arch/arm/include/asm/kvm_mmu.h

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2012 - Virtual Open Systems and Columbia University
   3  * Author: Christoffer Dall <c.dall@virtualopensystems.com>
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   6  * it under the terms of the GNU General Public License, version 2, as
   7  * published by the Free Software Foundation.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12  * GNU General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  * along with this program; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  17  */
  18
  19 #ifndef __ARM_KVM_MMU_H__
  20 #define __ARM_KVM_MMU_H__
  21
  22 #include <asm/memory.h>
  23 #include <asm/page.h>
  24
  25 /*
  26  * We directly use the kernel VA for the HYP, as we can directly share
  27  * the mapping (HTTBR "covers" TTBR1).
  28  */
  29 #define kern_hyp_va(kva)        (kva)
  30
  31 /* Contrary to arm64, there is no need to generate a PC-relative address */
  32 #define hyp_symbol_addr(s)                                              \
  33         ({                                                              \
  34                 typeof(s) *addr = &(s);                                 \
  35                 addr;                                                   \
  36         })
  37
  38 #ifndef __ASSEMBLY__
  39
  40 #include <linux/highmem.h>
  41 #include <asm/cacheflush.h>
  42 #include <asm/cputype.h>
  43 #include <asm/kvm_arm.h>
  44 #include <asm/kvm_hyp.h>
  45 #include <asm/pgalloc.h>
  46 #include <asm/stage2_pgtable.h>
  47
  48 /* Ensure compatibility with arm64 */
  49 #define VA_BITS                 32
  50
  51 #define kvm_phys_shift(kvm)             KVM_PHYS_SHIFT
  52 #define kvm_phys_size(kvm)              (1ULL << kvm_phys_shift(kvm))
  53 #define kvm_phys_mask(kvm)              (kvm_phys_size(kvm) - 1ULL)
  54 #define kvm_vttbr_baddr_mask(kvm)       VTTBR_BADDR_MASK
  55
  56 #define stage2_pgd_size(kvm)            (PTRS_PER_S2_PGD * sizeof(pgd_t))
  57
  58 int create_hyp_mappings(void *from, void *to, pgprot_t prot);
  59 int create_hyp_io_mappings(phys_addr_t phys_addr, size_t size,
  60                            void __iomem **kaddr,
  61                            void __iomem **haddr);
  62 int create_hyp_exec_mappings(phys_addr_t phys_addr, size_t size,
  63                              void **haddr);
  64 void free_hyp_pgds(void);
  65
  66 void stage2_unmap_vm(struct kvm *kvm);
  67 int kvm_alloc_stage2_pgd(struct kvm *kvm);
  68 void kvm_free_stage2_pgd(struct kvm *kvm);
  69 int kvm_phys_addr_ioremap(struct kvm *kvm, phys_addr_t guest_ipa,
  70                           phys_addr_t pa, unsigned long size, bool writable);
  71
  72 int kvm_handle_guest_abort(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *run);
  73
  74 void kvm_mmu_free_memory_caches(struct kvm_vcpu *vcpu);
  75
  76 phys_addr_t kvm_mmu_get_httbr(void);
  77 phys_addr_t kvm_get_idmap_vector(void);
  78 int kvm_mmu_init(void);
  79 void kvm_clear_hyp_idmap(void);
  80
  81 #define kvm_mk_pmd(ptep)        __pmd(__pa(ptep) | PMD_TYPE_TABLE)
  82 #define kvm_mk_pud(pmdp)        __pud(__pa(pmdp) | PMD_TYPE_TABLE)
  83 #define kvm_mk_pgd(pudp)        ({ BUILD_BUG(); 0; })
  84
  85 static inline pte_t kvm_s2pte_mkwrite(pte_t pte)
  86 {
  87         pte_val(pte) |= L_PTE_S2_RDWR;
  88         return pte;
  89 }
  90
  91 static inline pmd_t kvm_s2pmd_mkwrite(pmd_t pmd)
  92 {
  93         pmd_val(pmd) |= L_PMD_S2_RDWR;
  94         return pmd;
  95 }
  96
  97 static inline pte_t kvm_s2pte_mkexec(pte_t pte)
  98 {
  99         pte_val(pte) &= ~L_PTE_XN;
 100         return pte;
 101 }
 102
 103 static inline pmd_t kvm_s2pmd_mkexec(pmd_t pmd)
 104 {
 105         pmd_val(pmd) &= ~PMD_SECT_XN;
 106         return pmd;
 107 }
 108
 109 static inline void kvm_set_s2pte_readonly(pte_t *pte)
 110 {
 111         pte_val(*pte) = (pte_val(*pte) & ~L_PTE_S2_RDWR) | L_PTE_S2_RDONLY;
 112 }
 113
 114 static inline bool kvm_s2pte_readonly(pte_t *pte)
 115 {
 116         return (pte_val(*pte) & L_PTE_S2_RDWR) == L_PTE_S2_RDONLY;
 117 }
 118
 119 static inline bool kvm_s2pte_exec(pte_t *pte)
 120 {
 121         return !(pte_val(*pte) & L_PTE_XN);
 122 }
 123
 124 static inline void kvm_set_s2pmd_readonly(pmd_t *pmd)
 125 {
 126         pmd_val(*pmd) = (pmd_val(*pmd) & ~L_PMD_S2_RDWR) | L_PMD_S2_RDONLY;
 127 }
 128
 129 static inline bool kvm_s2pmd_readonly(pmd_t *pmd)
 130 {
 131         return (pmd_val(*pmd) & L_PMD_S2_RDWR) == L_PMD_S2_RDONLY;
 132 }
 133
 134 static inline bool kvm_s2pmd_exec(pmd_t *pmd)
 135 {
 136         return !(pmd_val(*pmd) & PMD_SECT_XN);
 137 }
 138
 139 static inline bool kvm_page_empty(void *ptr)
 140 {
 141         struct page *ptr_page = virt_to_page(ptr);
 142         return page_count(ptr_page) == 1;
 143 }
 144
 145 #define kvm_pte_table_empty(kvm, ptep) kvm_page_empty(ptep)
 146 #define kvm_pmd_table_empty(kvm, pmdp) kvm_page_empty(pmdp)
 147 #define kvm_pud_table_empty(kvm, pudp) false
 148
 149 #define hyp_pte_table_empty(ptep) kvm_page_empty(ptep)
 150 #define hyp_pmd_table_empty(pmdp) kvm_page_empty(pmdp)
 151 #define hyp_pud_table_empty(pudp) false
 152
 153 struct kvm;
 154
 155 #define kvm_flush_dcache_to_poc(a,l)    __cpuc_flush_dcache_area((a), (l))
 156
 157 static inline bool vcpu_has_cache_enabled(struct kvm_vcpu *vcpu)
 158 {
 159         return (vcpu_cp15(vcpu, c1_SCTLR) & 0b101) == 0b101;
 160 }
 161
 162 static inline void __clean_dcache_guest_page(kvm_pfn_t pfn, unsigned long size)
 163 {
 164         /*
 165          * Clean the dcache to the Point of Coherency.
 166          *
 167          * We need to do this through a kernel mapping (using the
 168          * user-space mapping has proved to be the wrong
 169          * solution). For that, we need to kmap one page at a time,
 170          * and iterate over the range.
 171          */
 172
 173         VM_BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
 174
 175         while (size) {
 176                 void *va = kmap_atomic_pfn(pfn);
 177
 178                 kvm_flush_dcache_to_poc(va, PAGE_SIZE);
 179
 180                 size -= PAGE_SIZE;
 181                 pfn++;
 182
 183                 kunmap_atomic(va);
 184         }
 185 }
 186
 187 static inline void __invalidate_icache_guest_page(kvm_pfn_t pfn,
 188                                                   unsigned long size)
 189 {
 190         u32 iclsz;
 191
 192         /*
 193          * If we are going to insert an instruction page and the icache is
 194          * either VIPT or PIPT, there is a potential problem where the host
 195          * (or another VM) may have used the same page as this guest, and we
 196          * read incorrect data from the icache.  If we're using a PIPT cache,
 197          * we can invalidate just that page, but if we are using a VIPT cache
 198          * we need to invalidate the entire icache - damn shame - as written
 199          * in the ARM ARM (DDI 0406C.b - Page B3-1393).
 200          *
 201          * VIVT caches are tagged using both the ASID and the VMID and doesn't
 202          * need any kind of flushing (DDI 0406C.b - Page B3-1392).
 203          */
 204
 205         VM_BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
 206
 207         if (icache_is_vivt_asid_tagged())
 208                 return;
 209
 210         if (!icache_is_pipt()) {
 211                 /* any kind of VIPT cache */
 212                 __flush_icache_all();
 213                 return;
 214         }
 215
 216         /*
 217          * CTR IminLine contains Log2 of the number of words in the
 218          * cache line, so we can get the number of words as
 219          * 2 << (IminLine - 1).  To get the number of bytes, we
 220          * multiply by 4 (the number of bytes in a 32-bit word), and
 221          * get 4 << (IminLine).
 222          */
 223         iclsz = 4 << (read_cpuid(CPUID_CACHETYPE) & 0xf);
 224
 225         while (size) {
 226                 void *va = kmap_atomic_pfn(pfn);
 227                 void *end = va + PAGE_SIZE;
 228                 void *addr = va;
 229
 230                 do {
 231                         write_sysreg(addr, ICIMVAU);
 232                         addr += iclsz;
 233                 } while (addr < end);
 234
 235                 dsb(ishst);
 236                 isb();
 237
 238                 size -= PAGE_SIZE;
 239                 pfn++;
 240
 241                 kunmap_atomic(va);
 242         }
 243
 244         /* Check if we need to invalidate the BTB */
 245         if ((read_cpuid_ext(CPUID_EXT_MMFR1) >> 28) != 4) {
 246                 write_sysreg(0, BPIALLIS);
 247                 dsb(ishst);
 248                 isb();
 249         }
 250 }
 251
 252 static inline void __kvm_flush_dcache_pte(pte_t pte)
 253 {
 254         void *va = kmap_atomic(pte_page(pte));
 255
 256         kvm_flush_dcache_to_poc(va, PAGE_SIZE);
 257
 258         kunmap_atomic(va);
 259 }
 260
 261 static inline void __kvm_flush_dcache_pmd(pmd_t pmd)
 262 {
 263         unsigned long size = PMD_SIZE;
 264         kvm_pfn_t pfn = pmd_pfn(pmd);
 265
 266         while (size) {
 267                 void *va = kmap_atomic_pfn(pfn);
 268
 269                 kvm_flush_dcache_to_poc(va, PAGE_SIZE);
 270
 271                 pfn++;
 272                 size -= PAGE_SIZE;
 273
 274                 kunmap_atomic(va);
 275         }
 276 }
 277
 278 static inline void __kvm_flush_dcache_pud(pud_t pud)
 279 {
 280 }
 281
 282 #define kvm_virt_to_phys(x)             virt_to_idmap((unsigned long)(x))
 283
 284 void kvm_set_way_flush(struct kvm_vcpu *vcpu);
 285 void kvm_toggle_cache(struct kvm_vcpu *vcpu, bool was_enabled);
 286
 287 static inline bool __kvm_cpu_uses_extended_idmap(void)
 288 {
 289         return false;
 290 }
 291
 292 static inline unsigned long __kvm_idmap_ptrs_per_pgd(void)
 293 {
 294         return PTRS_PER_PGD;
 295 }
 296
 297 static inline void __kvm_extend_hypmap(pgd_t *boot_hyp_pgd,
 298                                        pgd_t *hyp_pgd,
 299                                        pgd_t *merged_hyp_pgd,
 300                                        unsigned long hyp_idmap_start) { }
 301
 302 static inline unsigned int kvm_get_vmid_bits(void)
 303 {
 304         return 8;
 305 }
 306
 307 /*
 308  * We are not in the kvm->srcu critical section most of the time, so we take
 309  * the SRCU read lock here. Since we copy the data from the user page, we
 310  * can immediately drop the lock again.
 311  */
 312 static inline int kvm_read_guest_lock(struct kvm *kvm,
 313                                       gpa_t gpa, void *data, unsigned long len)
 314 {
 315         int srcu_idx = srcu_read_lock(&kvm->srcu);
 316         int ret = kvm_read_guest(kvm, gpa, data, len);
 317
 318         srcu_read_unlock(&kvm->srcu, srcu_idx);
 319
 320         return ret;
 321 }
 322
 323 static inline void *kvm_get_hyp_vector(void)
 324 {
 325         switch(read_cpuid_part()) {
 326 #ifdef CONFIG_HARDEN_BRANCH_PREDICTOR
 327         case ARM_CPU_PART_CORTEX_A12:
 328         case ARM_CPU_PART_CORTEX_A17:
 329         {
 330                 extern char __kvm_hyp_vector_bp_inv[];
 331                 return kvm_ksym_ref(__kvm_hyp_vector_bp_inv);
 332         }
 333
 334         case ARM_CPU_PART_BRAHMA_B15:
 335         case ARM_CPU_PART_CORTEX_A15:
 336         {
 337                 extern char __kvm_hyp_vector_ic_inv[];
 338                 return kvm_ksym_ref(__kvm_hyp_vector_ic_inv);
 339         }
 340 #endif
 341         default:
 342         {
 343                 extern char __kvm_hyp_vector[];
 344                 return kvm_ksym_ref(__kvm_hyp_vector);
 345         }
 346         }
 347 }
 348
 349 static inline int kvm_map_vectors(void)
 350 {
 351         return 0;
 352 }
 353
 354 static inline int hyp_map_aux_data(void)
 355 {
 356         return 0;
 357 }
 358
 359 #define kvm_phys_to_vttbr(addr)         (addr)
 360
 361 static inline void kvm_set_ipa_limit(void) {}
 362
 363 static inline bool kvm_cpu_has_cnp(void)
 364 {
 365         return false;
 366 }
 367
 368 #endif  /* !__ASSEMBLY__ */
 369
 370 #endif /* __ARM_KVM_MMU_H__ */