvm_arch_free_memslot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot)
2523 {
2524 }
2525
2526 void kvm_arch_memslots_updated(struct kvm *kvm, u64 gen)
2527 {
2528 }
2529
2530 void kvm_arch_flush_shadow_all(struct kvm *kvm)
2531 {
2532         kvm_free_stage2_pgd(kvm);
2533 }
2534
2535 void kvm_arch_flush_shadow_memslot(struct kvm *kvm,
2536                                    struct kvm_memory_slot *slot)
2537 {
2538         gpa_t gpa = slot->base_gfn << PAGE_SHIFT;
2539         phys_addr_t size = slot->npages << PAGE_SHIFT;
2540
2541         spin_lock(&kvm->mmu_lock);
2542         unmap_stage2_range(kvm, gpa, size);
2543         spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
2544 }
2545
2546 /*
2547  * See note at ARMv7 ARM B1.14.4 (TL;DR: S/W ops are not easily virtualized).
2548  *
2549  * Main problems:
2550  * - S/W ops are local to a CPU (not broadcast)
2551  * - We have line migration behind our back (speculation)
2552  * - System caches don't support S/W at all (damn!)
2553  *
2554  * In the face of the above, the best we can do is to try and convert
2555  * S/W ops to VA ops. Because the guest is not allowed to infer the
2556  * S/W to PA mapping, it can only use S/W to nuke the whole cache,
2557  * which is a rather good thing for us.
2558  *
2559  * Also, it is only used when turning caches on/off ("The expected
2560  * usage of the cache maintenance instructions that operate by set/way
2561  * is associated with the cache maintenance instructions associated
2562  * with the powerdown and powerup of caches, if this is required by
2563  * the implementation.").
2564  *
2565  * We use the following policy:
2566  *
2567  * - If we trap a S/W operation, we enable VM trapping to detect
2568  *   caches being turned on/off, and do a full clean.
2569  *
2570  * - We flush the caches on both caches being turned on and off.
2571  *
2572  * - Once the caches are enabled, we stop trapping VM ops.
2573  */
2574 void kvm_set_way_flush(struct kvm_vcpu *vcpu)
2575 {
2576         unsigned long hcr = *vcpu_hcr(vcpu);
2577
2578         /*
2579          * If this is the first time we do a S/W operation
2580          * (i.e. HCR_TVM not set) flush the whole memory, and set the
2581          * VM trapping.
2582          *
2583          * Otherwise, rely on the VM trapping to wait for the MMU +
2584          * Caches to be turned off. At that point, we'll be able to
2585          * clean the caches again.
2586          */
2587         if (!(hcr & HCR_TVM)) {
2588                 trace_kvm_set_way_flush(*vcpu_pc(vcpu),
2589                                         vcpu_has_cache_enabled(vcpu));
2590                 stage2_flush_vm(vcpu->kvm);
2591                 *vcpu_hcr(vcpu) = hcr | HCR_TVM;
2592         }
2593 }
2594
2595 void kvm_toggle_cache(struct kvm_vcpu *vcpu, bool was_enabled)
2596 {
2597         bool now_enabled = vcpu_has_cache_enabled(vcpu);
2598
2599         /*
2600          * If switching the MMU+caches on, need to invalidate the caches.
2601          * If switching it off, need to clean the caches.
2602          * Clean + invalidate does the trick always.
2603          */
2604         if (now_enabled != was_enabled)
2605                 stage2_flush_vm(vcpu->kvm);
2606
2607         /* Caches are now on, stop trapping VM ops (until a S/W op) */
2608         if (now_enabled)
2609                 *vcpu_hcr(vcpu) &= ~HCR_TVM;
2610
2611         trace_kvm_toggle_cache(*vcpu_pc(vcpu), was_enabled, now_enabled);
2612 }