183a49794SMarc Zyngier /*
283a49794SMarc Zyngier  * Copyright (C) 2012,2013 - ARM Ltd
383a49794SMarc Zyngier  * Author: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
483a49794SMarc Zyngier  *
583a49794SMarc Zyngier  * Derived from arch/arm/include/kvm_emulate.h
683a49794SMarc Zyngier  * Copyright (C) 2012 - Virtual Open Systems and Columbia University
783a49794SMarc Zyngier  * Author: Christoffer Dall <c.dall@virtualopensystems.com>
883a49794SMarc Zyngier  *
983a49794SMarc Zyngier  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
1083a49794SMarc Zyngier  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
1183a49794SMarc Zyngier  * published by the Free Software Foundation.
1283a49794SMarc Zyngier  *
1383a49794SMarc Zyngier  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
1483a49794SMarc Zyngier  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
1583a49794SMarc Zyngier  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
1683a49794SMarc Zyngier  * GNU General Public License for more details.
1783a49794SMarc Zyngier  *
1883a49794SMarc Zyngier  * You should have received a copy of the GNU General Public License
1983a49794SMarc Zyngier  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
2083a49794SMarc Zyngier  */
2183a49794SMarc Zyngier 
2283a49794SMarc Zyngier #ifndef __ARM64_KVM_EMULATE_H__
2383a49794SMarc Zyngier #define __ARM64_KVM_EMULATE_H__
2483a49794SMarc Zyngier 
2583a49794SMarc Zyngier #include <linux/kvm_host.h>
26c6d01a94SMark Rutland 
27c6d01a94SMark Rutland #include <asm/esr.h>
2883a49794SMarc Zyngier #include <asm/kvm_arm.h>
2983a49794SMarc Zyngier #include <asm/kvm_mmio.h>
3083a49794SMarc Zyngier #include <asm/ptrace.h>
314429fc64SAndre Przywara #include <asm/cputype.h>
3268908bf7SMarc Zyngier #include <asm/virt.h>
3383a49794SMarc Zyngier 
34b547631fSMarc Zyngier unsigned long *vcpu_reg32(const struct kvm_vcpu *vcpu, u8 reg_num);
35b547631fSMarc Zyngier unsigned long *vcpu_spsr32(const struct kvm_vcpu *vcpu);
36b547631fSMarc Zyngier 
3727b190bdSMarc Zyngier bool kvm_condition_valid32(const struct kvm_vcpu *vcpu);
3827b190bdSMarc Zyngier void kvm_skip_instr32(struct kvm_vcpu *vcpu, bool is_wide_instr);
3927b190bdSMarc Zyngier 
4083a49794SMarc Zyngier void kvm_inject_undefined(struct kvm_vcpu *vcpu);
4183a49794SMarc Zyngier void kvm_inject_dabt(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long addr);
4283a49794SMarc Zyngier void kvm_inject_pabt(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long addr);
4383a49794SMarc Zyngier 
44b856a591SChristoffer Dall static inline void vcpu_reset_hcr(struct kvm_vcpu *vcpu)
45b856a591SChristoffer Dall {
46b856a591SChristoffer Dall 	vcpu->arch.hcr_el2 = HCR_GUEST_FLAGS;
4768908bf7SMarc Zyngier 	if (is_kernel_in_hyp_mode())
4868908bf7SMarc Zyngier 		vcpu->arch.hcr_el2 |= HCR_E2H;
49801f6772SMarc Zyngier 	if (test_bit(KVM_ARM_VCPU_EL1_32BIT, vcpu->arch.features))
50801f6772SMarc Zyngier 		vcpu->arch.hcr_el2 &= ~HCR_RW;
51b856a591SChristoffer Dall }
52b856a591SChristoffer Dall 
533c1e7165SMarc Zyngier static inline unsigned long vcpu_get_hcr(struct kvm_vcpu *vcpu)
543c1e7165SMarc Zyngier {
553c1e7165SMarc Zyngier 	return vcpu->arch.hcr_el2;
563c1e7165SMarc Zyngier }
573c1e7165SMarc Zyngier 
583c1e7165SMarc Zyngier static inline void vcpu_set_hcr(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long hcr)
593c1e7165SMarc Zyngier {
603c1e7165SMarc Zyngier 	vcpu->arch.hcr_el2 = hcr;
613c1e7165SMarc Zyngier }
623c1e7165SMarc Zyngier 
6383a49794SMarc Zyngier static inline unsigned long *vcpu_pc(const struct kvm_vcpu *vcpu)
6483a49794SMarc Zyngier {
6583a49794SMarc Zyngier 	return (unsigned long *)&vcpu_gp_regs(vcpu)->regs.pc;
6683a49794SMarc Zyngier }
6783a49794SMarc Zyngier 
6883a49794SMarc Zyngier static inline unsigned long *vcpu_elr_el1(const struct kvm_vcpu *vcpu)
6983a49794SMarc Zyngier {
7083a49794SMarc Zyngier 	return (unsigned long *)&vcpu_gp_regs(vcpu)->elr_el1;
7183a49794SMarc Zyngier }
7283a49794SMarc Zyngier 
7383a49794SMarc Zyngier static inline unsigned long *vcpu_cpsr(const struct kvm_vcpu *vcpu)
7483a49794SMarc Zyngier {
7583a49794SMarc Zyngier 	return (unsigned long *)&vcpu_gp_regs(vcpu)->regs.pstate;
7683a49794SMarc Zyngier }
7783a49794SMarc Zyngier 
7883a49794SMarc Zyngier static inline bool vcpu_mode_is_32bit(const struct kvm_vcpu *vcpu)
7983a49794SMarc Zyngier {
80b547631fSMarc Zyngier 	return !!(*vcpu_cpsr(vcpu) & PSR_MODE32_BIT);
8183a49794SMarc Zyngier }
8283a49794SMarc Zyngier 
8383a49794SMarc Zyngier static inline bool kvm_condition_valid(const struct kvm_vcpu *vcpu)
8483a49794SMarc Zyngier {
8527b190bdSMarc Zyngier 	if (vcpu_mode_is_32bit(vcpu))
8627b190bdSMarc Zyngier 		return kvm_condition_valid32(vcpu);
8727b190bdSMarc Zyngier 
8827b190bdSMarc Zyngier 	return true;
8983a49794SMarc Zyngier }
9083a49794SMarc Zyngier 
9183a49794SMarc Zyngier static inline void kvm_skip_instr(struct kvm_vcpu *vcpu, bool is_wide_instr)
9283a49794SMarc Zyngier {
9327b190bdSMarc Zyngier 	if (vcpu_mode_is_32bit(vcpu))
9427b190bdSMarc Zyngier 		kvm_skip_instr32(vcpu, is_wide_instr);
9527b190bdSMarc Zyngier 	else
9683a49794SMarc Zyngier 		*vcpu_pc(vcpu) += 4;
9783a49794SMarc Zyngier }
9883a49794SMarc Zyngier 
9983a49794SMarc Zyngier static inline void vcpu_set_thumb(struct kvm_vcpu *vcpu)
10083a49794SMarc Zyngier {
101b547631fSMarc Zyngier 	*vcpu_cpsr(vcpu) |= COMPAT_PSR_T_BIT;
10283a49794SMarc Zyngier }
10383a49794SMarc Zyngier 
104c0f09634SMarc Zyngier /*
105f6be563aSPavel Fedin  * vcpu_get_reg and vcpu_set_reg should always be passed a register number
106f6be563aSPavel Fedin  * coming from a read of ESR_EL2. Otherwise, it may give the wrong result on
107f6be563aSPavel Fedin  * AArch32 with banked registers.
108c0f09634SMarc Zyngier  */
109bc45a516SPavel Fedin static inline unsigned long vcpu_get_reg(const struct kvm_vcpu *vcpu,
110bc45a516SPavel Fedin 					 u8 reg_num)
111bc45a516SPavel Fedin {
112bc45a516SPavel Fedin 	return (reg_num == 31) ? 0 : vcpu_gp_regs(vcpu)->regs.regs[reg_num];
113bc45a516SPavel Fedin }
114bc45a516SPavel Fedin 
115bc45a516SPavel Fedin static inline void vcpu_set_reg(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 reg_num,
116bc45a516SPavel Fedin 				unsigned long val)
117bc45a516SPavel Fedin {
118bc45a516SPavel Fedin 	if (reg_num != 31)
119bc45a516SPavel Fedin 		vcpu_gp_regs(vcpu)->regs.regs[reg_num] = val;
120bc45a516SPavel Fedin }
121bc45a516SPavel Fedin 
12283a49794SMarc Zyngier /* Get vcpu SPSR for current mode */
12383a49794SMarc Zyngier static inline unsigned long *vcpu_spsr(const struct kvm_vcpu *vcpu)
12483a49794SMarc Zyngier {
125b547631fSMarc Zyngier 	if (vcpu_mode_is_32bit(vcpu))
126b547631fSMarc Zyngier 		return vcpu_spsr32(vcpu);
127b547631fSMarc Zyngier 
12883a49794SMarc Zyngier 	return (unsigned long *)&vcpu_gp_regs(vcpu)->spsr[KVM_SPSR_EL1];
12983a49794SMarc Zyngier }
13083a49794SMarc Zyngier 
13183a49794SMarc Zyngier static inline bool vcpu_mode_priv(const struct kvm_vcpu *vcpu)
13283a49794SMarc Zyngier {
1339586a2eaSShannon Zhao 	u32 mode;
13483a49794SMarc Zyngier 
1359586a2eaSShannon Zhao 	if (vcpu_mode_is_32bit(vcpu)) {
1369586a2eaSShannon Zhao 		mode = *vcpu_cpsr(vcpu) & COMPAT_PSR_MODE_MASK;
137b547631fSMarc Zyngier 		return mode > COMPAT_PSR_MODE_USR;
1389586a2eaSShannon Zhao 	}
1399586a2eaSShannon Zhao 
1409586a2eaSShannon Zhao 	mode = *vcpu_cpsr(vcpu) & PSR_MODE_MASK;
141b547631fSMarc Zyngier 
14283a49794SMarc Zyngier 	return mode != PSR_MODE_EL0t;
14383a49794SMarc Zyngier }
14483a49794SMarc Zyngier 
14583a49794SMarc Zyngier static inline u32 kvm_vcpu_get_hsr(const struct kvm_vcpu *vcpu)
14683a49794SMarc Zyngier {
14783a49794SMarc Zyngier 	return vcpu->arch.fault.esr_el2;
14883a49794SMarc Zyngier }
14983a49794SMarc Zyngier 
15083a49794SMarc Zyngier static inline unsigned long kvm_vcpu_get_hfar(const struct kvm_vcpu *vcpu)
15183a49794SMarc Zyngier {
15283a49794SMarc Zyngier 	return vcpu->arch.fault.far_el2;
15383a49794SMarc Zyngier }
15483a49794SMarc Zyngier 
15583a49794SMarc Zyngier static inline phys_addr_t kvm_vcpu_get_fault_ipa(const struct kvm_vcpu *vcpu)
15683a49794SMarc Zyngier {
15783a49794SMarc Zyngier 	return ((phys_addr_t)vcpu->arch.fault.hpfar_el2 & HPFAR_MASK) << 8;
15883a49794SMarc Zyngier }
15983a49794SMarc Zyngier 
1600d97f884SWei Huang static inline u32 kvm_vcpu_hvc_get_imm(const struct kvm_vcpu *vcpu)
1610d97f884SWei Huang {
1621c6007d5SPaolo Bonzini 	return kvm_vcpu_get_hsr(vcpu) & ESR_ELx_xVC_IMM_MASK;
1630d97f884SWei Huang }
1640d97f884SWei Huang 
16583a49794SMarc Zyngier static inline bool kvm_vcpu_dabt_isvalid(const struct kvm_vcpu *vcpu)
16683a49794SMarc Zyngier {
167c6d01a94SMark Rutland 	return !!(kvm_vcpu_get_hsr(vcpu) & ESR_ELx_ISV);
16883a49794SMarc Zyngier }
16983a49794SMarc Zyngier 
17083a49794SMarc Zyngier static inline bool kvm_vcpu_dabt_iswrite(const struct kvm_vcpu *vcpu)
17183a49794SMarc Zyngier {
172c6d01a94SMark Rutland 	return !!(kvm_vcpu_get_hsr(vcpu) & ESR_ELx_WNR);
17383a49794SMarc Zyngier }
17483a49794SMarc Zyngier 
17583a49794SMarc Zyngier static inline bool kvm_vcpu_dabt_issext(const struct kvm_vcpu *vcpu)
17683a49794SMarc Zyngier {
177c6d01a94SMark Rutland 	return !!(kvm_vcpu_get_hsr(vcpu) & ESR_ELx_SSE);
17883a49794SMarc Zyngier }
17983a49794SMarc Zyngier 
18083a49794SMarc Zyngier static inline int kvm_vcpu_dabt_get_rd(const struct kvm_vcpu *vcpu)
18183a49794SMarc Zyngier {
182c6d01a94SMark Rutland 	return (kvm_vcpu_get_hsr(vcpu) & ESR_ELx_SRT_MASK) >> ESR_ELx_SRT_SHIFT;
18383a49794SMarc Zyngier }
18483a49794SMarc Zyngier 
18583a49794SMarc Zyngier static inline bool kvm_vcpu_dabt_isextabt(const struct kvm_vcpu *vcpu)
18683a49794SMarc Zyngier {
187c6d01a94SMark Rutland 	return !!(kvm_vcpu_get_hsr(vcpu) & ESR_ELx_EA);
18883a49794SMarc Zyngier }
18983a49794SMarc Zyngier 
19083a49794SMarc Zyngier static inline bool kvm_vcpu_dabt_iss1tw(const struct kvm_vcpu *vcpu)
19183a49794SMarc Zyngier {
192c6d01a94SMark Rutland 	return !!(kvm_vcpu_get_hsr(vcpu) & ESR_ELx_S1PTW);
19383a49794SMarc Zyngier }
19483a49794SMarc Zyngier 
19557c841f1SMarc Zyngier static inline bool kvm_vcpu_dabt_is_cm(const struct kvm_vcpu *vcpu)
19657c841f1SMarc Zyngier {
19757c841f1SMarc Zyngier 	return !!(kvm_vcpu_get_hsr(vcpu) & ESR_ELx_CM);
19857c841f1SMarc Zyngier }
19957c841f1SMarc Zyngier 
20083a49794SMarc Zyngier static inline int kvm_vcpu_dabt_get_as(const struct kvm_vcpu *vcpu)
20183a49794SMarc Zyngier {
202c6d01a94SMark Rutland 	return 1 << ((kvm_vcpu_get_hsr(vcpu) & ESR_ELx_SAS) >> ESR_ELx_SAS_SHIFT);
20383a49794SMarc Zyngier }
20483a49794SMarc Zyngier 
20583a49794SMarc Zyngier /* This one is not specific to Data Abort */
20683a49794SMarc Zyngier static inline bool kvm_vcpu_trap_il_is32bit(const struct kvm_vcpu *vcpu)
20783a49794SMarc Zyngier {
208c6d01a94SMark Rutland 	return !!(kvm_vcpu_get_hsr(vcpu) & ESR_ELx_IL);
20983a49794SMarc Zyngier }
21083a49794SMarc Zyngier 
21183a49794SMarc Zyngier static inline u8 kvm_vcpu_trap_get_class(const struct kvm_vcpu *vcpu)
21283a49794SMarc Zyngier {
213c6d01a94SMark Rutland 	return kvm_vcpu_get_hsr(vcpu) >> ESR_ELx_EC_SHIFT;
21483a49794SMarc Zyngier }
21583a49794SMarc Zyngier 
21683a49794SMarc Zyngier static inline bool kvm_vcpu_trap_is_iabt(const struct kvm_vcpu *vcpu)
21783a49794SMarc Zyngier {
218c6d01a94SMark Rutland 	return kvm_vcpu_trap_get_class(vcpu) == ESR_ELx_EC_IABT_LOW;
21983a49794SMarc Zyngier }
22083a49794SMarc Zyngier 
22183a49794SMarc Zyngier static inline u8 kvm_vcpu_trap_get_fault(const struct kvm_vcpu *vcpu)
22283a49794SMarc Zyngier {
223c6d01a94SMark Rutland 	return kvm_vcpu_get_hsr(vcpu) & ESR_ELx_FSC;
2240496daa5SChristoffer Dall }
2250496daa5SChristoffer Dall 
2260496daa5SChristoffer Dall static inline u8 kvm_vcpu_trap_get_fault_type(const struct kvm_vcpu *vcpu)
2270496daa5SChristoffer Dall {
228c6d01a94SMark Rutland 	return kvm_vcpu_get_hsr(vcpu) & ESR_ELx_FSC_TYPE;
22983a49794SMarc Zyngier }
23083a49794SMarc Zyngier 
2314429fc64SAndre Przywara static inline unsigned long kvm_vcpu_get_mpidr_aff(struct kvm_vcpu *vcpu)
23279c64880SMarc Zyngier {
2334429fc64SAndre Przywara 	return vcpu_sys_reg(vcpu, MPIDR_EL1) & MPIDR_HWID_BITMASK;
23479c64880SMarc Zyngier }
23579c64880SMarc Zyngier 
236ce94fe93SMarc Zyngier static inline void kvm_vcpu_set_be(struct kvm_vcpu *vcpu)
237ce94fe93SMarc Zyngier {
238ce94fe93SMarc Zyngier 	if (vcpu_mode_is_32bit(vcpu))
239ce94fe93SMarc Zyngier 		*vcpu_cpsr(vcpu) |= COMPAT_PSR_E_BIT;
240ce94fe93SMarc Zyngier 	else
241ce94fe93SMarc Zyngier 		vcpu_sys_reg(vcpu, SCTLR_EL1) |= (1 << 25);
242ce94fe93SMarc Zyngier }
243ce94fe93SMarc Zyngier 
2446d89d2d9SMarc Zyngier static inline bool kvm_vcpu_is_be(struct kvm_vcpu *vcpu)
2456d89d2d9SMarc Zyngier {
2466d89d2d9SMarc Zyngier 	if (vcpu_mode_is_32bit(vcpu))
2476d89d2d9SMarc Zyngier 		return !!(*vcpu_cpsr(vcpu) & COMPAT_PSR_E_BIT);
2486d89d2d9SMarc Zyngier 
2496d89d2d9SMarc Zyngier 	return !!(vcpu_sys_reg(vcpu, SCTLR_EL1) & (1 << 25));
2506d89d2d9SMarc Zyngier }
2516d89d2d9SMarc Zyngier 
2526d89d2d9SMarc Zyngier static inline unsigned long vcpu_data_guest_to_host(struct kvm_vcpu *vcpu,
2536d89d2d9SMarc Zyngier 						    unsigned long data,
2546d89d2d9SMarc Zyngier 						    unsigned int len)
2556d89d2d9SMarc Zyngier {
2566d89d2d9SMarc Zyngier 	if (kvm_vcpu_is_be(vcpu)) {
2576d89d2d9SMarc Zyngier 		switch (len) {
2586d89d2d9SMarc Zyngier 		case 1:
2596d89d2d9SMarc Zyngier 			return data & 0xff;
2606d89d2d9SMarc Zyngier 		case 2:
2616d89d2d9SMarc Zyngier 			return be16_to_cpu(data & 0xffff);
2626d89d2d9SMarc Zyngier 		case 4:
2636d89d2d9SMarc Zyngier 			return be32_to_cpu(data & 0xffffffff);
2646d89d2d9SMarc Zyngier 		default:
2656d89d2d9SMarc Zyngier 			return be64_to_cpu(data);
2666d89d2d9SMarc Zyngier 		}
267b3007086SVictor Kamensky 	} else {
268b3007086SVictor Kamensky 		switch (len) {
269b3007086SVictor Kamensky 		case 1:
270b3007086SVictor Kamensky 			return data & 0xff;
271b3007086SVictor Kamensky 		case 2:
272b3007086SVictor Kamensky 			return le16_to_cpu(data & 0xffff);
273b3007086SVictor Kamensky 		case 4:
274b3007086SVictor Kamensky 			return le32_to_cpu(data & 0xffffffff);
275b3007086SVictor Kamensky 		default:
276b3007086SVictor Kamensky 			return le64_to_cpu(data);
277b3007086SVictor Kamensky 		}
2786d89d2d9SMarc Zyngier 	}
2796d89d2d9SMarc Zyngier 
2806d89d2d9SMarc Zyngier 	return data;		/* Leave LE untouched */
2816d89d2d9SMarc Zyngier }
2826d89d2d9SMarc Zyngier 
2836d89d2d9SMarc Zyngier static inline unsigned long vcpu_data_host_to_guest(struct kvm_vcpu *vcpu,
2846d89d2d9SMarc Zyngier 						    unsigned long data,
2856d89d2d9SMarc Zyngier 						    unsigned int len)
2866d89d2d9SMarc Zyngier {
2876d89d2d9SMarc Zyngier 	if (kvm_vcpu_is_be(vcpu)) {
2886d89d2d9SMarc Zyngier 		switch (len) {
2896d89d2d9SMarc Zyngier 		case 1:
2906d89d2d9SMarc Zyngier 			return data & 0xff;
2916d89d2d9SMarc Zyngier 		case 2:
2926d89d2d9SMarc Zyngier 			return cpu_to_be16(data & 0xffff);
2936d89d2d9SMarc Zyngier 		case 4:
2946d89d2d9SMarc Zyngier 			return cpu_to_be32(data & 0xffffffff);
2956d89d2d9SMarc Zyngier 		default:
2966d89d2d9SMarc Zyngier 			return cpu_to_be64(data);
2976d89d2d9SMarc Zyngier 		}
298b3007086SVictor Kamensky 	} else {
299b3007086SVictor Kamensky 		switch (len) {
300b3007086SVictor Kamensky 		case 1:
301b3007086SVictor Kamensky 			return data & 0xff;
302b3007086SVictor Kamensky 		case 2:
303b3007086SVictor Kamensky 			return cpu_to_le16(data & 0xffff);
304b3007086SVictor Kamensky 		case 4:
305b3007086SVictor Kamensky 			return cpu_to_le32(data & 0xffffffff);
306b3007086SVictor Kamensky 		default:
307b3007086SVictor Kamensky 			return cpu_to_le64(data);
308b3007086SVictor Kamensky 		}
3096d89d2d9SMarc Zyngier 	}
3106d89d2d9SMarc Zyngier 
3116d89d2d9SMarc Zyngier 	return data;		/* Leave LE untouched */
3126d89d2d9SMarc Zyngier }
3136d89d2d9SMarc Zyngier 
31483a49794SMarc Zyngier #endif /* __ARM64_KVM_EMULATE_H__ */
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