arch/arm64/kvm/guest.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2012,2013 - ARM Ltd
   3  * Author: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
   4  *
   5  * Derived from arch/arm/kvm/guest.c:
   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 #include <linux/errno.h>
  23 #include <linux/err.h>
  24 #include <linux/kvm_host.h>
  25 #include <linux/module.h>
  26 #include <linux/vmalloc.h>
  27 #include <linux/fs.h>
  28 #include <asm/cputype.h>
  29 #include <asm/uaccess.h>
  30 #include <asm/kvm.h>
  31 #include <asm/kvm_asm.h>
  32 #include <asm/kvm_emulate.h>
  33 #include <asm/kvm_coproc.h>
  34
  35 #include "trace.h"
  36
  37 struct kvm_stats_debugfs_item debugfs_entries[] = {
  38         { NULL }
  39 };
  40
  41 int kvm_arch_vcpu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu)
  42 {
  43         return 0;
  44 }
  45
  46 static u64 core_reg_offset_from_id(u64 id)
  47 {
  48         return id & ~(KVM_REG_ARCH_MASK | KVM_REG_SIZE_MASK | KVM_REG_ARM_CORE);
  49 }
  50
  51 static int validate_core_offset(const struct kvm_one_reg *reg)
  52 {
  53         u64 off = core_reg_offset_from_id(reg->id);
  54         int size;
  55
  56         switch (off) {
  57         case KVM_REG_ARM_CORE_REG(regs.regs[0]) ...
  58              KVM_REG_ARM_CORE_REG(regs.regs[30]):
  59         case KVM_REG_ARM_CORE_REG(regs.sp):
  60         case KVM_REG_ARM_CORE_REG(regs.pc):
  61         case KVM_REG_ARM_CORE_REG(regs.pstate):
  62         case KVM_REG_ARM_CORE_REG(sp_el1):
  63         case KVM_REG_ARM_CORE_REG(elr_el1):
  64         case KVM_REG_ARM_CORE_REG(spsr[0]) ...
  65              KVM_REG_ARM_CORE_REG(spsr[KVM_NR_SPSR - 1]):
  66                 size = sizeof(__u64);
  67                 break;
  68
  69         case KVM_REG_ARM_CORE_REG(fp_regs.vregs[0]) ...
  70              KVM_REG_ARM_CORE_REG(fp_regs.vregs[31]):
  71                 size = sizeof(__uint128_t);
  72                 break;
  73
  74         case KVM_REG_ARM_CORE_REG(fp_regs.fpsr):
  75         case KVM_REG_ARM_CORE_REG(fp_regs.fpcr):
  76                 size = sizeof(__u32);
  77                 break;
  78
  79         default:
  80                 return -EINVAL;
  81         }
  82
  83         if (KVM_REG_SIZE(reg->id) == size &&
  84             IS_ALIGNED(off, size / sizeof(__u32)))
  85                 return 0;
  86
  87         return -EINVAL;
  88 }
  89
  90 static int get_core_reg(struct kvm_vcpu *vcpu, const struct kvm_one_reg *reg)
  91 {
  92         /*
  93          * Because the kvm_regs structure is a mix of 32, 64 and
  94          * 128bit fields, we index it as if it was a 32bit
  95          * array. Hence below, nr_regs is the number of entries, and
  96          * off the index in the "array".
  97          */
  98         __u32 __user *uaddr = (__u32 __user *)(unsigned long)reg->addr;
  99         struct kvm_regs *regs = vcpu_gp_regs(vcpu);
 100         int nr_regs = sizeof(*regs) / sizeof(__u32);
 101         u32 off;
 102
 103         /* Our ID is an index into the kvm_regs struct. */
 104         off = core_reg_offset_from_id(reg->id);
 105         if (off >= nr_regs ||
 106             (off + (KVM_REG_SIZE(reg->id) / sizeof(__u32))) >= nr_regs)
 107                 return -ENOENT;
 108
 109         if (validate_core_offset(reg))
 110                 return -EINVAL;
 111
 112         if (copy_to_user(uaddr, ((u32 *)regs) + off, KVM_REG_SIZE(reg->id)))
 113                 return -EFAULT;
 114
 115         return 0;
 116 }
 117
 118 static int set_core_reg(struct kvm_vcpu *vcpu, const struct kvm_one_reg *reg)
 119 {
 120         __u32 __user *uaddr = (__u32 __user *)(unsigned long)reg->addr;
 121         struct kvm_regs *regs = vcpu_gp_regs(vcpu);
 122         int nr_regs = sizeof(*regs) / sizeof(__u32);
 123         __uint128_t tmp;
 124         void *valp = &tmp;
 125         u64 off;
 126         int err = 0;
 127
 128         /* Our ID is an index into the kvm_regs struct. */
 129         off = core_reg_offset_from_id(reg->id);
 130         if (off >= nr_regs ||
 131             (off + (KVM_REG_SIZE(reg->id) / sizeof(__u32))) >= nr_regs)
 132                 return -ENOENT;
 133
 134         if (validate_core_offset(reg))
 135                 return -EINVAL;
 136
 137         if (KVM_REG_SIZE(reg->id) > sizeof(tmp))
 138                 return -EINVAL;
 139
 140         if (copy_from_user(valp, uaddr, KVM_REG_SIZE(reg->id))) {
 141                 err = -EFAULT;
 142                 goto out;
 143         }
 144
 145         if (off == KVM_REG_ARM_CORE_REG(regs.pstate)) {
 146                 u64 mode = (*(u64 *)valp) & COMPAT_PSR_MODE_MASK;
 147                 switch (mode) {
 148                 case COMPAT_PSR_MODE_USR:
 149                         if (!system_supports_32bit_el0())
 150                                 return -EINVAL;
 151                         break;
 152                 case COMPAT_PSR_MODE_FIQ:
 153                 case COMPAT_PSR_MODE_IRQ:
 154                 case COMPAT_PSR_MODE_SVC:
 155                 case COMPAT_PSR_MODE_ABT:
 156                 case COMPAT_PSR_MODE_UND:
 157                         if (!vcpu_el1_is_32bit(vcpu))
 158                                 return -EINVAL;
 159                         break;
 160                 case PSR_MODE_EL0t:
 161                 case PSR_MODE_EL1t:
 162                 case PSR_MODE_EL1h:
 163                         if (vcpu_el1_is_32bit(vcpu))
 164                                 return -EINVAL;
 165                         break;
 166                 default:
 167                         err = -EINVAL;
 168                         goto out;
 169                 }
 170         }
 171
 172         memcpy((u32 *)regs + off, valp, KVM_REG_SIZE(reg->id));
 173 out:
 174         return err;
 175 }
 176
 177 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs)
 178 {
 179         return -EINVAL;
 180 }
 181
 182 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs)
 183 {
 184         return -EINVAL;
 185 }
 186
 187 static unsigned long num_core_regs(void)
 188 {
 189         return sizeof(struct kvm_regs) / sizeof(__u32);
 190 }
 191
 192 /**
 193  * ARM64 versions of the TIMER registers, always available on arm64
 194  */
 195
 196 #define NUM_TIMER_REGS 3
 197
 198 static bool is_timer_reg(u64 index)
 199 {
 200         switch (index) {
 201         case KVM_REG_ARM_TIMER_CTL:
 202         case KVM_REG_ARM_TIMER_CNT:
 203         case KVM_REG_ARM_TIMER_CVAL:
 204                 return true;
 205         }
 206         return false;
 207 }
 208
 209 static int copy_timer_indices(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 __user *uindices)
 210 {
 211         if (put_user(KVM_REG_ARM_TIMER_CTL, uindices))
 212                 return -EFAULT;
 213         uindices++;
 214         if (put_user(KVM_REG_ARM_TIMER_CNT, uindices))
 215                 return -EFAULT;
 216         uindices++;
 217         if (put_user(KVM_REG_ARM_TIMER_CVAL, uindices))
 218                 return -EFAULT;
 219
 220         return 0;
 221 }
 222
 223 static int set_timer_reg(struct kvm_vcpu *vcpu, const struct kvm_one_reg *reg)
 224 {
 225         void __user *uaddr = (void __user *)(long)reg->addr;
 226         u64 val;
 227         int ret;
 228
 229         ret = copy_from_user(&val, uaddr, KVM_REG_SIZE(reg->id));
 230         if (ret != 0)
 231                 return -EFAULT;
 232
 233         return kvm_arm_timer_set_reg(vcpu, reg->id, val);
 234 }
 235
 236 static int get_timer_reg(struct kvm_vcpu *vcpu, const struct kvm_one_reg *reg)
 237 {
 238         void __user *uaddr = (void __user *)(long)reg->addr;
 239         u64 val;
 240
 241         val = kvm_arm_timer_get_reg(vcpu, reg->id);
 242         return copy_to_user(uaddr, &val, KVM_REG_SIZE(reg->id)) ? -EFAULT : 0;
 243 }
 244
 245 /**
 246  * kvm_arm_num_regs - how many registers do we present via KVM_GET_ONE_REG
 247  *
 248  * This is for all registers.
 249  */
 250 unsigned long kvm_arm_num_regs(struct kvm_vcpu *vcpu)
 251 {
 252         return num_core_regs() + kvm_arm_num_sys_reg_descs(vcpu)
 253                 + NUM_TIMER_REGS;
 254 }
 255
 256 /**
 257  * kvm_arm_copy_reg_indices - get indices of all registers.
 258  *
 259  * We do core registers right here, then we apppend system regs.
 260  */
 261 int kvm_arm_copy_reg_indices(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 __user *uindices)
 262 {
 263         unsigned int i;
 264         const u64 core_reg = KVM_REG_ARM64 | KVM_REG_SIZE_U64 | KVM_REG_ARM_CORE;
 265         int ret;
 266
 267         for (i = 0; i < sizeof(struct kvm_regs) / sizeof(__u32); i++) {
 268                 if (put_user(core_reg | i, uindices))
 269                         return -EFAULT;
 270                 uindices++;
 271         }
 272
 273         ret = copy_timer_indices(vcpu, uindices);
 274         if (ret)
 275                 return ret;
 276         uindices += NUM_TIMER_REGS;
 277
 278         return kvm_arm_copy_sys_reg_indices(vcpu, uindices);
 279 }
 280
 281 int kvm_arm_get_reg(struct kvm_vcpu *vcpu, const struct kvm_one_reg *reg)
 282 {
 283         /* We currently use nothing arch-specific in upper 32 bits */
 284         if ((reg->id & ~KVM_REG_SIZE_MASK) >> 32 != KVM_REG_ARM64 >> 32)
 285                 return -EINVAL;
 286
 287         /* Register group 16 means we want a core register. */
 288         if ((reg->id & KVM_REG_ARM_COPROC_MASK) == KVM_REG_ARM_CORE)
 289                 return get_core_reg(vcpu, reg);
 290
 291         if (is_timer_reg(reg->id))
 292                 return get_timer_reg(vcpu, reg);
 293
 294         return kvm_arm_sys_reg_get_reg(vcpu, reg);
 295 }
 296
 297 int kvm_arm_set_reg(struct kvm_vcpu *vcpu, const struct kvm_one_reg *reg)
 298 {
 299         /* We currently use nothing arch-specific in upper 32 bits */
 300         if ((reg->id & ~KVM_REG_SIZE_MASK) >> 32 != KVM_REG_ARM64 >> 32)
 301                 return -EINVAL;
 302
 303         /* Register group 16 means we set a core register. */
 304         if ((reg->id & KVM_REG_ARM_COPROC_MASK) == KVM_REG_ARM_CORE)
 305                 return set_core_reg(vcpu, reg);
 306
 307         if (is_timer_reg(reg->id))
 308                 return set_timer_reg(vcpu, reg);
 309
 310         return kvm_arm_sys_reg_set_reg(vcpu, reg);
 311 }
 312
 313 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 314                                   struct kvm_sregs *sregs)
 315 {
 316         return -EINVAL;
 317 }
 318
 319 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 320                                   struct kvm_sregs *sregs)
 321 {
 322         return -EINVAL;
 323 }
 324
 325 int __attribute_const__ kvm_target_cpu(void)
 326 {
 327         unsigned long implementor = read_cpuid_implementor();
 328         unsigned long part_number = read_cpuid_part_number();
 329
 330         switch (implementor) {
 331         case ARM_CPU_IMP_ARM:
 332                 switch (part_number) {
 333                 case ARM_CPU_PART_AEM_V8:
 334                         return KVM_ARM_TARGET_AEM_V8;
 335                 case ARM_CPU_PART_FOUNDATION:
 336                         return KVM_ARM_TARGET_FOUNDATION_V8;
 337                 case ARM_CPU_PART_CORTEX_A53:
 338                         return KVM_ARM_TARGET_CORTEX_A53;
 339                 case ARM_CPU_PART_CORTEX_A57:
 340                         return KVM_ARM_TARGET_CORTEX_A57;
 341                 };
 342                 break;
 343         case ARM_CPU_IMP_APM:
 344                 switch (part_number) {
 345                 case APM_CPU_PART_POTENZA:
 346                         return KVM_ARM_TARGET_XGENE_POTENZA;
 347                 };
 348                 break;
 349         };
 350
 351         /* Return a default generic target */
 352         return KVM_ARM_TARGET_GENERIC_V8;
 353 }
 354
 355 int kvm_vcpu_preferred_target(struct kvm_vcpu_init *init)
 356 {
 357         int target = kvm_target_cpu();
 358
 359         if (target < 0)
 360                 return -ENODEV;
 361
 362         memset(init, 0, sizeof(*init));
 363
 364         /*
 365          * For now, we don't return any features.
 366          * In future, we might use features to return target
 367          * specific features available for the preferred
 368          * target type.
 369          */
 370         init->target = (__u32)target;
 371
 372         return 0;
 373 }
 374
 375 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu)
 376 {
 377         return -EINVAL;
 378 }
 379
 380 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu)
 381 {
 382         return -EINVAL;
 383 }
 384
 385 int kvm_arch_vcpu_ioctl_translate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 386                                   struct kvm_translation *tr)
 387 {
 388         return -EINVAL;
 389 }
 390
 391 #define KVM_GUESTDBG_VALID_MASK (KVM_GUESTDBG_ENABLE |    \
 392                             KVM_GUESTDBG_USE_SW_BP | \
 393                             KVM_GUESTDBG_USE_HW | \
 394                             KVM_GUESTDBG_SINGLESTEP)
 395
 396 /**
 397  * kvm_arch_vcpu_ioctl_set_guest_debug - set up guest debugging
 398  * @kvm:        pointer to the KVM struct
 399  * @kvm_guest_debug: the ioctl data buffer
 400  *
 401  * This sets up and enables the VM for guest debugging. Userspace
 402  * passes in a control flag to enable different debug types and
 403  * potentially other architecture specific information in the rest of
 404  * the structure.
 405  */
 406 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_guest_debug(struct kvm_vcpu *vcpu,
 407                                         struct kvm_guest_debug *dbg)
 408 {
 409         trace_kvm_set_guest_debug(vcpu, dbg->control);
 410
 411         if (dbg->control & ~KVM_GUESTDBG_VALID_MASK)
 412                 return -EINVAL;
 413
 414         if (dbg->control & KVM_GUESTDBG_ENABLE) {
 415                 vcpu->guest_debug = dbg->control;
 416
 417                 /* Hardware assisted Break and Watch points */
 418                 if (vcpu->guest_debug & KVM_GUESTDBG_USE_HW) {
 419                         vcpu->arch.external_debug_state = dbg->arch;
 420                 }
 421
 422         } else {
 423                 /* If not enabled clear all flags */
 424                 vcpu->guest_debug = 0;
 425         }
 426         return 0;
 427 }