arch/s390/kvm/gaccess.c

   1 /*
   2  * guest access functions
   3  *
   4  * Copyright IBM Corp. 2014
   5  *
   6  */
   7
   8 #include <linux/vmalloc.h>
   9 #include <linux/err.h>
  10 #include <asm/pgtable.h>
  11 #include "kvm-s390.h"
  12 #include "gaccess.h"
  13 #include <asm/switch_to.h>
  14
  15 union asce {
  16         unsigned long val;
  17         struct {
  18                 unsigned long origin : 52; /* Region- or Segment-Table Origin */
  19                 unsigned long    : 2;
  20                 unsigned long g  : 1; /* Subspace Group Control */
  21                 unsigned long p  : 1; /* Private Space Control */
  22                 unsigned long s  : 1; /* Storage-Alteration-Event Control */
  23                 unsigned long x  : 1; /* Space-Switch-Event Control */
  24                 unsigned long r  : 1; /* Real-Space Control */
  25                 unsigned long    : 1;
  26                 unsigned long dt : 2; /* Designation-Type Control */
  27                 unsigned long tl : 2; /* Region- or Segment-Table Length */
  28         };
  29 };
  30
  31 enum {
  32         ASCE_TYPE_SEGMENT = 0,
  33         ASCE_TYPE_REGION3 = 1,
  34         ASCE_TYPE_REGION2 = 2,
  35         ASCE_TYPE_REGION1 = 3
  36 };
  37
  38 union region1_table_entry {
  39         unsigned long val;
  40         struct {
  41                 unsigned long rto: 52;/* Region-Table Origin */
  42                 unsigned long    : 2;
  43                 unsigned long p  : 1; /* DAT-Protection Bit */
  44                 unsigned long    : 1;
  45                 unsigned long tf : 2; /* Region-Second-Table Offset */
  46                 unsigned long i  : 1; /* Region-Invalid Bit */
  47                 unsigned long    : 1;
  48                 unsigned long tt : 2; /* Table-Type Bits */
  49                 unsigned long tl : 2; /* Region-Second-Table Length */
  50         };
  51 };
  52
  53 union region2_table_entry {
  54         unsigned long val;
  55         struct {
  56                 unsigned long rto: 52;/* Region-Table Origin */
  57                 unsigned long    : 2;
  58                 unsigned long p  : 1; /* DAT-Protection Bit */
  59                 unsigned long    : 1;
  60                 unsigned long tf : 2; /* Region-Third-Table Offset */
  61                 unsigned long i  : 1; /* Region-Invalid Bit */
  62                 unsigned long    : 1;
  63                 unsigned long tt : 2; /* Table-Type Bits */
  64                 unsigned long tl : 2; /* Region-Third-Table Length */
  65         };
  66 };
  67
  68 struct region3_table_entry_fc0 {
  69         unsigned long sto: 52;/* Segment-Table Origin */
  70         unsigned long    : 1;
  71         unsigned long fc : 1; /* Format-Control */
  72         unsigned long p  : 1; /* DAT-Protection Bit */
  73         unsigned long    : 1;
  74         unsigned long tf : 2; /* Segment-Table Offset */
  75         unsigned long i  : 1; /* Region-Invalid Bit */
  76         unsigned long cr : 1; /* Common-Region Bit */
  77         unsigned long tt : 2; /* Table-Type Bits */
  78         unsigned long tl : 2; /* Segment-Table Length */
  79 };
  80
  81 struct region3_table_entry_fc1 {
  82         unsigned long rfaa : 33; /* Region-Frame Absolute Address */
  83         unsigned long    : 14;
  84         unsigned long av : 1; /* ACCF-Validity Control */
  85         unsigned long acc: 4; /* Access-Control Bits */
  86         unsigned long f  : 1; /* Fetch-Protection Bit */
  87         unsigned long fc : 1; /* Format-Control */
  88         unsigned long p  : 1; /* DAT-Protection Bit */
  89         unsigned long co : 1; /* Change-Recording Override */
  90         unsigned long    : 2;
  91         unsigned long i  : 1; /* Region-Invalid Bit */
  92         unsigned long cr : 1; /* Common-Region Bit */
  93         unsigned long tt : 2; /* Table-Type Bits */
  94         unsigned long    : 2;
  95 };
  96
  97 union region3_table_entry {
  98         unsigned long val;
  99         struct region3_table_entry_fc0 fc0;
 100         struct region3_table_entry_fc1 fc1;
 101         struct {
 102                 unsigned long    : 53;
 103                 unsigned long fc : 1; /* Format-Control */
 104                 unsigned long    : 4;
 105                 unsigned long i  : 1; /* Region-Invalid Bit */
 106                 unsigned long cr : 1; /* Common-Region Bit */
 107                 unsigned long tt : 2; /* Table-Type Bits */
 108                 unsigned long    : 2;
 109         };
 110 };
 111
 112 struct segment_entry_fc0 {
 113         unsigned long pto: 53;/* Page-Table Origin */
 114         unsigned long fc : 1; /* Format-Control */
 115         unsigned long p  : 1; /* DAT-Protection Bit */
 116         unsigned long    : 3;
 117         unsigned long i  : 1; /* Segment-Invalid Bit */
 118         unsigned long cs : 1; /* Common-Segment Bit */
 119         unsigned long tt : 2; /* Table-Type Bits */
 120         unsigned long    : 2;
 121 };
 122
 123 struct segment_entry_fc1 {
 124         unsigned long sfaa : 44; /* Segment-Frame Absolute Address */
 125         unsigned long    : 3;
 126         unsigned long av : 1; /* ACCF-Validity Control */
 127         unsigned long acc: 4; /* Access-Control Bits */
 128         unsigned long f  : 1; /* Fetch-Protection Bit */
 129         unsigned long fc : 1; /* Format-Control */
 130         unsigned long p  : 1; /* DAT-Protection Bit */
 131         unsigned long co : 1; /* Change-Recording Override */
 132         unsigned long    : 2;
 133         unsigned long i  : 1; /* Segment-Invalid Bit */
 134         unsigned long cs : 1; /* Common-Segment Bit */
 135         unsigned long tt : 2; /* Table-Type Bits */
 136         unsigned long    : 2;
 137 };
 138
 139 union segment_table_entry {
 140         unsigned long val;
 141         struct segment_entry_fc0 fc0;
 142         struct segment_entry_fc1 fc1;
 143         struct {
 144                 unsigned long    : 53;
 145                 unsigned long fc : 1; /* Format-Control */
 146                 unsigned long    : 4;
 147                 unsigned long i  : 1; /* Segment-Invalid Bit */
 148                 unsigned long cs : 1; /* Common-Segment Bit */
 149                 unsigned long tt : 2; /* Table-Type Bits */
 150                 unsigned long    : 2;
 151         };
 152 };
 153
 154 enum {
 155         TABLE_TYPE_SEGMENT = 0,
 156         TABLE_TYPE_REGION3 = 1,
 157         TABLE_TYPE_REGION2 = 2,
 158         TABLE_TYPE_REGION1 = 3
 159 };
 160
 161 union page_table_entry {
 162         unsigned long val;
 163         struct {
 164                 unsigned long pfra : 52; /* Page-Frame Real Address */
 165                 unsigned long z  : 1; /* Zero Bit */
 166                 unsigned long i  : 1; /* Page-Invalid Bit */
 167                 unsigned long p  : 1; /* DAT-Protection Bit */
 168                 unsigned long co : 1; /* Change-Recording Override */
 169                 unsigned long    : 8;
 170         };
 171 };
 172
 173 /*
 174  * vaddress union in order to easily decode a virtual address into its
 175  * region first index, region second index etc. parts.
 176  */
 177 union vaddress {
 178         unsigned long addr;
 179         struct {
 180                 unsigned long rfx : 11;
 181                 unsigned long rsx : 11;
 182                 unsigned long rtx : 11;
 183                 unsigned long sx  : 11;
 184                 unsigned long px  : 8;
 185                 unsigned long bx  : 12;
 186         };
 187         struct {
 188                 unsigned long rfx01 : 2;
 189                 unsigned long       : 9;
 190                 unsigned long rsx01 : 2;
 191                 unsigned long       : 9;
 192                 unsigned long rtx01 : 2;
 193                 unsigned long       : 9;
 194                 unsigned long sx01  : 2;
 195                 unsigned long       : 29;
 196         };
 197 };
 198
 199 /*
 200  * raddress union which will contain the result (real or absolute address)
 201  * after a page table walk. The rfaa, sfaa and pfra members are used to
 202  * simply assign them the value of a region, segment or page table entry.
 203  */
 204 union raddress {
 205         unsigned long addr;
 206         unsigned long rfaa : 33; /* Region-Frame Absolute Address */
 207         unsigned long sfaa : 44; /* Segment-Frame Absolute Address */
 208         unsigned long pfra : 52; /* Page-Frame Real Address */
 209 };
 210
 211 union alet {
 212         u32 val;
 213         struct {
 214                 u32 reserved : 7;
 215                 u32 p        : 1;
 216                 u32 alesn    : 8;
 217                 u32 alen     : 16;
 218         };
 219 };
 220
 221 union ald {
 222         u32 val;
 223         struct {
 224                 u32     : 1;
 225                 u32 alo : 24;
 226                 u32 all : 7;
 227         };
 228 };
 229
 230 struct ale {
 231         unsigned long i      : 1; /* ALEN-Invalid Bit */
 232         unsigned long        : 5;
 233         unsigned long fo     : 1; /* Fetch-Only Bit */
 234         unsigned long p      : 1; /* Private Bit */
 235         unsigned long alesn  : 8; /* Access-List-Entry Sequence Number */
 236         unsigned long aleax  : 16; /* Access-List-Entry Authorization Index */
 237         unsigned long        : 32;
 238         unsigned long        : 1;
 239         unsigned long asteo  : 25; /* ASN-Second-Table-Entry Origin */
 240         unsigned long        : 6;
 241         unsigned long astesn : 32; /* ASTE Sequence Number */
 242 } __packed;
 243
 244 struct aste {
 245         unsigned long i      : 1; /* ASX-Invalid Bit */
 246         unsigned long ato    : 29; /* Authority-Table Origin */
 247         unsigned long        : 1;
 248         unsigned long b      : 1; /* Base-Space Bit */
 249         unsigned long ax     : 16; /* Authorization Index */
 250         unsigned long atl    : 12; /* Authority-Table Length */
 251         unsigned long        : 2;
 252         unsigned long ca     : 1; /* Controlled-ASN Bit */
 253         unsigned long ra     : 1; /* Reusable-ASN Bit */
 254         unsigned long asce   : 64; /* Address-Space-Control Element */
 255         unsigned long ald    : 32;
 256         unsigned long astesn : 32;
 257         /* .. more fields there */
 258 } __packed;
 259
 260 int ipte_lock_held(struct kvm_vcpu *vcpu)
 261 {
 262         union ipte_control *ic = &vcpu->kvm->arch.sca->ipte_control;
 263
 264         if (vcpu->arch.sie_block->eca & 1)
 265                 return ic->kh != 0;
 266         return vcpu->kvm->arch.ipte_lock_count != 0;
 267 }
 268
 269 static void ipte_lock_simple(struct kvm_vcpu *vcpu)
 270 {
 271         union ipte_control old, new, *ic;
 272
 273         mutex_lock(&vcpu->kvm->arch.ipte_mutex);
 274         vcpu->kvm->arch.ipte_lock_count++;
 275         if (vcpu->kvm->arch.ipte_lock_count > 1)
 276                 goto out;
 277         ic = &vcpu->kvm->arch.sca->ipte_control;
 278         do {
 279                 old = READ_ONCE(*ic);
 280                 while (old.k) {
 281                         cond_resched();
 282                         old = READ_ONCE(*ic);
 283                 }
 284                 new = old;
 285                 new.k = 1;
 286         } while (cmpxchg(&ic->val, old.val, new.val) != old.val);
 287 out:
 288         mutex_unlock(&vcpu->kvm->arch.ipte_mutex);
 289 }
 290
 291 static void ipte_unlock_simple(struct kvm_vcpu *vcpu)
 292 {
 293         union ipte_control old, new, *ic;
 294
 295         mutex_lock(&vcpu->kvm->arch.ipte_mutex);
 296         vcpu->kvm->arch.ipte_lock_count--;
 297         if (vcpu->kvm->arch.ipte_lock_count)
 298                 goto out;
 299         ic = &vcpu->kvm->arch.sca->ipte_control;
 300         do {
 301                 old = READ_ONCE(*ic);
 302                 new = old;
 303                 new.k = 0;
 304         } while (cmpxchg(&ic->val, old.val, new.val) != old.val);
 305         wake_up(&vcpu->kvm->arch.ipte_wq);
 306 out:
 307         mutex_unlock(&vcpu->kvm->arch.ipte_mutex);
 308 }
 309
 310 static void ipte_lock_siif(struct kvm_vcpu *vcpu)
 311 {
 312         union ipte_control old, new, *ic;
 313
 314         ic = &vcpu->kvm->arch.sca->ipte_control;
 315         do {
 316                 old = READ_ONCE(*ic);
 317                 while (old.kg) {
 318                         cond_resched();
 319                         old = READ_ONCE(*ic);
 320                 }
 321                 new = old;
 322                 new.k = 1;
 323                 new.kh++;
 324         } while (cmpxchg(&ic->val, old.val, new.val) != old.val);
 325 }
 326
 327 static void ipte_unlock_siif(struct kvm_vcpu *vcpu)
 328 {
 329         union ipte_control old, new, *ic;
 330
 331         ic = &vcpu->kvm->arch.sca->ipte_control;
 332         do {
 333                 old = READ_ONCE(*ic);
 334                 new = old;
 335                 new.kh--;
 336                 if (!new.kh)
 337                         new.k = 0;
 338         } while (cmpxchg(&ic->val, old.val, new.val) != old.val);
 339         if (!new.kh)
 340                 wake_up(&vcpu->kvm->arch.ipte_wq);
 341 }
 342
 343 void ipte_lock(struct kvm_vcpu *vcpu)
 344 {
 345         if (vcpu->arch.sie_block->eca & 1)
 346                 ipte_lock_siif(vcpu);
 347         else
 348                 ipte_lock_simple(vcpu);
 349 }
 350
 351 void ipte_unlock(struct kvm_vcpu *vcpu)
 352 {
 353         if (vcpu->arch.sie_block->eca & 1)
 354                 ipte_unlock_siif(vcpu);
 355         else
 356                 ipte_unlock_simple(vcpu);
 357 }
 358
 359 static int ar_translation(struct kvm_vcpu *vcpu, union asce *asce, ar_t ar,
 360                           int write)
 361 {
 362         union alet alet;
 363         struct ale ale;
 364         struct aste aste;
 365         unsigned long ald_addr, authority_table_addr;
 366         union ald ald;
 367         int eax, rc;
 368         u8 authority_table;
 369
 370         if (ar >= NUM_ACRS)
 371                 return -EINVAL;
 372
 373         save_access_regs(vcpu->run->s.regs.acrs);
 374         alet.val = vcpu->run->s.regs.acrs[ar];
 375
 376         if (ar == 0 || alet.val == 0) {
 377                 asce->val = vcpu->arch.sie_block->gcr[1];
 378                 return 0;
 379         } else if (alet.val == 1) {
 380                 asce->val = vcpu->arch.sie_block->gcr[7];
 381                 return 0;
 382         }
 383
 384         if (alet.reserved)
 385                 return PGM_ALET_SPECIFICATION;
 386
 387         if (alet.p)
 388                 ald_addr = vcpu->arch.sie_block->gcr[5];
 389         else
 390                 ald_addr = vcpu->arch.sie_block->gcr[2];
 391         ald_addr &= 0x7fffffc0;
 392
 393         rc = read_guest_real(vcpu, ald_addr + 16, &ald.val, sizeof(union ald));
 394         if (rc)
 395                 return rc;
 396
 397         if (alet.alen / 8 > ald.all)
 398                 return PGM_ALEN_TRANSLATION;
 399
 400         if (0x7fffffff - ald.alo * 128 < alet.alen * 16)
 401                 return PGM_ADDRESSING;
 402
 403         rc = read_guest_real(vcpu, ald.alo * 128 + alet.alen * 16, &ale,
 404                              sizeof(struct ale));
 405         if (rc)
 406                 return rc;
 407
 408         if (ale.i == 1)
 409                 return PGM_ALEN_TRANSLATION;
 410         if (ale.alesn != alet.alesn)
 411                 return PGM_ALE_SEQUENCE;
 412
 413         rc = read_guest_real(vcpu, ale.asteo * 64, &aste, sizeof(struct aste));
 414         if (rc)
 415                 return rc;
 416
 417         if (aste.i)
 418                 return PGM_ASTE_VALIDITY;
 419         if (aste.astesn != ale.astesn)
 420                 return PGM_ASTE_SEQUENCE;
 421
 422         if (ale.p == 1) {
 423                 eax = (vcpu->arch.sie_block->gcr[8] >> 16) & 0xffff;
 424                 if (ale.aleax != eax) {
 425                         if (eax / 16 > aste.atl)
 426                                 return PGM_EXTENDED_AUTHORITY;
 427
 428                         authority_table_addr = aste.ato * 4 + eax / 4;
 429
 430                         rc = read_guest_real(vcpu, authority_table_addr,
 431                                              &authority_table,
 432                                              sizeof(u8));
 433                         if (rc)
 434                                 return rc;
 435
 436                         if ((authority_table & (0x40 >> ((eax & 3) * 2))) == 0)
 437                                 return PGM_EXTENDED_AUTHORITY;
 438                 }
 439         }
 440
 441         if (ale.fo == 1 && write)
 442                 return PGM_PROTECTION;
 443
 444         asce->val = aste.asce;
 445         return 0;
 446 }
 447
 448 struct trans_exc_code_bits {
 449         unsigned long addr : 52; /* Translation-exception Address */
 450         unsigned long fsi  : 2;  /* Access Exception Fetch/Store Indication */
 451         unsigned long      : 6;
 452         unsigned long b60  : 1;
 453         unsigned long b61  : 1;
 454         unsigned long as   : 2;  /* ASCE Identifier */
 455 };
 456
 457 enum {
 458         FSI_UNKNOWN = 0, /* Unknown wether fetch or store */
 459         FSI_STORE   = 1, /* Exception was due to store operation */
 460         FSI_FETCH   = 2  /* Exception was due to fetch operation */
 461 };
 462
 463 static int get_vcpu_asce(struct kvm_vcpu *vcpu, union asce *asce,
 464                          ar_t ar, int write)
 465 {
 466         int rc;
 467         psw_t *psw = &vcpu->arch.sie_block->gpsw;
 468         struct kvm_s390_pgm_info *pgm = &vcpu->arch.pgm;
 469         struct trans_exc_code_bits *tec_bits;
 470
 471         memset(pgm, 0, sizeof(*pgm));
 472         tec_bits = (struct trans_exc_code_bits *)&pgm->trans_exc_code;
 473         tec_bits->fsi = write ? FSI_STORE : FSI_FETCH;
 474         tec_bits->as = psw_bits(*psw).as;
 475
 476         if (!psw_bits(*psw).t) {
 477                 asce->val = 0;
 478                 asce->r = 1;
 479                 return 0;
 480         }
 481
 482         switch (psw_bits(vcpu->arch.sie_block->gpsw).as) {
 483         case PSW_AS_PRIMARY:
 484                 asce->val = vcpu->arch.sie_block->gcr[1];
 485                 return 0;
 486         case PSW_AS_SECONDARY:
 487                 asce->val = vcpu->arch.sie_block->gcr[7];
 488                 return 0;
 489         case PSW_AS_HOME:
 490                 asce->val = vcpu->arch.sie_block->gcr[13];
 491                 return 0;
 492         case PSW_AS_ACCREG:
 493                 rc = ar_translation(vcpu, asce, ar, write);
 494                 switch (rc) {
 495                 case PGM_ALEN_TRANSLATION:
 496                 case PGM_ALE_SEQUENCE:
 497                 case PGM_ASTE_VALIDITY:
 498                 case PGM_ASTE_SEQUENCE:
 499                 case PGM_EXTENDED_AUTHORITY:
 500                         vcpu->arch.pgm.exc_access_id = ar;
 501                         break;
 502                 case PGM_PROTECTION:
 503                         tec_bits->b60 = 1;
 504                         tec_bits->b61 = 1;
 505                         break;
 506                 }
 507                 if (rc > 0)
 508                         pgm->code = rc;
 509                 return rc;
 510         }
 511         return 0;
 512 }
 513
 514 static int deref_table(struct kvm *kvm, unsigned long gpa, unsigned long *val)
 515 {
 516         return kvm_read_guest(kvm, gpa, val, sizeof(*val));
 517 }
 518
 519 /**
 520  * guest_translate - translate a guest virtual into a guest absolute address
 521  * @vcpu: virtual cpu
 522  * @gva: guest virtual address
 523  * @gpa: points to where guest physical (absolute) address should be stored
 524  * @asce: effective asce
 525  * @write: indicates if access is a write access
 526  *
 527  * Translate a guest virtual address into a guest absolute address by means
 528  * of dynamic address translation as specified by the architecture.
 529  * If the resulting absolute address is not available in the configuration
 530  * an addressing exception is indicated and @gpa will not be changed.
 531  *
 532  * Returns: - zero on success; @gpa contains the resulting absolute address
 533  *          - a negative value if guest access failed due to e.g. broken
 534  *            guest mapping
 535  *          - a positve value if an access exception happened. In this case
 536  *            the returned value is the program interruption code as defined
 537  *            by the architecture
 538  */
 539 static unsigned long guest_translate(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long gva,
 540                                      unsigned long *gpa, const union asce asce,
 541                                      int write)
 542 {
 543         union vaddress vaddr = {.addr = gva};
 544         union raddress raddr = {.addr = gva};
 545         union page_table_entry pte;
 546         int dat_protection = 0;
 547         union ctlreg0 ctlreg0;
 548         unsigned long ptr;
 549         int edat1, edat2;
 550
 551         ctlreg0.val = vcpu->arch.sie_block->gcr[0];
 552         edat1 = ctlreg0.edat && test_kvm_facility(vcpu->kvm, 8);
 553         edat2 = edat1 && test_kvm_facility(vcpu->kvm, 78);
 554         if (asce.r)
 555                 goto real_address;
 556         ptr = asce.origin * 4096;
 557         switch (asce.dt) {
 558         case ASCE_TYPE_REGION1:
 559                 if (vaddr.rfx01 > asce.tl)
 560                         return PGM_REGION_FIRST_TRANS;
 561                 ptr += vaddr.rfx * 8;
 562                 break;
 563         case ASCE_TYPE_REGION2:
 564                 if (vaddr.rfx)
 565                         return PGM_ASCE_TYPE;
 566                 if (vaddr.rsx01 > asce.tl)
 567                         return PGM_REGION_SECOND_TRANS;
 568                 ptr += vaddr.rsx * 8;
 569                 break;
 570         case ASCE_TYPE_REGION3:
 571                 if (vaddr.rfx || vaddr.rsx)
 572                         return PGM_ASCE_TYPE;
 573                 if (vaddr.rtx01 > asce.tl)
 574                         return PGM_REGION_THIRD_TRANS;
 575                 ptr += vaddr.rtx * 8;
 576                 break;
 577         case ASCE_TYPE_SEGMENT:
 578                 if (vaddr.rfx || vaddr.rsx || vaddr.rtx)
 579                         return PGM_ASCE_TYPE;
 580                 if (vaddr.sx01 > asce.tl)
 581                         return PGM_SEGMENT_TRANSLATION;
 582                 ptr += vaddr.sx * 8;
 583                 break;
 584         }
 585         switch (asce.dt) {
 586         case ASCE_TYPE_REGION1: {
 587                 union region1_table_entry rfte;
 588
 589                 if (kvm_is_error_gpa(vcpu->kvm, ptr))
 590                         return PGM_ADDRESSING;
 591                 if (deref_table(vcpu->kvm, ptr, &rfte.val))
 592                         return -EFAULT;
 593                 if (rfte.i)
 594                         return PGM_REGION_FIRST_TRANS;
 595                 if (rfte.tt != TABLE_TYPE_REGION1)
 596                         return PGM_TRANSLATION_SPEC;
 597                 if (vaddr.rsx01 < rfte.tf || vaddr.rsx01 > rfte.tl)
 598                         return PGM_REGION_SECOND_TRANS;
 599                 if (edat1)
 600                         dat_protection |= rfte.p;
 601                 ptr = rfte.rto * 4096 + vaddr.rsx * 8;
 602         }
 603                 /* fallthrough */
 604         case ASCE_TYPE_REGION2: {
 605                 union region2_table_entry rste;
 606
 607                 if (kvm_is_error_gpa(vcpu->kvm, ptr))
 608                         return PGM_ADDRESSING;
 609                 if (deref_table(vcpu->kvm, ptr, &rste.val))
 610                         return -EFAULT;
 611                 if (rste.i)
 612                         return PGM_REGION_SECOND_TRANS;
 613                 if (rste.tt != TABLE_TYPE_REGION2)
 614                         return PGM_TRANSLATION_SPEC;
 615                 if (vaddr.rtx01 < rste.tf || vaddr.rtx01 > rste.tl)
 616                         return PGM_REGION_THIRD_TRANS;
 617                 if (edat1)
 618                         dat_protection |= rste.p;
 619                 ptr = rste.rto * 4096 + vaddr.rtx * 8;
 620         }
 621                 /* fallthrough */
 622         case ASCE_TYPE_REGION3: {
 623                 union region3_table_entry rtte;
 624
 625                 if (kvm_is_error_gpa(vcpu->kvm, ptr))
 626                         return PGM_ADDRESSING;
 627                 if (deref_table(vcpu->kvm, ptr, &rtte.val))
 628                         return -EFAULT;
 629                 if (rtte.i)
 630                         return PGM_REGION_THIRD_TRANS;
 631                 if (rtte.tt != TABLE_TYPE_REGION3)
 632                         return PGM_TRANSLATION_SPEC;
 633                 if (rtte.cr && asce.p && edat2)
 634                         return PGM_TRANSLATION_SPEC;
 635                 if (rtte.fc && edat2) {
 636                         dat_protection |= rtte.fc1.p;
 637                         raddr.rfaa = rtte.fc1.rfaa;
 638                         goto absolute_address;
 639                 }
 640                 if (vaddr.sx01 < rtte.fc0.tf)
 641                         return PGM_SEGMENT_TRANSLATION;
 642                 if (vaddr.sx01 > rtte.fc0.tl)
 643                         return PGM_SEGMENT_TRANSLATION;
 644                 if (edat1)
 645                         dat_protection |= rtte.fc0.p;
 646                 ptr = rtte.fc0.sto * 4096 + vaddr.sx * 8;
 647         }
 648                 /* fallthrough */
 649         case ASCE_TYPE_SEGMENT: {
 650                 union segment_table_entry ste;
 651
 652                 if (kvm_is_error_gpa(vcpu->kvm, ptr))
 653                         return PGM_ADDRESSING;
 654                 if (deref_table(vcpu->kvm, ptr, &ste.val))
 655                         return -EFAULT;
 656                 if (ste.i)
 657                         return PGM_SEGMENT_TRANSLATION;
 658                 if (ste.tt != TABLE_TYPE_SEGMENT)
 659                         return PGM_TRANSLATION_SPEC;
 660                 if (ste.cs && asce.p)
 661                         return PGM_TRANSLATION_SPEC;
 662                 if (ste.fc && edat1) {
 663                         dat_protection |= ste.fc1.p;
 664                         raddr.sfaa = ste.fc1.sfaa;
 665                         goto absolute_address;
 666                 }
 667                 dat_protection |= ste.fc0.p;
 668                 ptr = ste.fc0.pto * 2048 + vaddr.px * 8;
 669         }
 670         }
 671         if (kvm_is_error_gpa(vcpu->kvm, ptr))
 672                 return PGM_ADDRESSING;
 673         if (deref_table(vcpu->kvm, ptr, &pte.val))
 674                 return -EFAULT;
 675         if (pte.i)
 676                 return PGM_PAGE_TRANSLATION;
 677         if (pte.z)
 678                 return PGM_TRANSLATION_SPEC;
 679         if (pte.co && !edat1)
 680                 return PGM_TRANSLATION_SPEC;
 681         dat_protection |= pte.p;
 682         raddr.pfra = pte.pfra;
 683 real_address:
 684         raddr.addr = kvm_s390_real_to_abs(vcpu, raddr.addr);
 685 absolute_address:
 686         if (write && dat_protection)
 687                 return PGM_PROTECTION;
 688         if (kvm_is_error_gpa(vcpu->kvm, raddr.addr))
 689                 return PGM_ADDRESSING;
 690         *gpa = raddr.addr;
 691         return 0;
 692 }
 693
 694 static inline int is_low_address(unsigned long ga)
 695 {
 696         /* Check for address ranges 0..511 and 4096..4607 */
 697         return (ga & ~0x11fful) == 0;
 698 }
 699
 700 static int low_address_protection_enabled(struct kvm_vcpu *vcpu,
 701                                           const union asce asce)
 702 {
 703         union ctlreg0 ctlreg0 = {.val = vcpu->arch.sie_block->gcr[0]};
 704         psw_t *psw = &vcpu->arch.sie_block->gpsw;
 705
 706         if (!ctlreg0.lap)
 707                 return 0;
 708         if (psw_bits(*psw).t && asce.p)
 709                 return 0;
 710         return 1;
 711 }
 712
 713 static int guest_page_range(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long ga,
 714                             unsigned long *pages, unsigned long nr_pages,
 715                             const union asce asce, int write)
 716 {
 717         struct kvm_s390_pgm_info *pgm = &vcpu->arch.pgm;
 718         psw_t *psw = &vcpu->arch.sie_block->gpsw;
 719         struct trans_exc_code_bits *tec_bits;
 720         int lap_enabled, rc;
 721
 722         tec_bits = (struct trans_exc_code_bits *)&pgm->trans_exc_code;
 723         lap_enabled = low_address_protection_enabled(vcpu, asce);
 724         while (nr_pages) {
 725                 ga = kvm_s390_logical_to_effective(vcpu, ga);
 726                 tec_bits->addr = ga >> PAGE_SHIFT;
 727                 if (write && lap_enabled && is_low_address(ga)) {
 728                         pgm->code = PGM_PROTECTION;
 729                         return pgm->code;
 730                 }
 731                 ga &= PAGE_MASK;
 732                 if (psw_bits(*psw).t) {
 733                         rc = guest_translate(vcpu, ga, pages, asce, write);
 734                         if (rc < 0)
 735                                 return rc;
 736                         if (rc == PGM_PROTECTION)
 737                                 tec_bits->b61 = 1;
 738                         if (rc)
 739                                 pgm->code = rc;
 740                 } else {
 741                         *pages = kvm_s390_real_to_abs(vcpu, ga);
 742                         if (kvm_is_error_gpa(vcpu->kvm, *pages))
 743                                 pgm->code = PGM_ADDRESSING;
 744                 }
 745                 if (pgm->code)
 746                         return pgm->code;
 747                 ga += PAGE_SIZE;
 748                 pages++;
 749                 nr_pages--;
 750         }
 751         return 0;
 752 }
 753
 754 int access_guest(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long ga, ar_t ar, void *data,
 755                  unsigned long len, int write)
 756 {
 757         psw_t *psw = &vcpu->arch.sie_block->gpsw;
 758         unsigned long _len, nr_pages, gpa, idx;
 759         unsigned long pages_array[2];
 760         unsigned long *pages;
 761         int need_ipte_lock;
 762         union asce asce;
 763         int rc;
 764
 765         if (!len)
 766                 return 0;
 767         rc = get_vcpu_asce(vcpu, &asce, ar, write);
 768         if (rc)
 769                 return rc;
 770         nr_pages = (((ga & ~PAGE_MASK) + len - 1) >> PAGE_SHIFT) + 1;
 771         pages = pages_array;
 772         if (nr_pages > ARRAY_SIZE(pages_array))
 773                 pages = vmalloc(nr_pages * sizeof(unsigned long));
 774         if (!pages)
 775                 return -ENOMEM;
 776         need_ipte_lock = psw_bits(*psw).t && !asce.r;
 777         if (need_ipte_lock)
 778                 ipte_lock(vcpu);
 779         rc = guest_page_range(vcpu, ga, pages, nr_pages, asce, write);
 780         for (idx = 0; idx < nr_pages && !rc; idx++) {
 781                 gpa = *(pages + idx) + (ga & ~PAGE_MASK);
 782                 _len = min(PAGE_SIZE - (gpa & ~PAGE_MASK), len);
 783                 if (write)
 784                         rc = kvm_write_guest(vcpu->kvm, gpa, data, _len);
 785                 else
 786                         rc = kvm_read_guest(vcpu->kvm, gpa, data, _len);
 787                 len -= _len;
 788                 ga += _len;
 789                 data += _len;
 790         }
 791         if (need_ipte_lock)
 792                 ipte_unlock(vcpu);
 793         if (nr_pages > ARRAY_SIZE(pages_array))
 794                 vfree(pages);
 795         return rc;
 796 }
 797
 798 int access_guest_real(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long gra,
 799                       void *data, unsigned long len, int write)
 800 {
 801         unsigned long _len, gpa;
 802         int rc = 0;
 803
 804         while (len && !rc) {
 805                 gpa = kvm_s390_real_to_abs(vcpu, gra);
 806                 _len = min(PAGE_SIZE - (gpa & ~PAGE_MASK), len);
 807                 if (write)
 808                         rc = write_guest_abs(vcpu, gpa, data, _len);
 809                 else
 810                         rc = read_guest_abs(vcpu, gpa, data, _len);
 811                 len -= _len;
 812                 gra += _len;
 813                 data += _len;
 814         }
 815         return rc;
 816 }
 817
 818 /**
 819  * guest_translate_address - translate guest logical into guest absolute address
 820  *
 821  * Parameter semantics are the same as the ones from guest_translate.
 822  * The memory contents at the guest address are not changed.
 823  *
 824  * Note: The IPTE lock is not taken during this function, so the caller
 825  * has to take care of this.
 826  */
 827 int guest_translate_address(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long gva, ar_t ar,
 828                             unsigned long *gpa, int write)
 829 {
 830         struct kvm_s390_pgm_info *pgm = &vcpu->arch.pgm;
 831         psw_t *psw = &vcpu->arch.sie_block->gpsw;
 832         struct trans_exc_code_bits *tec;
 833         union asce asce;
 834         int rc;
 835
 836         gva = kvm_s390_logical_to_effective(vcpu, gva);
 837         tec = (struct trans_exc_code_bits *)&pgm->trans_exc_code;
 838         rc = get_vcpu_asce(vcpu, &asce, ar, write);
 839         tec->addr = gva >> PAGE_SHIFT;
 840         if (rc)
 841                 return rc;
 842         if (is_low_address(gva) && low_address_protection_enabled(vcpu, asce)) {
 843                 if (write) {
 844                         rc = pgm->code = PGM_PROTECTION;
 845                         return rc;
 846                 }
 847         }
 848
 849         if (psw_bits(*psw).t && !asce.r) {      /* Use DAT? */
 850                 rc = guest_translate(vcpu, gva, gpa, asce, write);
 851                 if (rc > 0) {
 852                         if (rc == PGM_PROTECTION)
 853                                 tec->b61 = 1;
 854                         pgm->code = rc;
 855                 }
 856         } else {
 857                 rc = 0;
 858                 *gpa = kvm_s390_real_to_abs(vcpu, gva);
 859                 if (kvm_is_error_gpa(vcpu->kvm, *gpa))
 860                         rc = pgm->code = PGM_ADDRESSING;
 861         }
 862
 863         return rc;
 864 }
 865
 866 /**
 867  * check_gva_range - test a range of guest virtual addresses for accessibility
 868  */
 869 int check_gva_range(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long gva, ar_t ar,
 870                     unsigned long length, int is_write)
 871 {
 872         unsigned long gpa;
 873         unsigned long currlen;
 874         int rc = 0;
 875
 876         ipte_lock(vcpu);
 877         while (length > 0 && !rc) {
 878                 currlen = min(length, PAGE_SIZE - (gva % PAGE_SIZE));
 879                 rc = guest_translate_address(vcpu, gva, ar, &gpa, is_write);
 880                 gva += currlen;
 881                 length -= currlen;
 882         }
 883         ipte_unlock(vcpu);
 884
 885         return rc;
 886 }
 887
 888 /**
 889  * kvm_s390_check_low_addr_prot_real - check for low-address protection
 890  * @gra: Guest real address
 891  *
 892  * Checks whether an address is subject to low-address protection and set
 893  * up vcpu->arch.pgm accordingly if necessary.
 894  *
 895  * Return: 0 if no protection exception, or PGM_PROTECTION if protected.
 896  */
 897 int kvm_s390_check_low_addr_prot_real(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long gra)
 898 {
 899         struct kvm_s390_pgm_info *pgm = &vcpu->arch.pgm;
 900         psw_t *psw = &vcpu->arch.sie_block->gpsw;
 901         struct trans_exc_code_bits *tec_bits;
 902         union ctlreg0 ctlreg0 = {.val = vcpu->arch.sie_block->gcr[0]};
 903
 904         if (!ctlreg0.lap || !is_low_address(gra))
 905                 return 0;
 906
 907         memset(pgm, 0, sizeof(*pgm));
 908         tec_bits = (struct trans_exc_code_bits *)&pgm->trans_exc_code;
 909         tec_bits->fsi = FSI_STORE;
 910         tec_bits->as = psw_bits(*psw).as;
 911         tec_bits->addr = gra >> PAGE_SHIFT;
 912         pgm->code = PGM_PROTECTION;
 913
 914         return pgm->code;
 915 }