arch/arm64/include/asm/kvm_host.h

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2012,2013 - ARM Ltd
   3  * Author: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
   4  *
   5  * Derived from arch/arm/include/asm/kvm_host.h:
   6  * Copyright (C) 2012 - Virtual Open Systems and Columbia University
   7  * Author: Christoffer Dall <c.dall@virtualopensystems.com>
   8  *
   9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  10  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
  11  * published by the Free Software Foundation.
  12  *
  13  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  16  * GNU General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  19  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  20  */
  21
  22 #ifndef __ARM64_KVM_HOST_H__
  23 #define __ARM64_KVM_HOST_H__
  24
  25 #include <linux/types.h>
  26 #include <linux/kvm_types.h>
  27 #include <asm/kvm.h>
  28 #include <asm/kvm_mmio.h>
  29
  30 #define __KVM_HAVE_ARCH_INTC_INITIALIZED
  31
  32 #define KVM_USER_MEM_SLOTS 32
  33 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 4
  34 #define KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET 1
  35 #define KVM_HALT_POLL_NS_DEFAULT 500000
  36
  37 #include <kvm/arm_vgic.h>
  38 #include <kvm/arm_arch_timer.h>
  39
  40 #define KVM_MAX_VCPUS VGIC_V3_MAX_CPUS
  41
  42 #define KVM_VCPU_MAX_FEATURES 3
  43
  44 int __attribute_const__ kvm_target_cpu(void);
  45 int kvm_reset_vcpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
  46 int kvm_arch_dev_ioctl_check_extension(long ext);
  47
  48 struct kvm_arch {
  49         /* The VMID generation used for the virt. memory system */
  50         u64    vmid_gen;
  51         u32    vmid;
  52
  53         /* 1-level 2nd stage table and lock */
  54         spinlock_t pgd_lock;
  55         pgd_t *pgd;
  56
  57         /* VTTBR value associated with above pgd and vmid */
  58         u64    vttbr;
  59
  60         /* The maximum number of vCPUs depends on the used GIC model */
  61         int max_vcpus;
  62
  63         /* Interrupt controller */
  64         struct vgic_dist        vgic;
  65
  66         /* Timer */
  67         struct arch_timer_kvm   timer;
  68 };
  69
  70 #define KVM_NR_MEM_OBJS     40
  71
  72 /*
  73  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
  74  * enough memory for a single page fault in a cache.
  75  */
  76 struct kvm_mmu_memory_cache {
  77         int nobjs;
  78         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
  79 };
  80
  81 struct kvm_vcpu_fault_info {
  82         u32 esr_el2;            /* Hyp Syndrom Register */
  83         u64 far_el2;            /* Hyp Fault Address Register */
  84         u64 hpfar_el2;          /* Hyp IPA Fault Address Register */
  85 };
  86
  87 /*
  88  * 0 is reserved as an invalid value.
  89  * Order should be kept in sync with the save/restore code.
  90  */
  91 enum vcpu_sysreg {
  92         __INVALID_SYSREG__,
  93         MPIDR_EL1,      /* MultiProcessor Affinity Register */
  94         CSSELR_EL1,     /* Cache Size Selection Register */
  95         SCTLR_EL1,      /* System Control Register */
  96         ACTLR_EL1,      /* Auxiliary Control Register */
  97         CPACR_EL1,      /* Coprocessor Access Control */
  98         TTBR0_EL1,      /* Translation Table Base Register 0 */
  99         TTBR1_EL1,      /* Translation Table Base Register 1 */
 100         TCR_EL1,        /* Translation Control Register */
 101         ESR_EL1,        /* Exception Syndrome Register */
 102         AFSR0_EL1,      /* Auxilary Fault Status Register 0 */
 103         AFSR1_EL1,      /* Auxilary Fault Status Register 1 */
 104         FAR_EL1,        /* Fault Address Register */
 105         MAIR_EL1,       /* Memory Attribute Indirection Register */
 106         VBAR_EL1,       /* Vector Base Address Register */
 107         CONTEXTIDR_EL1, /* Context ID Register */
 108         TPIDR_EL0,      /* Thread ID, User R/W */
 109         TPIDRRO_EL0,    /* Thread ID, User R/O */
 110         TPIDR_EL1,      /* Thread ID, Privileged */
 111         AMAIR_EL1,      /* Aux Memory Attribute Indirection Register */
 112         CNTKCTL_EL1,    /* Timer Control Register (EL1) */
 113         PAR_EL1,        /* Physical Address Register */
 114         MDSCR_EL1,      /* Monitor Debug System Control Register */
 115         MDCCINT_EL1,    /* Monitor Debug Comms Channel Interrupt Enable Reg */
 116
 117         /* 32bit specific registers. Keep them at the end of the range */
 118         DACR32_EL2,     /* Domain Access Control Register */
 119         IFSR32_EL2,     /* Instruction Fault Status Register */
 120         FPEXC32_EL2,    /* Floating-Point Exception Control Register */
 121         DBGVCR32_EL2,   /* Debug Vector Catch Register */
 122
 123         NR_SYS_REGS     /* Nothing after this line! */
 124 };
 125
 126 /* 32bit mapping */
 127 #define c0_MPIDR        (MPIDR_EL1 * 2) /* MultiProcessor ID Register */
 128 #define c0_CSSELR       (CSSELR_EL1 * 2)/* Cache Size Selection Register */
 129 #define c1_SCTLR        (SCTLR_EL1 * 2) /* System Control Register */
 130 #define c1_ACTLR        (ACTLR_EL1 * 2) /* Auxiliary Control Register */
 131 #define c1_CPACR        (CPACR_EL1 * 2) /* Coprocessor Access Control */
 132 #define c2_TTBR0        (TTBR0_EL1 * 2) /* Translation Table Base Register 0 */
 133 #define c2_TTBR0_high   (c2_TTBR0 + 1)  /* TTBR0 top 32 bits */
 134 #define c2_TTBR1        (TTBR1_EL1 * 2) /* Translation Table Base Register 1 */
 135 #define c2_TTBR1_high   (c2_TTBR1 + 1)  /* TTBR1 top 32 bits */
 136 #define c2_TTBCR        (TCR_EL1 * 2)   /* Translation Table Base Control R. */
 137 #define c3_DACR         (DACR32_EL2 * 2)/* Domain Access Control Register */
 138 #define c5_DFSR         (ESR_EL1 * 2)   /* Data Fault Status Register */
 139 #define c5_IFSR         (IFSR32_EL2 * 2)/* Instruction Fault Status Register */
 140 #define c5_ADFSR        (AFSR0_EL1 * 2) /* Auxiliary Data Fault Status R */
 141 #define c5_AIFSR        (AFSR1_EL1 * 2) /* Auxiliary Instr Fault Status R */
 142 #define c6_DFAR         (FAR_EL1 * 2)   /* Data Fault Address Register */
 143 #define c6_IFAR         (c6_DFAR + 1)   /* Instruction Fault Address Register */
 144 #define c7_PAR          (PAR_EL1 * 2)   /* Physical Address Register */
 145 #define c7_PAR_high     (c7_PAR + 1)    /* PAR top 32 bits */
 146 #define c10_PRRR        (MAIR_EL1 * 2)  /* Primary Region Remap Register */
 147 #define c10_NMRR        (c10_PRRR + 1)  /* Normal Memory Remap Register */
 148 #define c12_VBAR        (VBAR_EL1 * 2)  /* Vector Base Address Register */
 149 #define c13_CID         (CONTEXTIDR_EL1 * 2)    /* Context ID Register */
 150 #define c13_TID_URW     (TPIDR_EL0 * 2) /* Thread ID, User R/W */
 151 #define c13_TID_URO     (TPIDRRO_EL0 * 2)/* Thread ID, User R/O */
 152 #define c13_TID_PRIV    (TPIDR_EL1 * 2) /* Thread ID, Privileged */
 153 #define c10_AMAIR0      (AMAIR_EL1 * 2) /* Aux Memory Attr Indirection Reg */
 154 #define c10_AMAIR1      (c10_AMAIR0 + 1)/* Aux Memory Attr Indirection Reg */
 155 #define c14_CNTKCTL     (CNTKCTL_EL1 * 2) /* Timer Control Register (PL1) */
 156
 157 #define cp14_DBGDSCRext (MDSCR_EL1 * 2)
 158 #define cp14_DBGBCR0    (DBGBCR0_EL1 * 2)
 159 #define cp14_DBGBVR0    (DBGBVR0_EL1 * 2)
 160 #define cp14_DBGBXVR0   (cp14_DBGBVR0 + 1)
 161 #define cp14_DBGWCR0    (DBGWCR0_EL1 * 2)
 162 #define cp14_DBGWVR0    (DBGWVR0_EL1 * 2)
 163 #define cp14_DBGDCCINT  (MDCCINT_EL1 * 2)
 164
 165 #define NR_COPRO_REGS   (NR_SYS_REGS * 2)
 166
 167 struct kvm_cpu_context {
 168         struct kvm_regs gp_regs;
 169         union {
 170                 u64 sys_regs[NR_SYS_REGS];
 171                 u32 copro[NR_COPRO_REGS];
 172         };
 173 };
 174
 175 typedef struct kvm_cpu_context kvm_cpu_context_t;
 176
 177 struct kvm_vcpu_arch {
 178         struct kvm_cpu_context ctxt;
 179
 180         /* HYP configuration */
 181         u64 hcr_el2;
 182         u32 mdcr_el2;
 183
 184         /* Exception Information */
 185         struct kvm_vcpu_fault_info fault;
 186
 187         /* Guest debug state */
 188         u64 debug_flags;
 189
 190         /*
 191          * We maintain more than a single set of debug registers to support
 192          * debugging the guest from the host and to maintain separate host and
 193          * guest state during world switches. vcpu_debug_state are the debug
 194          * registers of the vcpu as the guest sees them.  host_debug_state are
 195          * the host registers which are saved and restored during
 196          * world switches. external_debug_state contains the debug
 197          * values we want to debug the guest. This is set via the
 198          * KVM_SET_GUEST_DEBUG ioctl.
 199          *
 200          * debug_ptr points to the set of debug registers that should be loaded
 201          * onto the hardware when running the guest.
 202          */
 203         struct kvm_guest_debug_arch *debug_ptr;
 204         struct kvm_guest_debug_arch vcpu_debug_state;
 205         struct kvm_guest_debug_arch external_debug_state;
 206
 207         /* Pointer to host CPU context */
 208         kvm_cpu_context_t *host_cpu_context;
 209         struct kvm_guest_debug_arch host_debug_state;
 210
 211         /* VGIC state */
 212         struct vgic_cpu vgic_cpu;
 213         struct arch_timer_cpu timer_cpu;
 214
 215         /*
 216          * Anything that is not used directly from assembly code goes
 217          * here.
 218          */
 219
 220         /*
 221          * Guest registers we preserve during guest debugging.
 222          *
 223          * These shadow registers are updated by the kvm_handle_sys_reg
 224          * trap handler if the guest accesses or updates them while we
 225          * are using guest debug.
 226          */
 227         struct {
 228                 u32     mdscr_el1;
 229         } guest_debug_preserved;
 230
 231         /* vcpu power-off state */
 232         bool power_off;
 233
 234         /* Don't run the guest (internal implementation need) */
 235         bool pause;
 236
 237         /* IO related fields */
 238         struct kvm_decode mmio_decode;
 239
 240         /* Interrupt related fields */
 241         u64 irq_lines;          /* IRQ and FIQ levels */
 242
 243         /* Cache some mmu pages needed inside spinlock regions */
 244         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
 245
 246         /* Target CPU and feature flags */
 247         int target;
 248         DECLARE_BITMAP(features, KVM_VCPU_MAX_FEATURES);
 249
 250         /* Detect first run of a vcpu */
 251         bool has_run_once;
 252 };
 253
 254 #define vcpu_gp_regs(v)         (&(v)->arch.ctxt.gp_regs)
 255 #define vcpu_sys_reg(v,r)       ((v)->arch.ctxt.sys_regs[(r)])
 256 /*
 257  * CP14 and CP15 live in the same array, as they are backed by the
 258  * same system registers.
 259  */
 260 #define vcpu_cp14(v,r)          ((v)->arch.ctxt.copro[(r)])
 261 #define vcpu_cp15(v,r)          ((v)->arch.ctxt.copro[(r)])
 262
 263 #ifdef CONFIG_CPU_BIG_ENDIAN
 264 #define vcpu_cp15_64_high(v,r)  vcpu_cp15((v),(r))
 265 #define vcpu_cp15_64_low(v,r)   vcpu_cp15((v),(r) + 1)
 266 #else
 267 #define vcpu_cp15_64_high(v,r)  vcpu_cp15((v),(r) + 1)
 268 #define vcpu_cp15_64_low(v,r)   vcpu_cp15((v),(r))
 269 #endif
 270
 271 struct kvm_vm_stat {
 272         u32 remote_tlb_flush;
 273 };
 274
 275 struct kvm_vcpu_stat {
 276         u32 halt_successful_poll;
 277         u32 halt_attempted_poll;
 278         u32 halt_wakeup;
 279         u32 hvc_exit_stat;
 280         u64 wfe_exit_stat;
 281         u64 wfi_exit_stat;
 282         u64 mmio_exit_user;
 283         u64 mmio_exit_kernel;
 284         u64 exits;
 285 };
 286
 287 int kvm_vcpu_preferred_target(struct kvm_vcpu_init *init);
 288 unsigned long kvm_arm_num_regs(struct kvm_vcpu *vcpu);
 289 int kvm_arm_copy_reg_indices(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 __user *indices);
 290 int kvm_arm_get_reg(struct kvm_vcpu *vcpu, const struct kvm_one_reg *reg);
 291 int kvm_arm_set_reg(struct kvm_vcpu *vcpu, const struct kvm_one_reg *reg);
 292
 293 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
 294 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
 295 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm,
 296                         unsigned long start, unsigned long end);
 297 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
 298 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
 299 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
 300
 301 /* We do not have shadow page tables, hence the empty hooks */
 302 static inline void kvm_arch_mmu_notifier_invalidate_page(struct kvm *kvm,
 303                                                          unsigned long address)
 304 {
 305 }
 306
 307 struct kvm_vcpu *kvm_arm_get_running_vcpu(void);
 308 struct kvm_vcpu * __percpu *kvm_get_running_vcpus(void);
 309
 310 u64 kvm_call_hyp(void *hypfn, ...);
 311 void force_vm_exit(const cpumask_t *mask);
 312 void kvm_mmu_wp_memory_region(struct kvm *kvm, int slot);
 313
 314 int handle_exit(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *run,
 315                 int exception_index);
 316
 317 int kvm_perf_init(void);
 318 int kvm_perf_teardown(void);
 319
 320 struct kvm_vcpu *kvm_mpidr_to_vcpu(struct kvm *kvm, unsigned long mpidr);
 321
 322 static inline void __cpu_init_hyp_mode(phys_addr_t boot_pgd_ptr,
 323                                        phys_addr_t pgd_ptr,
 324                                        unsigned long hyp_stack_ptr,
 325                                        unsigned long vector_ptr)
 326 {
 327         /*
 328          * Call initialization code, and switch to the full blown
 329          * HYP code.
 330          */
 331         kvm_call_hyp((void *)boot_pgd_ptr, pgd_ptr,
 332                      hyp_stack_ptr, vector_ptr);
 333 }
 334
 335 static inline void kvm_arch_hardware_disable(void) {}
 336 static inline void kvm_arch_hardware_unsetup(void) {}
 337 static inline void kvm_arch_sync_events(struct kvm *kvm) {}
 338 static inline void kvm_arch_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
 339 static inline void kvm_arch_sched_in(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu) {}
 340
 341 void kvm_arm_init_debug(void);
 342 void kvm_arm_setup_debug(struct kvm_vcpu *vcpu);
 343 void kvm_arm_clear_debug(struct kvm_vcpu *vcpu);
 344 void kvm_arm_reset_debug_ptr(struct kvm_vcpu *vcpu);
 345
 346 #endif /* __ARM64_KVM_HOST_H__ */