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 /*
  39  * KVM_MMU_CACHE_MIN_PAGES is the number of stage2 page table translation levels.
  40  */
  41 #define KVM_MMU_CACHE_MIN_PAGES 2
  42
  43 #ifndef __ASSEMBLY__
  44
  45 #include <linux/highmem.h>
  46 #include <asm/cacheflush.h>
  47 #include <asm/cputype.h>
  48 #include <asm/kvm_hyp.h>
  49 #include <asm/pgalloc.h>
  50 #include <asm/stage2_pgtable.h>
  51
  52 /* Ensure compatibility with arm64 */
  53 #define VA_BITS                 32
  54
  55 int create_hyp_mappings(void *from, void *to, pgprot_t prot);
  56 int create_hyp_io_mappings(phys_addr_t phys_addr, size_t size,
  57                            void __iomem **kaddr,
  58                            void __iomem **haddr);
  59 int create_hyp_exec_mappings(phys_addr_t phys_addr, size_t size,
  60                              void **haddr);
  61 void free_hyp_pgds(void);
  62
  63 void stage2_unmap_vm(struct kvm *kvm);
  64 int kvm_alloc_stage2_pgd(struct kvm *kvm);
  65 void kvm_free_stage2_pgd(struct kvm *kvm);
  66 int kvm_phys_addr_ioremap(struct kvm *kvm, phys_addr_t guest_ipa,
  67                           phys_addr_t pa, unsigned long size, bool writable);
  68
  69 int kvm_handle_guest_abort(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *run);
  70
  71 void kvm_mmu_free_memory_caches(struct kvm_vcpu *vcpu);
  72
  73 phys_addr_t kvm_mmu_get_httbr(void);
  74 phys_addr_t kvm_get_idmap_vector(void);
  75 int kvm_mmu_init(void);
  76 void kvm_clear_hyp_idmap(void);
  77
  78 static inline void kvm_set_pmd(pmd_t *pmd, pmd_t new_pmd)
  79 {
  80         *pmd = new_pmd;
  81         dsb(ishst);
  82 }
  83
  84 static inline void kvm_set_pte(pte_t *pte, pte_t new_pte)
  85 {
  86         *pte = new_pte;
  87         dsb(ishst);
  88 }
  89
  90 static inline pte_t kvm_s2pte_mkwrite(pte_t pte)
  91 {
  92         pte_val(pte) |= L_PTE_S2_RDWR;
  93         return pte;
  94 }
  95
  96 static inline pmd_t kvm_s2pmd_mkwrite(pmd_t pmd)
  97 {
  98         pmd_val(pmd) |= L_PMD_S2_RDWR;
  99         return pmd;
 100 }
 101
 102 static inline pte_t kvm_s2pte_mkexec(pte_t pte)
 103 {
 104         pte_val(pte) &= ~L_PTE_XN;
 105         return pte;
 106 }
 107
 108 static inline pmd_t kvm_s2pmd_mkexec(pmd_t pmd)
 109 {
 110         pmd_val(pmd) &= ~PMD_SECT_XN;
 111         return pmd;
 112 }
 113
 114 static inline void kvm_set_s2pte_readonly(pte_t *pte)
 115 {
 116         pte_val(*pte) = (pte_val(*pte) & ~L_PTE_S2_RDWR) | L_PTE_S2_RDONLY;
 117 }
 118
 119 static inline bool kvm_s2pte_readonly(pte_t *pte)
 120 {
 121         return (pte_val(*pte) & L_PTE_S2_RDWR) == L_PTE_S2_RDONLY;
 122 }
 123
 124 static inline bool kvm_s2pte_exec(pte_t *pte)
 125 {
 126         return !(pte_val(*pte) & L_PTE_XN);
 127 }
 128
 129 static inline void kvm_set_s2pmd_readonly(pmd_t *pmd)
 130 {
 131         pmd_val(*pmd) = (pmd_val(*pmd) & ~L_PMD_S2_RDWR) | L_PMD_S2_RDONLY;
 132 }
 133
 134 static inline bool kvm_s2pmd_readonly(pmd_t *pmd)
 135 {
 136         return (pmd_val(*pmd) & L_PMD_S2_RDWR) == L_PMD_S2_RDONLY;
 137 }
 138
 139 static inline bool kvm_s2pmd_exec(pmd_t *pmd)
 140 {
 141         return !(pmd_val(*pmd) & PMD_SECT_XN);
 142 }
 143
 144 static inline bool kvm_page_empty(void *ptr)
 145 {
 146         struct page *ptr_page = virt_to_page(ptr);
 147         return page_count(ptr_page) == 1;
 148 }
 149
 150 #define kvm_pte_table_empty(kvm, ptep) kvm_page_empty(ptep)
 151 #define kvm_pmd_table_empty(kvm, pmdp) kvm_page_empty(pmdp)
 152 #define kvm_pud_table_empty(kvm, pudp) false
 153
 154 #define hyp_pte_table_empty(ptep) kvm_page_empty(ptep)
 155 #define hyp_pmd_table_empty(pmdp) kvm_page_empty(pmdp)
 156 #define hyp_pud_table_empty(pudp) false
 157
 158 struct kvm;
 159
 160 #define kvm_flush_dcache_to_poc(a,l)    __cpuc_flush_dcache_area((a), (l))
 161
 162 static inline bool vcpu_has_cache_enabled(struct kvm_vcpu *vcpu)
 163 {
 164         return (vcpu_cp15(vcpu, c1_SCTLR) & 0b101) == 0b101;
 165 }
 166
 167 static inline void __clean_dcache_guest_page(kvm_pfn_t pfn, unsigned long size)
 168 {
 169         /*
 170          * Clean the dcache to the Point of Coherency.
 171          *
 172          * We need to do this through a kernel mapping (using the
 173          * user-space mapping has proved to be the wrong
 174          * solution). For that, we need to kmap one page at a time,
 175          * and iterate over the range.
 176          */
 177
 178         VM_BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
 179
 180         while (size) {
 181                 void *va = kmap_atomic_pfn(pfn);
 182
 183                 kvm_flush_dcache_to_poc(va, PAGE_SIZE);
 184
 185                 size -= PAGE_SIZE;
 186                 pfn++;
 187
 188                 kunmap_atomic(va);
 189         }
 190 }
 191
 192 static inline void __invalidate_icache_guest_page(kvm_pfn_t pfn,
 193                                                   unsigned long size)
 194 {
 195         u32 iclsz;
 196
 197         /*
 198          * If we are going to insert an instruction page and the icache is
 199          * either VIPT or PIPT, there is a potential problem where the host
 200          * (or another VM) may have used the same page as this guest, and we
 201          * read incorrect data from the icache.  If we're using a PIPT cache,
 202          * we can invalidate just that page, but if we are using a VIPT cache
 203          * we need to invalidate the entire icache - damn shame - as written
 204          * in the ARM ARM (DDI 0406C.b - Page B3-1393).
 205          *
 206          * VIVT caches are tagged using both the ASID and the VMID and doesn't
 207          * need any kind of flushing (DDI 0406C.b - Page B3-1392).
 208          */
 209
 210         VM_BUG_ON(size & ~PAGE_MASK);
 211
 212         if (icache_is_vivt_asid_tagged())
 213                 return;
 214
 215         if (!icache_is_pipt()) {
 216                 /* any kind of VIPT cache */
 217                 __flush_icache_all();
 218                 return;
 219         }
 220
 221         /*
 222          * CTR IminLine contains Log2 of the number of words in the
 223          * cache line, so we can get the number of words as
 224          * 2 << (IminLine - 1).  To get the number of bytes, we
 225          * multiply by 4 (the number of bytes in a 32-bit word), and
 226          * get 4 << (IminLine).
 227          */
 228         iclsz = 4 << (read_cpuid(CPUID_CACHETYPE) & 0xf);
 229
 230         while (size) {
 231                 void *va = kmap_atomic_pfn(pfn);
 232                 void *end = va + PAGE_SIZE;
 233                 void *addr = va;
 234
 235                 do {
 236                         write_sysreg(addr, ICIMVAU);
 237                         addr += iclsz;
 238                 } while (addr < end);
 239
 240                 dsb(ishst);
 241                 isb();
 242
 243                 size -= PAGE_SIZE;
 244                 pfn++;
 245
 246                 kunmap_atomic(va);
 247         }
 248
 249         /* Check if we need to invalidate the BTB */
 250         if ((read_cpuid_ext(CPUID_EXT_MMFR1) >> 28) != 4) {
 251                 write_sysreg(0, BPIALLIS);
 252                 dsb(ishst);
 253                 isb();
 254         }
 255 }
 256
 257 static inline void __kvm_flush_dcache_pte(pte_t pte)
 258 {
 259         void *va = kmap_atomic(pte_page(pte));
 260
 261         kvm_flush_dcache_to_poc(va, PAGE_SIZE);
 262
 263         kunmap_atomic(va);
 264 }
 265
 266 static inline void __kvm_flush_dcache_pmd(pmd_t pmd)
 267 {
 268         unsigned long size = PMD_SIZE;
 269         kvm_pfn_t pfn = pmd_pfn(pmd);
 270
 271         while (size) {
 272                 void *va = kmap_atomic_pfn(pfn);
 273
 274                 kvm_flush_dcache_to_poc(va, PAGE_SIZE);
 275
 276                 pfn++;
 277                 size -= PAGE_SIZE;
 278
 279                 kunmap_atomic(va);
 280         }
 281 }
 282
 283 static inline void __kvm_flush_dcache_pud(pud_t pud)
 284 {
 285 }
 286
 287 #define kvm_virt_to_phys(x)             virt_to_idmap((unsigned long)(x))
 288
 289 void kvm_set_way_flush(struct kvm_vcpu *vcpu);
 290 void kvm_toggle_cache(struct kvm_vcpu *vcpu, bool was_enabled);
 291
 292 static inline bool __kvm_cpu_uses_extended_idmap(void)
 293 {
 294         return false;
 295 }
 296
 297 static inline unsigned long __kvm_idmap_ptrs_per_pgd(void)
 298 {
 299         return PTRS_PER_PGD;
 300 }
 301
 302 static inline void __kvm_extend_hypmap(pgd_t *boot_hyp_pgd,
 303                                        pgd_t *hyp_pgd,
 304                                        pgd_t *merged_hyp_pgd,
 305                                        unsigned long hyp_idmap_start) { }
 306
 307 static inline unsigned int kvm_get_vmid_bits(void)
 308 {
 309         return 8;
 310 }
 311
 312 static inline void *kvm_get_hyp_vector(void)
 313 {
 314         return kvm_ksym_ref(__kvm_hyp_vector);
 315 }
 316
 317 static inline int kvm_map_vectors(void)
 318 {
 319         return 0;
 320 }
 321
 322 #define kvm_phys_to_vttbr(addr)         (addr)
 323
 324 #endif  /* !__ASSEMBLY__ */
 325
 326 #endif /* __ARM_KVM_MMU_H__ */