// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * Access kernel memory without faulting -- s390 specific implementation.
 *
 * Copyright IBM Corp. 2009, 2015
 *
 */

#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/gfp.h>
#include <linux/cpu.h>
#include <linux/uio.h>
#include <linux/io.h>
#include <asm/asm-extable.h>
#include <asm/abs_lowcore.h>
#include <asm/stacktrace.h>
#include <asm/sections.h>
#include <asm/maccess.h>
#include <asm/ctlreg.h>

unsigned long __bootdata_preserved(__memcpy_real_area);
pte_t *__bootdata_preserved(memcpy_real_ptep);
static DEFINE_MUTEX(memcpy_real_mutex);

static notrace long s390_kernel_write_odd(void *dst, const void *src, size_t size)
{
 unsigned long aligned, offset, count;
 char tmp[8];

 aligned = (unsigned long) dst & ~7UL;
 offset = (unsigned long) dst & 7UL;
 size = min(8UL - offset, size);
 count = size - 1;
 asm volatile(
  " bras 1,0f\n"
  " mvc 0(1,%4),0(%5)\n"
  "0: mvc 0(8,%3),0(%0)\n"
  " ex %1,0(1)\n"
  " lg %1,0(%3)\n"
  " lra %0,0(%0)\n"
  " sturg %1,%0\n"
  : "+&a" (aligned), "+&a" (count), "=m" (tmp)
  : "a" (&tmp), "a" (&tmp[offset]), "a" (src)
  : "cc", "memory", "1");
 return size;
}

/*
 * __s390_kernel_write - write to kernel memory bypassing DAT
 * @dst: destination address
 * @src: source address
 * @size: number of bytes to copy
 *
 * This function writes to kernel memory bypassing DAT and possible page table
 * write protection. It writes to the destination using the sturg instruction.
 * Therefore we have a read-modify-write sequence: the function reads eight
 * bytes from destination at an eight byte boundary, modifies the bytes
 * requested and writes the result back in a loop.
 */
static DEFINE_SPINLOCK(s390_kernel_write_lock);

notrace void *__s390_kernel_write(void *dst, const void *src, size_t size)
{
 void *tmp = dst;
 unsigned long flags;
 long copied;

 spin_lock_irqsave(&s390_kernel_write_lock, flags);
 while (size) {
  copied = s390_kernel_write_odd(tmp, src, size);
  tmp += copied;
  src += copied;
  size -= copied;
 }
 spin_unlock_irqrestore(&s390_kernel_write_lock, flags);

 return dst;
}

size_t memcpy_real_iter(struct iov_iter *iter, unsigned long src, size_t count)
{
 size_t len, copied, res = 0;
 unsigned long phys, offset;
 void *chunk;
 pte_t pte;

 BUILD_BUG_ON(MEMCPY_REAL_SIZE != PAGE_SIZE);
 while (count) {
  phys = src & MEMCPY_REAL_MASK;
  offset = src & ~MEMCPY_REAL_MASK;
  chunk = (void *)(__memcpy_real_area + offset);
  len = min(count, MEMCPY_REAL_SIZE - offset);
  pte = mk_pte_phys(phys, PAGE_KERNEL_RO);

  mutex_lock(&memcpy_real_mutex);
  if (pte_val(pte) != pte_val(*memcpy_real_ptep)) {
   __ptep_ipte(__memcpy_real_area, memcpy_real_ptep, 0, 0, IPTE_GLOBAL);
   set_pte(memcpy_real_ptep, pte);
  }
  copied = copy_to_iter(chunk, len, iter);
  mutex_unlock(&memcpy_real_mutex);

  count -= copied;
  src += copied;
  res += copied;
  if (copied < len)
   break;
 }
 return res;
}

int memcpy_real(void *dest, unsigned long src, size_t count)
{
 struct iov_iter iter;
 struct kvec kvec;

 kvec.iov_base = dest;
 kvec.iov_len = count;
 iov_iter_kvec(&iter, ITER_DEST, &kvec, 1, count);
 if (memcpy_real_iter(&iter, src, count) < count)
  return -EFAULT;
 return 0;
}

/*
 * Find CPU that owns swapped prefix page
 */
static int get_swapped_owner(phys_addr_t addr)
{
 phys_addr_t lc;
 int cpu;

 for_each_online_cpu(cpu) {
  lc = virt_to_phys(lowcore_ptr[cpu]);
  if (addr > lc + sizeof(struct lowcore) - 1 || addr < lc)
   continue;
  return cpu;
 }
 return -1;
}

/*
 * Convert a physical pointer for /dev/mem access
 *
 * For swapped prefix pages a new buffer is returned that contains a copy of
 * the absolute memory. The buffer size is maximum one page large.
 */
void *xlate_dev_mem_ptr(phys_addr_t addr)
{
 void *ptr = phys_to_virt(addr);
 void *bounce = ptr;
 struct lowcore *abs_lc;
 unsigned long size;
 int this_cpu, cpu;

 cpus_read_lock();
 this_cpu = get_cpu();
 if (addr >= sizeof(struct lowcore)) {
  cpu = get_swapped_owner(addr);
  if (cpu < 0)
   goto out;
 }
 bounce = (void *)__get_free_page(GFP_ATOMIC);
 if (!bounce)
  goto out;
 size = PAGE_SIZE - (addr & ~PAGE_MASK);
 if (addr < sizeof(struct lowcore)) {
  abs_lc = get_abs_lowcore();
  ptr = (void *)abs_lc + addr;
  memcpy(bounce, ptr, size);
  put_abs_lowcore(abs_lc);
 } else if (cpu == this_cpu) {
  ptr = (void *)(addr - virt_to_phys(lowcore_ptr[cpu]));
  memcpy(bounce, ptr, size);
 } else {
  memcpy(bounce, ptr, size);
 }
out:
 put_cpu();
 cpus_read_unlock();
 return bounce;
}

/*
 * Free converted buffer for /dev/mem access (if necessary)
 */
void unxlate_dev_mem_ptr(phys_addr_t addr, void *ptr)
{
 if (addr != virt_to_phys(ptr))
  free_page((unsigned long)ptr);
}