// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * Copyright (C) 2020 Google LLC
 * Author: Quentin Perret <qperret@google.com>
 */

#include <linux/kvm_host.h>
#include <asm/kvm_hyp.h>
#include <asm/kvm_mmu.h>
#include <asm/kvm_pgtable.h>
#include <asm/kvm_pkvm.h>

#include <nvhe/early_alloc.h>
#include <nvhe/ffa.h>
#include <nvhe/gfp.h>
#include <nvhe/memory.h>
#include <nvhe/mem_protect.h>
#include <nvhe/mm.h>
#include <nvhe/pkvm.h>
#include <nvhe/trap_handler.h>

unsigned long hyp_nr_cpus;

#define hyp_percpu_size ((unsigned long)__per_cpu_end - \
    (unsigned long)__per_cpu_start)

static void *vmemmap_base;
static void *vm_table_base;
static void *hyp_pgt_base;
static void *host_s2_pgt_base;
static void *selftest_base;
static void *ffa_proxy_pages;
static struct kvm_pgtable_mm_ops pkvm_pgtable_mm_ops;
static struct hyp_pool hpool;

static int divide_memory_pool(void *virt, unsigned long size)
{
 unsigned long nr_pages;

 hyp_early_alloc_init(virt, size);

 nr_pages = pkvm_selftest_pages();
 selftest_base = hyp_early_alloc_contig(nr_pages);
 if (nr_pages && !selftest_base)
  return -ENOMEM;

 nr_pages = hyp_vmemmap_pages(sizeof(struct hyp_page));
 vmemmap_base = hyp_early_alloc_contig(nr_pages);
 if (!vmemmap_base)
  return -ENOMEM;

 nr_pages = hyp_vm_table_pages();
 vm_table_base = hyp_early_alloc_contig(nr_pages);
 if (!vm_table_base)
  return -ENOMEM;

 nr_pages = hyp_s1_pgtable_pages();
 hyp_pgt_base = hyp_early_alloc_contig(nr_pages);
 if (!hyp_pgt_base)
  return -ENOMEM;

 nr_pages = host_s2_pgtable_pages();
 host_s2_pgt_base = hyp_early_alloc_contig(nr_pages);
 if (!host_s2_pgt_base)
  return -ENOMEM;

 nr_pages = hyp_ffa_proxy_pages();
 ffa_proxy_pages = hyp_early_alloc_contig(nr_pages);
 if (!ffa_proxy_pages)
  return -ENOMEM;

 return 0;
}

static int pkvm_create_host_sve_mappings(void)
{
 void *start, *end;
 int ret, i;

 if (!system_supports_sve())
  return 0;

 for (i = 0; i < hyp_nr_cpus; i++) {
  struct kvm_host_data *host_data = per_cpu_ptr(&kvm_host_data, i);
  struct cpu_sve_state *sve_state = host_data->sve_state;

  start = kern_hyp_va(sve_state);
  end = start + PAGE_ALIGN(pkvm_host_sve_state_size());
  ret = pkvm_create_mappings(start, end, PAGE_HYP);
  if (ret)
   return ret;
 }

 return 0;
}

static int recreate_hyp_mappings(phys_addr_t phys, unsigned long size,
     unsigned long *per_cpu_base,
     u32 hyp_va_bits)
{
 void *start, *end, *virt = hyp_phys_to_virt(phys);
 unsigned long pgt_size = hyp_s1_pgtable_pages() << PAGE_SHIFT;
 int ret, i;

 /* Recreate the hyp page-table using the early page allocator */
 hyp_early_alloc_init(hyp_pgt_base, pgt_size);
 ret = kvm_pgtable_hyp_init(&pkvm_pgtable, hyp_va_bits,
       &hyp_early_alloc_mm_ops);
 if (ret)
  return ret;

 ret = hyp_create_idmap(hyp_va_bits);
 if (ret)
  return ret;

 ret = hyp_map_vectors();
 if (ret)
  return ret;

 ret = hyp_back_vmemmap(hyp_virt_to_phys(vmemmap_base));
 if (ret)
  return ret;

 ret = pkvm_create_mappings(__hyp_text_start, __hyp_text_end, PAGE_HYP_EXEC);
 if (ret)
  return ret;

 ret = pkvm_create_mappings(__hyp_data_start, __hyp_data_end, PAGE_HYP);
 if (ret)
  return ret;

 ret = pkvm_create_mappings(__hyp_rodata_start, __hyp_rodata_end, PAGE_HYP_RO);
 if (ret)
  return ret;

 ret = pkvm_create_mappings(__hyp_bss_start, __hyp_bss_end, PAGE_HYP);
 if (ret)
  return ret;

 ret = pkvm_create_mappings(virt, virt + size, PAGE_HYP);
 if (ret)
  return ret;

 for (i = 0; i < hyp_nr_cpus; i++) {
  struct kvm_nvhe_init_params *params = per_cpu_ptr(&kvm_init_params, i);

  start = (void *)kern_hyp_va(per_cpu_base[i]);
  end = start + PAGE_ALIGN(hyp_percpu_size);
  ret = pkvm_create_mappings(start, end, PAGE_HYP);
  if (ret)
   return ret;

  ret = pkvm_create_stack(params->stack_pa, ¶ms->stack_hyp_va);
  if (ret)
   return ret;
 }

 return pkvm_create_host_sve_mappings();
}

static void update_nvhe_init_params(void)
{
 struct kvm_nvhe_init_params *params;
 unsigned long i;

 for (i = 0; i < hyp_nr_cpus; i++) {
  params = per_cpu_ptr(&kvm_init_params, i);
  params->pgd_pa = __hyp_pa(pkvm_pgtable.pgd);
  dcache_clean_inval_poc((unsigned long)params,
        (unsigned long)params + sizeof(*params));
 }
}

static void *hyp_zalloc_hyp_page(void *arg)
{
 return hyp_alloc_pages(&hpool, 0);
}

static void hpool_get_page(void *addr)
{
 hyp_get_page(&hpool, addr);
}

static void hpool_put_page(void *addr)
{
 hyp_put_page(&hpool, addr);
}

static int fix_host_ownership_walker(const struct kvm_pgtable_visit_ctx *ctx,
         enum kvm_pgtable_walk_flags visit)
{
 enum pkvm_page_state state;
 struct hyp_page *page;
 phys_addr_t phys;

 if (!kvm_pte_valid(ctx->old))
  return 0;

 if (ctx->level != KVM_PGTABLE_LAST_LEVEL)
  return -EINVAL;

 phys = kvm_pte_to_phys(ctx->old);
 if (!addr_is_memory(phys))
  return -EINVAL;

 page = hyp_phys_to_page(phys);

 /*
  * Adjust the host stage-2 mappings to match the ownership attributes
  * configured in the hypervisor stage-1, and make sure to propagate them
  * to the hyp_vmemmap state.
 */
 state = pkvm_getstate(kvm_pgtable_hyp_pte_prot(ctx->old));
 switch (state) {
 case PKVM_PAGE_OWNED:
  set_hyp_state(page, PKVM_PAGE_OWNED);
  return host_stage2_set_owner_locked(phys, PAGE_SIZE, PKVM_ID_HYP);
 case PKVM_PAGE_SHARED_OWNED:
  set_hyp_state(page, PKVM_PAGE_SHARED_OWNED);
  set_host_state(page, PKVM_PAGE_SHARED_BORROWED);
  break;
 case PKVM_PAGE_SHARED_BORROWED:
  set_hyp_state(page, PKVM_PAGE_SHARED_BORROWED);
  set_host_state(page, PKVM_PAGE_SHARED_OWNED);
  break;
 default:
  return -EINVAL;
 }

 return 0;
}

static int fix_hyp_pgtable_refcnt_walker(const struct kvm_pgtable_visit_ctx *ctx,
      enum kvm_pgtable_walk_flags visit)
{
 /*
  * Fix-up the refcount for the page-table pages as the early allocator
  * was unable to access the hyp_vmemmap and so the buddy allocator has
  * initialised the refcount to '1'.
 */
 if (kvm_pte_valid(ctx->old))
  ctx->mm_ops->get_page(ctx->ptep);

 return 0;
}

static int fix_host_ownership(void)
{
 struct kvm_pgtable_walker walker = {
  .cb = fix_host_ownership_walker,
  .flags = KVM_PGTABLE_WALK_LEAF,
 };
 int i, ret;

 for (i = 0; i < hyp_memblock_nr; i++) {
  struct memblock_region *reg = &hyp_memory[i];
  u64 start = (u64)hyp_phys_to_virt(reg->base);

  ret = kvm_pgtable_walk(&pkvm_pgtable, start, reg->size, &walker);
  if (ret)
   return ret;
 }

 return 0;
}

static int fix_hyp_pgtable_refcnt(void)
{
 struct kvm_pgtable_walker walker = {
  .cb = fix_hyp_pgtable_refcnt_walker,
  .flags = KVM_PGTABLE_WALK_LEAF | KVM_PGTABLE_WALK_TABLE_POST,
  .arg = pkvm_pgtable.mm_ops,
 };

 return kvm_pgtable_walk(&pkvm_pgtable, 0, BIT(pkvm_pgtable.ia_bits),
    &walker);
}

void __noreturn __pkvm_init_finalise(void)
{
 struct kvm_cpu_context *host_ctxt = host_data_ptr(host_ctxt);
 unsigned long nr_pages, reserved_pages, pfn;
 int ret;

 /* Now that the vmemmap is backed, install the full-fledged allocator */
 pfn = hyp_virt_to_pfn(hyp_pgt_base);
 nr_pages = hyp_s1_pgtable_pages();
 reserved_pages = hyp_early_alloc_nr_used_pages();
 ret = hyp_pool_init(&hpool, pfn, nr_pages, reserved_pages);
 if (ret)
  goto out;

 ret = kvm_host_prepare_stage2(host_s2_pgt_base);
 if (ret)
  goto out;

 pkvm_pgtable_mm_ops = (struct kvm_pgtable_mm_ops) {
  .zalloc_page = hyp_zalloc_hyp_page,
  .phys_to_virt = hyp_phys_to_virt,
  .virt_to_phys = hyp_virt_to_phys,
  .get_page = hpool_get_page,
  .put_page = hpool_put_page,
  .page_count = hyp_page_count,
 };
 pkvm_pgtable.mm_ops = &pkvm_pgtable_mm_ops;

 ret = fix_host_ownership();
 if (ret)
  goto out;

 ret = fix_hyp_pgtable_refcnt();
 if (ret)
  goto out;

 ret = hyp_create_fixmap();
 if (ret)
  goto out;

 ret = hyp_ffa_init(ffa_proxy_pages);
 if (ret)
  goto out;

 pkvm_hyp_vm_table_init(vm_table_base);

 pkvm_ownership_selftest(selftest_base);
out:
 /*
  * We tail-called to here from handle___pkvm_init() and will not return,
  * so make sure to propagate the return value to the host.
 */
 cpu_reg(host_ctxt, 1) = ret;

 __host_enter(host_ctxt);
}

int __pkvm_init(phys_addr_t phys, unsigned long size, unsigned long nr_cpus,
  unsigned long *per_cpu_base, u32 hyp_va_bits)
{
 struct kvm_nvhe_init_params *params;
 void *virt = hyp_phys_to_virt(phys);
 typeof(__pkvm_init_switch_pgd) *fn;
 int ret;

 BUG_ON(kvm_check_pvm_sysreg_table());

 if (!PAGE_ALIGNED(phys) || !PAGE_ALIGNED(size))
  return -EINVAL;

 hyp_spin_lock_init(&pkvm_pgd_lock);
 hyp_nr_cpus = nr_cpus;

 ret = divide_memory_pool(virt, size);
 if (ret)
  return ret;

 ret = recreate_hyp_mappings(phys, size, per_cpu_base, hyp_va_bits);
 if (ret)
  return ret;

 update_nvhe_init_params();

 /* Jump in the idmap page to switch to the new page-tables */
 params = this_cpu_ptr(&kvm_init_params);
 fn = (typeof(fn))__hyp_pa(__pkvm_init_switch_pgd);
 fn(params->pgd_pa, params->stack_hyp_va, __pkvm_init_finalise);

 unreachable();
}