Merge tag 'berlin64-dt-for-v4.9-1' of git://git.infradead.org/users/hesselba/linux...
[cascardo/linux.git] / arch / arm / kvm / mmu.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2012 - Virtual Open Systems and Columbia University
3  * Author: Christoffer Dall <c.dall@virtualopensystems.com>
4  *
5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
6  * it under the terms of the GNU General Public License, version 2, as
7  * published by the Free Software Foundation.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
17  */
18
19 #include <linux/mman.h>
20 #include <linux/kvm_host.h>
21 #include <linux/io.h>
22 #include <linux/hugetlb.h>
23 #include <trace/events/kvm.h>
24 #include <asm/pgalloc.h>
25 #include <asm/cacheflush.h>
26 #include <asm/kvm_arm.h>
27 #include <asm/kvm_mmu.h>
28 #include <asm/kvm_mmio.h>
29 #include <asm/kvm_asm.h>
30 #include <asm/kvm_emulate.h>
31 #include <asm/virt.h>
32
33 #include "trace.h"
34
35 static pgd_t *boot_hyp_pgd;
36 static pgd_t *hyp_pgd;
37 static pgd_t *merged_hyp_pgd;
38 static DEFINE_MUTEX(kvm_hyp_pgd_mutex);
39
40 static unsigned long hyp_idmap_start;
41 static unsigned long hyp_idmap_end;
42 static phys_addr_t hyp_idmap_vector;
43
44 #define S2_PGD_SIZE     (PTRS_PER_S2_PGD * sizeof(pgd_t))
45 #define hyp_pgd_order get_order(PTRS_PER_PGD * sizeof(pgd_t))
46
47 #define KVM_S2PTE_FLAG_IS_IOMAP         (1UL << 0)
48 #define KVM_S2_FLAG_LOGGING_ACTIVE      (1UL << 1)
49
50 static bool memslot_is_logging(struct kvm_memory_slot *memslot)
51 {
52         return memslot->dirty_bitmap && !(memslot->flags & KVM_MEM_READONLY);
53 }
54
55 /**
56  * kvm_flush_remote_tlbs() - flush all VM TLB entries for v7/8
57  * @kvm:        pointer to kvm structure.
58  *
59  * Interface to HYP function to flush all VM TLB entries
60  */
61 void kvm_flush_remote_tlbs(struct kvm *kvm)
62 {
63         kvm_call_hyp(__kvm_tlb_flush_vmid, kvm);
64 }
65
66 static void kvm_tlb_flush_vmid_ipa(struct kvm *kvm, phys_addr_t ipa)
67 {
68         kvm_call_hyp(__kvm_tlb_flush_vmid_ipa, kvm, ipa);
69 }
70
71 /*
72  * D-Cache management functions. They take the page table entries by
73  * value, as they are flushing the cache using the kernel mapping (or
74  * kmap on 32bit).
75  */
76 static void kvm_flush_dcache_pte(pte_t pte)
77 {
78         __kvm_flush_dcache_pte(pte);
79 }
80
81 static void kvm_flush_dcache_pmd(pmd_t pmd)
82 {
83         __kvm_flush_dcache_pmd(pmd);
84 }
85
86 static void kvm_flush_dcache_pud(pud_t pud)
87 {
88         __kvm_flush_dcache_pud(pud);
89 }
90
91 static bool kvm_is_device_pfn(unsigned long pfn)
92 {
93         return !pfn_valid(pfn);
94 }
95
96 /**
97  * stage2_dissolve_pmd() - clear and flush huge PMD entry
98  * @kvm:        pointer to kvm structure.
99  * @addr:       IPA
100  * @pmd:        pmd pointer for IPA
101  *
102  * Function clears a PMD entry, flushes addr 1st and 2nd stage TLBs. Marks all
103  * pages in the range dirty.
104  */
105 static void stage2_dissolve_pmd(struct kvm *kvm, phys_addr_t addr, pmd_t *pmd)
106 {
107         if (!pmd_thp_or_huge(*pmd))
108                 return;
109
110         pmd_clear(pmd);
111         kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, addr);
112         put_page(virt_to_page(pmd));
113 }
114
115 static int mmu_topup_memory_cache(struct kvm_mmu_memory_cache *cache,
116                                   int min, int max)
117 {
118         void *page;
119
120         BUG_ON(max > KVM_NR_MEM_OBJS);
121         if (cache->nobjs >= min)
122                 return 0;
123         while (cache->nobjs < max) {
124                 page = (void *)__get_free_page(PGALLOC_GFP);
125                 if (!page)
126                         return -ENOMEM;
127                 cache->objects[cache->nobjs++] = page;
128         }
129         return 0;
130 }
131
132 static void mmu_free_memory_cache(struct kvm_mmu_memory_cache *mc)
133 {
134         while (mc->nobjs)
135                 free_page((unsigned long)mc->objects[--mc->nobjs]);
136 }
137
138 static void *mmu_memory_cache_alloc(struct kvm_mmu_memory_cache *mc)
139 {
140         void *p;
141
142         BUG_ON(!mc || !mc->nobjs);
143         p = mc->objects[--mc->nobjs];
144         return p;
145 }
146
147 static void clear_stage2_pgd_entry(struct kvm *kvm, pgd_t *pgd, phys_addr_t addr)
148 {
149         pud_t *pud_table __maybe_unused = stage2_pud_offset(pgd, 0UL);
150         stage2_pgd_clear(pgd);
151         kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, addr);
152         stage2_pud_free(pud_table);
153         put_page(virt_to_page(pgd));
154 }
155
156 static void clear_stage2_pud_entry(struct kvm *kvm, pud_t *pud, phys_addr_t addr)
157 {
158         pmd_t *pmd_table __maybe_unused = stage2_pmd_offset(pud, 0);
159         VM_BUG_ON(stage2_pud_huge(*pud));
160         stage2_pud_clear(pud);
161         kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, addr);
162         stage2_pmd_free(pmd_table);
163         put_page(virt_to_page(pud));
164 }
165
166 static void clear_stage2_pmd_entry(struct kvm *kvm, pmd_t *pmd, phys_addr_t addr)
167 {
168         pte_t *pte_table = pte_offset_kernel(pmd, 0);
169         VM_BUG_ON(pmd_thp_or_huge(*pmd));
170         pmd_clear(pmd);
171         kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, addr);
172         pte_free_kernel(NULL, pte_table);
173         put_page(virt_to_page(pmd));
174 }
175
176 /*
177  * Unmapping vs dcache management:
178  *
179  * If a guest maps certain memory pages as uncached, all writes will
180  * bypass the data cache and go directly to RAM.  However, the CPUs
181  * can still speculate reads (not writes) and fill cache lines with
182  * data.
183  *
184  * Those cache lines will be *clean* cache lines though, so a
185  * clean+invalidate operation is equivalent to an invalidate
186  * operation, because no cache lines are marked dirty.
187  *
188  * Those clean cache lines could be filled prior to an uncached write
189  * by the guest, and the cache coherent IO subsystem would therefore
190  * end up writing old data to disk.
191  *
192  * This is why right after unmapping a page/section and invalidating
193  * the corresponding TLBs, we call kvm_flush_dcache_p*() to make sure
194  * the IO subsystem will never hit in the cache.
195  */
196 static void unmap_stage2_ptes(struct kvm *kvm, pmd_t *pmd,
197                        phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
198 {
199         phys_addr_t start_addr = addr;
200         pte_t *pte, *start_pte;
201
202         start_pte = pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
203         do {
204                 if (!pte_none(*pte)) {
205                         pte_t old_pte = *pte;
206
207                         kvm_set_pte(pte, __pte(0));
208                         kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, addr);
209
210                         /* No need to invalidate the cache for device mappings */
211                         if (!kvm_is_device_pfn(pte_pfn(old_pte)))
212                                 kvm_flush_dcache_pte(old_pte);
213
214                         put_page(virt_to_page(pte));
215                 }
216         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
217
218         if (stage2_pte_table_empty(start_pte))
219                 clear_stage2_pmd_entry(kvm, pmd, start_addr);
220 }
221
222 static void unmap_stage2_pmds(struct kvm *kvm, pud_t *pud,
223                        phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
224 {
225         phys_addr_t next, start_addr = addr;
226         pmd_t *pmd, *start_pmd;
227
228         start_pmd = pmd = stage2_pmd_offset(pud, addr);
229         do {
230                 next = stage2_pmd_addr_end(addr, end);
231                 if (!pmd_none(*pmd)) {
232                         if (pmd_thp_or_huge(*pmd)) {
233                                 pmd_t old_pmd = *pmd;
234
235                                 pmd_clear(pmd);
236                                 kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, addr);
237
238                                 kvm_flush_dcache_pmd(old_pmd);
239
240                                 put_page(virt_to_page(pmd));
241                         } else {
242                                 unmap_stage2_ptes(kvm, pmd, addr, next);
243                         }
244                 }
245         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
246
247         if (stage2_pmd_table_empty(start_pmd))
248                 clear_stage2_pud_entry(kvm, pud, start_addr);
249 }
250
251 static void unmap_stage2_puds(struct kvm *kvm, pgd_t *pgd,
252                        phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
253 {
254         phys_addr_t next, start_addr = addr;
255         pud_t *pud, *start_pud;
256
257         start_pud = pud = stage2_pud_offset(pgd, addr);
258         do {
259                 next = stage2_pud_addr_end(addr, end);
260                 if (!stage2_pud_none(*pud)) {
261                         if (stage2_pud_huge(*pud)) {
262                                 pud_t old_pud = *pud;
263
264                                 stage2_pud_clear(pud);
265                                 kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, addr);
266                                 kvm_flush_dcache_pud(old_pud);
267                                 put_page(virt_to_page(pud));
268                         } else {
269                                 unmap_stage2_pmds(kvm, pud, addr, next);
270                         }
271                 }
272         } while (pud++, addr = next, addr != end);
273
274         if (stage2_pud_table_empty(start_pud))
275                 clear_stage2_pgd_entry(kvm, pgd, start_addr);
276 }
277
278 /**
279  * unmap_stage2_range -- Clear stage2 page table entries to unmap a range
280  * @kvm:   The VM pointer
281  * @start: The intermediate physical base address of the range to unmap
282  * @size:  The size of the area to unmap
283  *
284  * Clear a range of stage-2 mappings, lowering the various ref-counts.  Must
285  * be called while holding mmu_lock (unless for freeing the stage2 pgd before
286  * destroying the VM), otherwise another faulting VCPU may come in and mess
287  * with things behind our backs.
288  */
289 static void unmap_stage2_range(struct kvm *kvm, phys_addr_t start, u64 size)
290 {
291         pgd_t *pgd;
292         phys_addr_t addr = start, end = start + size;
293         phys_addr_t next;
294
295         pgd = kvm->arch.pgd + stage2_pgd_index(addr);
296         do {
297                 next = stage2_pgd_addr_end(addr, end);
298                 if (!stage2_pgd_none(*pgd))
299                         unmap_stage2_puds(kvm, pgd, addr, next);
300         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
301 }
302
303 static void stage2_flush_ptes(struct kvm *kvm, pmd_t *pmd,
304                               phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
305 {
306         pte_t *pte;
307
308         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
309         do {
310                 if (!pte_none(*pte) && !kvm_is_device_pfn(pte_pfn(*pte)))
311                         kvm_flush_dcache_pte(*pte);
312         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
313 }
314
315 static void stage2_flush_pmds(struct kvm *kvm, pud_t *pud,
316                               phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
317 {
318         pmd_t *pmd;
319         phys_addr_t next;
320
321         pmd = stage2_pmd_offset(pud, addr);
322         do {
323                 next = stage2_pmd_addr_end(addr, end);
324                 if (!pmd_none(*pmd)) {
325                         if (pmd_thp_or_huge(*pmd))
326                                 kvm_flush_dcache_pmd(*pmd);
327                         else
328                                 stage2_flush_ptes(kvm, pmd, addr, next);
329                 }
330         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
331 }
332
333 static void stage2_flush_puds(struct kvm *kvm, pgd_t *pgd,
334                               phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
335 {
336         pud_t *pud;
337         phys_addr_t next;
338
339         pud = stage2_pud_offset(pgd, addr);
340         do {
341                 next = stage2_pud_addr_end(addr, end);
342                 if (!stage2_pud_none(*pud)) {
343                         if (stage2_pud_huge(*pud))
344                                 kvm_flush_dcache_pud(*pud);
345                         else
346                                 stage2_flush_pmds(kvm, pud, addr, next);
347                 }
348         } while (pud++, addr = next, addr != end);
349 }
350
351 static void stage2_flush_memslot(struct kvm *kvm,
352                                  struct kvm_memory_slot *memslot)
353 {
354         phys_addr_t addr = memslot->base_gfn << PAGE_SHIFT;
355         phys_addr_t end = addr + PAGE_SIZE * memslot->npages;
356         phys_addr_t next;
357         pgd_t *pgd;
358
359         pgd = kvm->arch.pgd + stage2_pgd_index(addr);
360         do {
361                 next = stage2_pgd_addr_end(addr, end);
362                 stage2_flush_puds(kvm, pgd, addr, next);
363         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
364 }
365
366 /**
367  * stage2_flush_vm - Invalidate cache for pages mapped in stage 2
368  * @kvm: The struct kvm pointer
369  *
370  * Go through the stage 2 page tables and invalidate any cache lines
371  * backing memory already mapped to the VM.
372  */
373 static void stage2_flush_vm(struct kvm *kvm)
374 {
375         struct kvm_memslots *slots;
376         struct kvm_memory_slot *memslot;
377         int idx;
378
379         idx = srcu_read_lock(&kvm->srcu);
380         spin_lock(&kvm->mmu_lock);
381
382         slots = kvm_memslots(kvm);
383         kvm_for_each_memslot(memslot, slots)
384                 stage2_flush_memslot(kvm, memslot);
385
386         spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
387         srcu_read_unlock(&kvm->srcu, idx);
388 }
389
390 static void clear_hyp_pgd_entry(pgd_t *pgd)
391 {
392         pud_t *pud_table __maybe_unused = pud_offset(pgd, 0UL);
393         pgd_clear(pgd);
394         pud_free(NULL, pud_table);
395         put_page(virt_to_page(pgd));
396 }
397
398 static void clear_hyp_pud_entry(pud_t *pud)
399 {
400         pmd_t *pmd_table __maybe_unused = pmd_offset(pud, 0);
401         VM_BUG_ON(pud_huge(*pud));
402         pud_clear(pud);
403         pmd_free(NULL, pmd_table);
404         put_page(virt_to_page(pud));
405 }
406
407 static void clear_hyp_pmd_entry(pmd_t *pmd)
408 {
409         pte_t *pte_table = pte_offset_kernel(pmd, 0);
410         VM_BUG_ON(pmd_thp_or_huge(*pmd));
411         pmd_clear(pmd);
412         pte_free_kernel(NULL, pte_table);
413         put_page(virt_to_page(pmd));
414 }
415
416 static void unmap_hyp_ptes(pmd_t *pmd, phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
417 {
418         pte_t *pte, *start_pte;
419
420         start_pte = pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
421         do {
422                 if (!pte_none(*pte)) {
423                         kvm_set_pte(pte, __pte(0));
424                         put_page(virt_to_page(pte));
425                 }
426         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
427
428         if (hyp_pte_table_empty(start_pte))
429                 clear_hyp_pmd_entry(pmd);
430 }
431
432 static void unmap_hyp_pmds(pud_t *pud, phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
433 {
434         phys_addr_t next;
435         pmd_t *pmd, *start_pmd;
436
437         start_pmd = pmd = pmd_offset(pud, addr);
438         do {
439                 next = pmd_addr_end(addr, end);
440                 /* Hyp doesn't use huge pmds */
441                 if (!pmd_none(*pmd))
442                         unmap_hyp_ptes(pmd, addr, next);
443         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
444
445         if (hyp_pmd_table_empty(start_pmd))
446                 clear_hyp_pud_entry(pud);
447 }
448
449 static void unmap_hyp_puds(pgd_t *pgd, phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
450 {
451         phys_addr_t next;
452         pud_t *pud, *start_pud;
453
454         start_pud = pud = pud_offset(pgd, addr);
455         do {
456                 next = pud_addr_end(addr, end);
457                 /* Hyp doesn't use huge puds */
458                 if (!pud_none(*pud))
459                         unmap_hyp_pmds(pud, addr, next);
460         } while (pud++, addr = next, addr != end);
461
462         if (hyp_pud_table_empty(start_pud))
463                 clear_hyp_pgd_entry(pgd);
464 }
465
466 static void unmap_hyp_range(pgd_t *pgdp, phys_addr_t start, u64 size)
467 {
468         pgd_t *pgd;
469         phys_addr_t addr = start, end = start + size;
470         phys_addr_t next;
471
472         /*
473          * We don't unmap anything from HYP, except at the hyp tear down.
474          * Hence, we don't have to invalidate the TLBs here.
475          */
476         pgd = pgdp + pgd_index(addr);
477         do {
478                 next = pgd_addr_end(addr, end);
479                 if (!pgd_none(*pgd))
480                         unmap_hyp_puds(pgd, addr, next);
481         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
482 }
483
484 /**
485  * free_hyp_pgds - free Hyp-mode page tables
486  *
487  * Assumes hyp_pgd is a page table used strictly in Hyp-mode and
488  * therefore contains either mappings in the kernel memory area (above
489  * PAGE_OFFSET), or device mappings in the vmalloc range (from
490  * VMALLOC_START to VMALLOC_END).
491  *
492  * boot_hyp_pgd should only map two pages for the init code.
493  */
494 void free_hyp_pgds(void)
495 {
496         unsigned long addr;
497
498         mutex_lock(&kvm_hyp_pgd_mutex);
499
500         if (boot_hyp_pgd) {
501                 unmap_hyp_range(boot_hyp_pgd, hyp_idmap_start, PAGE_SIZE);
502                 free_pages((unsigned long)boot_hyp_pgd, hyp_pgd_order);
503                 boot_hyp_pgd = NULL;
504         }
505
506         if (hyp_pgd) {
507                 unmap_hyp_range(hyp_pgd, hyp_idmap_start, PAGE_SIZE);
508                 for (addr = PAGE_OFFSET; virt_addr_valid(addr); addr += PGDIR_SIZE)
509                         unmap_hyp_range(hyp_pgd, kern_hyp_va(addr), PGDIR_SIZE);
510                 for (addr = VMALLOC_START; is_vmalloc_addr((void*)addr); addr += PGDIR_SIZE)
511                         unmap_hyp_range(hyp_pgd, kern_hyp_va(addr), PGDIR_SIZE);
512
513                 free_pages((unsigned long)hyp_pgd, hyp_pgd_order);
514                 hyp_pgd = NULL;
515         }
516         if (merged_hyp_pgd) {
517                 clear_page(merged_hyp_pgd);
518                 free_page((unsigned long)merged_hyp_pgd);
519                 merged_hyp_pgd = NULL;
520         }
521
522         mutex_unlock(&kvm_hyp_pgd_mutex);
523 }
524
525 static void create_hyp_pte_mappings(pmd_t *pmd, unsigned long start,
526                                     unsigned long end, unsigned long pfn,
527                                     pgprot_t prot)
528 {
529         pte_t *pte;
530         unsigned long addr;
531
532         addr = start;
533         do {
534                 pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
535                 kvm_set_pte(pte, pfn_pte(pfn, prot));
536                 get_page(virt_to_page(pte));
537                 kvm_flush_dcache_to_poc(pte, sizeof(*pte));
538                 pfn++;
539         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
540 }
541
542 static int create_hyp_pmd_mappings(pud_t *pud, unsigned long start,
543                                    unsigned long end, unsigned long pfn,
544                                    pgprot_t prot)
545 {
546         pmd_t *pmd;
547         pte_t *pte;
548         unsigned long addr, next;
549
550         addr = start;
551         do {
552                 pmd = pmd_offset(pud, addr);
553
554                 BUG_ON(pmd_sect(*pmd));
555
556                 if (pmd_none(*pmd)) {
557                         pte = pte_alloc_one_kernel(NULL, addr);
558                         if (!pte) {
559                                 kvm_err("Cannot allocate Hyp pte\n");
560                                 return -ENOMEM;
561                         }
562                         pmd_populate_kernel(NULL, pmd, pte);
563                         get_page(virt_to_page(pmd));
564                         kvm_flush_dcache_to_poc(pmd, sizeof(*pmd));
565                 }
566
567                 next = pmd_addr_end(addr, end);
568
569                 create_hyp_pte_mappings(pmd, addr, next, pfn, prot);
570                 pfn += (next - addr) >> PAGE_SHIFT;
571         } while (addr = next, addr != end);
572
573         return 0;
574 }
575
576 static int create_hyp_pud_mappings(pgd_t *pgd, unsigned long start,
577                                    unsigned long end, unsigned long pfn,
578                                    pgprot_t prot)
579 {
580         pud_t *pud;
581         pmd_t *pmd;
582         unsigned long addr, next;
583         int ret;
584
585         addr = start;
586         do {
587                 pud = pud_offset(pgd, addr);
588
589                 if (pud_none_or_clear_bad(pud)) {
590                         pmd = pmd_alloc_one(NULL, addr);
591                         if (!pmd) {
592                                 kvm_err("Cannot allocate Hyp pmd\n");
593                                 return -ENOMEM;
594                         }
595                         pud_populate(NULL, pud, pmd);
596                         get_page(virt_to_page(pud));
597                         kvm_flush_dcache_to_poc(pud, sizeof(*pud));
598                 }
599
600                 next = pud_addr_end(addr, end);
601                 ret = create_hyp_pmd_mappings(pud, addr, next, pfn, prot);
602                 if (ret)
603                         return ret;
604                 pfn += (next - addr) >> PAGE_SHIFT;
605         } while (addr = next, addr != end);
606
607         return 0;
608 }
609
610 static int __create_hyp_mappings(pgd_t *pgdp,
611                                  unsigned long start, unsigned long end,
612                                  unsigned long pfn, pgprot_t prot)
613 {
614         pgd_t *pgd;
615         pud_t *pud;
616         unsigned long addr, next;
617         int err = 0;
618
619         mutex_lock(&kvm_hyp_pgd_mutex);
620         addr = start & PAGE_MASK;
621         end = PAGE_ALIGN(end);
622         do {
623                 pgd = pgdp + pgd_index(addr);
624
625                 if (pgd_none(*pgd)) {
626                         pud = pud_alloc_one(NULL, addr);
627                         if (!pud) {
628                                 kvm_err("Cannot allocate Hyp pud\n");
629                                 err = -ENOMEM;
630                                 goto out;
631                         }
632                         pgd_populate(NULL, pgd, pud);
633                         get_page(virt_to_page(pgd));
634                         kvm_flush_dcache_to_poc(pgd, sizeof(*pgd));
635                 }
636
637                 next = pgd_addr_end(addr, end);
638                 err = create_hyp_pud_mappings(pgd, addr, next, pfn, prot);
639                 if (err)
640                         goto out;
641                 pfn += (next - addr) >> PAGE_SHIFT;
642         } while (addr = next, addr != end);
643 out:
644         mutex_unlock(&kvm_hyp_pgd_mutex);
645         return err;
646 }
647
648 static phys_addr_t kvm_kaddr_to_phys(void *kaddr)
649 {
650         if (!is_vmalloc_addr(kaddr)) {
651                 BUG_ON(!virt_addr_valid(kaddr));
652                 return __pa(kaddr);
653         } else {
654                 return page_to_phys(vmalloc_to_page(kaddr)) +
655                        offset_in_page(kaddr);
656         }
657 }
658
659 /**
660  * create_hyp_mappings - duplicate a kernel virtual address range in Hyp mode
661  * @from:       The virtual kernel start address of the range
662  * @to:         The virtual kernel end address of the range (exclusive)
663  * @prot:       The protection to be applied to this range
664  *
665  * The same virtual address as the kernel virtual address is also used
666  * in Hyp-mode mapping (modulo HYP_PAGE_OFFSET) to the same underlying
667  * physical pages.
668  */
669 int create_hyp_mappings(void *from, void *to, pgprot_t prot)
670 {
671         phys_addr_t phys_addr;
672         unsigned long virt_addr;
673         unsigned long start = kern_hyp_va((unsigned long)from);
674         unsigned long end = kern_hyp_va((unsigned long)to);
675
676         if (is_kernel_in_hyp_mode())
677                 return 0;
678
679         start = start & PAGE_MASK;
680         end = PAGE_ALIGN(end);
681
682         for (virt_addr = start; virt_addr < end; virt_addr += PAGE_SIZE) {
683                 int err;
684
685                 phys_addr = kvm_kaddr_to_phys(from + virt_addr - start);
686                 err = __create_hyp_mappings(hyp_pgd, virt_addr,
687                                             virt_addr + PAGE_SIZE,
688                                             __phys_to_pfn(phys_addr),
689                                             prot);
690                 if (err)
691                         return err;
692         }
693
694         return 0;
695 }
696
697 /**
698  * create_hyp_io_mappings - duplicate a kernel IO mapping into Hyp mode
699  * @from:       The kernel start VA of the range
700  * @to:         The kernel end VA of the range (exclusive)
701  * @phys_addr:  The physical start address which gets mapped
702  *
703  * The resulting HYP VA is the same as the kernel VA, modulo
704  * HYP_PAGE_OFFSET.
705  */
706 int create_hyp_io_mappings(void *from, void *to, phys_addr_t phys_addr)
707 {
708         unsigned long start = kern_hyp_va((unsigned long)from);
709         unsigned long end = kern_hyp_va((unsigned long)to);
710
711         if (is_kernel_in_hyp_mode())
712                 return 0;
713
714         /* Check for a valid kernel IO mapping */
715         if (!is_vmalloc_addr(from) || !is_vmalloc_addr(to - 1))
716                 return -EINVAL;
717
718         return __create_hyp_mappings(hyp_pgd, start, end,
719                                      __phys_to_pfn(phys_addr), PAGE_HYP_DEVICE);
720 }
721
722 /**
723  * kvm_alloc_stage2_pgd - allocate level-1 table for stage-2 translation.
724  * @kvm:        The KVM struct pointer for the VM.
725  *
726  * Allocates only the stage-2 HW PGD level table(s) (can support either full
727  * 40-bit input addresses or limited to 32-bit input addresses). Clears the
728  * allocated pages.
729  *
730  * Note we don't need locking here as this is only called when the VM is
731  * created, which can only be done once.
732  */
733 int kvm_alloc_stage2_pgd(struct kvm *kvm)
734 {
735         pgd_t *pgd;
736
737         if (kvm->arch.pgd != NULL) {
738                 kvm_err("kvm_arch already initialized?\n");
739                 return -EINVAL;
740         }
741
742         /* Allocate the HW PGD, making sure that each page gets its own refcount */
743         pgd = alloc_pages_exact(S2_PGD_SIZE, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
744         if (!pgd)
745                 return -ENOMEM;
746
747         kvm_clean_pgd(pgd);
748         kvm->arch.pgd = pgd;
749         return 0;
750 }
751
752 static void stage2_unmap_memslot(struct kvm *kvm,
753                                  struct kvm_memory_slot *memslot)
754 {
755         hva_t hva = memslot->userspace_addr;
756         phys_addr_t addr = memslot->base_gfn << PAGE_SHIFT;
757         phys_addr_t size = PAGE_SIZE * memslot->npages;
758         hva_t reg_end = hva + size;
759
760         /*
761          * A memory region could potentially cover multiple VMAs, and any holes
762          * between them, so iterate over all of them to find out if we should
763          * unmap any of them.
764          *
765          *     +--------------------------------------------+
766          * +---------------+----------------+   +----------------+
767          * |   : VMA 1     |      VMA 2     |   |    VMA 3  :    |
768          * +---------------+----------------+   +----------------+
769          *     |               memory region                |
770          *     +--------------------------------------------+
771          */
772         do {
773                 struct vm_area_struct *vma = find_vma(current->mm, hva);
774                 hva_t vm_start, vm_end;
775
776                 if (!vma || vma->vm_start >= reg_end)
777                         break;
778
779                 /*
780                  * Take the intersection of this VMA with the memory region
781                  */
782                 vm_start = max(hva, vma->vm_start);
783                 vm_end = min(reg_end, vma->vm_end);
784
785                 if (!(vma->vm_flags & VM_PFNMAP)) {
786                         gpa_t gpa = addr + (vm_start - memslot->userspace_addr);
787                         unmap_stage2_range(kvm, gpa, vm_end - vm_start);
788                 }
789                 hva = vm_end;
790         } while (hva < reg_end);
791 }
792
793 /**
794  * stage2_unmap_vm - Unmap Stage-2 RAM mappings
795  * @kvm: The struct kvm pointer
796  *
797  * Go through the memregions and unmap any reguler RAM
798  * backing memory already mapped to the VM.
799  */
800 void stage2_unmap_vm(struct kvm *kvm)
801 {
802         struct kvm_memslots *slots;
803         struct kvm_memory_slot *memslot;
804         int idx;
805
806         idx = srcu_read_lock(&kvm->srcu);
807         spin_lock(&kvm->mmu_lock);
808
809         slots = kvm_memslots(kvm);
810         kvm_for_each_memslot(memslot, slots)
811                 stage2_unmap_memslot(kvm, memslot);
812
813         spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
814         srcu_read_unlock(&kvm->srcu, idx);
815 }
816
817 /**
818  * kvm_free_stage2_pgd - free all stage-2 tables
819  * @kvm:        The KVM struct pointer for the VM.
820  *
821  * Walks the level-1 page table pointed to by kvm->arch.pgd and frees all
822  * underlying level-2 and level-3 tables before freeing the actual level-1 table
823  * and setting the struct pointer to NULL.
824  *
825  * Note we don't need locking here as this is only called when the VM is
826  * destroyed, which can only be done once.
827  */
828 void kvm_free_stage2_pgd(struct kvm *kvm)
829 {
830         if (kvm->arch.pgd == NULL)
831                 return;
832
833         unmap_stage2_range(kvm, 0, KVM_PHYS_SIZE);
834         /* Free the HW pgd, one page at a time */
835         free_pages_exact(kvm->arch.pgd, S2_PGD_SIZE);
836         kvm->arch.pgd = NULL;
837 }
838
839 static pud_t *stage2_get_pud(struct kvm *kvm, struct kvm_mmu_memory_cache *cache,
840                              phys_addr_t addr)
841 {
842         pgd_t *pgd;
843         pud_t *pud;
844
845         pgd = kvm->arch.pgd + stage2_pgd_index(addr);
846         if (WARN_ON(stage2_pgd_none(*pgd))) {
847                 if (!cache)
848                         return NULL;
849                 pud = mmu_memory_cache_alloc(cache);
850                 stage2_pgd_populate(pgd, pud);
851                 get_page(virt_to_page(pgd));
852         }
853
854         return stage2_pud_offset(pgd, addr);
855 }
856
857 static pmd_t *stage2_get_pmd(struct kvm *kvm, struct kvm_mmu_memory_cache *cache,
858                              phys_addr_t addr)
859 {
860         pud_t *pud;
861         pmd_t *pmd;
862
863         pud = stage2_get_pud(kvm, cache, addr);
864         if (stage2_pud_none(*pud)) {
865                 if (!cache)
866                         return NULL;
867                 pmd = mmu_memory_cache_alloc(cache);
868                 stage2_pud_populate(pud, pmd);
869                 get_page(virt_to_page(pud));
870         }
871
872         return stage2_pmd_offset(pud, addr);
873 }
874
875 static int stage2_set_pmd_huge(struct kvm *kvm, struct kvm_mmu_memory_cache
876                                *cache, phys_addr_t addr, const pmd_t *new_pmd)
877 {
878         pmd_t *pmd, old_pmd;
879
880         pmd = stage2_get_pmd(kvm, cache, addr);
881         VM_BUG_ON(!pmd);
882
883         /*
884          * Mapping in huge pages should only happen through a fault.  If a
885          * page is merged into a transparent huge page, the individual
886          * subpages of that huge page should be unmapped through MMU
887          * notifiers before we get here.
888          *
889          * Merging of CompoundPages is not supported; they should become
890          * splitting first, unmapped, merged, and mapped back in on-demand.
891          */
892         VM_BUG_ON(pmd_present(*pmd) && pmd_pfn(*pmd) != pmd_pfn(*new_pmd));
893
894         old_pmd = *pmd;
895         if (pmd_present(old_pmd)) {
896                 pmd_clear(pmd);
897                 kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, addr);
898         } else {
899                 get_page(virt_to_page(pmd));
900         }
901
902         kvm_set_pmd(pmd, *new_pmd);
903         return 0;
904 }
905
906 static int stage2_set_pte(struct kvm *kvm, struct kvm_mmu_memory_cache *cache,
907                           phys_addr_t addr, const pte_t *new_pte,
908                           unsigned long flags)
909 {
910         pmd_t *pmd;
911         pte_t *pte, old_pte;
912         bool iomap = flags & KVM_S2PTE_FLAG_IS_IOMAP;
913         bool logging_active = flags & KVM_S2_FLAG_LOGGING_ACTIVE;
914
915         VM_BUG_ON(logging_active && !cache);
916
917         /* Create stage-2 page table mapping - Levels 0 and 1 */
918         pmd = stage2_get_pmd(kvm, cache, addr);
919         if (!pmd) {
920                 /*
921                  * Ignore calls from kvm_set_spte_hva for unallocated
922                  * address ranges.
923                  */
924                 return 0;
925         }
926
927         /*
928          * While dirty page logging - dissolve huge PMD, then continue on to
929          * allocate page.
930          */
931         if (logging_active)
932                 stage2_dissolve_pmd(kvm, addr, pmd);
933
934         /* Create stage-2 page mappings - Level 2 */
935         if (pmd_none(*pmd)) {
936                 if (!cache)
937                         return 0; /* ignore calls from kvm_set_spte_hva */
938                 pte = mmu_memory_cache_alloc(cache);
939                 kvm_clean_pte(pte);
940                 pmd_populate_kernel(NULL, pmd, pte);
941                 get_page(virt_to_page(pmd));
942         }
943
944         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
945
946         if (iomap && pte_present(*pte))
947                 return -EFAULT;
948
949         /* Create 2nd stage page table mapping - Level 3 */
950         old_pte = *pte;
951         if (pte_present(old_pte)) {
952                 kvm_set_pte(pte, __pte(0));
953                 kvm_tlb_flush_vmid_ipa(kvm, addr);
954         } else {
955                 get_page(virt_to_page(pte));
956         }
957
958         kvm_set_pte(pte, *new_pte);
959         return 0;
960 }
961
962 #ifndef __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
963 static int stage2_ptep_test_and_clear_young(pte_t *pte)
964 {
965         if (pte_young(*pte)) {
966                 *pte = pte_mkold(*pte);
967                 return 1;
968         }
969         return 0;
970 }
971 #else
972 static int stage2_ptep_test_and_clear_young(pte_t *pte)
973 {
974         return __ptep_test_and_clear_young(pte);
975 }
976 #endif
977
978 static int stage2_pmdp_test_and_clear_young(pmd_t *pmd)
979 {
980         return stage2_ptep_test_and_clear_young((pte_t *)pmd);
981 }
982
983 /**
984  * kvm_phys_addr_ioremap - map a device range to guest IPA
985  *
986  * @kvm:        The KVM pointer
987  * @guest_ipa:  The IPA at which to insert the mapping
988  * @pa:         The physical address of the device
989  * @size:       The size of the mapping
990  */
991 int kvm_phys_addr_ioremap(struct kvm *kvm, phys_addr_t guest_ipa,
992                           phys_addr_t pa, unsigned long size, bool writable)
993 {
994         phys_addr_t addr, end;
995         int ret = 0;
996         unsigned long pfn;
997         struct kvm_mmu_memory_cache cache = { 0, };
998
999         end = (guest_ipa + size + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
1000         pfn = __phys_to_pfn(pa);
1001
1002         for (addr = guest_ipa; addr < end; addr += PAGE_SIZE) {
1003                 pte_t pte = pfn_pte(pfn, PAGE_S2_DEVICE);
1004
1005                 if (writable)
1006                         pte = kvm_s2pte_mkwrite(pte);
1007
1008                 ret = mmu_topup_memory_cache(&cache, KVM_MMU_CACHE_MIN_PAGES,
1009                                                 KVM_NR_MEM_OBJS);
1010                 if (ret)
1011                         goto out;
1012                 spin_lock(&kvm->mmu_lock);
1013                 ret = stage2_set_pte(kvm, &cache, addr, &pte,
1014                                                 KVM_S2PTE_FLAG_IS_IOMAP);
1015                 spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
1016                 if (ret)
1017                         goto out;
1018
1019                 pfn++;
1020         }
1021
1022 out:
1023         mmu_free_memory_cache(&cache);
1024         return ret;
1025 }
1026
1027 static bool transparent_hugepage_adjust(kvm_pfn_t *pfnp, phys_addr_t *ipap)
1028 {
1029         kvm_pfn_t pfn = *pfnp;
1030         gfn_t gfn = *ipap >> PAGE_SHIFT;
1031
1032         if (PageTransCompoundMap(pfn_to_page(pfn))) {
1033                 unsigned long mask;
1034                 /*
1035                  * The address we faulted on is backed by a transparent huge
1036                  * page.  However, because we map the compound huge page and
1037                  * not the individual tail page, we need to transfer the
1038                  * refcount to the head page.  We have to be careful that the
1039                  * THP doesn't start to split while we are adjusting the
1040                  * refcounts.
1041                  *
1042                  * We are sure this doesn't happen, because mmu_notifier_retry
1043                  * was successful and we are holding the mmu_lock, so if this
1044                  * THP is trying to split, it will be blocked in the mmu
1045                  * notifier before touching any of the pages, specifically
1046                  * before being able to call __split_huge_page_refcount().
1047                  *
1048                  * We can therefore safely transfer the refcount from PG_tail
1049                  * to PG_head and switch the pfn from a tail page to the head
1050                  * page accordingly.
1051                  */
1052                 mask = PTRS_PER_PMD - 1;
1053                 VM_BUG_ON((gfn & mask) != (pfn & mask));
1054                 if (pfn & mask) {
1055                         *ipap &= PMD_MASK;
1056                         kvm_release_pfn_clean(pfn);
1057                         pfn &= ~mask;
1058                         kvm_get_pfn(pfn);
1059                         *pfnp = pfn;
1060                 }
1061
1062                 return true;
1063         }
1064
1065         return false;
1066 }
1067
1068 static bool kvm_is_write_fault(struct kvm_vcpu *vcpu)
1069 {
1070         if (kvm_vcpu_trap_is_iabt(vcpu))
1071                 return false;
1072
1073         return kvm_vcpu_dabt_iswrite(vcpu);
1074 }
1075
1076 /**
1077  * stage2_wp_ptes - write protect PMD range
1078  * @pmd:        pointer to pmd entry
1079  * @addr:       range start address
1080  * @end:        range end address
1081  */
1082 static void stage2_wp_ptes(pmd_t *pmd, phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
1083 {
1084         pte_t *pte;
1085
1086         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
1087         do {
1088                 if (!pte_none(*pte)) {
1089                         if (!kvm_s2pte_readonly(pte))
1090                                 kvm_set_s2pte_readonly(pte);
1091                 }
1092         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
1093 }
1094
1095 /**
1096  * stage2_wp_pmds - write protect PUD range
1097  * @pud:        pointer to pud entry
1098  * @addr:       range start address
1099  * @end:        range end address
1100  */
1101 static void stage2_wp_pmds(pud_t *pud, phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
1102 {
1103         pmd_t *pmd;
1104         phys_addr_t next;
1105
1106         pmd = stage2_pmd_offset(pud, addr);
1107
1108         do {
1109                 next = stage2_pmd_addr_end(addr, end);
1110                 if (!pmd_none(*pmd)) {
1111                         if (pmd_thp_or_huge(*pmd)) {
1112                                 if (!kvm_s2pmd_readonly(pmd))
1113                                         kvm_set_s2pmd_readonly(pmd);
1114                         } else {
1115                                 stage2_wp_ptes(pmd, addr, next);
1116                         }
1117                 }
1118         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
1119 }
1120
1121 /**
1122   * stage2_wp_puds - write protect PGD range
1123   * @pgd:       pointer to pgd entry
1124   * @addr:      range start address
1125   * @end:       range end address
1126   *
1127   * Process PUD entries, for a huge PUD we cause a panic.
1128   */
1129 static void  stage2_wp_puds(pgd_t *pgd, phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
1130 {
1131         pud_t *pud;
1132         phys_addr_t next;
1133
1134         pud = stage2_pud_offset(pgd, addr);
1135         do {
1136                 next = stage2_pud_addr_end(addr, end);
1137                 if (!stage2_pud_none(*pud)) {
1138                         /* TODO:PUD not supported, revisit later if supported */
1139                         BUG_ON(stage2_pud_huge(*pud));
1140                         stage2_wp_pmds(pud, addr, next);
1141                 }
1142         } while (pud++, addr = next, addr != end);
1143 }
1144
1145 /**
1146  * stage2_wp_range() - write protect stage2 memory region range
1147  * @kvm:        The KVM pointer
1148  * @addr:       Start address of range
1149  * @end:        End address of range
1150  */
1151 static void stage2_wp_range(struct kvm *kvm, phys_addr_t addr, phys_addr_t end)
1152 {
1153         pgd_t *pgd;
1154         phys_addr_t next;
1155
1156         pgd = kvm->arch.pgd + stage2_pgd_index(addr);
1157         do {
1158                 /*
1159                  * Release kvm_mmu_lock periodically if the memory region is
1160                  * large. Otherwise, we may see kernel panics with
1161                  * CONFIG_DETECT_HUNG_TASK, CONFIG_LOCKUP_DETECTOR,
1162                  * CONFIG_LOCKDEP. Additionally, holding the lock too long
1163                  * will also starve other vCPUs.
1164                  */
1165                 if (need_resched() || spin_needbreak(&kvm->mmu_lock))
1166                         cond_resched_lock(&kvm->mmu_lock);
1167
1168                 next = stage2_pgd_addr_end(addr, end);
1169                 if (stage2_pgd_present(*pgd))
1170                         stage2_wp_puds(pgd, addr, next);
1171         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
1172 }
1173
1174 /**
1175  * kvm_mmu_wp_memory_region() - write protect stage 2 entries for memory slot
1176  * @kvm:        The KVM pointer
1177  * @slot:       The memory slot to write protect
1178  *
1179  * Called to start logging dirty pages after memory region
1180  * KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES operation is called. After this function returns
1181  * all present PMD and PTEs are write protected in the memory region.
1182  * Afterwards read of dirty page log can be called.
1183  *
1184  * Acquires kvm_mmu_lock. Called with kvm->slots_lock mutex acquired,
1185  * serializing operations for VM memory regions.
1186  */
1187 void kvm_mmu_wp_memory_region(struct kvm *kvm, int slot)
1188 {
1189         struct kvm_memslots *slots = kvm_memslots(kvm);
1190         struct kvm_memory_slot *memslot = id_to_memslot(slots, slot);
1191         phys_addr_t start = memslot->base_gfn << PAGE_SHIFT;
1192         phys_addr_t end = (memslot->base_gfn + memslot->npages) << PAGE_SHIFT;
1193
1194         spin_lock(&kvm->mmu_lock);
1195         stage2_wp_range(kvm, start, end);
1196         spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
1197         kvm_flush_remote_tlbs(kvm);
1198 }
1199
1200 /**
1201  * kvm_mmu_write_protect_pt_masked() - write protect dirty pages
1202  * @kvm:        The KVM pointer
1203  * @slot:       The memory slot associated with mask
1204  * @gfn_offset: The gfn offset in memory slot
1205  * @mask:       The mask of dirty pages at offset 'gfn_offset' in this memory
1206  *              slot to be write protected
1207  *
1208  * Walks bits set in mask write protects the associated pte's. Caller must
1209  * acquire kvm_mmu_lock.
1210  */
1211 static void kvm_mmu_write_protect_pt_masked(struct kvm *kvm,
1212                 struct kvm_memory_slot *slot,
1213                 gfn_t gfn_offset, unsigned long mask)
1214 {
1215         phys_addr_t base_gfn = slot->base_gfn + gfn_offset;
1216         phys_addr_t start = (base_gfn +  __ffs(mask)) << PAGE_SHIFT;
1217         phys_addr_t end = (base_gfn + __fls(mask) + 1) << PAGE_SHIFT;
1218
1219         stage2_wp_range(kvm, start, end);
1220 }
1221
1222 /*
1223  * kvm_arch_mmu_enable_log_dirty_pt_masked - enable dirty logging for selected
1224  * dirty pages.
1225  *
1226  * It calls kvm_mmu_write_protect_pt_masked to write protect selected pages to
1227  * enable dirty logging for them.
1228  */
1229 void kvm_arch_mmu_enable_log_dirty_pt_masked(struct kvm *kvm,
1230                 struct kvm_memory_slot *slot,
1231                 gfn_t gfn_offset, unsigned long mask)
1232 {
1233         kvm_mmu_write_protect_pt_masked(kvm, slot, gfn_offset, mask);
1234 }
1235
1236 static void coherent_cache_guest_page(struct kvm_vcpu *vcpu, kvm_pfn_t pfn,
1237                                       unsigned long size, bool uncached)
1238 {
1239         __coherent_cache_guest_page(vcpu, pfn, size, uncached);
1240 }
1241
1242 static int user_mem_abort(struct kvm_vcpu *vcpu, phys_addr_t fault_ipa,
1243                           struct kvm_memory_slot *memslot, unsigned long hva,
1244                           unsigned long fault_status)
1245 {
1246         int ret;
1247         bool write_fault, writable, hugetlb = false, force_pte = false;
1248         unsigned long mmu_seq;
1249         gfn_t gfn = fault_ipa >> PAGE_SHIFT;
1250         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
1251         struct kvm_mmu_memory_cache *memcache = &vcpu->arch.mmu_page_cache;
1252         struct vm_area_struct *vma;
1253         kvm_pfn_t pfn;
1254         pgprot_t mem_type = PAGE_S2;
1255         bool fault_ipa_uncached;
1256         bool logging_active = memslot_is_logging(memslot);
1257         unsigned long flags = 0;
1258
1259         write_fault = kvm_is_write_fault(vcpu);
1260         if (fault_status == FSC_PERM && !write_fault) {
1261                 kvm_err("Unexpected L2 read permission error\n");
1262                 return -EFAULT;
1263         }
1264
1265         /* Let's check if we will get back a huge page backed by hugetlbfs */
1266         down_read(&current->mm->mmap_sem);
1267         vma = find_vma_intersection(current->mm, hva, hva + 1);
1268         if (unlikely(!vma)) {
1269                 kvm_err("Failed to find VMA for hva 0x%lx\n", hva);
1270                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
1271                 return -EFAULT;
1272         }
1273
1274         if (is_vm_hugetlb_page(vma) && !logging_active) {
1275                 hugetlb = true;
1276                 gfn = (fault_ipa & PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT;
1277         } else {
1278                 /*
1279                  * Pages belonging to memslots that don't have the same
1280                  * alignment for userspace and IPA cannot be mapped using
1281                  * block descriptors even if the pages belong to a THP for
1282                  * the process, because the stage-2 block descriptor will
1283                  * cover more than a single THP and we loose atomicity for
1284                  * unmapping, updates, and splits of the THP or other pages
1285                  * in the stage-2 block range.
1286                  */
1287                 if ((memslot->userspace_addr & ~PMD_MASK) !=
1288                     ((memslot->base_gfn << PAGE_SHIFT) & ~PMD_MASK))
1289                         force_pte = true;
1290         }
1291         up_read(&current->mm->mmap_sem);
1292
1293         /* We need minimum second+third level pages */
1294         ret = mmu_topup_memory_cache(memcache, KVM_MMU_CACHE_MIN_PAGES,
1295                                      KVM_NR_MEM_OBJS);
1296         if (ret)
1297                 return ret;
1298
1299         mmu_seq = vcpu->kvm->mmu_notifier_seq;
1300         /*
1301          * Ensure the read of mmu_notifier_seq happens before we call
1302          * gfn_to_pfn_prot (which calls get_user_pages), so that we don't risk
1303          * the page we just got a reference to gets unmapped before we have a
1304          * chance to grab the mmu_lock, which ensure that if the page gets
1305          * unmapped afterwards, the call to kvm_unmap_hva will take it away
1306          * from us again properly. This smp_rmb() interacts with the smp_wmb()
1307          * in kvm_mmu_notifier_invalidate_<page|range_end>.
1308          */
1309         smp_rmb();
1310
1311         pfn = gfn_to_pfn_prot(kvm, gfn, write_fault, &writable);
1312         if (is_error_noslot_pfn(pfn))
1313                 return -EFAULT;
1314
1315         if (kvm_is_device_pfn(pfn)) {
1316                 mem_type = PAGE_S2_DEVICE;
1317                 flags |= KVM_S2PTE_FLAG_IS_IOMAP;
1318         } else if (logging_active) {
1319                 /*
1320                  * Faults on pages in a memslot with logging enabled
1321                  * should not be mapped with huge pages (it introduces churn
1322                  * and performance degradation), so force a pte mapping.
1323                  */
1324                 force_pte = true;
1325                 flags |= KVM_S2_FLAG_LOGGING_ACTIVE;
1326
1327                 /*
1328                  * Only actually map the page as writable if this was a write
1329                  * fault.
1330                  */
1331                 if (!write_fault)
1332                         writable = false;
1333         }
1334
1335         spin_lock(&kvm->mmu_lock);
1336         if (mmu_notifier_retry(kvm, mmu_seq))
1337                 goto out_unlock;
1338
1339         if (!hugetlb && !force_pte)
1340                 hugetlb = transparent_hugepage_adjust(&pfn, &fault_ipa);
1341
1342         fault_ipa_uncached = memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INCOHERENT;
1343
1344         if (hugetlb) {
1345                 pmd_t new_pmd = pfn_pmd(pfn, mem_type);
1346                 new_pmd = pmd_mkhuge(new_pmd);
1347                 if (writable) {
1348                         new_pmd = kvm_s2pmd_mkwrite(new_pmd);
1349                         kvm_set_pfn_dirty(pfn);
1350                 }
1351                 coherent_cache_guest_page(vcpu, pfn, PMD_SIZE, fault_ipa_uncached);
1352                 ret = stage2_set_pmd_huge(kvm, memcache, fault_ipa, &new_pmd);
1353         } else {
1354                 pte_t new_pte = pfn_pte(pfn, mem_type);
1355
1356                 if (writable) {
1357                         new_pte = kvm_s2pte_mkwrite(new_pte);
1358                         kvm_set_pfn_dirty(pfn);
1359                         mark_page_dirty(kvm, gfn);
1360                 }
1361                 coherent_cache_guest_page(vcpu, pfn, PAGE_SIZE, fault_ipa_uncached);
1362                 ret = stage2_set_pte(kvm, memcache, fault_ipa, &new_pte, flags);
1363         }
1364
1365 out_unlock:
1366         spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
1367         kvm_set_pfn_accessed(pfn);
1368         kvm_release_pfn_clean(pfn);
1369         return ret;
1370 }
1371
1372 /*
1373  * Resolve the access fault by making the page young again.
1374  * Note that because the faulting entry is guaranteed not to be
1375  * cached in the TLB, we don't need to invalidate anything.
1376  * Only the HW Access Flag updates are supported for Stage 2 (no DBM),
1377  * so there is no need for atomic (pte|pmd)_mkyoung operations.
1378  */
1379 static void handle_access_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, phys_addr_t fault_ipa)
1380 {
1381         pmd_t *pmd;
1382         pte_t *pte;
1383         kvm_pfn_t pfn;
1384         bool pfn_valid = false;
1385
1386         trace_kvm_access_fault(fault_ipa);
1387
1388         spin_lock(&vcpu->kvm->mmu_lock);
1389
1390         pmd = stage2_get_pmd(vcpu->kvm, NULL, fault_ipa);
1391         if (!pmd || pmd_none(*pmd))     /* Nothing there */
1392                 goto out;
1393
1394         if (pmd_thp_or_huge(*pmd)) {    /* THP, HugeTLB */
1395                 *pmd = pmd_mkyoung(*pmd);
1396                 pfn = pmd_pfn(*pmd);
1397                 pfn_valid = true;
1398                 goto out;
1399         }
1400
1401         pte = pte_offset_kernel(pmd, fault_ipa);
1402         if (pte_none(*pte))             /* Nothing there either */
1403                 goto out;
1404
1405         *pte = pte_mkyoung(*pte);       /* Just a page... */
1406         pfn = pte_pfn(*pte);
1407         pfn_valid = true;
1408 out:
1409         spin_unlock(&vcpu->kvm->mmu_lock);
1410         if (pfn_valid)
1411                 kvm_set_pfn_accessed(pfn);
1412 }
1413
1414 /**
1415  * kvm_handle_guest_abort - handles all 2nd stage aborts
1416  * @vcpu:       the VCPU pointer
1417  * @run:        the kvm_run structure
1418  *
1419  * Any abort that gets to the host is almost guaranteed to be caused by a
1420  * missing second stage translation table entry, which can mean that either the
1421  * guest simply needs more memory and we must allocate an appropriate page or it
1422  * can mean that the guest tried to access I/O memory, which is emulated by user
1423  * space. The distinction is based on the IPA causing the fault and whether this
1424  * memory region has been registered as standard RAM by user space.
1425  */
1426 int kvm_handle_guest_abort(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *run)
1427 {
1428         unsigned long fault_status;
1429         phys_addr_t fault_ipa;
1430         struct kvm_memory_slot *memslot;
1431         unsigned long hva;
1432         bool is_iabt, write_fault, writable;
1433         gfn_t gfn;
1434         int ret, idx;
1435
1436         is_iabt = kvm_vcpu_trap_is_iabt(vcpu);
1437         fault_ipa = kvm_vcpu_get_fault_ipa(vcpu);
1438
1439         trace_kvm_guest_fault(*vcpu_pc(vcpu), kvm_vcpu_get_hsr(vcpu),
1440                               kvm_vcpu_get_hfar(vcpu), fault_ipa);
1441
1442         /* Check the stage-2 fault is trans. fault or write fault */
1443         fault_status = kvm_vcpu_trap_get_fault_type(vcpu);
1444         if (fault_status != FSC_FAULT && fault_status != FSC_PERM &&
1445             fault_status != FSC_ACCESS) {
1446                 kvm_err("Unsupported FSC: EC=%#x xFSC=%#lx ESR_EL2=%#lx\n",
1447                         kvm_vcpu_trap_get_class(vcpu),
1448                         (unsigned long)kvm_vcpu_trap_get_fault(vcpu),
1449                         (unsigned long)kvm_vcpu_get_hsr(vcpu));
1450                 return -EFAULT;
1451         }
1452
1453         idx = srcu_read_lock(&vcpu->kvm->srcu);
1454
1455         gfn = fault_ipa >> PAGE_SHIFT;
1456         memslot = gfn_to_memslot(vcpu->kvm, gfn);
1457         hva = gfn_to_hva_memslot_prot(memslot, gfn, &writable);
1458         write_fault = kvm_is_write_fault(vcpu);
1459         if (kvm_is_error_hva(hva) || (write_fault && !writable)) {
1460                 if (is_iabt) {
1461                         /* Prefetch Abort on I/O address */
1462                         kvm_inject_pabt(vcpu, kvm_vcpu_get_hfar(vcpu));
1463                         ret = 1;
1464                         goto out_unlock;
1465                 }
1466
1467                 /*
1468                  * Check for a cache maintenance operation. Since we
1469                  * ended-up here, we know it is outside of any memory
1470                  * slot. But we can't find out if that is for a device,
1471                  * or if the guest is just being stupid. The only thing
1472                  * we know for sure is that this range cannot be cached.
1473                  *
1474                  * So let's assume that the guest is just being
1475                  * cautious, and skip the instruction.
1476                  */
1477                 if (kvm_vcpu_dabt_is_cm(vcpu)) {
1478                         kvm_skip_instr(vcpu, kvm_vcpu_trap_il_is32bit(vcpu));
1479                         ret = 1;
1480                         goto out_unlock;
1481                 }
1482
1483                 /*
1484                  * The IPA is reported as [MAX:12], so we need to
1485                  * complement it with the bottom 12 bits from the
1486                  * faulting VA. This is always 12 bits, irrespective
1487                  * of the page size.
1488                  */
1489                 fault_ipa |= kvm_vcpu_get_hfar(vcpu) & ((1 << 12) - 1);
1490                 ret = io_mem_abort(vcpu, run, fault_ipa);
1491                 goto out_unlock;
1492         }
1493
1494         /* Userspace should not be able to register out-of-bounds IPAs */
1495         VM_BUG_ON(fault_ipa >= KVM_PHYS_SIZE);
1496
1497         if (fault_status == FSC_ACCESS) {
1498                 handle_access_fault(vcpu, fault_ipa);
1499                 ret = 1;
1500                 goto out_unlock;
1501         }
1502
1503         ret = user_mem_abort(vcpu, fault_ipa, memslot, hva, fault_status);
1504         if (ret == 0)
1505                 ret = 1;
1506 out_unlock:
1507         srcu_read_unlock(&vcpu->kvm->srcu, idx);
1508         return ret;
1509 }
1510
1511 static int handle_hva_to_gpa(struct kvm *kvm,
1512                              unsigned long start,
1513                              unsigned long end,
1514                              int (*handler)(struct kvm *kvm,
1515                                             gpa_t gpa, void *data),
1516                              void *data)
1517 {
1518         struct kvm_memslots *slots;
1519         struct kvm_memory_slot *memslot;
1520         int ret = 0;
1521
1522         slots = kvm_memslots(kvm);
1523
1524         /* we only care about the pages that the guest sees */
1525         kvm_for_each_memslot(memslot, slots) {
1526                 unsigned long hva_start, hva_end;
1527                 gfn_t gfn, gfn_end;
1528
1529                 hva_start = max(start, memslot->userspace_addr);
1530                 hva_end = min(end, memslot->userspace_addr +
1531                                         (memslot->npages << PAGE_SHIFT));
1532                 if (hva_start >= hva_end)
1533                         continue;
1534
1535                 /*
1536                  * {gfn(page) | page intersects with [hva_start, hva_end)} =
1537                  * {gfn_start, gfn_start+1, ..., gfn_end-1}.
1538                  */
1539                 gfn = hva_to_gfn_memslot(hva_start, memslot);
1540                 gfn_end = hva_to_gfn_memslot(hva_end + PAGE_SIZE - 1, memslot);
1541
1542                 for (; gfn < gfn_end; ++gfn) {
1543                         gpa_t gpa = gfn << PAGE_SHIFT;
1544                         ret |= handler(kvm, gpa, data);
1545                 }
1546         }
1547
1548         return ret;
1549 }
1550
1551 static int kvm_unmap_hva_handler(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data)
1552 {
1553         unmap_stage2_range(kvm, gpa, PAGE_SIZE);
1554         return 0;
1555 }
1556
1557 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva)
1558 {
1559         unsigned long end = hva + PAGE_SIZE;
1560
1561         if (!kvm->arch.pgd)
1562                 return 0;
1563
1564         trace_kvm_unmap_hva(hva);
1565         handle_hva_to_gpa(kvm, hva, end, &kvm_unmap_hva_handler, NULL);
1566         return 0;
1567 }
1568
1569 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm,
1570                         unsigned long start, unsigned long end)
1571 {
1572         if (!kvm->arch.pgd)
1573                 return 0;
1574
1575         trace_kvm_unmap_hva_range(start, end);
1576         handle_hva_to_gpa(kvm, start, end, &kvm_unmap_hva_handler, NULL);
1577         return 0;
1578 }
1579
1580 static int kvm_set_spte_handler(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data)
1581 {
1582         pte_t *pte = (pte_t *)data;
1583
1584         /*
1585          * We can always call stage2_set_pte with KVM_S2PTE_FLAG_LOGGING_ACTIVE
1586          * flag clear because MMU notifiers will have unmapped a huge PMD before
1587          * calling ->change_pte() (which in turn calls kvm_set_spte_hva()) and
1588          * therefore stage2_set_pte() never needs to clear out a huge PMD
1589          * through this calling path.
1590          */
1591         stage2_set_pte(kvm, NULL, gpa, pte, 0);
1592         return 0;
1593 }
1594
1595
1596 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte)
1597 {
1598         unsigned long end = hva + PAGE_SIZE;
1599         pte_t stage2_pte;
1600
1601         if (!kvm->arch.pgd)
1602                 return;
1603
1604         trace_kvm_set_spte_hva(hva);
1605         stage2_pte = pfn_pte(pte_pfn(pte), PAGE_S2);
1606         handle_hva_to_gpa(kvm, hva, end, &kvm_set_spte_handler, &stage2_pte);
1607 }
1608
1609 static int kvm_age_hva_handler(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data)
1610 {
1611         pmd_t *pmd;
1612         pte_t *pte;
1613
1614         pmd = stage2_get_pmd(kvm, NULL, gpa);
1615         if (!pmd || pmd_none(*pmd))     /* Nothing there */
1616                 return 0;
1617
1618         if (pmd_thp_or_huge(*pmd))      /* THP, HugeTLB */
1619                 return stage2_pmdp_test_and_clear_young(pmd);
1620
1621         pte = pte_offset_kernel(pmd, gpa);
1622         if (pte_none(*pte))
1623                 return 0;
1624
1625         return stage2_ptep_test_and_clear_young(pte);
1626 }
1627
1628 static int kvm_test_age_hva_handler(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data)
1629 {
1630         pmd_t *pmd;
1631         pte_t *pte;
1632
1633         pmd = stage2_get_pmd(kvm, NULL, gpa);
1634         if (!pmd || pmd_none(*pmd))     /* Nothing there */
1635                 return 0;
1636
1637         if (pmd_thp_or_huge(*pmd))              /* THP, HugeTLB */
1638                 return pmd_young(*pmd);
1639
1640         pte = pte_offset_kernel(pmd, gpa);
1641         if (!pte_none(*pte))            /* Just a page... */
1642                 return pte_young(*pte);
1643
1644         return 0;
1645 }
1646
1647 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end)
1648 {
1649         trace_kvm_age_hva(start, end);
1650         return handle_hva_to_gpa(kvm, start, end, kvm_age_hva_handler, NULL);
1651 }
1652
1653 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva)
1654 {
1655         trace_kvm_test_age_hva(hva);
1656         return handle_hva_to_gpa(kvm, hva, hva, kvm_test_age_hva_handler, NULL);
1657 }
1658
1659 void kvm_mmu_free_memory_caches(struct kvm_vcpu *vcpu)
1660 {
1661         mmu_free_memory_cache(&vcpu->arch.mmu_page_cache);
1662 }
1663
1664 phys_addr_t kvm_mmu_get_httbr(void)
1665 {
1666         if (__kvm_cpu_uses_extended_idmap())
1667                 return virt_to_phys(merged_hyp_pgd);
1668         else
1669                 return virt_to_phys(hyp_pgd);
1670 }
1671
1672 phys_addr_t kvm_get_idmap_vector(void)
1673 {
1674         return hyp_idmap_vector;
1675 }
1676
1677 phys_addr_t kvm_get_idmap_start(void)
1678 {
1679         return hyp_idmap_start;
1680 }
1681
1682 static int kvm_map_idmap_text(pgd_t *pgd)
1683 {
1684         int err;
1685
1686         /* Create the idmap in the boot page tables */
1687         err =   __create_hyp_mappings(pgd,
1688                                       hyp_idmap_start, hyp_idmap_end,
1689                                       __phys_to_pfn(hyp_idmap_start),
1690                                       PAGE_HYP_EXEC);
1691         if (err)
1692                 kvm_err("Failed to idmap %lx-%lx\n",
1693                         hyp_idmap_start, hyp_idmap_end);
1694
1695         return err;
1696 }
1697
1698 int kvm_mmu_init(void)
1699 {
1700         int err;
1701
1702         hyp_idmap_start = kvm_virt_to_phys(__hyp_idmap_text_start);
1703         hyp_idmap_end = kvm_virt_to_phys(__hyp_idmap_text_end);
1704         hyp_idmap_vector = kvm_virt_to_phys(__kvm_hyp_init);
1705
1706         /*
1707          * We rely on the linker script to ensure at build time that the HYP
1708          * init code does not cross a page boundary.
1709          */
1710         BUG_ON((hyp_idmap_start ^ (hyp_idmap_end - 1)) & PAGE_MASK);
1711
1712         kvm_info("IDMAP page: %lx\n", hyp_idmap_start);
1713         kvm_info("HYP VA range: %lx:%lx\n",
1714                  kern_hyp_va(PAGE_OFFSET), kern_hyp_va(~0UL));
1715
1716         if (hyp_idmap_start >= kern_hyp_va(PAGE_OFFSET) &&
1717             hyp_idmap_start <  kern_hyp_va(~0UL)) {
1718                 /*
1719                  * The idmap page is intersecting with the VA space,
1720                  * it is not safe to continue further.
1721                  */
1722                 kvm_err("IDMAP intersecting with HYP VA, unable to continue\n");
1723                 err = -EINVAL;
1724                 goto out;
1725         }
1726
1727         hyp_pgd = (pgd_t *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, hyp_pgd_order);
1728         if (!hyp_pgd) {
1729                 kvm_err("Hyp mode PGD not allocated\n");
1730                 err = -ENOMEM;
1731                 goto out;
1732         }
1733
1734         if (__kvm_cpu_uses_extended_idmap()) {
1735                 boot_hyp_pgd = (pgd_t *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
1736                                                          hyp_pgd_order);
1737                 if (!boot_hyp_pgd) {
1738                         kvm_err("Hyp boot PGD not allocated\n");
1739                         err = -ENOMEM;
1740                         goto out;
1741                 }
1742
1743                 err = kvm_map_idmap_text(boot_hyp_pgd);
1744                 if (err)
1745                         goto out;
1746
1747                 merged_hyp_pgd = (pgd_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
1748                 if (!merged_hyp_pgd) {
1749                         kvm_err("Failed to allocate extra HYP pgd\n");
1750                         goto out;
1751                 }
1752                 __kvm_extend_hypmap(boot_hyp_pgd, hyp_pgd, merged_hyp_pgd,
1753                                     hyp_idmap_start);
1754         } else {
1755                 err = kvm_map_idmap_text(hyp_pgd);
1756                 if (err)
1757                         goto out;
1758         }
1759
1760         return 0;
1761 out:
1762         free_hyp_pgds();
1763         return err;
1764 }
1765
1766 void kvm_arch_commit_memory_region(struct kvm *kvm,
1767                                    const struct kvm_userspace_memory_region *mem,
1768                                    const struct kvm_memory_slot *old,
1769                                    const struct kvm_memory_slot *new,
1770                                    enum kvm_mr_change change)
1771 {
1772         /*
1773          * At this point memslot has been committed and there is an
1774          * allocated dirty_bitmap[], dirty pages will be be tracked while the
1775          * memory slot is write protected.
1776          */
1777         if (change != KVM_MR_DELETE && mem->flags & KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES)
1778                 kvm_mmu_wp_memory_region(kvm, mem->slot);
1779 }
1780
1781 int kvm_arch_prepare_memory_region(struct kvm *kvm,
1782                                    struct kvm_memory_slot *memslot,
1783                                    const struct kvm_userspace_memory_region *mem,
1784                                    enum kvm_mr_change change)
1785 {
1786         hva_t hva = mem->userspace_addr;
1787         hva_t reg_end = hva + mem->memory_size;
1788         bool writable = !(mem->flags & KVM_MEM_READONLY);
1789         int ret = 0;
1790
1791         if (change != KVM_MR_CREATE && change != KVM_MR_MOVE &&
1792                         change != KVM_MR_FLAGS_ONLY)
1793                 return 0;
1794
1795         /*
1796          * Prevent userspace from creating a memory region outside of the IPA
1797          * space addressable by the KVM guest IPA space.
1798          */
1799         if (memslot->base_gfn + memslot->npages >=
1800             (KVM_PHYS_SIZE >> PAGE_SHIFT))
1801                 return -EFAULT;
1802
1803         /*
1804          * A memory region could potentially cover multiple VMAs, and any holes
1805          * between them, so iterate over all of them to find out if we can map
1806          * any of them right now.
1807          *
1808          *     +--------------------------------------------+
1809          * +---------------+----------------+   +----------------+
1810          * |   : VMA 1     |      VMA 2     |   |    VMA 3  :    |
1811          * +---------------+----------------+   +----------------+
1812          *     |               memory region                |
1813          *     +--------------------------------------------+
1814          */
1815         do {
1816                 struct vm_area_struct *vma = find_vma(current->mm, hva);
1817                 hva_t vm_start, vm_end;
1818
1819                 if (!vma || vma->vm_start >= reg_end)
1820                         break;
1821
1822                 /*
1823                  * Mapping a read-only VMA is only allowed if the
1824                  * memory region is configured as read-only.
1825                  */
1826                 if (writable && !(vma->vm_flags & VM_WRITE)) {
1827                         ret = -EPERM;
1828                         break;
1829                 }
1830
1831                 /*
1832                  * Take the intersection of this VMA with the memory region
1833                  */
1834                 vm_start = max(hva, vma->vm_start);
1835                 vm_end = min(reg_end, vma->vm_end);
1836
1837                 if (vma->vm_flags & VM_PFNMAP) {
1838                         gpa_t gpa = mem->guest_phys_addr +
1839                                     (vm_start - mem->userspace_addr);
1840                         phys_addr_t pa;
1841
1842                         pa = (phys_addr_t)vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT;
1843                         pa += vm_start - vma->vm_start;
1844
1845                         /* IO region dirty page logging not allowed */
1846                         if (memslot->flags & KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES)
1847                                 return -EINVAL;
1848
1849                         ret = kvm_phys_addr_ioremap(kvm, gpa, pa,
1850                                                     vm_end - vm_start,
1851                                                     writable);
1852                         if (ret)
1853                                 break;
1854                 }
1855                 hva = vm_end;
1856         } while (hva < reg_end);
1857
1858         if (change == KVM_MR_FLAGS_ONLY)
1859                 return ret;
1860
1861         spin_lock(&kvm->mmu_lock);
1862         if (ret)
1863                 unmap_stage2_range(kvm, mem->guest_phys_addr, mem->memory_size);
1864         else
1865                 stage2_flush_memslot(kvm, memslot);
1866         spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
1867         return ret;
1868 }
1869
1870 void kvm_arch_free_memslot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *free,
1871                            struct kvm_memory_slot *dont)
1872 {
1873 }
1874
1875 int kvm_arch_create_memslot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot,
1876                             unsigned long npages)
1877 {
1878         /*
1879          * Readonly memslots are not incoherent with the caches by definition,
1880          * but in practice, they are used mostly to emulate ROMs or NOR flashes
1881          * that the guest may consider devices and hence map as uncached.
1882          * To prevent incoherency issues in these cases, tag all readonly
1883          * regions as incoherent.
1884          */
1885         if (slot->flags & KVM_MEM_READONLY)
1886                 slot->flags |= KVM_MEMSLOT_INCOHERENT;
1887         return 0;
1888 }
1889
1890 void kvm_arch_memslots_updated(struct kvm *kvm, struct kvm_memslots *slots)
1891 {
1892 }
1893
1894 void kvm_arch_flush_shadow_all(struct kvm *kvm)
1895 {
1896 }
1897
1898 void kvm_arch_flush_shadow_memslot(struct kvm *kvm,
1899                                    struct kvm_memory_slot *slot)
1900 {
1901         gpa_t gpa = slot->base_gfn << PAGE_SHIFT;
1902         phys_addr_t size = slot->npages << PAGE_SHIFT;
1903
1904         spin_lock(&kvm->mmu_lock);
1905         unmap_stage2_range(kvm, gpa, size);
1906         spin_unlock(&kvm->mmu_lock);
1907 }
1908
1909 /*
1910  * See note at ARMv7 ARM B1.14.4 (TL;DR: S/W ops are not easily virtualized).
1911  *
1912  * Main problems:
1913  * - S/W ops are local to a CPU (not broadcast)
1914  * - We have line migration behind our back (speculation)
1915  * - System caches don't support S/W at all (damn!)
1916  *
1917  * In the face of the above, the best we can do is to try and convert
1918  * S/W ops to VA ops. Because the guest is not allowed to infer the
1919  * S/W to PA mapping, it can only use S/W to nuke the whole cache,
1920  * which is a rather good thing for us.
1921  *
1922  * Also, it is only used when turning caches on/off ("The expected
1923  * usage of the cache maintenance instructions that operate by set/way
1924  * is associated with the cache maintenance instructions associated
1925  * with the powerdown and powerup of caches, if this is required by
1926  * the implementation.").
1927  *
1928  * We use the following policy:
1929  *
1930  * - If we trap a S/W operation, we enable VM trapping to detect
1931  *   caches being turned on/off, and do a full clean.
1932  *
1933  * - We flush the caches on both caches being turned on and off.
1934  *
1935  * - Once the caches are enabled, we stop trapping VM ops.
1936  */
1937 void kvm_set_way_flush(struct kvm_vcpu *vcpu)
1938 {
1939         unsigned long hcr = vcpu_get_hcr(vcpu);
1940
1941         /*
1942          * If this is the first time we do a S/W operation
1943          * (i.e. HCR_TVM not set) flush the whole memory, and set the
1944          * VM trapping.
1945          *
1946          * Otherwise, rely on the VM trapping to wait for the MMU +
1947          * Caches to be turned off. At that point, we'll be able to
1948          * clean the caches again.
1949          */
1950         if (!(hcr & HCR_TVM)) {
1951                 trace_kvm_set_way_flush(*vcpu_pc(vcpu),
1952                                         vcpu_has_cache_enabled(vcpu));
1953                 stage2_flush_vm(vcpu->kvm);
1954                 vcpu_set_hcr(vcpu, hcr | HCR_TVM);
1955         }
1956 }
1957
1958 void kvm_toggle_cache(struct kvm_vcpu *vcpu, bool was_enabled)
1959 {
1960         bool now_enabled = vcpu_has_cache_enabled(vcpu);
1961
1962         /*
1963          * If switching the MMU+caches on, need to invalidate the caches.
1964          * If switching it off, need to clean the caches.
1965          * Clean + invalidate does the trick always.
1966          */
1967         if (now_enabled != was_enabled)
1968                 stage2_flush_vm(vcpu->kvm);
1969
1970         /* Caches are now on, stop trapping VM ops (until a S/W op) */
1971         if (now_enabled)
1972                 vcpu_set_hcr(vcpu, vcpu_get_hcr(vcpu) & ~HCR_TVM);
1973
1974         trace_kvm_toggle_cache(*vcpu_pc(vcpu), was_enabled, now_enabled);
1975 }