Pileus Git - ~andy/linux/blob - arch/arm/kvm/coproc.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2012 - Virtual Open Systems and Columbia University
   3  * Authors: Rusty Russell <rusty@rustcorp.com.au>
   4  *          Christoffer Dall <c.dall@virtualopensystems.com>
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License, version 2, as
   8  * published by the Free Software Foundation.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13  * GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  18  */
  19 #include <linux/mm.h>
  20 #include <linux/kvm_host.h>
  21 #include <linux/uaccess.h>
  22 #include <asm/kvm_arm.h>
  23 #include <asm/kvm_host.h>
  24 #include <asm/kvm_emulate.h>
  25 #include <asm/kvm_coproc.h>
  26 #include <asm/cacheflush.h>
  27 #include <asm/cputype.h>
  28 #include <trace/events/kvm.h>
  29 #include <asm/vfp.h>
  30 #include "../vfp/vfpinstr.h"
  31
  32 #include "trace.h"
  33 #include "coproc.h"
  34
  35
  36 /******************************************************************************
  37  * Co-processor emulation
  38  *****************************************************************************/
  39
  40 /* 3 bits per cache level, as per CLIDR, but non-existent caches always 0 */
  41 static u32 cache_levels;
  42
  43 /* CSSELR values; used to index KVM_REG_ARM_DEMUX_ID_CCSIDR */
  44 #define CSSELR_MAX 12
  45
  46 int kvm_handle_cp10_id(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *run)
  47 {
  48         kvm_inject_undefined(vcpu);
  49         return 1;
  50 }
  51
  52 int kvm_handle_cp_0_13_access(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *run)
  53 {
  54         /*
  55          * We can get here, if the host has been built without VFPv3 support,
  56          * but the guest attempted a floating point operation.
  57          */
  58         kvm_inject_undefined(vcpu);
  59         return 1;
  60 }
  61
  62 int kvm_handle_cp14_load_store(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *run)
  63 {
  64         kvm_inject_undefined(vcpu);
  65         return 1;
  66 }
  67
  68 int kvm_handle_cp14_access(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *run)
  69 {
  70         kvm_inject_undefined(vcpu);
  71         return 1;
  72 }
  73
  74 /* See note at ARM ARM B1.14.4 */
  75 static bool access_dcsw(struct kvm_vcpu *vcpu,
  76                         const struct coproc_params *p,
  77                         const struct coproc_reg *r)
  78 {
  79         u32 val;
  80         int cpu;
  81
  82         cpu = get_cpu();
  83
  84         if (!p->is_write)
  85                 return read_from_write_only(vcpu, p);
  86
  87         cpumask_setall(&vcpu->arch.require_dcache_flush);
  88         cpumask_clear_cpu(cpu, &vcpu->arch.require_dcache_flush);
  89
  90         /* If we were already preempted, take the long way around */
  91         if (cpu != vcpu->arch.last_pcpu) {
  92                 flush_cache_all();
  93                 goto done;
  94         }
  95
  96         val = *vcpu_reg(vcpu, p->Rt1);
  97
  98         switch (p->CRm) {
  99         case 6:                 /* Upgrade DCISW to DCCISW, as per HCR.SWIO */
 100         case 14:                /* DCCISW */
 101                 asm volatile("mcr p15, 0, %0, c7, c14, 2" : : "r" (val));
 102                 break;
 103
 104         case 10:                /* DCCSW */
 105                 asm volatile("mcr p15, 0, %0, c7, c10, 2" : : "r" (val));
 106                 break;
 107         }
 108
 109 done:
 110         put_cpu();
 111
 112         return true;
 113 }
 114
 115 /*
 116  * We could trap ID_DFR0 and tell the guest we don't support performance
 117  * monitoring.  Unfortunately the patch to make the kernel check ID_DFR0 was
 118  * NAKed, so it will read the PMCR anyway.
 119  *
 120  * Therefore we tell the guest we have 0 counters.  Unfortunately, we
 121  * must always support PMCCNTR (the cycle counter): we just RAZ/WI for
 122  * all PM registers, which doesn't crash the guest kernel at least.
 123  */
 124 static bool pm_fake(struct kvm_vcpu *vcpu,
 125                     const struct coproc_params *p,
 126                     const struct coproc_reg *r)
 127 {
 128         if (p->is_write)
 129                 return ignore_write(vcpu, p);
 130         else
 131                 return read_zero(vcpu, p);
 132 }
 133
 134 #define access_pmcr pm_fake
 135 #define access_pmcntenset pm_fake
 136 #define access_pmcntenclr pm_fake
 137 #define access_pmovsr pm_fake
 138 #define access_pmselr pm_fake
 139 #define access_pmceid0 pm_fake
 140 #define access_pmceid1 pm_fake
 141 #define access_pmccntr pm_fake
 142 #define access_pmxevtyper pm_fake
 143 #define access_pmxevcntr pm_fake
 144 #define access_pmuserenr pm_fake
 145 #define access_pmintenset pm_fake
 146 #define access_pmintenclr pm_fake
 147
 148 /* Architected CP15 registers.
 149  * Important: Must be sorted ascending by CRn, CRM, Op1, Op2
 150  */
 151 static const struct coproc_reg cp15_regs[] = {
 152         /* CSSELR: swapped by interrupt.S. */
 153         { CRn( 0), CRm( 0), Op1( 2), Op2( 0), is32,
 154                         NULL, reset_unknown, c0_CSSELR },
 155
 156         /* TTBR0/TTBR1: swapped by interrupt.S. */
 157         { CRm( 2), Op1( 0), is64, NULL, reset_unknown64, c2_TTBR0 },
 158         { CRm( 2), Op1( 1), is64, NULL, reset_unknown64, c2_TTBR1 },
 159
 160         /* TTBCR: swapped by interrupt.S. */
 161         { CRn( 2), CRm( 0), Op1( 0), Op2( 2), is32,
 162                         NULL, reset_val, c2_TTBCR, 0x00000000 },
 163
 164         /* DACR: swapped by interrupt.S. */
 165         { CRn( 3), CRm( 0), Op1( 0), Op2( 0), is32,
 166                         NULL, reset_unknown, c3_DACR },
 167
 168         /* DFSR/IFSR/ADFSR/AIFSR: swapped by interrupt.S. */
 169         { CRn( 5), CRm( 0), Op1( 0), Op2( 0), is32,
 170                         NULL, reset_unknown, c5_DFSR },
 171         { CRn( 5), CRm( 0), Op1( 0), Op2( 1), is32,
 172                         NULL, reset_unknown, c5_IFSR },
 173         { CRn( 5), CRm( 1), Op1( 0), Op2( 0), is32,
 174                         NULL, reset_unknown, c5_ADFSR },
 175         { CRn( 5), CRm( 1), Op1( 0), Op2( 1), is32,
 176                         NULL, reset_unknown, c5_AIFSR },
 177
 178         /* DFAR/IFAR: swapped by interrupt.S. */
 179         { CRn( 6), CRm( 0), Op1( 0), Op2( 0), is32,
 180                         NULL, reset_unknown, c6_DFAR },
 181         { CRn( 6), CRm( 0), Op1( 0), Op2( 2), is32,
 182                         NULL, reset_unknown, c6_IFAR },
 183         /*
 184          * DC{C,I,CI}SW operations:
 185          */
 186         { CRn( 7), CRm( 6), Op1( 0), Op2( 2), is32, access_dcsw},
 187         { CRn( 7), CRm(10), Op1( 0), Op2( 2), is32, access_dcsw},
 188         { CRn( 7), CRm(14), Op1( 0), Op2( 2), is32, access_dcsw},
 189         /*
 190          * Dummy performance monitor implementation.
 191          */
 192         { CRn( 9), CRm(12), Op1( 0), Op2( 0), is32, access_pmcr},
 193         { CRn( 9), CRm(12), Op1( 0), Op2( 1), is32, access_pmcntenset},
 194         { CRn( 9), CRm(12), Op1( 0), Op2( 2), is32, access_pmcntenclr},
 195         { CRn( 9), CRm(12), Op1( 0), Op2( 3), is32, access_pmovsr},
 196         { CRn( 9), CRm(12), Op1( 0), Op2( 5), is32, access_pmselr},
 197         { CRn( 9), CRm(12), Op1( 0), Op2( 6), is32, access_pmceid0},
 198         { CRn( 9), CRm(12), Op1( 0), Op2( 7), is32, access_pmceid1},
 199         { CRn( 9), CRm(13), Op1( 0), Op2( 0), is32, access_pmccntr},
 200         { CRn( 9), CRm(13), Op1( 0), Op2( 1), is32, access_pmxevtyper},
 201         { CRn( 9), CRm(13), Op1( 0), Op2( 2), is32, access_pmxevcntr},
 202         { CRn( 9), CRm(14), Op1( 0), Op2( 0), is32, access_pmuserenr},
 203         { CRn( 9), CRm(14), Op1( 0), Op2( 1), is32, access_pmintenset},
 204         { CRn( 9), CRm(14), Op1( 0), Op2( 2), is32, access_pmintenclr},
 205
 206         /* PRRR/NMRR (aka MAIR0/MAIR1): swapped by interrupt.S. */
 207         { CRn(10), CRm( 2), Op1( 0), Op2( 0), is32,
 208                         NULL, reset_unknown, c10_PRRR},
 209         { CRn(10), CRm( 2), Op1( 0), Op2( 1), is32,
 210                         NULL, reset_unknown, c10_NMRR},
 211
 212         /* VBAR: swapped by interrupt.S. */
 213         { CRn(12), CRm( 0), Op1( 0), Op2( 0), is32,
 214                         NULL, reset_val, c12_VBAR, 0x00000000 },
 215
 216         /* CONTEXTIDR/TPIDRURW/TPIDRURO/TPIDRPRW: swapped by interrupt.S. */
 217         { CRn(13), CRm( 0), Op1( 0), Op2( 1), is32,
 218                         NULL, reset_val, c13_CID, 0x00000000 },
 219         { CRn(13), CRm( 0), Op1( 0), Op2( 2), is32,
 220                         NULL, reset_unknown, c13_TID_URW },
 221         { CRn(13), CRm( 0), Op1( 0), Op2( 3), is32,
 222                         NULL, reset_unknown, c13_TID_URO },
 223         { CRn(13), CRm( 0), Op1( 0), Op2( 4), is32,
 224                         NULL, reset_unknown, c13_TID_PRIV },
 225 };
 226
 227 /* Target specific emulation tables */
 228 static struct kvm_coproc_target_table *target_tables[KVM_ARM_NUM_TARGETS];
 229
 230 void kvm_register_target_coproc_table(struct kvm_coproc_target_table *table)
 231 {
 232         target_tables[table->target] = table;
 233 }
 234
 235 /* Get specific register table for this target. */
 236 static const struct coproc_reg *get_target_table(unsigned target, size_t *num)
 237 {
 238         struct kvm_coproc_target_table *table;
 239
 240         table = target_tables[target];
 241         *num = table->num;
 242         return table->table;
 243 }
 244
 245 static const struct coproc_reg *find_reg(const struct coproc_params *params,
 246                                          const struct coproc_reg table[],
 247                                          unsigned int num)
 248 {
 249         unsigned int i;
 250
 251         for (i = 0; i < num; i++) {
 252                 const struct coproc_reg *r = &table[i];
 253
 254                 if (params->is_64bit != r->is_64)
 255                         continue;
 256                 if (params->CRn != r->CRn)
 257                         continue;
 258                 if (params->CRm != r->CRm)
 259                         continue;
 260                 if (params->Op1 != r->Op1)
 261                         continue;
 262                 if (params->Op2 != r->Op2)
 263                         continue;
 264
 265                 return r;
 266         }
 267         return NULL;
 268 }
 269
 270 static int emulate_cp15(struct kvm_vcpu *vcpu,
 271                         const struct coproc_params *params)
 272 {
 273         size_t num;
 274         const struct coproc_reg *table, *r;
 275
 276         trace_kvm_emulate_cp15_imp(params->Op1, params->Rt1, params->CRn,
 277                                    params->CRm, params->Op2, params->is_write);
 278
 279         table = get_target_table(vcpu->arch.target, &num);
 280
 281         /* Search target-specific then generic table. */
 282         r = find_reg(params, table, num);
 283         if (!r)
 284                 r = find_reg(params, cp15_regs, ARRAY_SIZE(cp15_regs));
 285
 286         if (likely(r)) {
 287                 /* If we don't have an accessor, we should never get here! */
 288                 BUG_ON(!r->access);
 289
 290                 if (likely(r->access(vcpu, params, r))) {
 291                         /* Skip instruction, since it was emulated */
 292                         kvm_skip_instr(vcpu, (vcpu->arch.hsr >> 25) & 1);
 293                         return 1;
 294                 }
 295                 /* If access function fails, it should complain. */
 296         } else {
 297                 kvm_err("Unsupported guest CP15 access at: %08x\n",
 298                         *vcpu_pc(vcpu));
 299                 print_cp_instr(params);
 300         }
 301         kvm_inject_undefined(vcpu);
 302         return 1;
 303 }
 304
 305 /**
 306  * kvm_handle_cp15_64 -- handles a mrrc/mcrr trap on a guest CP15 access
 307  * @vcpu: The VCPU pointer
 308  * @run:  The kvm_run struct
 309  */
 310 int kvm_handle_cp15_64(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *run)
 311 {
 312         struct coproc_params params;
 313
 314         params.CRm = (vcpu->arch.hsr >> 1) & 0xf;
 315         params.Rt1 = (vcpu->arch.hsr >> 5) & 0xf;
 316         params.is_write = ((vcpu->arch.hsr & 1) == 0);
 317         params.is_64bit = true;
 318
 319         params.Op1 = (vcpu->arch.hsr >> 16) & 0xf;
 320         params.Op2 = 0;
 321         params.Rt2 = (vcpu->arch.hsr >> 10) & 0xf;
 322         params.CRn = 0;
 323
 324         return emulate_cp15(vcpu, &params);
 325 }
 326
 327 static void reset_coproc_regs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 328                               const struct coproc_reg *table, size_t num)
 329 {
 330         unsigned long i;
 331
 332         for (i = 0; i < num; i++)
 333                 if (table[i].reset)
 334                         table[i].reset(vcpu, &table[i]);
 335 }
 336
 337 /**
 338  * kvm_handle_cp15_32 -- handles a mrc/mcr trap on a guest CP15 access
 339  * @vcpu: The VCPU pointer
 340  * @run:  The kvm_run struct
 341  */
 342 int kvm_handle_cp15_32(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *run)
 343 {
 344         struct coproc_params params;
 345
 346         params.CRm = (vcpu->arch.hsr >> 1) & 0xf;
 347         params.Rt1 = (vcpu->arch.hsr >> 5) & 0xf;
 348         params.is_write = ((vcpu->arch.hsr & 1) == 0);
 349         params.is_64bit = false;
 350
 351         params.CRn = (vcpu->arch.hsr >> 10) & 0xf;
 352         params.Op1 = (vcpu->arch.hsr >> 14) & 0x7;
 353         params.Op2 = (vcpu->arch.hsr >> 17) & 0x7;
 354         params.Rt2 = 0;
 355
 356         return emulate_cp15(vcpu, &params);
 357 }
 358
 359 /******************************************************************************
 360  * Userspace API
 361  *****************************************************************************/
 362
 363 static bool index_to_params(u64 id, struct coproc_params *params)
 364 {
 365         switch (id & KVM_REG_SIZE_MASK) {
 366         case KVM_REG_SIZE_U32:
 367                 /* Any unused index bits means it's not valid. */
 368                 if (id & ~(KVM_REG_ARCH_MASK | KVM_REG_SIZE_MASK
 369                            | KVM_REG_ARM_COPROC_MASK
 370                            | KVM_REG_ARM_32_CRN_MASK
 371                            | KVM_REG_ARM_CRM_MASK
 372                            | KVM_REG_ARM_OPC1_MASK
 373                            | KVM_REG_ARM_32_OPC2_MASK))
 374                         return false;
 375
 376                 params->is_64bit = false;
 377                 params->CRn = ((id & KVM_REG_ARM_32_CRN_MASK)
 378                                >> KVM_REG_ARM_32_CRN_SHIFT);
 379                 params->CRm = ((id & KVM_REG_ARM_CRM_MASK)
 380                                >> KVM_REG_ARM_CRM_SHIFT);
 381                 params->Op1 = ((id & KVM_REG_ARM_OPC1_MASK)
 382                                >> KVM_REG_ARM_OPC1_SHIFT);
 383                 params->Op2 = ((id & KVM_REG_ARM_32_OPC2_MASK)
 384                                >> KVM_REG_ARM_32_OPC2_SHIFT);
 385                 return true;
 386         case KVM_REG_SIZE_U64:
 387                 /* Any unused index bits means it's not valid. */
 388                 if (id & ~(KVM_REG_ARCH_MASK | KVM_REG_SIZE_MASK
 389                               | KVM_REG_ARM_COPROC_MASK
 390                               | KVM_REG_ARM_CRM_MASK
 391                               | KVM_REG_ARM_OPC1_MASK))
 392                         return false;
 393                 params->is_64bit = true;
 394                 params->CRm = ((id & KVM_REG_ARM_CRM_MASK)
 395                                >> KVM_REG_ARM_CRM_SHIFT);
 396                 params->Op1 = ((id & KVM_REG_ARM_OPC1_MASK)
 397                                >> KVM_REG_ARM_OPC1_SHIFT);
 398                 params->Op2 = 0;
 399                 params->CRn = 0;
 400                 return true;
 401         default:
 402                 return false;
 403         }
 404 }
 405
 406 /* Decode an index value, and find the cp15 coproc_reg entry. */
 407 static const struct coproc_reg *index_to_coproc_reg(struct kvm_vcpu *vcpu,
 408                                                     u64 id)
 409 {
 410         size_t num;
 411         const struct coproc_reg *table, *r;
 412         struct coproc_params params;
 413
 414         /* We only do cp15 for now. */
 415         if ((id & KVM_REG_ARM_COPROC_MASK) >> KVM_REG_ARM_COPROC_SHIFT != 15)
 416                 return NULL;
 417
 418         if (!index_to_params(id, &params))
 419                 return NULL;
 420
 421         table = get_target_table(vcpu->arch.target, &num);
 422         r = find_reg(&params, table, num);
 423         if (!r)
 424                 r = find_reg(&params, cp15_regs, ARRAY_SIZE(cp15_regs));
 425
 426         /* Not saved in the cp15 array? */
 427         if (r && !r->reg)
 428                 r = NULL;
 429
 430         return r;
 431 }
 432
 433 /*
 434  * These are the invariant cp15 registers: we let the guest see the host
 435  * versions of these, so they're part of the guest state.
 436  *
 437  * A future CPU may provide a mechanism to present different values to
 438  * the guest, or a future kvm may trap them.
 439  */
 440 /* Unfortunately, there's no register-argument for mrc, so generate. */
 441 #define FUNCTION_FOR32(crn, crm, op1, op2, name)                        \
 442         static void get_##name(struct kvm_vcpu *v,                      \
 443                                const struct coproc_reg *r)              \
 444         {                                                               \
 445                 u32 val;                                                \
 446                                                                         \
 447                 asm volatile("mrc p15, " __stringify(op1)               \
 448                              ", %0, c" __stringify(crn)                 \
 449                              ", c" __stringify(crm)                     \
 450                              ", " __stringify(op2) "\n" : "=r" (val));  \
 451                 ((struct coproc_reg *)r)->val = val;                    \
 452         }
 453
 454 FUNCTION_FOR32(0, 0, 0, 0, MIDR)
 455 FUNCTION_FOR32(0, 0, 0, 1, CTR)
 456 FUNCTION_FOR32(0, 0, 0, 2, TCMTR)
 457 FUNCTION_FOR32(0, 0, 0, 3, TLBTR)
 458 FUNCTION_FOR32(0, 0, 0, 6, REVIDR)
 459 FUNCTION_FOR32(0, 1, 0, 0, ID_PFR0)
 460 FUNCTION_FOR32(0, 1, 0, 1, ID_PFR1)
 461 FUNCTION_FOR32(0, 1, 0, 2, ID_DFR0)
 462 FUNCTION_FOR32(0, 1, 0, 3, ID_AFR0)
 463 FUNCTION_FOR32(0, 1, 0, 4, ID_MMFR0)
 464 FUNCTION_FOR32(0, 1, 0, 5, ID_MMFR1)
 465 FUNCTION_FOR32(0, 1, 0, 6, ID_MMFR2)
 466 FUNCTION_FOR32(0, 1, 0, 7, ID_MMFR3)
 467 FUNCTION_FOR32(0, 2, 0, 0, ID_ISAR0)
 468 FUNCTION_FOR32(0, 2, 0, 1, ID_ISAR1)
 469 FUNCTION_FOR32(0, 2, 0, 2, ID_ISAR2)
 470 FUNCTION_FOR32(0, 2, 0, 3, ID_ISAR3)
 471 FUNCTION_FOR32(0, 2, 0, 4, ID_ISAR4)
 472 FUNCTION_FOR32(0, 2, 0, 5, ID_ISAR5)
 473 FUNCTION_FOR32(0, 0, 1, 1, CLIDR)
 474 FUNCTION_FOR32(0, 0, 1, 7, AIDR)
 475
 476 /* ->val is filled in by kvm_invariant_coproc_table_init() */
 477 static struct coproc_reg invariant_cp15[] = {
 478         { CRn( 0), CRm( 0), Op1( 0), Op2( 0), is32, NULL, get_MIDR },
 479         { CRn( 0), CRm( 0), Op1( 0), Op2( 1), is32, NULL, get_CTR },
 480         { CRn( 0), CRm( 0), Op1( 0), Op2( 2), is32, NULL, get_TCMTR },
 481         { CRn( 0), CRm( 0), Op1( 0), Op2( 3), is32, NULL, get_TLBTR },
 482         { CRn( 0), CRm( 0), Op1( 0), Op2( 6), is32, NULL, get_REVIDR },
 483
 484         { CRn( 0), CRm( 1), Op1( 0), Op2( 0), is32, NULL, get_ID_PFR0 },
 485         { CRn( 0), CRm( 1), Op1( 0), Op2( 1), is32, NULL, get_ID_PFR1 },
 486         { CRn( 0), CRm( 1), Op1( 0), Op2( 2), is32, NULL, get_ID_DFR0 },
 487         { CRn( 0), CRm( 1), Op1( 0), Op2( 3), is32, NULL, get_ID_AFR0 },
 488         { CRn( 0), CRm( 1), Op1( 0), Op2( 4), is32, NULL, get_ID_MMFR0 },
 489         { CRn( 0), CRm( 1), Op1( 0), Op2( 5), is32, NULL, get_ID_MMFR1 },
 490         { CRn( 0), CRm( 1), Op1( 0), Op2( 6), is32, NULL, get_ID_MMFR2 },
 491         { CRn( 0), CRm( 1), Op1( 0), Op2( 7), is32, NULL, get_ID_MMFR3 },
 492
 493         { CRn( 0), CRm( 2), Op1( 0), Op2( 0), is32, NULL, get_ID_ISAR0 },
 494         { CRn( 0), CRm( 2), Op1( 0), Op2( 1), is32, NULL, get_ID_ISAR1 },
 495         { CRn( 0), CRm( 2), Op1( 0), Op2( 2), is32, NULL, get_ID_ISAR2 },
 496         { CRn( 0), CRm( 2), Op1( 0), Op2( 3), is32, NULL, get_ID_ISAR3 },
 497         { CRn( 0), CRm( 2), Op1( 0), Op2( 4), is32, NULL, get_ID_ISAR4 },
 498         { CRn( 0), CRm( 2), Op1( 0), Op2( 5), is32, NULL, get_ID_ISAR5 },
 499
 500         { CRn( 0), CRm( 0), Op1( 1), Op2( 1), is32, NULL, get_CLIDR },
 501         { CRn( 0), CRm( 0), Op1( 1), Op2( 7), is32, NULL, get_AIDR },
 502 };
 503
 504 static int reg_from_user(void *val, const void __user *uaddr, u64 id)
 505 {
 506         /* This Just Works because we are little endian. */
 507         if (copy_from_user(val, uaddr, KVM_REG_SIZE(id)) != 0)
 508                 return -EFAULT;
 509         return 0;
 510 }
 511
 512 static int reg_to_user(void __user *uaddr, const void *val, u64 id)
 513 {
 514         /* This Just Works because we are little endian. */
 515         if (copy_to_user(uaddr, val, KVM_REG_SIZE(id)) != 0)
 516                 return -EFAULT;
 517         return 0;
 518 }
 519
 520 static int get_invariant_cp15(u64 id, void __user *uaddr)
 521 {
 522         struct coproc_params params;
 523         const struct coproc_reg *r;
 524
 525         if (!index_to_params(id, &params))
 526                 return -ENOENT;
 527
 528         r = find_reg(&params, invariant_cp15, ARRAY_SIZE(invariant_cp15));
 529         if (!r)
 530                 return -ENOENT;
 531
 532         return reg_to_user(uaddr, &r->val, id);
 533 }
 534
 535 static int set_invariant_cp15(u64 id, void __user *uaddr)
 536 {
 537         struct coproc_params params;
 538         const struct coproc_reg *r;
 539         int err;
 540         u64 val = 0; /* Make sure high bits are 0 for 32-bit regs */
 541
 542         if (!index_to_params(id, &params))
 543                 return -ENOENT;
 544         r = find_reg(&params, invariant_cp15, ARRAY_SIZE(invariant_cp15));
 545         if (!r)
 546                 return -ENOENT;
 547
 548         err = reg_from_user(&val, uaddr, id);
 549         if (err)
 550                 return err;
 551
 552         /* This is what we mean by invariant: you can't change it. */
 553         if (r->val != val)
 554                 return -EINVAL;
 555
 556         return 0;
 557 }
 558
 559 static bool is_valid_cache(u32 val)
 560 {
 561         u32 level, ctype;
 562
 563         if (val >= CSSELR_MAX)
 564                 return -ENOENT;
 565
 566         /* Bottom bit is Instruction or Data bit.  Next 3 bits are level. */
 567         level = (val >> 1);
 568         ctype = (cache_levels >> (level * 3)) & 7;
 569
 570         switch (ctype) {
 571         case 0: /* No cache */
 572                 return false;
 573         case 1: /* Instruction cache only */
 574                 return (val & 1);
 575         case 2: /* Data cache only */
 576         case 4: /* Unified cache */
 577                 return !(val & 1);
 578         case 3: /* Separate instruction and data caches */
 579                 return true;
 580         default: /* Reserved: we can't know instruction or data. */
 581                 return false;
 582         }
 583 }
 584
 585 /* Which cache CCSIDR represents depends on CSSELR value. */
 586 static u32 get_ccsidr(u32 csselr)
 587 {
 588         u32 ccsidr;
 589
 590         /* Make sure noone else changes CSSELR during this! */
 591         local_irq_disable();
 592         /* Put value into CSSELR */
 593         asm volatile("mcr p15, 2, %0, c0, c0, 0" : : "r" (csselr));
 594         isb();
 595         /* Read result out of CCSIDR */
 596         asm volatile("mrc p15, 1, %0, c0, c0, 0" : "=r" (ccsidr));
 597         local_irq_enable();
 598
 599         return ccsidr;
 600 }
 601
 602 static int demux_c15_get(u64 id, void __user *uaddr)
 603 {
 604         u32 val;
 605         u32 __user *uval = uaddr;
 606
 607         /* Fail if we have unknown bits set. */
 608         if (id & ~(KVM_REG_ARCH_MASK|KVM_REG_SIZE_MASK|KVM_REG_ARM_COPROC_MASK
 609                    | ((1 << KVM_REG_ARM_COPROC_SHIFT)-1)))
 610                 return -ENOENT;
 611
 612         switch (id & KVM_REG_ARM_DEMUX_ID_MASK) {
 613         case KVM_REG_ARM_DEMUX_ID_CCSIDR:
 614                 if (KVM_REG_SIZE(id) != 4)
 615                         return -ENOENT;
 616                 val = (id & KVM_REG_ARM_DEMUX_VAL_MASK)
 617                         >> KVM_REG_ARM_DEMUX_VAL_SHIFT;
 618                 if (!is_valid_cache(val))
 619                         return -ENOENT;
 620
 621                 return put_user(get_ccsidr(val), uval);
 622         default:
 623                 return -ENOENT;
 624         }
 625 }
 626
 627 static int demux_c15_set(u64 id, void __user *uaddr)
 628 {
 629         u32 val, newval;
 630         u32 __user *uval = uaddr;
 631
 632         /* Fail if we have unknown bits set. */
 633         if (id & ~(KVM_REG_ARCH_MASK|KVM_REG_SIZE_MASK|KVM_REG_ARM_COPROC_MASK
 634                    | ((1 << KVM_REG_ARM_COPROC_SHIFT)-1)))
 635                 return -ENOENT;
 636
 637         switch (id & KVM_REG_ARM_DEMUX_ID_MASK) {
 638         case KVM_REG_ARM_DEMUX_ID_CCSIDR:
 639                 if (KVM_REG_SIZE(id) != 4)
 640                         return -ENOENT;
 641                 val = (id & KVM_REG_ARM_DEMUX_VAL_MASK)
 642                         >> KVM_REG_ARM_DEMUX_VAL_SHIFT;
 643                 if (!is_valid_cache(val))
 644                         return -ENOENT;
 645
 646                 if (get_user(newval, uval))
 647                         return -EFAULT;
 648
 649                 /* This is also invariant: you can't change it. */
 650                 if (newval != get_ccsidr(val))
 651                         return -EINVAL;
 652                 return 0;
 653         default:
 654                 return -ENOENT;
 655         }
 656 }
 657
 658 #ifdef CONFIG_VFPv3
 659 static const int vfp_sysregs[] = { KVM_REG_ARM_VFP_FPEXC,
 660                                    KVM_REG_ARM_VFP_FPSCR,
 661                                    KVM_REG_ARM_VFP_FPINST,
 662                                    KVM_REG_ARM_VFP_FPINST2,
 663                                    KVM_REG_ARM_VFP_MVFR0,
 664                                    KVM_REG_ARM_VFP_MVFR1,
 665                                    KVM_REG_ARM_VFP_FPSID };
 666
 667 static unsigned int num_fp_regs(void)
 668 {
 669         if (((fmrx(MVFR0) & MVFR0_A_SIMD_MASK) >> MVFR0_A_SIMD_BIT) == 2)
 670                 return 32;
 671         else
 672                 return 16;
 673 }
 674
 675 static unsigned int num_vfp_regs(void)
 676 {
 677         /* Normal FP regs + control regs. */
 678         return num_fp_regs() + ARRAY_SIZE(vfp_sysregs);
 679 }
 680
 681 static int copy_vfp_regids(u64 __user *uindices)
 682 {
 683         unsigned int i;
 684         const u64 u32reg = KVM_REG_ARM | KVM_REG_SIZE_U32 | KVM_REG_ARM_VFP;
 685         const u64 u64reg = KVM_REG_ARM | KVM_REG_SIZE_U64 | KVM_REG_ARM_VFP;
 686
 687         for (i = 0; i < num_fp_regs(); i++) {
 688                 if (put_user((u64reg | KVM_REG_ARM_VFP_BASE_REG) + i,
 689                              uindices))
 690                         return -EFAULT;
 691                 uindices++;
 692         }
 693
 694         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(vfp_sysregs); i++) {
 695                 if (put_user(u32reg | vfp_sysregs[i], uindices))
 696                         return -EFAULT;
 697                 uindices++;
 698         }
 699
 700         return num_vfp_regs();
 701 }
 702
 703 static int vfp_get_reg(const struct kvm_vcpu *vcpu, u64 id, void __user *uaddr)
 704 {
 705         u32 vfpid = (id & KVM_REG_ARM_VFP_MASK);
 706         u32 val;
 707
 708         /* Fail if we have unknown bits set. */
 709         if (id & ~(KVM_REG_ARCH_MASK|KVM_REG_SIZE_MASK|KVM_REG_ARM_COPROC_MASK
 710                    | ((1 << KVM_REG_ARM_COPROC_SHIFT)-1)))
 711                 return -ENOENT;
 712
 713         if (vfpid < num_fp_regs()) {
 714                 if (KVM_REG_SIZE(id) != 8)
 715                         return -ENOENT;
 716                 return reg_to_user(uaddr, &vcpu->arch.vfp_guest.fpregs[vfpid],
 717                                    id);
 718         }
 719
 720         /* FP control registers are all 32 bit. */
 721         if (KVM_REG_SIZE(id) != 4)
 722                 return -ENOENT;
 723
 724         switch (vfpid) {
 725         case KVM_REG_ARM_VFP_FPEXC:
 726                 return reg_to_user(uaddr, &vcpu->arch.vfp_guest.fpexc, id);
 727         case KVM_REG_ARM_VFP_FPSCR:
 728                 return reg_to_user(uaddr, &vcpu->arch.vfp_guest.fpscr, id);
 729         case KVM_REG_ARM_VFP_FPINST:
 730                 return reg_to_user(uaddr, &vcpu->arch.vfp_guest.fpinst, id);
 731         case KVM_REG_ARM_VFP_FPINST2:
 732                 return reg_to_user(uaddr, &vcpu->arch.vfp_guest.fpinst2, id);
 733         case KVM_REG_ARM_VFP_MVFR0:
 734                 val = fmrx(MVFR0);
 735                 return reg_to_user(uaddr, &val, id);
 736         case KVM_REG_ARM_VFP_MVFR1:
 737                 val = fmrx(MVFR1);
 738                 return reg_to_user(uaddr, &val, id);
 739         case KVM_REG_ARM_VFP_FPSID:
 740                 val = fmrx(FPSID);
 741                 return reg_to_user(uaddr, &val, id);
 742         default:
 743                 return -ENOENT;
 744         }
 745 }
 746
 747 static int vfp_set_reg(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 id, const void __user *uaddr)
 748 {
 749         u32 vfpid = (id & KVM_REG_ARM_VFP_MASK);
 750         u32 val;
 751
 752         /* Fail if we have unknown bits set. */
 753         if (id & ~(KVM_REG_ARCH_MASK|KVM_REG_SIZE_MASK|KVM_REG_ARM_COPROC_MASK
 754                    | ((1 << KVM_REG_ARM_COPROC_SHIFT)-1)))
 755                 return -ENOENT;
 756
 757         if (vfpid < num_fp_regs()) {
 758                 if (KVM_REG_SIZE(id) != 8)
 759                         return -ENOENT;
 760                 return reg_from_user(&vcpu->arch.vfp_guest.fpregs[vfpid],
 761                                      uaddr, id);
 762         }
 763
 764         /* FP control registers are all 32 bit. */
 765         if (KVM_REG_SIZE(id) != 4)
 766                 return -ENOENT;
 767
 768         switch (vfpid) {
 769         case KVM_REG_ARM_VFP_FPEXC:
 770                 return reg_from_user(&vcpu->arch.vfp_guest.fpexc, uaddr, id);
 771         case KVM_REG_ARM_VFP_FPSCR:
 772                 return reg_from_user(&vcpu->arch.vfp_guest.fpscr, uaddr, id);
 773         case KVM_REG_ARM_VFP_FPINST:
 774                 return reg_from_user(&vcpu->arch.vfp_guest.fpinst, uaddr, id);
 775         case KVM_REG_ARM_VFP_FPINST2:
 776                 return reg_from_user(&vcpu->arch.vfp_guest.fpinst2, uaddr, id);
 777         /* These are invariant. */
 778         case KVM_REG_ARM_VFP_MVFR0:
 779                 if (reg_from_user(&val, uaddr, id))
 780                         return -EFAULT;
 781                 if (val != fmrx(MVFR0))
 782                         return -EINVAL;
 783                 return 0;
 784         case KVM_REG_ARM_VFP_MVFR1:
 785                 if (reg_from_user(&val, uaddr, id))
 786                         return -EFAULT;
 787                 if (val != fmrx(MVFR1))
 788                         return -EINVAL;
 789                 return 0;
 790         case KVM_REG_ARM_VFP_FPSID:
 791                 if (reg_from_user(&val, uaddr, id))
 792                         return -EFAULT;
 793                 if (val != fmrx(FPSID))
 794                         return -EINVAL;
 795                 return 0;
 796         default:
 797                 return -ENOENT;
 798         }
 799 }
 800 #else /* !CONFIG_VFPv3 */
 801 static unsigned int num_vfp_regs(void)
 802 {
 803         return 0;
 804 }
 805
 806 static int copy_vfp_regids(u64 __user *uindices)
 807 {
 808         return 0;
 809 }
 810
 811 static int vfp_get_reg(const struct kvm_vcpu *vcpu, u64 id, void __user *uaddr)
 812 {
 813         return -ENOENT;
 814 }
 815
 816 static int vfp_set_reg(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 id, const void __user *uaddr)
 817 {
 818         return -ENOENT;
 819 }
 820 #endif /* !CONFIG_VFPv3 */
 821
 822 int kvm_arm_coproc_get_reg(struct kvm_vcpu *vcpu, const struct kvm_one_reg *reg)
 823 {
 824         const struct coproc_reg *r;
 825         void __user *uaddr = (void __user *)(long)reg->addr;
 826
 827         if ((reg->id & KVM_REG_ARM_COPROC_MASK) == KVM_REG_ARM_DEMUX)
 828                 return demux_c15_get(reg->id, uaddr);
 829
 830         if ((reg->id & KVM_REG_ARM_COPROC_MASK) == KVM_REG_ARM_VFP)
 831                 return vfp_get_reg(vcpu, reg->id, uaddr);
 832
 833         r = index_to_coproc_reg(vcpu, reg->id);
 834         if (!r)
 835                 return get_invariant_cp15(reg->id, uaddr);
 836
 837         /* Note: copies two regs if size is 64 bit. */
 838         return reg_to_user(uaddr, &vcpu->arch.cp15[r->reg], reg->id);
 839 }
 840
 841 int kvm_arm_coproc_set_reg(struct kvm_vcpu *vcpu, const struct kvm_one_reg *reg)
 842 {
 843         const struct coproc_reg *r;
 844         void __user *uaddr = (void __user *)(long)reg->addr;
 845
 846         if ((reg->id & KVM_REG_ARM_COPROC_MASK) == KVM_REG_ARM_DEMUX)
 847                 return demux_c15_set(reg->id, uaddr);
 848
 849         if ((reg->id & KVM_REG_ARM_COPROC_MASK) == KVM_REG_ARM_VFP)
 850                 return vfp_set_reg(vcpu, reg->id, uaddr);
 851
 852         r = index_to_coproc_reg(vcpu, reg->id);
 853         if (!r)
 854                 return set_invariant_cp15(reg->id, uaddr);
 855
 856         /* Note: copies two regs if size is 64 bit */
 857         return reg_from_user(&vcpu->arch.cp15[r->reg], uaddr, reg->id);
 858 }
 859
 860 static unsigned int num_demux_regs(void)
 861 {
 862         unsigned int i, count = 0;
 863
 864         for (i = 0; i < CSSELR_MAX; i++)
 865                 if (is_valid_cache(i))
 866                         count++;
 867
 868         return count;
 869 }
 870
 871 static int write_demux_regids(u64 __user *uindices)
 872 {
 873         u64 val = KVM_REG_ARM | KVM_REG_SIZE_U32 | KVM_REG_ARM_DEMUX;
 874         unsigned int i;
 875
 876         val |= KVM_REG_ARM_DEMUX_ID_CCSIDR;
 877         for (i = 0; i < CSSELR_MAX; i++) {
 878                 if (!is_valid_cache(i))
 879                         continue;
 880                 if (put_user(val | i, uindices))
 881                         return -EFAULT;
 882                 uindices++;
 883         }
 884         return 0;
 885 }
 886
 887 static u64 cp15_to_index(const struct coproc_reg *reg)
 888 {
 889         u64 val = KVM_REG_ARM | (15 << KVM_REG_ARM_COPROC_SHIFT);
 890         if (reg->is_64) {
 891                 val |= KVM_REG_SIZE_U64;
 892                 val |= (reg->Op1 << KVM_REG_ARM_OPC1_SHIFT);
 893                 val |= (reg->CRm << KVM_REG_ARM_CRM_SHIFT);
 894         } else {
 895                 val |= KVM_REG_SIZE_U32;
 896                 val |= (reg->Op1 << KVM_REG_ARM_OPC1_SHIFT);
 897                 val |= (reg->Op2 << KVM_REG_ARM_32_OPC2_SHIFT);
 898                 val |= (reg->CRm << KVM_REG_ARM_CRM_SHIFT);
 899                 val |= (reg->CRn << KVM_REG_ARM_32_CRN_SHIFT);
 900         }
 901         return val;
 902 }
 903
 904 static bool copy_reg_to_user(const struct coproc_reg *reg, u64 __user **uind)
 905 {
 906         if (!*uind)
 907                 return true;
 908
 909         if (put_user(cp15_to_index(reg), *uind))
 910                 return false;
 911
 912         (*uind)++;
 913         return true;
 914 }
 915
 916 /* Assumed ordered tables, see kvm_coproc_table_init. */
 917 static int walk_cp15(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 __user *uind)
 918 {
 919         const struct coproc_reg *i1, *i2, *end1, *end2;
 920         unsigned int total = 0;
 921         size_t num;
 922
 923         /* We check for duplicates here, to allow arch-specific overrides. */
 924         i1 = get_target_table(vcpu->arch.target, &num);
 925         end1 = i1 + num;
 926         i2 = cp15_regs;
 927         end2 = cp15_regs + ARRAY_SIZE(cp15_regs);
 928
 929         BUG_ON(i1 == end1 || i2 == end2);
 930
 931         /* Walk carefully, as both tables may refer to the same register. */
 932         while (i1 || i2) {
 933                 int cmp = cmp_reg(i1, i2);
 934                 /* target-specific overrides generic entry. */
 935                 if (cmp <= 0) {
 936                         /* Ignore registers we trap but don't save. */
 937                         if (i1->reg) {
 938                                 if (!copy_reg_to_user(i1, &uind))
 939                                         return -EFAULT;
 940                                 total++;
 941                         }
 942                 } else {
 943                         /* Ignore registers we trap but don't save. */
 944                         if (i2->reg) {
 945                                 if (!copy_reg_to_user(i2, &uind))
 946                                         return -EFAULT;
 947                                 total++;
 948                         }
 949                 }
 950
 951                 if (cmp <= 0 && ++i1 == end1)
 952                         i1 = NULL;
 953                 if (cmp >= 0 && ++i2 == end2)
 954                         i2 = NULL;
 955         }
 956         return total;
 957 }
 958
 959 unsigned long kvm_arm_num_coproc_regs(struct kvm_vcpu *vcpu)
 960 {
 961         return ARRAY_SIZE(invariant_cp15)
 962                 + num_demux_regs()
 963                 + num_vfp_regs()
 964                 + walk_cp15(vcpu, (u64 __user *)NULL);
 965 }
 966
 967 int kvm_arm_copy_coproc_indices(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 __user *uindices)
 968 {
 969         unsigned int i;
 970         int err;
 971
 972         /* Then give them all the invariant registers' indices. */
 973         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(invariant_cp15); i++) {
 974                 if (put_user(cp15_to_index(&invariant_cp15[i]), uindices))
 975                         return -EFAULT;
 976                 uindices++;
 977         }
 978
 979         err = walk_cp15(vcpu, uindices);
 980         if (err < 0)
 981                 return err;
 982         uindices += err;
 983
 984         err = copy_vfp_regids(uindices);
 985         if (err < 0)
 986                 return err;
 987         uindices += err;
 988
 989         return write_demux_regids(uindices);
 990 }
 991
 992 void kvm_coproc_table_init(void)
 993 {
 994         unsigned int i;
 995
 996         /* Make sure tables are unique and in order. */
 997         for (i = 1; i < ARRAY_SIZE(cp15_regs); i++)
 998                 BUG_ON(cmp_reg(&cp15_regs[i-1], &cp15_regs[i]) >= 0);
 999
1000         /* We abuse the reset function to overwrite the table itself. */
1001         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(invariant_cp15); i++)
1002                 invariant_cp15[i].reset(NULL, &invariant_cp15[i]);
1003
1004         /*
1005          * CLIDR format is awkward, so clean it up.  See ARM B4.1.20:
1006          *
1007          *   If software reads the Cache Type fields from Ctype1
1008          *   upwards, once it has seen a value of 0b000, no caches
1009          *   exist at further-out levels of the hierarchy. So, for
1010          *   example, if Ctype3 is the first Cache Type field with a
1011          *   value of 0b000, the values of Ctype4 to Ctype7 must be
1012          *   ignored.
1013          */
1014         asm volatile("mrc p15, 1, %0, c0, c0, 1" : "=r" (cache_levels));
1015         for (i = 0; i < 7; i++)
1016                 if (((cache_levels >> (i*3)) & 7) == 0)
1017                         break;
1018         /* Clear all higher bits. */
1019         cache_levels &= (1 << (i*3))-1;
1020 }
1021
1022 /**
1023  * kvm_reset_coprocs - sets cp15 registers to reset value
1024  * @vcpu: The VCPU pointer
1025  *
1026  * This function finds the right table above and sets the registers on the
1027  * virtual CPU struct to their architecturally defined reset values.
1028  */
1029 void kvm_reset_coprocs(struct kvm_vcpu *vcpu)
1030 {
1031         size_t num;
1032         const struct coproc_reg *table;
1033
1034         /* Catch someone adding a register without putting in reset entry. */
1035         memset(vcpu->arch.cp15, 0x42, sizeof(vcpu->arch.cp15));
1036
1037         /* Generic chip reset first (so target could override). */
1038         reset_coproc_regs(vcpu, cp15_regs, ARRAY_SIZE(cp15_regs));
1039
1040         table = get_target_table(vcpu->arch.target, &num);
1041         reset_coproc_regs(vcpu, table, num);
1042
1043         for (num = 1; num < NR_CP15_REGS; num++)
1044                 if (vcpu->arch.cp15[num] == 0x42424242)
1045                         panic("Didn't reset vcpu->arch.cp15[%zi]", num);
1046 }