]> Git Repo - qemu.git/blob - target/arm/kvm32.c
Merge remote-tracking branch 'remotes/mst/tags/for_upstream' into staging
[qemu.git] / target / arm / kvm32.c
1 /*
2  * ARM implementation of KVM hooks, 32 bit specific code.
3  *
4  * Copyright Christoffer Dall 2009-2010
5  *
6  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2 or later.
7  * See the COPYING file in the top-level directory.
8  *
9  */
10
11 #include "qemu/osdep.h"
12 #include <sys/ioctl.h>
13
14 #include <linux/kvm.h>
15
16 #include "qemu-common.h"
17 #include "cpu.h"
18 #include "qemu/timer.h"
19 #include "sysemu/runstate.h"
20 #include "sysemu/kvm.h"
21 #include "kvm_arm.h"
22 #include "internals.h"
23 #include "qemu/log.h"
24
25 static inline void set_feature(uint64_t *features, int feature)
26 {
27     *features |= 1ULL << feature;
28 }
29
30 static int read_sys_reg32(int fd, uint32_t *pret, uint64_t id)
31 {
32     struct kvm_one_reg idreg = { .id = id, .addr = (uintptr_t)pret };
33
34     assert((id & KVM_REG_SIZE_MASK) == KVM_REG_SIZE_U32);
35     return ioctl(fd, KVM_GET_ONE_REG, &idreg);
36 }
37
38 bool kvm_arm_get_host_cpu_features(ARMHostCPUFeatures *ahcf)
39 {
40     /* Identify the feature bits corresponding to the host CPU, and
41      * fill out the ARMHostCPUClass fields accordingly. To do this
42      * we have to create a scratch VM, create a single CPU inside it,
43      * and then query that CPU for the relevant ID registers.
44      */
45     int err = 0, fdarray[3];
46     uint32_t midr, id_pfr0;
47     uint64_t features = 0;
48
49     /* Old kernels may not know about the PREFERRED_TARGET ioctl: however
50      * we know these will only support creating one kind of guest CPU,
51      * which is its preferred CPU type.
52      */
53     static const uint32_t cpus_to_try[] = {
54         QEMU_KVM_ARM_TARGET_CORTEX_A15,
55         QEMU_KVM_ARM_TARGET_NONE
56     };
57     /*
58      * target = -1 informs kvm_arm_create_scratch_host_vcpu()
59      * to use the preferred target
60      */
61     struct kvm_vcpu_init init = { .target = -1, };
62
63     if (!kvm_arm_create_scratch_host_vcpu(cpus_to_try, fdarray, &init)) {
64         return false;
65     }
66
67     ahcf->target = init.target;
68
69     /* This is not strictly blessed by the device tree binding docs yet,
70      * but in practice the kernel does not care about this string so
71      * there is no point maintaining an KVM_ARM_TARGET_* -> string table.
72      */
73     ahcf->dtb_compatible = "arm,arm-v7";
74
75     err |= read_sys_reg32(fdarray[2], &midr, ARM_CP15_REG32(0, 0, 0, 0));
76     err |= read_sys_reg32(fdarray[2], &id_pfr0, ARM_CP15_REG32(0, 0, 1, 0));
77
78     err |= read_sys_reg32(fdarray[2], &ahcf->isar.id_isar0,
79                           ARM_CP15_REG32(0, 0, 2, 0));
80     err |= read_sys_reg32(fdarray[2], &ahcf->isar.id_isar1,
81                           ARM_CP15_REG32(0, 0, 2, 1));
82     err |= read_sys_reg32(fdarray[2], &ahcf->isar.id_isar2,
83                           ARM_CP15_REG32(0, 0, 2, 2));
84     err |= read_sys_reg32(fdarray[2], &ahcf->isar.id_isar3,
85                           ARM_CP15_REG32(0, 0, 2, 3));
86     err |= read_sys_reg32(fdarray[2], &ahcf->isar.id_isar4,
87                           ARM_CP15_REG32(0, 0, 2, 4));
88     err |= read_sys_reg32(fdarray[2], &ahcf->isar.id_isar5,
89                           ARM_CP15_REG32(0, 0, 2, 5));
90     if (read_sys_reg32(fdarray[2], &ahcf->isar.id_isar6,
91                        ARM_CP15_REG32(0, 0, 2, 7))) {
92         /*
93          * Older kernels don't support reading ID_ISAR6. This register was
94          * only introduced in ARMv8, so we can assume that it is zero on a
95          * CPU that a kernel this old is running on.
96          */
97         ahcf->isar.id_isar6 = 0;
98     }
99
100     err |= read_sys_reg32(fdarray[2], &ahcf->isar.id_dfr0,
101                           ARM_CP15_REG32(0, 0, 1, 2));
102
103     err |= read_sys_reg32(fdarray[2], &ahcf->isar.mvfr0,
104                           KVM_REG_ARM | KVM_REG_SIZE_U32 |
105                           KVM_REG_ARM_VFP | KVM_REG_ARM_VFP_MVFR0);
106     err |= read_sys_reg32(fdarray[2], &ahcf->isar.mvfr1,
107                           KVM_REG_ARM | KVM_REG_SIZE_U32 |
108                           KVM_REG_ARM_VFP | KVM_REG_ARM_VFP_MVFR1);
109     /*
110      * FIXME: There is not yet a way to read MVFR2.
111      * Fortunately there is not yet anything in there that affects migration.
112      */
113
114     err |= read_sys_reg32(fdarray[2], &ahcf->isar.id_mmfr0,
115                           ARM_CP15_REG32(0, 0, 1, 4));
116     err |= read_sys_reg32(fdarray[2], &ahcf->isar.id_mmfr1,
117                           ARM_CP15_REG32(0, 0, 1, 5));
118     err |= read_sys_reg32(fdarray[2], &ahcf->isar.id_mmfr2,
119                           ARM_CP15_REG32(0, 0, 1, 6));
120     err |= read_sys_reg32(fdarray[2], &ahcf->isar.id_mmfr3,
121                           ARM_CP15_REG32(0, 0, 1, 7));
122     if (read_sys_reg32(fdarray[2], &ahcf->isar.id_mmfr4,
123                        ARM_CP15_REG32(0, 0, 2, 6))) {
124         /*
125          * Older kernels don't support reading ID_MMFR4 (a new in v8
126          * register); assume it's zero.
127          */
128         ahcf->isar.id_mmfr4 = 0;
129     }
130
131     /*
132      * There is no way to read DBGDIDR, because currently 32-bit KVM
133      * doesn't implement debug at all. Leave it at zero.
134      */
135
136     kvm_arm_destroy_scratch_host_vcpu(fdarray);
137
138     if (err < 0) {
139         return false;
140     }
141
142     /* Now we've retrieved all the register information we can
143      * set the feature bits based on the ID register fields.
144      * We can assume any KVM supporting CPU is at least a v7
145      * with VFPv3, virtualization extensions, and the generic
146      * timers; this in turn implies most of the other feature
147      * bits, but a few must be tested.
148      */
149     set_feature(&features, ARM_FEATURE_V7VE);
150     set_feature(&features, ARM_FEATURE_GENERIC_TIMER);
151
152     if (extract32(id_pfr0, 12, 4) == 1) {
153         set_feature(&features, ARM_FEATURE_THUMB2EE);
154     }
155     if (extract32(ahcf->isar.mvfr1, 12, 4) == 1) {
156         set_feature(&features, ARM_FEATURE_NEON);
157     }
158
159     ahcf->features = features;
160
161     return true;
162 }
163
164 bool kvm_arm_reg_syncs_via_cpreg_list(uint64_t regidx)
165 {
166     /* Return true if the regidx is a register we should synchronize
167      * via the cpreg_tuples array (ie is not a core reg we sync by
168      * hand in kvm_arch_get/put_registers())
169      */
170     switch (regidx & KVM_REG_ARM_COPROC_MASK) {
171     case KVM_REG_ARM_CORE:
172     case KVM_REG_ARM_VFP:
173         return false;
174     default:
175         return true;
176     }
177 }
178
179 typedef struct CPRegStateLevel {
180     uint64_t regidx;
181     int level;
182 } CPRegStateLevel;
183
184 /* All coprocessor registers not listed in the following table are assumed to
185  * be of the level KVM_PUT_RUNTIME_STATE. If a register should be written less
186  * often, you must add it to this table with a state of either
187  * KVM_PUT_RESET_STATE or KVM_PUT_FULL_STATE.
188  */
189 static const CPRegStateLevel non_runtime_cpregs[] = {
190     { KVM_REG_ARM_TIMER_CNT, KVM_PUT_FULL_STATE },
191 };
192
193 int kvm_arm_cpreg_level(uint64_t regidx)
194 {
195     int i;
196
197     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(non_runtime_cpregs); i++) {
198         const CPRegStateLevel *l = &non_runtime_cpregs[i];
199         if (l->regidx == regidx) {
200             return l->level;
201         }
202     }
203
204     return KVM_PUT_RUNTIME_STATE;
205 }
206
207 #define ARM_CPU_ID_MPIDR       0, 0, 0, 5
208
209 int kvm_arch_init_vcpu(CPUState *cs)
210 {
211     int ret;
212     uint64_t v;
213     uint32_t mpidr;
214     struct kvm_one_reg r;
215     ARMCPU *cpu = ARM_CPU(cs);
216
217     if (cpu->kvm_target == QEMU_KVM_ARM_TARGET_NONE) {
218         fprintf(stderr, "KVM is not supported for this guest CPU type\n");
219         return -EINVAL;
220     }
221
222     qemu_add_vm_change_state_handler(kvm_arm_vm_state_change, cs);
223
224     /* Determine init features for this CPU */
225     memset(cpu->kvm_init_features, 0, sizeof(cpu->kvm_init_features));
226     if (cpu->start_powered_off) {
227         cpu->kvm_init_features[0] |= 1 << KVM_ARM_VCPU_POWER_OFF;
228     }
229     if (kvm_check_extension(cs->kvm_state, KVM_CAP_ARM_PSCI_0_2)) {
230         cpu->psci_version = 2;
231         cpu->kvm_init_features[0] |= 1 << KVM_ARM_VCPU_PSCI_0_2;
232     }
233
234     /* Do KVM_ARM_VCPU_INIT ioctl */
235     ret = kvm_arm_vcpu_init(cs);
236     if (ret) {
237         return ret;
238     }
239
240     /* Query the kernel to make sure it supports 32 VFP
241      * registers: QEMU's "cortex-a15" CPU is always a
242      * VFP-D32 core. The simplest way to do this is just
243      * to attempt to read register d31.
244      */
245     r.id = KVM_REG_ARM | KVM_REG_SIZE_U64 | KVM_REG_ARM_VFP | 31;
246     r.addr = (uintptr_t)(&v);
247     ret = kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_GET_ONE_REG, &r);
248     if (ret == -ENOENT) {
249         return -EINVAL;
250     }
251
252     /*
253      * When KVM is in use, PSCI is emulated in-kernel and not by qemu.
254      * Currently KVM has its own idea about MPIDR assignment, so we
255      * override our defaults with what we get from KVM.
256      */
257     ret = kvm_get_one_reg(cs, ARM_CP15_REG32(ARM_CPU_ID_MPIDR), &mpidr);
258     if (ret) {
259         return ret;
260     }
261     cpu->mp_affinity = mpidr & ARM32_AFFINITY_MASK;
262
263     /* Check whether userspace can specify guest syndrome value */
264     kvm_arm_init_serror_injection(cs);
265
266     return kvm_arm_init_cpreg_list(cpu);
267 }
268
269 int kvm_arch_destroy_vcpu(CPUState *cs)
270 {
271         return 0;
272 }
273
274 typedef struct Reg {
275     uint64_t id;
276     int offset;
277 } Reg;
278
279 #define COREREG(KERNELNAME, QEMUFIELD)                       \
280     {                                                        \
281         KVM_REG_ARM | KVM_REG_SIZE_U32 |                     \
282         KVM_REG_ARM_CORE | KVM_REG_ARM_CORE_REG(KERNELNAME), \
283         offsetof(CPUARMState, QEMUFIELD)                     \
284     }
285
286 #define VFPSYSREG(R)                                       \
287     {                                                      \
288         KVM_REG_ARM | KVM_REG_SIZE_U32 | KVM_REG_ARM_VFP | \
289         KVM_REG_ARM_VFP_##R,                               \
290         offsetof(CPUARMState, vfp.xregs[ARM_VFP_##R])      \
291     }
292
293 /* Like COREREG, but handle fields which are in a uint64_t in CPUARMState. */
294 #define COREREG64(KERNELNAME, QEMUFIELD)                     \
295     {                                                        \
296         KVM_REG_ARM | KVM_REG_SIZE_U32 |                     \
297         KVM_REG_ARM_CORE | KVM_REG_ARM_CORE_REG(KERNELNAME), \
298         offsetoflow32(CPUARMState, QEMUFIELD)                \
299     }
300
301 static const Reg regs[] = {
302     /* R0_usr .. R14_usr */
303     COREREG(usr_regs.uregs[0], regs[0]),
304     COREREG(usr_regs.uregs[1], regs[1]),
305     COREREG(usr_regs.uregs[2], regs[2]),
306     COREREG(usr_regs.uregs[3], regs[3]),
307     COREREG(usr_regs.uregs[4], regs[4]),
308     COREREG(usr_regs.uregs[5], regs[5]),
309     COREREG(usr_regs.uregs[6], regs[6]),
310     COREREG(usr_regs.uregs[7], regs[7]),
311     COREREG(usr_regs.uregs[8], usr_regs[0]),
312     COREREG(usr_regs.uregs[9], usr_regs[1]),
313     COREREG(usr_regs.uregs[10], usr_regs[2]),
314     COREREG(usr_regs.uregs[11], usr_regs[3]),
315     COREREG(usr_regs.uregs[12], usr_regs[4]),
316     COREREG(usr_regs.uregs[13], banked_r13[BANK_USRSYS]),
317     COREREG(usr_regs.uregs[14], banked_r14[BANK_USRSYS]),
318     /* R13, R14, SPSR for SVC, ABT, UND, IRQ banks */
319     COREREG(svc_regs[0], banked_r13[BANK_SVC]),
320     COREREG(svc_regs[1], banked_r14[BANK_SVC]),
321     COREREG64(svc_regs[2], banked_spsr[BANK_SVC]),
322     COREREG(abt_regs[0], banked_r13[BANK_ABT]),
323     COREREG(abt_regs[1], banked_r14[BANK_ABT]),
324     COREREG64(abt_regs[2], banked_spsr[BANK_ABT]),
325     COREREG(und_regs[0], banked_r13[BANK_UND]),
326     COREREG(und_regs[1], banked_r14[BANK_UND]),
327     COREREG64(und_regs[2], banked_spsr[BANK_UND]),
328     COREREG(irq_regs[0], banked_r13[BANK_IRQ]),
329     COREREG(irq_regs[1], banked_r14[BANK_IRQ]),
330     COREREG64(irq_regs[2], banked_spsr[BANK_IRQ]),
331     /* R8_fiq .. R14_fiq and SPSR_fiq */
332     COREREG(fiq_regs[0], fiq_regs[0]),
333     COREREG(fiq_regs[1], fiq_regs[1]),
334     COREREG(fiq_regs[2], fiq_regs[2]),
335     COREREG(fiq_regs[3], fiq_regs[3]),
336     COREREG(fiq_regs[4], fiq_regs[4]),
337     COREREG(fiq_regs[5], banked_r13[BANK_FIQ]),
338     COREREG(fiq_regs[6], banked_r14[BANK_FIQ]),
339     COREREG64(fiq_regs[7], banked_spsr[BANK_FIQ]),
340     /* R15 */
341     COREREG(usr_regs.uregs[15], regs[15]),
342     /* VFP system registers */
343     VFPSYSREG(FPSID),
344     VFPSYSREG(MVFR1),
345     VFPSYSREG(MVFR0),
346     VFPSYSREG(FPEXC),
347     VFPSYSREG(FPINST),
348     VFPSYSREG(FPINST2),
349 };
350
351 int kvm_arch_put_registers(CPUState *cs, int level)
352 {
353     ARMCPU *cpu = ARM_CPU(cs);
354     CPUARMState *env = &cpu->env;
355     struct kvm_one_reg r;
356     int mode, bn;
357     int ret, i;
358     uint32_t cpsr, fpscr;
359
360     /* Make sure the banked regs are properly set */
361     mode = env->uncached_cpsr & CPSR_M;
362     bn = bank_number(mode);
363     if (mode == ARM_CPU_MODE_FIQ) {
364         memcpy(env->fiq_regs, env->regs + 8, 5 * sizeof(uint32_t));
365     } else {
366         memcpy(env->usr_regs, env->regs + 8, 5 * sizeof(uint32_t));
367     }
368     env->banked_r13[bn] = env->regs[13];
369     env->banked_spsr[bn] = env->spsr;
370     env->banked_r14[r14_bank_number(mode)] = env->regs[14];
371
372     /* Now we can safely copy stuff down to the kernel */
373     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(regs); i++) {
374         r.id = regs[i].id;
375         r.addr = (uintptr_t)(env) + regs[i].offset;
376         ret = kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_SET_ONE_REG, &r);
377         if (ret) {
378             return ret;
379         }
380     }
381
382     /* Special cases which aren't a single CPUARMState field */
383     cpsr = cpsr_read(env);
384     r.id = KVM_REG_ARM | KVM_REG_SIZE_U32 |
385         KVM_REG_ARM_CORE | KVM_REG_ARM_CORE_REG(usr_regs.ARM_cpsr);
386     r.addr = (uintptr_t)(&cpsr);
387     ret = kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_SET_ONE_REG, &r);
388     if (ret) {
389         return ret;
390     }
391
392     /* VFP registers */
393     r.id = KVM_REG_ARM | KVM_REG_SIZE_U64 | KVM_REG_ARM_VFP;
394     for (i = 0; i < 32; i++) {
395         r.addr = (uintptr_t)aa32_vfp_dreg(env, i);
396         ret = kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_SET_ONE_REG, &r);
397         if (ret) {
398             return ret;
399         }
400         r.id++;
401     }
402
403     r.id = KVM_REG_ARM | KVM_REG_SIZE_U32 | KVM_REG_ARM_VFP |
404         KVM_REG_ARM_VFP_FPSCR;
405     fpscr = vfp_get_fpscr(env);
406     r.addr = (uintptr_t)&fpscr;
407     ret = kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_SET_ONE_REG, &r);
408     if (ret) {
409         return ret;
410     }
411
412     write_cpustate_to_list(cpu, true);
413
414     if (!write_list_to_kvmstate(cpu, level)) {
415         return EINVAL;
416     }
417
418     /*
419      * Setting VCPU events should be triggered after syncing the registers
420      * to avoid overwriting potential changes made by KVM upon calling
421      * KVM_SET_VCPU_EVENTS ioctl
422      */
423     ret = kvm_put_vcpu_events(cpu);
424     if (ret) {
425         return ret;
426     }
427
428     kvm_arm_sync_mpstate_to_kvm(cpu);
429
430     return ret;
431 }
432
433 int kvm_arch_get_registers(CPUState *cs)
434 {
435     ARMCPU *cpu = ARM_CPU(cs);
436     CPUARMState *env = &cpu->env;
437     struct kvm_one_reg r;
438     int mode, bn;
439     int ret, i;
440     uint32_t cpsr, fpscr;
441
442     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(regs); i++) {
443         r.id = regs[i].id;
444         r.addr = (uintptr_t)(env) + regs[i].offset;
445         ret = kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_GET_ONE_REG, &r);
446         if (ret) {
447             return ret;
448         }
449     }
450
451     /* Special cases which aren't a single CPUARMState field */
452     r.id = KVM_REG_ARM | KVM_REG_SIZE_U32 |
453         KVM_REG_ARM_CORE | KVM_REG_ARM_CORE_REG(usr_regs.ARM_cpsr);
454     r.addr = (uintptr_t)(&cpsr);
455     ret = kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_GET_ONE_REG, &r);
456     if (ret) {
457         return ret;
458     }
459     cpsr_write(env, cpsr, 0xffffffff, CPSRWriteRaw);
460
461     /* Make sure the current mode regs are properly set */
462     mode = env->uncached_cpsr & CPSR_M;
463     bn = bank_number(mode);
464     if (mode == ARM_CPU_MODE_FIQ) {
465         memcpy(env->regs + 8, env->fiq_regs, 5 * sizeof(uint32_t));
466     } else {
467         memcpy(env->regs + 8, env->usr_regs, 5 * sizeof(uint32_t));
468     }
469     env->regs[13] = env->banked_r13[bn];
470     env->spsr = env->banked_spsr[bn];
471     env->regs[14] = env->banked_r14[r14_bank_number(mode)];
472
473     /* VFP registers */
474     r.id = KVM_REG_ARM | KVM_REG_SIZE_U64 | KVM_REG_ARM_VFP;
475     for (i = 0; i < 32; i++) {
476         r.addr = (uintptr_t)aa32_vfp_dreg(env, i);
477         ret = kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_GET_ONE_REG, &r);
478         if (ret) {
479             return ret;
480         }
481         r.id++;
482     }
483
484     r.id = KVM_REG_ARM | KVM_REG_SIZE_U32 | KVM_REG_ARM_VFP |
485         KVM_REG_ARM_VFP_FPSCR;
486     r.addr = (uintptr_t)&fpscr;
487     ret = kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_GET_ONE_REG, &r);
488     if (ret) {
489         return ret;
490     }
491     vfp_set_fpscr(env, fpscr);
492
493     ret = kvm_get_vcpu_events(cpu);
494     if (ret) {
495         return ret;
496     }
497
498     if (!write_kvmstate_to_list(cpu)) {
499         return EINVAL;
500     }
501     /* Note that it's OK to have registers which aren't in CPUState,
502      * so we can ignore a failure return here.
503      */
504     write_list_to_cpustate(cpu);
505
506     kvm_arm_sync_mpstate_to_qemu(cpu);
507
508     return 0;
509 }
510
511 int kvm_arch_insert_sw_breakpoint(CPUState *cs, struct kvm_sw_breakpoint *bp)
512 {
513     qemu_log_mask(LOG_UNIMP, "%s: guest debug not yet implemented\n", __func__);
514     return -EINVAL;
515 }
516
517 int kvm_arch_remove_sw_breakpoint(CPUState *cs, struct kvm_sw_breakpoint *bp)
518 {
519     qemu_log_mask(LOG_UNIMP, "%s: guest debug not yet implemented\n", __func__);
520     return -EINVAL;
521 }
522
523 bool kvm_arm_handle_debug(CPUState *cs, struct kvm_debug_exit_arch *debug_exit)
524 {
525     qemu_log_mask(LOG_UNIMP, "%s: guest debug not yet implemented\n", __func__);
526     return false;
527 }
528
529 int kvm_arch_insert_hw_breakpoint(target_ulong addr,
530                                   target_ulong len, int type)
531 {
532     qemu_log_mask(LOG_UNIMP, "%s: not implemented\n", __func__);
533     return -EINVAL;
534 }
535
536 int kvm_arch_remove_hw_breakpoint(target_ulong addr,
537                                   target_ulong len, int type)
538 {
539     qemu_log_mask(LOG_UNIMP, "%s: not implemented\n", __func__);
540     return -EINVAL;
541 }
542
543 void kvm_arch_remove_all_hw_breakpoints(void)
544 {
545     qemu_log_mask(LOG_UNIMP, "%s: not implemented\n", __func__);
546 }
547
548 void kvm_arm_copy_hw_debug_data(struct kvm_guest_debug_arch *ptr)
549 {
550     qemu_log_mask(LOG_UNIMP, "%s: not implemented\n", __func__);
551 }
552
553 bool kvm_arm_hw_debug_active(CPUState *cs)
554 {
555     return false;
556 }
557
558 void kvm_arm_pmu_set_irq(CPUState *cs, int irq)
559 {
560     qemu_log_mask(LOG_UNIMP, "%s: not implemented\n", __func__);
561 }
562
563 void kvm_arm_pmu_init(CPUState *cs)
564 {
565     qemu_log_mask(LOG_UNIMP, "%s: not implemented\n", __func__);
566 }
This page took 0.057054 seconds and 4 git commands to generate.