// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * ACRN: Memory mapping management
 *
 * Copyright (C) 2020 Intel Corporation. All rights reserved.
 *
 * Authors:
 * Fei Li <lei1.li@intel.com>
 * Shuo Liu <shuo.a.liu@intel.com>
 */

#include <linux/io.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/vmalloc.h>

#include "acrn_drv.h"

static int modify_region(struct acrn_vm *vm, struct vm_memory_region_op *region)
{
 struct vm_memory_region_batch *regions;
 int ret;

 regions = kzalloc(sizeof(*regions), GFP_KERNEL);
 if (!regions)
  return -ENOMEM;

 regions->vmid = vm->vmid;
 regions->regions_num = 1;
 regions->regions_gpa = virt_to_phys(region);

 ret = hcall_set_memory_regions(virt_to_phys(regions));
 if (ret < 0)
  dev_dbg(acrn_dev.this_device,
   "Failed to set memory region for VM[%u]!\n", vm->vmid);

 kfree(regions);
 return ret;
}

/**
 * acrn_mm_region_add() - Set up the EPT mapping of a memory region.
 * @vm:   User VM.
 * @user_gpa:  A GPA of User VM.
 * @service_gpa: A GPA of Service VM.
 * @size:  Size of the region.
 * @mem_type:  Combination of ACRN_MEM_TYPE_*.
 * @mem_access_right: Combination of ACRN_MEM_ACCESS_*.
 *
 * Return: 0 on success, <0 on error.
 */
int acrn_mm_region_add(struct acrn_vm *vm, u64 user_gpa, u64 service_gpa,
         u64 size, u32 mem_type, u32 mem_access_right)
{
 struct vm_memory_region_op *region;
 int ret = 0;

 region = kzalloc(sizeof(*region), GFP_KERNEL);
 if (!region)
  return -ENOMEM;

 region->type = ACRN_MEM_REGION_ADD;
 region->user_vm_pa = user_gpa;
 region->service_vm_pa = service_gpa;
 region->size = size;
 region->attr = ((mem_type & ACRN_MEM_TYPE_MASK) |
   (mem_access_right & ACRN_MEM_ACCESS_RIGHT_MASK));
 ret = modify_region(vm, region);

 dev_dbg(acrn_dev.this_device,
  "%s: user-GPA[%p] service-GPA[%p] size[0x%llx].\n",
  __func__, (void *)user_gpa, (void *)service_gpa, size);
 kfree(region);
 return ret;
}

/**
 * acrn_mm_region_del() - Del the EPT mapping of a memory region.
 * @vm:  User VM.
 * @user_gpa: A GPA of the User VM.
 * @size: Size of the region.
 *
 * Return: 0 on success, <0 for error.
 */
int acrn_mm_region_del(struct acrn_vm *vm, u64 user_gpa, u64 size)
{
 struct vm_memory_region_op *region;
 int ret = 0;

 region = kzalloc(sizeof(*region), GFP_KERNEL);
 if (!region)
  return -ENOMEM;

 region->type = ACRN_MEM_REGION_DEL;
 region->user_vm_pa = user_gpa;
 region->service_vm_pa = 0UL;
 region->size = size;
 region->attr = 0U;

 ret = modify_region(vm, region);

 dev_dbg(acrn_dev.this_device, "%s: user-GPA[%p] size[0x%llx].\n",
  __func__, (void *)user_gpa, size);
 kfree(region);
 return ret;
}

int acrn_vm_memseg_map(struct acrn_vm *vm, struct acrn_vm_memmap *memmap)
{
 int ret;

 if (memmap->type == ACRN_MEMMAP_RAM)
  return acrn_vm_ram_map(vm, memmap);

 if (memmap->type != ACRN_MEMMAP_MMIO) {
  dev_dbg(acrn_dev.this_device,
   "Invalid memmap type: %u\n", memmap->type);
  return -EINVAL;
 }

 ret = acrn_mm_region_add(vm, memmap->user_vm_pa,
     memmap->service_vm_pa, memmap->len,
     ACRN_MEM_TYPE_UC, memmap->attr);
 if (ret < 0)
  dev_dbg(acrn_dev.this_device,
   "Add memory region failed, VM[%u]!\n", vm->vmid);

 return ret;
}

int acrn_vm_memseg_unmap(struct acrn_vm *vm, struct acrn_vm_memmap *memmap)
{
 int ret;

 if (memmap->type != ACRN_MEMMAP_MMIO) {
  dev_dbg(acrn_dev.this_device,
   "Invalid memmap type: %u\n", memmap->type);
  return -EINVAL;
 }

 ret = acrn_mm_region_del(vm, memmap->user_vm_pa, memmap->len);
 if (ret < 0)
  dev_dbg(acrn_dev.this_device,
   "Del memory region failed, VM[%u]!\n", vm->vmid);

 return ret;
}

/**
 * acrn_vm_ram_map() - Create a RAM EPT mapping of User VM.
 * @vm:  The User VM pointer
 * @memmap: Info of the EPT mapping
 *
 * Return: 0 on success, <0 for error.
 */
int acrn_vm_ram_map(struct acrn_vm *vm, struct acrn_vm_memmap *memmap)
{
 struct vm_memory_region_batch *regions_info;
 int nr_pages, i, order, nr_regions = 0;
 struct vm_memory_mapping *region_mapping;
 struct vm_memory_region_op *vm_region;
 struct page **pages = NULL, *page;
 void *remap_vaddr;
 int ret, pinned;
 u64 user_vm_pa;
 struct vm_area_struct *vma;

 if (!vm || !memmap)
  return -EINVAL;

 /* Get the page number of the map region */
 nr_pages = memmap->len >> PAGE_SHIFT;
 if (!nr_pages)
  return -EINVAL;

 mmap_read_lock(current->mm);
 vma = vma_lookup(current->mm, memmap->vma_base);
 if (vma && ((vma->vm_flags & VM_PFNMAP) != 0)) {
  unsigned long start_pfn, cur_pfn;
  bool writable;

  if ((memmap->vma_base + memmap->len) > vma->vm_end) {
   mmap_read_unlock(current->mm);
   return -EINVAL;
  }

  for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
   struct follow_pfnmap_args args = {
    .vma = vma,
    .address = memmap->vma_base + i * PAGE_SIZE,
   };

   ret = follow_pfnmap_start(&args);
   if (ret)
    break;

   cur_pfn = args.pfn;
   if (i == 0)
    start_pfn = cur_pfn;
   writable = args.writable;
   follow_pfnmap_end(&args);

   /* Disallow write access if the PTE is not writable. */
   if (!writable &&
       (memmap->attr & ACRN_MEM_ACCESS_WRITE)) {
    ret = -EFAULT;
    break;
   }

   /* Disallow refcounted pages. */
   if (pfn_valid(cur_pfn) &&
       !PageReserved(pfn_to_page(cur_pfn))) {
    ret = -EFAULT;
    break;
   }

   /* Disallow non-contiguous ranges. */
   if (cur_pfn != start_pfn + i) {
    ret = -EINVAL;
    break;
   }
  }
  mmap_read_unlock(current->mm);

  if (ret) {
   dev_dbg(acrn_dev.this_device,
    "Failed to lookup PFN at VMA:%p.\n", (void *)memmap->vma_base);
   return ret;
  }

  return acrn_mm_region_add(vm, memmap->user_vm_pa,
    PFN_PHYS(start_pfn), memmap->len,
    ACRN_MEM_TYPE_WB, memmap->attr);
 }
 mmap_read_unlock(current->mm);

 pages = vzalloc(array_size(nr_pages, sizeof(*pages)));
 if (!pages)
  return -ENOMEM;

 /* Lock the pages of user memory map region */
 pinned = pin_user_pages_fast(memmap->vma_base,
         nr_pages, FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM,
         pages);
 if (pinned < 0) {
  ret = pinned;
  goto free_pages;
 } else if (pinned != nr_pages) {
  ret = -EFAULT;
  goto put_pages;
 }

 /* Create a kernel map for the map region */
 remap_vaddr = vmap(pages, nr_pages, VM_MAP, PAGE_KERNEL);
 if (!remap_vaddr) {
  ret = -ENOMEM;
  goto put_pages;
 }

 /* Record Service VM va <-> User VM pa mapping */
 mutex_lock(&vm->regions_mapping_lock);
 region_mapping = &vm->regions_mapping[vm->regions_mapping_count];
 if (vm->regions_mapping_count < ACRN_MEM_MAPPING_MAX) {
  region_mapping->pages = pages;
  region_mapping->npages = nr_pages;
  region_mapping->size = memmap->len;
  region_mapping->service_vm_va = remap_vaddr;
  region_mapping->user_vm_pa = memmap->user_vm_pa;
  vm->regions_mapping_count++;
 } else {
  dev_warn(acrn_dev.this_device,
   "Run out of memory mapping slots!\n");
  ret = -ENOMEM;
  mutex_unlock(&vm->regions_mapping_lock);
  goto unmap_no_count;
 }
 mutex_unlock(&vm->regions_mapping_lock);

 /* Calculate count of vm_memory_region_op */
 for (i = 0; i < nr_pages; i += 1 << order) {
  page = pages[i];
  VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
  order = compound_order(page);
  nr_regions++;
 }

 /* Prepare the vm_memory_region_batch */
 regions_info = kzalloc(struct_size(regions_info, regions_op,
        nr_regions), GFP_KERNEL);
 if (!regions_info) {
  ret = -ENOMEM;
  goto unmap_kernel_map;
 }
 regions_info->regions_num = nr_regions;

 /* Fill each vm_memory_region_op */
 vm_region = regions_info->regions_op;
 regions_info->vmid = vm->vmid;
 regions_info->regions_gpa = virt_to_phys(vm_region);
 user_vm_pa = memmap->user_vm_pa;
 for (i = 0; i < nr_pages; i += 1 << order) {
  u32 region_size;

  page = pages[i];
  VM_BUG_ON_PAGE(PageTail(page), page);
  order = compound_order(page);
  region_size = PAGE_SIZE << order;
  vm_region->type = ACRN_MEM_REGION_ADD;
  vm_region->user_vm_pa = user_vm_pa;
  vm_region->service_vm_pa = page_to_phys(page);
  vm_region->size = region_size;
  vm_region->attr = (ACRN_MEM_TYPE_WB & ACRN_MEM_TYPE_MASK) |
      (memmap->attr & ACRN_MEM_ACCESS_RIGHT_MASK);

  vm_region++;
  user_vm_pa += region_size;
 }

 /* Inform the ACRN Hypervisor to set up EPT mappings */
 ret = hcall_set_memory_regions(virt_to_phys(regions_info));
 if (ret < 0) {
  dev_dbg(acrn_dev.this_device,
   "Failed to set regions, VM[%u]!\n", vm->vmid);
  goto unset_region;
 }
 kfree(regions_info);

 dev_dbg(acrn_dev.this_device,
  "%s: VM[%u] service-GVA[%p] user-GPA[%p] size[0x%llx]\n",
  __func__, vm->vmid,
  remap_vaddr, (void *)memmap->user_vm_pa, memmap->len);
 return ret;

unset_region:
 kfree(regions_info);
unmap_kernel_map:
 mutex_lock(&vm->regions_mapping_lock);
 vm->regions_mapping_count--;
 mutex_unlock(&vm->regions_mapping_lock);
unmap_no_count:
 vunmap(remap_vaddr);
put_pages:
 for (i = 0; i < pinned; i++)
  unpin_user_page(pages[i]);
free_pages:
 vfree(pages);
 return ret;
}

/**
 * acrn_vm_all_ram_unmap() - Destroy a RAM EPT mapping of User VM.
 * @vm: The User VM
 */
void acrn_vm_all_ram_unmap(struct acrn_vm *vm)
{
 struct vm_memory_mapping *region_mapping;
 int i, j;

 mutex_lock(&vm->regions_mapping_lock);
 for (i = 0; i < vm->regions_mapping_count; i++) {
  region_mapping = &vm->regions_mapping[i];
  vunmap(region_mapping->service_vm_va);
  for (j = 0; j < region_mapping->npages; j++)
   unpin_user_page(region_mapping->pages[j]);
  vfree(region_mapping->pages);
 }
 mutex_unlock(&vm->regions_mapping_lock);
}