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>
2683a49794SMarc Zyngier #include <asm/kvm_asm.h>
2783a49794SMarc Zyngier #include <asm/kvm_arm.h>
2883a49794SMarc Zyngier #include <asm/kvm_mmio.h>
2983a49794SMarc Zyngier #include <asm/ptrace.h>
3083a49794SMarc Zyngier 
31b547631fSMarc Zyngier unsigned long *vcpu_reg32(const struct kvm_vcpu *vcpu, u8 reg_num);
32b547631fSMarc Zyngier unsigned long *vcpu_spsr32(const struct kvm_vcpu *vcpu);
33b547631fSMarc Zyngier 
3427b190bdSMarc Zyngier bool kvm_condition_valid32(const struct kvm_vcpu *vcpu);
3527b190bdSMarc Zyngier void kvm_skip_instr32(struct kvm_vcpu *vcpu, bool is_wide_instr);
3627b190bdSMarc Zyngier 
3783a49794SMarc Zyngier void kvm_inject_undefined(struct kvm_vcpu *vcpu);
3883a49794SMarc Zyngier void kvm_inject_dabt(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long addr);
3983a49794SMarc Zyngier void kvm_inject_pabt(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long addr);
4083a49794SMarc Zyngier 
41b856a591SChristoffer Dall static inline void vcpu_reset_hcr(struct kvm_vcpu *vcpu)
42b856a591SChristoffer Dall {
43b856a591SChristoffer Dall 	vcpu->arch.hcr_el2 = HCR_GUEST_FLAGS;
44b856a591SChristoffer Dall }
45b856a591SChristoffer Dall 
4683a49794SMarc Zyngier static inline unsigned long *vcpu_pc(const struct kvm_vcpu *vcpu)
4783a49794SMarc Zyngier {
4883a49794SMarc Zyngier 	return (unsigned long *)&vcpu_gp_regs(vcpu)->regs.pc;
4983a49794SMarc Zyngier }
5083a49794SMarc Zyngier 
5183a49794SMarc Zyngier static inline unsigned long *vcpu_elr_el1(const struct kvm_vcpu *vcpu)
5283a49794SMarc Zyngier {
5383a49794SMarc Zyngier 	return (unsigned long *)&vcpu_gp_regs(vcpu)->elr_el1;
5483a49794SMarc Zyngier }
5583a49794SMarc Zyngier 
5683a49794SMarc Zyngier static inline unsigned long *vcpu_cpsr(const struct kvm_vcpu *vcpu)
5783a49794SMarc Zyngier {
5883a49794SMarc Zyngier 	return (unsigned long *)&vcpu_gp_regs(vcpu)->regs.pstate;
5983a49794SMarc Zyngier }
6083a49794SMarc Zyngier 
6183a49794SMarc Zyngier static inline bool vcpu_mode_is_32bit(const struct kvm_vcpu *vcpu)
6283a49794SMarc Zyngier {
63b547631fSMarc Zyngier 	return !!(*vcpu_cpsr(vcpu) & PSR_MODE32_BIT);
6483a49794SMarc Zyngier }
6583a49794SMarc Zyngier 
6683a49794SMarc Zyngier static inline bool kvm_condition_valid(const struct kvm_vcpu *vcpu)
6783a49794SMarc Zyngier {
6827b190bdSMarc Zyngier 	if (vcpu_mode_is_32bit(vcpu))
6927b190bdSMarc Zyngier 		return kvm_condition_valid32(vcpu);
7027b190bdSMarc Zyngier 
7127b190bdSMarc Zyngier 	return true;
7283a49794SMarc Zyngier }
7383a49794SMarc Zyngier 
7483a49794SMarc Zyngier static inline void kvm_skip_instr(struct kvm_vcpu *vcpu, bool is_wide_instr)
7583a49794SMarc Zyngier {
7627b190bdSMarc Zyngier 	if (vcpu_mode_is_32bit(vcpu))
7727b190bdSMarc Zyngier 		kvm_skip_instr32(vcpu, is_wide_instr);
7827b190bdSMarc Zyngier 	else
7983a49794SMarc Zyngier 		*vcpu_pc(vcpu) += 4;
8083a49794SMarc Zyngier }
8183a49794SMarc Zyngier 
8283a49794SMarc Zyngier static inline void vcpu_set_thumb(struct kvm_vcpu *vcpu)
8383a49794SMarc Zyngier {
84b547631fSMarc Zyngier 	*vcpu_cpsr(vcpu) |= COMPAT_PSR_T_BIT;
8583a49794SMarc Zyngier }
8683a49794SMarc Zyngier 
8783a49794SMarc Zyngier static inline unsigned long *vcpu_reg(const struct kvm_vcpu *vcpu, u8 reg_num)
8883a49794SMarc Zyngier {
89b547631fSMarc Zyngier 	if (vcpu_mode_is_32bit(vcpu))
90b547631fSMarc Zyngier 		return vcpu_reg32(vcpu, reg_num);
91b547631fSMarc Zyngier 
9283a49794SMarc Zyngier 	return (unsigned long *)&vcpu_gp_regs(vcpu)->regs.regs[reg_num];
9383a49794SMarc Zyngier }
9483a49794SMarc Zyngier 
9583a49794SMarc Zyngier /* Get vcpu SPSR for current mode */
9683a49794SMarc Zyngier static inline unsigned long *vcpu_spsr(const struct kvm_vcpu *vcpu)
9783a49794SMarc Zyngier {
98b547631fSMarc Zyngier 	if (vcpu_mode_is_32bit(vcpu))
99b547631fSMarc Zyngier 		return vcpu_spsr32(vcpu);
100b547631fSMarc Zyngier 
10183a49794SMarc Zyngier 	return (unsigned long *)&vcpu_gp_regs(vcpu)->spsr[KVM_SPSR_EL1];
10283a49794SMarc Zyngier }
10383a49794SMarc Zyngier 
10483a49794SMarc Zyngier static inline bool vcpu_mode_priv(const struct kvm_vcpu *vcpu)
10583a49794SMarc Zyngier {
10683a49794SMarc Zyngier 	u32 mode = *vcpu_cpsr(vcpu) & PSR_MODE_MASK;
10783a49794SMarc Zyngier 
108b547631fSMarc Zyngier 	if (vcpu_mode_is_32bit(vcpu))
109b547631fSMarc Zyngier 		return mode > COMPAT_PSR_MODE_USR;
110b547631fSMarc Zyngier 
11183a49794SMarc Zyngier 	return mode != PSR_MODE_EL0t;
11283a49794SMarc Zyngier }
11383a49794SMarc Zyngier 
11483a49794SMarc Zyngier static inline u32 kvm_vcpu_get_hsr(const struct kvm_vcpu *vcpu)
11583a49794SMarc Zyngier {
11683a49794SMarc Zyngier 	return vcpu->arch.fault.esr_el2;
11783a49794SMarc Zyngier }
11883a49794SMarc Zyngier 
11983a49794SMarc Zyngier static inline unsigned long kvm_vcpu_get_hfar(const struct kvm_vcpu *vcpu)
12083a49794SMarc Zyngier {
12183a49794SMarc Zyngier 	return vcpu->arch.fault.far_el2;
12283a49794SMarc Zyngier }
12383a49794SMarc Zyngier 
12483a49794SMarc Zyngier static inline phys_addr_t kvm_vcpu_get_fault_ipa(const struct kvm_vcpu *vcpu)
12583a49794SMarc Zyngier {
12683a49794SMarc Zyngier 	return ((phys_addr_t)vcpu->arch.fault.hpfar_el2 & HPFAR_MASK) << 8;
12783a49794SMarc Zyngier }
12883a49794SMarc Zyngier 
12983a49794SMarc Zyngier static inline bool kvm_vcpu_dabt_isvalid(const struct kvm_vcpu *vcpu)
13083a49794SMarc Zyngier {
13183a49794SMarc Zyngier 	return !!(kvm_vcpu_get_hsr(vcpu) & ESR_EL2_ISV);
13283a49794SMarc Zyngier }
13383a49794SMarc Zyngier 
13483a49794SMarc Zyngier static inline bool kvm_vcpu_dabt_iswrite(const struct kvm_vcpu *vcpu)
13583a49794SMarc Zyngier {
13683a49794SMarc Zyngier 	return !!(kvm_vcpu_get_hsr(vcpu) & ESR_EL2_WNR);
13783a49794SMarc Zyngier }
13883a49794SMarc Zyngier 
13983a49794SMarc Zyngier static inline bool kvm_vcpu_dabt_issext(const struct kvm_vcpu *vcpu)
14083a49794SMarc Zyngier {
14183a49794SMarc Zyngier 	return !!(kvm_vcpu_get_hsr(vcpu) & ESR_EL2_SSE);
14283a49794SMarc Zyngier }
14383a49794SMarc Zyngier 
14483a49794SMarc Zyngier static inline int kvm_vcpu_dabt_get_rd(const struct kvm_vcpu *vcpu)
14583a49794SMarc Zyngier {
14683a49794SMarc Zyngier 	return (kvm_vcpu_get_hsr(vcpu) & ESR_EL2_SRT_MASK) >> ESR_EL2_SRT_SHIFT;
14783a49794SMarc Zyngier }
14883a49794SMarc Zyngier 
14983a49794SMarc Zyngier static inline bool kvm_vcpu_dabt_isextabt(const struct kvm_vcpu *vcpu)
15083a49794SMarc Zyngier {
15183a49794SMarc Zyngier 	return !!(kvm_vcpu_get_hsr(vcpu) & ESR_EL2_EA);
15283a49794SMarc Zyngier }
15383a49794SMarc Zyngier 
15483a49794SMarc Zyngier static inline bool kvm_vcpu_dabt_iss1tw(const struct kvm_vcpu *vcpu)
15583a49794SMarc Zyngier {
15683a49794SMarc Zyngier 	return !!(kvm_vcpu_get_hsr(vcpu) & ESR_EL2_S1PTW);
15783a49794SMarc Zyngier }
15883a49794SMarc Zyngier 
15983a49794SMarc Zyngier static inline int kvm_vcpu_dabt_get_as(const struct kvm_vcpu *vcpu)
16083a49794SMarc Zyngier {
16183a49794SMarc Zyngier 	return 1 << ((kvm_vcpu_get_hsr(vcpu) & ESR_EL2_SAS) >> ESR_EL2_SAS_SHIFT);
16283a49794SMarc Zyngier }
16383a49794SMarc Zyngier 
16483a49794SMarc Zyngier /* This one is not specific to Data Abort */
16583a49794SMarc Zyngier static inline bool kvm_vcpu_trap_il_is32bit(const struct kvm_vcpu *vcpu)
16683a49794SMarc Zyngier {
16783a49794SMarc Zyngier 	return !!(kvm_vcpu_get_hsr(vcpu) & ESR_EL2_IL);
16883a49794SMarc Zyngier }
16983a49794SMarc Zyngier 
17083a49794SMarc Zyngier static inline u8 kvm_vcpu_trap_get_class(const struct kvm_vcpu *vcpu)
17183a49794SMarc Zyngier {
17283a49794SMarc Zyngier 	return kvm_vcpu_get_hsr(vcpu) >> ESR_EL2_EC_SHIFT;
17383a49794SMarc Zyngier }
17483a49794SMarc Zyngier 
17583a49794SMarc Zyngier static inline bool kvm_vcpu_trap_is_iabt(const struct kvm_vcpu *vcpu)
17683a49794SMarc Zyngier {
17783a49794SMarc Zyngier 	return kvm_vcpu_trap_get_class(vcpu) == ESR_EL2_EC_IABT;
17883a49794SMarc Zyngier }
17983a49794SMarc Zyngier 
18083a49794SMarc Zyngier static inline u8 kvm_vcpu_trap_get_fault(const struct kvm_vcpu *vcpu)
18183a49794SMarc Zyngier {
1820496daa5SChristoffer Dall 	return kvm_vcpu_get_hsr(vcpu) & ESR_EL2_FSC;
1830496daa5SChristoffer Dall }
1840496daa5SChristoffer Dall 
1850496daa5SChristoffer Dall static inline u8 kvm_vcpu_trap_get_fault_type(const struct kvm_vcpu *vcpu)
1860496daa5SChristoffer Dall {
18783a49794SMarc Zyngier 	return kvm_vcpu_get_hsr(vcpu) & ESR_EL2_FSC_TYPE;
18883a49794SMarc Zyngier }
18983a49794SMarc Zyngier 
19079c64880SMarc Zyngier static inline unsigned long kvm_vcpu_get_mpidr(struct kvm_vcpu *vcpu)
19179c64880SMarc Zyngier {
19279c64880SMarc Zyngier 	return vcpu_sys_reg(vcpu, MPIDR_EL1);
19379c64880SMarc Zyngier }
19479c64880SMarc Zyngier 
195ce94fe93SMarc Zyngier static inline void kvm_vcpu_set_be(struct kvm_vcpu *vcpu)
196ce94fe93SMarc Zyngier {
197ce94fe93SMarc Zyngier 	if (vcpu_mode_is_32bit(vcpu))
198ce94fe93SMarc Zyngier 		*vcpu_cpsr(vcpu) |= COMPAT_PSR_E_BIT;
199ce94fe93SMarc Zyngier 	else
200ce94fe93SMarc Zyngier 		vcpu_sys_reg(vcpu, SCTLR_EL1) |= (1 << 25);
201ce94fe93SMarc Zyngier }
202ce94fe93SMarc Zyngier 
2036d89d2d9SMarc Zyngier static inline bool kvm_vcpu_is_be(struct kvm_vcpu *vcpu)
2046d89d2d9SMarc Zyngier {
2056d89d2d9SMarc Zyngier 	if (vcpu_mode_is_32bit(vcpu))
2066d89d2d9SMarc Zyngier 		return !!(*vcpu_cpsr(vcpu) & COMPAT_PSR_E_BIT);
2076d89d2d9SMarc Zyngier 
2086d89d2d9SMarc Zyngier 	return !!(vcpu_sys_reg(vcpu, SCTLR_EL1) & (1 << 25));
2096d89d2d9SMarc Zyngier }
2106d89d2d9SMarc Zyngier 
2116d89d2d9SMarc Zyngier static inline unsigned long vcpu_data_guest_to_host(struct kvm_vcpu *vcpu,
2126d89d2d9SMarc Zyngier 						    unsigned long data,
2136d89d2d9SMarc Zyngier 						    unsigned int len)
2146d89d2d9SMarc Zyngier {
2156d89d2d9SMarc Zyngier 	if (kvm_vcpu_is_be(vcpu)) {
2166d89d2d9SMarc Zyngier 		switch (len) {
2176d89d2d9SMarc Zyngier 		case 1:
2186d89d2d9SMarc Zyngier 			return data & 0xff;
2196d89d2d9SMarc Zyngier 		case 2:
2206d89d2d9SMarc Zyngier 			return be16_to_cpu(data & 0xffff);
2216d89d2d9SMarc Zyngier 		case 4:
2226d89d2d9SMarc Zyngier 			return be32_to_cpu(data & 0xffffffff);
2236d89d2d9SMarc Zyngier 		default:
2246d89d2d9SMarc Zyngier 			return be64_to_cpu(data);
2256d89d2d9SMarc Zyngier 		}
226b3007086SVictor Kamensky 	} else {
227b3007086SVictor Kamensky 		switch (len) {
228b3007086SVictor Kamensky 		case 1:
229b3007086SVictor Kamensky 			return data & 0xff;
230b3007086SVictor Kamensky 		case 2:
231b3007086SVictor Kamensky 			return le16_to_cpu(data & 0xffff);
232b3007086SVictor Kamensky 		case 4:
233b3007086SVictor Kamensky 			return le32_to_cpu(data & 0xffffffff);
234b3007086SVictor Kamensky 		default:
235b3007086SVictor Kamensky 			return le64_to_cpu(data);
236b3007086SVictor Kamensky 		}
2376d89d2d9SMarc Zyngier 	}
2386d89d2d9SMarc Zyngier 
2396d89d2d9SMarc Zyngier 	return data;		/* Leave LE untouched */
2406d89d2d9SMarc Zyngier }
2416d89d2d9SMarc Zyngier 
2426d89d2d9SMarc Zyngier static inline unsigned long vcpu_data_host_to_guest(struct kvm_vcpu *vcpu,
2436d89d2d9SMarc Zyngier 						    unsigned long data,
2446d89d2d9SMarc Zyngier 						    unsigned int len)
2456d89d2d9SMarc Zyngier {
2466d89d2d9SMarc Zyngier 	if (kvm_vcpu_is_be(vcpu)) {
2476d89d2d9SMarc Zyngier 		switch (len) {
2486d89d2d9SMarc Zyngier 		case 1:
2496d89d2d9SMarc Zyngier 			return data & 0xff;
2506d89d2d9SMarc Zyngier 		case 2:
2516d89d2d9SMarc Zyngier 			return cpu_to_be16(data & 0xffff);
2526d89d2d9SMarc Zyngier 		case 4:
2536d89d2d9SMarc Zyngier 			return cpu_to_be32(data & 0xffffffff);
2546d89d2d9SMarc Zyngier 		default:
2556d89d2d9SMarc Zyngier 			return cpu_to_be64(data);
2566d89d2d9SMarc Zyngier 		}
257b3007086SVictor Kamensky 	} else {
258b3007086SVictor Kamensky 		switch (len) {
259b3007086SVictor Kamensky 		case 1:
260b3007086SVictor Kamensky 			return data & 0xff;
261b3007086SVictor Kamensky 		case 2:
262b3007086SVictor Kamensky 			return cpu_to_le16(data & 0xffff);
263b3007086SVictor Kamensky 		case 4:
264b3007086SVictor Kamensky 			return cpu_to_le32(data & 0xffffffff);
265b3007086SVictor Kamensky 		default:
266b3007086SVictor Kamensky 			return cpu_to_le64(data);
267b3007086SVictor Kamensky 		}
2686d89d2d9SMarc Zyngier 	}
2696d89d2d9SMarc Zyngier 
2706d89d2d9SMarc Zyngier 	return data;		/* Leave LE untouched */
2716d89d2d9SMarc Zyngier }
2726d89d2d9SMarc Zyngier 
27383a49794SMarc Zyngier #endif /* __ARM64_KVM_EMULATE_H__ */
274