arch/arm64/kvm/debug.c

   1 /*
   2  * Debug and Guest Debug support
   3  *
   4  * Copyright (C) 2015 - Linaro Ltd
   5  * Author: Alex Bennée <alex.bennee@linaro.org>
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   9  * published by the Free Software Foundation.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18  */
  19
  20 #include <linux/kvm_host.h>
  21
  22 #include <asm/debug-monitors.h>
  23 #include <asm/kvm_asm.h>
  24 #include <asm/kvm_arm.h>
  25 #include <asm/kvm_emulate.h>
  26
  27 /* These are the bits of MDSCR_EL1 we may manipulate */
  28 #define MDSCR_EL1_DEBUG_MASK    (DBG_MDSCR_SS | \
  29                                 DBG_MDSCR_KDE | \
  30                                 DBG_MDSCR_MDE)
  31
  32 static DEFINE_PER_CPU(u32, mdcr_el2);
  33
  34 /**
  35  * save/restore_guest_debug_regs
  36  *
  37  * For some debug operations we need to tweak some guest registers. As
  38  * a result we need to save the state of those registers before we
  39  * make those modifications.
  40  *
  41  * Guest access to MDSCR_EL1 is trapped by the hypervisor and handled
  42  * after we have restored the preserved value to the main context.
  43  */
  44 static void save_guest_debug_regs(struct kvm_vcpu *vcpu)
  45 {
  46         vcpu->arch.guest_debug_preserved.mdscr_el1 = vcpu_sys_reg(vcpu, MDSCR_EL1);
  47 }
  48
  49 static void restore_guest_debug_regs(struct kvm_vcpu *vcpu)
  50 {
  51         vcpu_sys_reg(vcpu, MDSCR_EL1) = vcpu->arch.guest_debug_preserved.mdscr_el1;
  52 }
  53
  54 /**
  55  * kvm_arm_init_debug - grab what we need for debug
  56  *
  57  * Currently the sole task of this function is to retrieve the initial
  58  * value of mdcr_el2 so we can preserve MDCR_EL2.HPMN which has
  59  * presumably been set-up by some knowledgeable bootcode.
  60  *
  61  * It is called once per-cpu during CPU hyp initialisation.
  62  */
  63
  64 void kvm_arm_init_debug(void)
  65 {
  66         __this_cpu_write(mdcr_el2, kvm_call_hyp(__kvm_get_mdcr_el2));
  67 }
  68
  69 /**
  70  * kvm_arm_setup_debug - set up debug related stuff
  71  *
  72  * @vcpu:       the vcpu pointer
  73  *
  74  * This is called before each entry into the hypervisor to setup any
  75  * debug related registers. Currently this just ensures we will trap
  76  * access to:
  77  *  - Performance monitors (MDCR_EL2_TPM/MDCR_EL2_TPMCR)
  78  *  - Debug ROM Address (MDCR_EL2_TDRA)
  79  *  - OS related registers (MDCR_EL2_TDOSA)
  80  *
  81  * Additionally, KVM only traps guest accesses to the debug registers if
  82  * the guest is not actively using them (see the KVM_ARM64_DEBUG_DIRTY
  83  * flag on vcpu->arch.debug_flags).  Since the guest must not interfere
  84  * with the hardware state when debugging the guest, we must ensure that
  85  * trapping is enabled whenever we are debugging the guest using the
  86  * debug registers.
  87  */
  88
  89 void kvm_arm_setup_debug(struct kvm_vcpu *vcpu)
  90 {
  91         bool trap_debug = !(vcpu->arch.debug_flags & KVM_ARM64_DEBUG_DIRTY);
  92
  93         vcpu->arch.mdcr_el2 = __this_cpu_read(mdcr_el2) & MDCR_EL2_HPMN_MASK;
  94         vcpu->arch.mdcr_el2 |= (MDCR_EL2_TPM |
  95                                 MDCR_EL2_TPMCR |
  96                                 MDCR_EL2_TDRA |
  97                                 MDCR_EL2_TDOSA);
  98
  99         /* Trap on access to debug registers? */
 100         if (trap_debug)
 101                 vcpu->arch.mdcr_el2 |= MDCR_EL2_TDA;
 102
 103         /* Is Guest debugging in effect? */
 104         if (vcpu->guest_debug) {
 105                 /* Route all software debug exceptions to EL2 */
 106                 vcpu->arch.mdcr_el2 |= MDCR_EL2_TDE;
 107
 108                 /* Save guest debug state */
 109                 save_guest_debug_regs(vcpu);
 110
 111                 /*
 112                  * Single Step (ARM ARM D2.12.3 The software step state
 113                  * machine)
 114                  *
 115                  * If we are doing Single Step we need to manipulate
 116                  * the guest's MDSCR_EL1.SS and PSTATE.SS. Once the
 117                  * step has occurred the hypervisor will trap the
 118                  * debug exception and we return to userspace.
 119                  *
 120                  * If the guest attempts to single step its userspace
 121                  * we would have to deal with a trapped exception
 122                  * while in the guest kernel. Because this would be
 123                  * hard to unwind we suppress the guest's ability to
 124                  * do so by masking MDSCR_EL.SS.
 125                  *
 126                  * This confuses guest debuggers which use
 127                  * single-step behind the scenes but everything
 128                  * returns to normal once the host is no longer
 129                  * debugging the system.
 130                  */
 131                 if (vcpu->guest_debug & KVM_GUESTDBG_SINGLESTEP) {
 132                         *vcpu_cpsr(vcpu) |=  DBG_SPSR_SS;
 133                         vcpu_sys_reg(vcpu, MDSCR_EL1) |= DBG_MDSCR_SS;
 134                 } else {
 135                         vcpu_sys_reg(vcpu, MDSCR_EL1) &= ~DBG_MDSCR_SS;
 136                 }
 137         }
 138 }
 139
 140 void kvm_arm_clear_debug(struct kvm_vcpu *vcpu)
 141 {
 142         if (vcpu->guest_debug)
 143                 restore_guest_debug_regs(vcpu);
 144 }