]> git.proxmox.com Git - mirror_qemu.git/commitdiff
Merge tag 'hppa-boot-reboot-fixes-pull-request' of https://github.com/hdeller/qemu...
authorRichard Henderson <richard.henderson@linaro.org>
Sun, 25 Jun 2023 06:58:49 +0000 (08:58 +0200)
committerRichard Henderson <richard.henderson@linaro.org>
Sun, 25 Jun 2023 06:58:49 +0000 (08:58 +0200)
target/hppa: Fix boot and reboot for SMP machines

Fix some SMP-related boot and reboot issues with HP-UX and Linux by
correctly initializing the CPU PSW bits, disabling data and instruction
translations and unhalting the CPU in the qemu hppa_machine_reset()
function.

To work correctly some fixes are needed in the SeaBIOS-hppa firmware too,
which is why this series updates it to version 8 which includes those
fixes and enhancements:

Fixes
- boot of HP-UX with SMP, and
- reboot of Linux and HP-UX with SMP

Enhancements:
- show qemu version in boot menu
- adds exit menu entry in boot menu to quit emulation
- allow to trace PCD_CHASSIS codes more specifically

Signed-off-by: Helge Deller <deller@gmx.de>
# -----BEGIN PGP SIGNATURE-----
#
# iHUEABYKAB0WIQS86RI+GtKfB8BJu973ErUQojoPXwUCZJbYWAAKCRD3ErUQojoP
# X6ExAQCmOXqwJw3SjSE/+hvphJ2mMTJe3i6dU3AWOGlACxxVzAEA7dKSU4d8EtRj
# NZpGKB9NE9eWwQFGJVbVgFeikap44gs=
# =8zCK
# -----END PGP SIGNATURE-----
# gpg: Signature made Sat 24 Jun 2023 01:49:44 PM CEST
# gpg:                using EDDSA key BCE9123E1AD29F07C049BBDEF712B510A23A0F5F
# gpg: Good signature from "Helge Deller <deller@gmx.de>" [unknown]
# gpg:                 aka "Helge Deller <deller@kernel.org>" [unknown]
# gpg: WARNING: This key is not certified with a trusted signature!
# gpg:          There is no indication that the signature belongs to the owner.
# Primary key fingerprint: 4544 8228 2CD9 10DB EF3D  25F8 3E5F 3D04 A7A2 4603
#      Subkey fingerprint: BCE9 123E 1AD2 9F07 C049  BBDE F712 B510 A23A 0F5F

* tag 'hppa-boot-reboot-fixes-pull-request' of https://github.com/hdeller/qemu-hppa:
  target/hppa: Update to SeaBIOS-hppa version 8
  target/hppa: Provide qemu version via fw_cfg to firmware
  target/hppa: Fix OS reboot issues

Signed-off-by: Richard Henderson <richard.henderson@linaro.org>
17 files changed:
docs/system/arm/cpu-features.rst
docs/system/arm/emulation.rst
docs/system/arm/sbsa.rst
hw/arm/sbsa-ref.c
include/exec/memattrs.h
include/qemu/compiler.h
include/qemu/host-utils.h
pc-bios/keymaps/meson.build
target/arm/cpu.c
target/arm/cpu.h
target/arm/helper.c
target/arm/internals.h
target/arm/ptw.c
target/arm/syndrome.h
target/arm/tcg/cpu64.c
target/arm/tcg/tlb_helper.c
target/arm/tcg/translate-sve.c

index f4524b6d3e751639d8127fd47acc1264244f211c..6bb88a40c77ff43ca7fdee193f93ada962ffbc69 100644 (file)
@@ -435,3 +435,26 @@ As with ``sve-default-vector-length``, if the default length is larger
 than the maximum vector length enabled, the actual vector length will
 be reduced.  If this property is set to ``-1`` then the default vector
 length is set to the maximum possible length.
+
+RME CPU Properties
+==================
+
+The status of RME support with QEMU is experimental.  At this time we
+only support RME within the CPU proper, not within the SMMU or GIC.
+The feature is enabled by the CPU property ``x-rme``, with the ``x-``
+prefix present as a reminder of the experimental status, and defaults off.
+
+The method for enabling RME will change in some future QEMU release
+without notice or backward compatibility.
+
+RME Level 0 GPT Size Property
+-----------------------------
+
+To aid firmware developers in testing different possible CPU
+configurations, ``x-l0gptsz=S`` may be used to specify the value
+to encode into ``GPCCR_EL3.L0GPTSZ``, a read-only field that
+specifies the size of the Level 0 Granule Protection Table.
+Legal values for ``S`` are 30, 34, 36, and 39; the default is 30.
+
+As with ``x-rme``, the ``x-l0gptsz`` property may be renamed or
+removed in some future QEMU release.
index ecbbd63adf646393414de86dbd31a52ea0f09af7..bdafc68819bb3aed172a7f723c292b0d2898300b 100644 (file)
@@ -66,6 +66,7 @@ the following architecture extensions:
 - FEAT_RAS (Reliability, availability, and serviceability)
 - FEAT_RASv1p1 (RAS Extension v1.1)
 - FEAT_RDM (Advanced SIMD rounding double multiply accumulate instructions)
+- FEAT_RME (Realm Management Extension) (NB: support status in QEMU is experimental)
 - FEAT_RNG (Random number generator)
 - FEAT_S2FWB (Stage 2 forced Write-Back)
 - FEAT_SB (Speculation Barrier)
index f571fe645e7a31913f47787d9cd1d4bc1127a238..a8e0b530a2463f2c109b8a53ab7d36e1fe94ac39 100644 (file)
@@ -46,6 +46,9 @@ to be a complete compliant DT. It currently reports:
    - platform version
    - GIC addresses
 
+Platform version
+''''''''''''''''
+
 The platform version is only for informing platform firmware about
 what kind of ``sbsa-ref`` board it is running on. It is neither
 a QEMU versioned machine type nor a reflection of the level of the
@@ -54,3 +57,14 @@ SBSA/SystemReady SR support provided.
 The ``machine-version-major`` value is updated when changes breaking
 fw compatibility are introduced. The ``machine-version-minor`` value
 is updated when features are added that don't break fw compatibility.
+
+Platform version changes:
+
+0.0
+  Devicetree holds information about CPUs, memory and platform version.
+
+0.1
+  GIC information is present in devicetree.
+
+0.2
+  GIC ITS information is present in devicetree.
index de21200ff9356494f7019e2502bd1bd560849a31..0639f97dd5f30f38ef124fe41ad7289d51ae2bc3 100644 (file)
@@ -65,6 +65,7 @@ enum {
     SBSA_CPUPERIPHS,
     SBSA_GIC_DIST,
     SBSA_GIC_REDIST,
+    SBSA_GIC_ITS,
     SBSA_SECURE_EC,
     SBSA_GWDT_WS0,
     SBSA_GWDT_REFRESH,
@@ -108,6 +109,7 @@ static const MemMapEntry sbsa_ref_memmap[] = {
     [SBSA_CPUPERIPHS] =         { 0x40000000, 0x00040000 },
     [SBSA_GIC_DIST] =           { 0x40060000, 0x00010000 },
     [SBSA_GIC_REDIST] =         { 0x40080000, 0x04000000 },
+    [SBSA_GIC_ITS] =            { 0x44081000, 0x00020000 },
     [SBSA_SECURE_EC] =          { 0x50000000, 0x00001000 },
     [SBSA_GWDT_REFRESH] =       { 0x50010000, 0x00001000 },
     [SBSA_GWDT_CONTROL] =       { 0x50011000, 0x00001000 },
@@ -181,8 +183,15 @@ static void sbsa_fdt_add_gic_node(SBSAMachineState *sms)
                                  2, sbsa_ref_memmap[SBSA_GIC_REDIST].base,
                                  2, sbsa_ref_memmap[SBSA_GIC_REDIST].size);
 
+    nodename = g_strdup_printf("/intc/its");
+    qemu_fdt_add_subnode(sms->fdt, nodename);
+    qemu_fdt_setprop_sized_cells(sms->fdt, nodename, "reg",
+                                 2, sbsa_ref_memmap[SBSA_GIC_ITS].base,
+                                 2, sbsa_ref_memmap[SBSA_GIC_ITS].size);
+
     g_free(nodename);
 }
+
 /*
  * Firmware on this machine only uses ACPI table to load OS, these limited
  * device tree nodes are just to let firmware know the info which varies from
@@ -219,7 +228,7 @@ static void create_fdt(SBSAMachineState *sms)
      *                        fw compatibility.
      */
     qemu_fdt_setprop_cell(fdt, "/", "machine-version-major", 0);
-    qemu_fdt_setprop_cell(fdt, "/", "machine-version-minor", 1);
+    qemu_fdt_setprop_cell(fdt, "/", "machine-version-minor", 2);
 
     if (ms->numa_state->have_numa_distance) {
         int size = nb_numa_nodes * nb_numa_nodes * 3 * sizeof(uint32_t);
@@ -409,7 +418,20 @@ static void create_secure_ram(SBSAMachineState *sms,
     memory_region_add_subregion(secure_sysmem, base, secram);
 }
 
-static void create_gic(SBSAMachineState *sms)
+static void create_its(SBSAMachineState *sms)
+{
+    const char *itsclass = its_class_name();
+    DeviceState *dev;
+
+    dev = qdev_new(itsclass);
+
+    object_property_set_link(OBJECT(dev), "parent-gicv3", OBJECT(sms->gic),
+                             &error_abort);
+    sysbus_realize_and_unref(SYS_BUS_DEVICE(dev), &error_fatal);
+    sysbus_mmio_map(SYS_BUS_DEVICE(dev), 0, sbsa_ref_memmap[SBSA_GIC_ITS].base);
+}
+
+static void create_gic(SBSAMachineState *sms, MemoryRegion *mem)
 {
     unsigned int smp_cpus = MACHINE(sms)->smp.cpus;
     SysBusDevice *gicbusdev;
@@ -436,6 +458,10 @@ static void create_gic(SBSAMachineState *sms)
     qdev_prop_set_uint32(sms->gic, "len-redist-region-count", 1);
     qdev_prop_set_uint32(sms->gic, "redist-region-count[0]", redist0_count);
 
+    object_property_set_link(OBJECT(sms->gic), "sysmem",
+                             OBJECT(mem), &error_fatal);
+    qdev_prop_set_bit(sms->gic, "has-lpi", true);
+
     gicbusdev = SYS_BUS_DEVICE(sms->gic);
     sysbus_realize_and_unref(gicbusdev, &error_fatal);
     sysbus_mmio_map(gicbusdev, 0, sbsa_ref_memmap[SBSA_GIC_DIST].base);
@@ -482,6 +508,7 @@ static void create_gic(SBSAMachineState *sms)
         sysbus_connect_irq(gicbusdev, i + 3 * smp_cpus,
                            qdev_get_gpio_in(cpudev, ARM_CPU_VFIQ));
     }
+    create_its(sms);
 }
 
 static void create_uart(const SBSAMachineState *sms, int uart,
@@ -788,7 +815,7 @@ static void sbsa_ref_init(MachineState *machine)
 
     create_secure_ram(sms, secure_sysmem);
 
-    create_gic(sms);
+    create_gic(sms, sysmem);
 
     create_uart(sms, SBSA_UART, sysmem, serial_hd(0));
     create_uart(sms, SBSA_SECURE_UART, secure_sysmem, serial_hd(1));
index 9fb98bc1efd3d10c1346e10fcc121f589b55af53..d04170aa27ae4c816395ccce275a2e2a0dfcd002 100644 (file)
@@ -29,10 +29,17 @@ typedef struct MemTxAttrs {
      * "didn't specify" if necessary.
      */
     unsigned int unspecified:1;
-    /* ARM/AMBA: TrustZone Secure access
+    /*
+     * ARM/AMBA: TrustZone Secure access
      * x86: System Management Mode access
      */
     unsigned int secure:1;
+    /*
+     * ARM: ArmSecuritySpace.  This partially overlaps secure, but it is
+     * easier to have both fields to assist code that does not understand
+     * ARMv9 RME, or no specific knowledge of ARM at all (e.g. pflash).
+     */
+    unsigned int space:2;
     /* Memory access is usermode (unprivileged) */
     unsigned int user:1;
     /*
index c2f49df1f91aaa9767a6aa2961a50fb013388499..a309f90c76823139d056d16b74057e455f9b518f 100644 (file)
 #define QEMU_DISABLE_CFI
 #endif
 
+/*
+ * Apple clang version 14 has a bug in its __builtin_subcll(); define
+ * BUILTIN_SUBCLL_BROKEN for the offending versions so we can avoid it.
+ * When a version of Apple clang which has this bug fixed is released
+ * we can add an upper bound to this check.
+ * See https://gitlab.com/qemu-project/qemu/-/issues/1631
+ * and https://gitlab.com/qemu-project/qemu/-/issues/1659 for details.
+ * The bug never made it into any upstream LLVM releases, only Apple ones.
+ */
+#if defined(__apple_build_version__) && __clang_major__ >= 14
+#define BUILTIN_SUBCLL_BROKEN
+#endif
+
 #endif /* COMPILER_H */
index d3b4dce6a93160c54fcfad7b13fd07cd9764da76..011618373e598ff9f47b8550ed219fdf66194386 100644 (file)
@@ -649,7 +649,7 @@ static inline uint64_t uadd64_carry(uint64_t x, uint64_t y, bool *pcarry)
  */
 static inline uint64_t usub64_borrow(uint64_t x, uint64_t y, bool *pborrow)
 {
-#if __has_builtin(__builtin_subcll)
+#if __has_builtin(__builtin_subcll) && !defined(BUILTIN_SUBCLL_BROKEN)
     unsigned long long b = *pborrow;
     x = __builtin_subcll(x, y, b, &b);
     *pborrow = b & 1;
index bff30833137b1afe114b2fc75f3e5677d3ef437c..0bd8ce0077532d0756508c0dcba0f86ddf946a63 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 keymaps = {
-  'ar': '-l ar',
+  'ar': '-l ara',
   'bepo': '-l fr -v dvorak',
   'cz': '-l cz',
   'da': '-l dk',
index 353fc48567390f33a07fe723c7f90daea0b4e5b5..a1e77698ba2b0fc1f1c1024694e133b92eafa93a 100644 (file)
@@ -1402,25 +1402,27 @@ void arm_cpu_post_init(Object *obj)
      * KVM does not currently allow us to lie to the guest about its
      * ID/feature registers, so the guest always sees what the host has.
      */
-    if (arm_feature(&cpu->env, ARM_FEATURE_AARCH64)
-        ? cpu_isar_feature(aa64_fp_simd, cpu)
-        : cpu_isar_feature(aa32_vfp, cpu)) {
-        cpu->has_vfp = true;
-        if (!kvm_enabled()) {
-            qdev_property_add_static(DEVICE(obj), &arm_cpu_has_vfp_property);
+    if (arm_feature(&cpu->env, ARM_FEATURE_AARCH64)) {
+        if (cpu_isar_feature(aa64_fp_simd, cpu)) {
+            cpu->has_vfp = true;
+            cpu->has_vfp_d32 = true;
+            if (tcg_enabled() || qtest_enabled()) {
+                qdev_property_add_static(DEVICE(obj),
+                                         &arm_cpu_has_vfp_property);
+            }
         }
-    }
-
-    if (cpu->has_vfp && cpu_isar_feature(aa32_simd_r32, cpu)) {
-        cpu->has_vfp_d32 = true;
-        if (!kvm_enabled()) {
+    } else if (cpu_isar_feature(aa32_vfp, cpu)) {
+        cpu->has_vfp = true;
+        if (cpu_isar_feature(aa32_simd_r32, cpu)) {
+            cpu->has_vfp_d32 = true;
             /*
              * The permitted values of the SIMDReg bits [3:0] on
              * Armv8-A are either 0b0000 and 0b0010. On such CPUs,
              * make sure that has_vfp_d32 can not be set to false.
              */
-            if (!(arm_feature(&cpu->env, ARM_FEATURE_V8) &&
-                  !arm_feature(&cpu->env, ARM_FEATURE_M))) {
+            if ((tcg_enabled() || qtest_enabled())
+                && !(arm_feature(&cpu->env, ARM_FEATURE_V8)
+                     && !arm_feature(&cpu->env, ARM_FEATURE_M))) {
                 qdev_property_add_static(DEVICE(obj),
                                          &arm_cpu_has_vfp_d32_property);
             }
@@ -1989,6 +1991,10 @@ static void arm_cpu_realizefn(DeviceState *dev, Error **errp)
         cpu->isar.id_dfr0 = FIELD_DP32(cpu->isar.id_dfr0, ID_DFR0, COPSDBG, 0);
         cpu->isar.id_aa64pfr0 = FIELD_DP64(cpu->isar.id_aa64pfr0,
                                            ID_AA64PFR0, EL3, 0);
+
+        /* Disable the realm management extension, which requires EL3. */
+        cpu->isar.id_aa64pfr0 = FIELD_DP64(cpu->isar.id_aa64pfr0,
+                                           ID_AA64PFR0, RME, 0);
     }
 
     if (!cpu->has_el2) {
index af0119addfb6f8214a7dc6a405ee80ef76d28412..11c3850ad94da623097630de8ffe9531bd0963d8 100644 (file)
@@ -57,6 +57,7 @@
 #define EXCP_UNALIGNED      22   /* v7M UNALIGNED UsageFault */
 #define EXCP_DIVBYZERO      23   /* v7M DIVBYZERO UsageFault */
 #define EXCP_VSERR          24
+#define EXCP_GPC            25   /* v9 Granule Protection Check Fault */
 /* NB: add new EXCP_ defines to the array in arm_log_exception() too */
 
 #define ARMV7M_EXCP_RESET   1
@@ -541,6 +542,11 @@ typedef struct CPUArchState {
         uint64_t fgt_read[2]; /* HFGRTR, HDFGRTR */
         uint64_t fgt_write[2]; /* HFGWTR, HDFGWTR */
         uint64_t fgt_exec[1]; /* HFGITR */
+
+        /* RME registers */
+        uint64_t gpccr_el3;
+        uint64_t gptbr_el3;
+        uint64_t mfar_el3;
     } cp15;
 
     struct {
@@ -1055,6 +1061,7 @@ struct ArchCPU {
     uint64_t reset_cbar;
     uint32_t reset_auxcr;
     bool reset_hivecs;
+    uint8_t reset_l0gptsz;
 
     /*
      * Intermediate values used during property parsing.
@@ -1655,7 +1662,7 @@ static inline void xpsr_write(CPUARMState *env, uint32_t val, uint32_t mask)
 #define HCR_TERR      (1ULL << 36)
 #define HCR_TEA       (1ULL << 37)
 #define HCR_MIOCNCE   (1ULL << 38)
-/* RES0 bit 39 */
+#define HCR_TME       (1ULL << 39)
 #define HCR_APK       (1ULL << 40)
 #define HCR_API       (1ULL << 41)
 #define HCR_NV        (1ULL << 42)
@@ -1664,7 +1671,7 @@ static inline void xpsr_write(CPUARMState *env, uint32_t val, uint32_t mask)
 #define HCR_NV2       (1ULL << 45)
 #define HCR_FWB       (1ULL << 46)
 #define HCR_FIEN      (1ULL << 47)
-/* RES0 bit 48 */
+#define HCR_GPF       (1ULL << 48)
 #define HCR_TID4      (1ULL << 49)
 #define HCR_TICAB     (1ULL << 50)
 #define HCR_AMVOFFEN  (1ULL << 51)
@@ -1729,6 +1736,7 @@ static inline void xpsr_write(CPUARMState *env, uint32_t val, uint32_t mask)
 #define SCR_TRNDR             (1ULL << 40)
 #define SCR_ENTP2             (1ULL << 41)
 #define SCR_GPF               (1ULL << 48)
+#define SCR_NSE               (1ULL << 62)
 
 #define HSTR_TTEE (1 << 16)
 #define HSTR_TJDBX (1 << 17)
@@ -2195,6 +2203,7 @@ FIELD(ID_AA64PFR0, SEL2, 36, 4)
 FIELD(ID_AA64PFR0, MPAM, 40, 4)
 FIELD(ID_AA64PFR0, AMU, 44, 4)
 FIELD(ID_AA64PFR0, DIT, 48, 4)
+FIELD(ID_AA64PFR0, RME, 52, 4)
 FIELD(ID_AA64PFR0, CSV2, 56, 4)
 FIELD(ID_AA64PFR0, CSV3, 60, 4)
 
@@ -2339,6 +2348,19 @@ FIELD(MVFR1, SIMDFMAC, 28, 4)
 FIELD(MVFR2, SIMDMISC, 0, 4)
 FIELD(MVFR2, FPMISC, 4, 4)
 
+FIELD(GPCCR, PPS, 0, 3)
+FIELD(GPCCR, IRGN, 8, 2)
+FIELD(GPCCR, ORGN, 10, 2)
+FIELD(GPCCR, SH, 12, 2)
+FIELD(GPCCR, PGS, 14, 2)
+FIELD(GPCCR, GPC, 16, 1)
+FIELD(GPCCR, GPCP, 17, 1)
+FIELD(GPCCR, L0GPTSZ, 20, 4)
+
+FIELD(MFAR, FPA, 12, 40)
+FIELD(MFAR, NSE, 62, 1)
+FIELD(MFAR, NS, 63, 1)
+
 QEMU_BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(((ARMCPU *)0)->ccsidr) <= R_V7M_CSSELR_INDEX_MASK);
 
 /* If adding a feature bit which corresponds to a Linux ELF
@@ -2393,25 +2415,53 @@ static inline int arm_feature(CPUARMState *env, int feature)
 
 void arm_cpu_finalize_features(ARMCPU *cpu, Error **errp);
 
-#if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
 /*
+ * ARM v9 security states.
+ * The ordering of the enumeration corresponds to the low 2 bits
+ * of the GPI value, and (except for Root) the concat of NSE:NS.
+ */
+
+typedef enum ARMSecuritySpace {
+    ARMSS_Secure     = 0,
+    ARMSS_NonSecure  = 1,
+    ARMSS_Root       = 2,
+    ARMSS_Realm      = 3,
+} ARMSecuritySpace;
+
+/* Return true if @space is secure, in the pre-v9 sense. */
+static inline bool arm_space_is_secure(ARMSecuritySpace space)
+{
+    return space == ARMSS_Secure || space == ARMSS_Root;
+}
+
+/* Return the ARMSecuritySpace for @secure, assuming !RME or EL[0-2]. */
+static inline ARMSecuritySpace arm_secure_to_space(bool secure)
+{
+    return secure ? ARMSS_Secure : ARMSS_NonSecure;
+}
+
+#if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
+/**
+ * arm_security_space_below_el3:
+ * @env: cpu context
+ *
+ * Return the security space of exception levels below EL3, following
+ * an exception return to those levels.  Unlike arm_security_space,
+ * this doesn't care about the current EL.
+ */
+ARMSecuritySpace arm_security_space_below_el3(CPUARMState *env);
+
+/**
+ * arm_is_secure_below_el3:
+ * @env: cpu context
+ *
  * Return true if exception levels below EL3 are in secure state,
- * or would be following an exception return to that level.
- * Unlike arm_is_secure() (which is always a question about the
- * _current_ state of the CPU) this doesn't care about the current
- * EL or mode.
+ * or would be following an exception return to those levels.
  */
 static inline bool arm_is_secure_below_el3(CPUARMState *env)
 {
-    assert(!arm_feature(env, ARM_FEATURE_M));
-    if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_EL3)) {
-        return !(env->cp15.scr_el3 & SCR_NS);
-    } else {
-        /* If EL3 is not supported then the secure state is implementation
-         * defined, in which case QEMU defaults to non-secure.
-         */
-        return false;
-    }
+    ARMSecuritySpace ss = arm_security_space_below_el3(env);
+    return ss == ARMSS_Secure;
 }
 
 /* Return true if the CPU is AArch64 EL3 or AArch32 Mon */
@@ -2431,16 +2481,23 @@ static inline bool arm_is_el3_or_mon(CPUARMState *env)
     return false;
 }
 
-/* Return true if the processor is in secure state */
+/**
+ * arm_security_space:
+ * @env: cpu context
+ *
+ * Return the current security space of the cpu.
+ */
+ARMSecuritySpace arm_security_space(CPUARMState *env);
+
+/**
+ * arm_is_secure:
+ * @env: cpu context
+ *
+ * Return true if the processor is in secure state.
+ */
 static inline bool arm_is_secure(CPUARMState *env)
 {
-    if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_M)) {
-        return env->v7m.secure;
-    }
-    if (arm_is_el3_or_mon(env)) {
-        return true;
-    }
-    return arm_is_secure_below_el3(env);
+    return arm_space_is_secure(arm_security_space(env));
 }
 
 /*
@@ -2459,11 +2516,21 @@ static inline bool arm_is_el2_enabled(CPUARMState *env)
 }
 
 #else
+static inline ARMSecuritySpace arm_security_space_below_el3(CPUARMState *env)
+{
+    return ARMSS_NonSecure;
+}
+
 static inline bool arm_is_secure_below_el3(CPUARMState *env)
 {
     return false;
 }
 
+static inline ARMSecuritySpace arm_security_space(CPUARMState *env)
+{
+    return ARMSS_NonSecure;
+}
+
 static inline bool arm_is_secure(CPUARMState *env)
 {
     return false;
@@ -2794,18 +2861,20 @@ typedef enum ARMMMUIdx {
     ARMMMUIdx_E2        = 6 | ARM_MMU_IDX_A,
     ARMMMUIdx_E3        = 7 | ARM_MMU_IDX_A,
 
-    /* TLBs with 1-1 mapping to the physical address spaces. */
-    ARMMMUIdx_Phys_NS   = 8 | ARM_MMU_IDX_A,
-    ARMMMUIdx_Phys_S    = 9 | ARM_MMU_IDX_A,
-
     /*
      * Used for second stage of an S12 page table walk, or for descriptor
      * loads during first stage of an S1 page table walk.  Note that both
      * are in use simultaneously for SecureEL2: the security state for
      * the S2 ptw is selected by the NS bit from the S1 ptw.
      */
-    ARMMMUIdx_Stage2    = 10 | ARM_MMU_IDX_A,
-    ARMMMUIdx_Stage2_S  = 11 | ARM_MMU_IDX_A,
+    ARMMMUIdx_Stage2_S  = 8 | ARM_MMU_IDX_A,
+    ARMMMUIdx_Stage2    = 9 | ARM_MMU_IDX_A,
+
+    /* TLBs with 1-1 mapping to the physical address spaces. */
+    ARMMMUIdx_Phys_S     = 10 | ARM_MMU_IDX_A,
+    ARMMMUIdx_Phys_NS    = 11 | ARM_MMU_IDX_A,
+    ARMMMUIdx_Phys_Root  = 12 | ARM_MMU_IDX_A,
+    ARMMMUIdx_Phys_Realm = 13 | ARM_MMU_IDX_A,
 
     /*
      * These are not allocated TLBs and are used only for AT system
@@ -2869,6 +2938,23 @@ typedef enum ARMASIdx {
     ARMASIdx_TagS = 3,
 } ARMASIdx;
 
+static inline ARMMMUIdx arm_space_to_phys(ARMSecuritySpace space)
+{
+    /* Assert the relative order of the physical mmu indexes. */
+    QEMU_BUILD_BUG_ON(ARMSS_Secure != 0);
+    QEMU_BUILD_BUG_ON(ARMMMUIdx_Phys_NS != ARMMMUIdx_Phys_S + ARMSS_NonSecure);
+    QEMU_BUILD_BUG_ON(ARMMMUIdx_Phys_Root != ARMMMUIdx_Phys_S + ARMSS_Root);
+    QEMU_BUILD_BUG_ON(ARMMMUIdx_Phys_Realm != ARMMMUIdx_Phys_S + ARMSS_Realm);
+
+    return ARMMMUIdx_Phys_S + space;
+}
+
+static inline ARMSecuritySpace arm_phys_to_space(ARMMMUIdx idx)
+{
+    assert(idx >= ARMMMUIdx_Phys_S && idx <= ARMMMUIdx_Phys_Realm);
+    return idx - ARMMMUIdx_Phys_S;
+}
+
 static inline bool arm_v7m_csselr_razwi(ARMCPU *cpu)
 {
     /* If all the CLIDR.Ctypem bits are 0 there are no caches, and
@@ -3814,6 +3900,11 @@ static inline bool isar_feature_aa64_sel2(const ARMISARegisters *id)
     return FIELD_EX64(id->id_aa64pfr0, ID_AA64PFR0, SEL2) != 0;
 }
 
+static inline bool isar_feature_aa64_rme(const ARMISARegisters *id)
+{
+    return FIELD_EX64(id->id_aa64pfr0, ID_AA64PFR0, RME) != 0;
+}
+
 static inline bool isar_feature_aa64_vh(const ARMISARegisters *id)
 {
     return FIELD_EX64(id->id_aa64mmfr1, ID_AA64MMFR1, VH) != 0;
index d4bee43bd01dcff9fd2289234375b1c167ffb0bb..323cadd3c80675a292001ece52784addb3e4a0de 100644 (file)
@@ -1855,6 +1855,9 @@ static void scr_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri, uint64_t value)
         }
         if (cpu_isar_feature(aa64_sel2, cpu)) {
             valid_mask |= SCR_EEL2;
+        } else if (cpu_isar_feature(aa64_rme, cpu)) {
+            /* With RME and without SEL2, NS is RES1 (R_GSWWH, I_DJJQJ). */
+            value |= SCR_NS;
         }
         if (cpu_isar_feature(aa64_mte, cpu)) {
             valid_mask |= SCR_ATA;
@@ -1874,6 +1877,9 @@ static void scr_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri, uint64_t value)
         if (cpu_isar_feature(aa64_fgt, cpu)) {
             valid_mask |= SCR_FGTEN;
         }
+        if (cpu_isar_feature(aa64_rme, cpu)) {
+            valid_mask |= SCR_NSE | SCR_GPF;
+        }
     } else {
         valid_mask &= ~(SCR_RW | SCR_ST);
         if (cpu_isar_feature(aa32_ras, cpu)) {
@@ -1903,10 +1909,10 @@ static void scr_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri, uint64_t value)
     env->cp15.scr_el3 = value;
 
     /*
-     * If SCR_EL3.NS changes, i.e. arm_is_secure_below_el3, then
+     * If SCR_EL3.{NS,NSE} changes, i.e. change of security state,
      * we must invalidate all TLBs below EL3.
      */
-    if (changed & SCR_NS) {
+    if (changed & (SCR_NS | SCR_NSE)) {
         tlb_flush_by_mmuidx(env_cpu(env), (ARMMMUIdxBit_E10_0 |
                                            ARMMMUIdxBit_E20_0 |
                                            ARMMMUIdxBit_E10_1 |
@@ -5654,6 +5660,9 @@ static void do_hcr_write(CPUARMState *env, uint64_t value, uint64_t valid_mask)
         if (cpu_isar_feature(aa64_fwb, cpu)) {
             valid_mask |= HCR_FWB;
         }
+        if (cpu_isar_feature(aa64_rme, cpu)) {
+            valid_mask |= HCR_GPF;
+        }
     }
 
     if (cpu_isar_feature(any_evt, cpu)) {
@@ -6901,6 +6910,83 @@ static const ARMCPRegInfo sme_reginfo[] = {
       .access = PL2_RW, .accessfn = access_esm,
       .type = ARM_CP_CONST, .resetvalue = 0 },
 };
+
+static void tlbi_aa64_paall_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
+                                  uint64_t value)
+{
+    CPUState *cs = env_cpu(env);
+
+    tlb_flush(cs);
+}
+
+static void gpccr_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
+                        uint64_t value)
+{
+    /* L0GPTSZ is RO; other bits not mentioned are RES0. */
+    uint64_t rw_mask = R_GPCCR_PPS_MASK | R_GPCCR_IRGN_MASK |
+        R_GPCCR_ORGN_MASK | R_GPCCR_SH_MASK | R_GPCCR_PGS_MASK |
+        R_GPCCR_GPC_MASK | R_GPCCR_GPCP_MASK;
+
+    env->cp15.gpccr_el3 = (value & rw_mask) | (env->cp15.gpccr_el3 & ~rw_mask);
+}
+
+static void gpccr_reset(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri)
+{
+    env->cp15.gpccr_el3 = FIELD_DP64(0, GPCCR, L0GPTSZ,
+                                     env_archcpu(env)->reset_l0gptsz);
+}
+
+static void tlbi_aa64_paallos_write(CPUARMState *env, const ARMCPRegInfo *ri,
+                                    uint64_t value)
+{
+    CPUState *cs = env_cpu(env);
+
+    tlb_flush_all_cpus_synced(cs);
+}
+
+static const ARMCPRegInfo rme_reginfo[] = {
+    { .name = "GPCCR_EL3", .state = ARM_CP_STATE_AA64,
+      .opc0 = 3, .opc1 = 6, .crn = 2, .crm = 1, .opc2 = 6,
+      .access = PL3_RW, .writefn = gpccr_write, .resetfn = gpccr_reset,
+      .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.gpccr_el3) },
+    { .name = "GPTBR_EL3", .state = ARM_CP_STATE_AA64,
+      .opc0 = 3, .opc1 = 6, .crn = 2, .crm = 1, .opc2 = 4,
+      .access = PL3_RW, .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.gptbr_el3) },
+    { .name = "MFAR_EL3", .state = ARM_CP_STATE_AA64,
+      .opc0 = 3, .opc1 = 6, .crn = 6, .crm = 0, .opc2 = 5,
+      .access = PL3_RW, .fieldoffset = offsetof(CPUARMState, cp15.mfar_el3) },
+    { .name = "TLBI_PAALL", .state = ARM_CP_STATE_AA64,
+      .opc0 = 1, .opc1 = 6, .crn = 8, .crm = 7, .opc2 = 4,
+      .access = PL3_W, .type = ARM_CP_NO_RAW,
+      .writefn = tlbi_aa64_paall_write },
+    { .name = "TLBI_PAALLOS", .state = ARM_CP_STATE_AA64,
+      .opc0 = 1, .opc1 = 6, .crn = 8, .crm = 1, .opc2 = 4,
+      .access = PL3_W, .type = ARM_CP_NO_RAW,
+      .writefn = tlbi_aa64_paallos_write },
+    /*
+     * QEMU does not have a way to invalidate by physical address, thus
+     * invalidating a range of physical addresses is accomplished by
+     * flushing all tlb entries in the outer sharable domain,
+     * just like PAALLOS.
+     */
+    { .name = "TLBI_RPALOS", .state = ARM_CP_STATE_AA64,
+      .opc0 = 1, .opc1 = 6, .crn = 8, .crm = 4, .opc2 = 7,
+      .access = PL3_W, .type = ARM_CP_NO_RAW,
+      .writefn = tlbi_aa64_paallos_write },
+    { .name = "TLBI_RPAOS", .state = ARM_CP_STATE_AA64,
+      .opc0 = 1, .opc1 = 6, .crn = 8, .crm = 4, .opc2 = 3,
+      .access = PL3_W, .type = ARM_CP_NO_RAW,
+      .writefn = tlbi_aa64_paallos_write },
+    { .name = "DC_CIPAPA", .state = ARM_CP_STATE_AA64,
+      .opc0 = 1, .opc1 = 6, .crn = 7, .crm = 14, .opc2 = 1,
+      .access = PL3_W, .type = ARM_CP_NOP },
+};
+
+static const ARMCPRegInfo rme_mte_reginfo[] = {
+    { .name = "DC_CIGDPAPA", .state = ARM_CP_STATE_AA64,
+      .opc0 = 1, .opc1 = 6, .crn = 7, .crm = 14, .opc2 = 5,
+      .access = PL3_W, .type = ARM_CP_NOP },
+};
 #endif /* TARGET_AARCH64 */
 
 static void define_pmu_regs(ARMCPU *cpu)
@@ -9121,6 +9207,13 @@ void register_cp_regs_for_features(ARMCPU *cpu)
     if (cpu_isar_feature(aa64_fgt, cpu)) {
         define_arm_cp_regs(cpu, fgt_reginfo);
     }
+
+    if (cpu_isar_feature(aa64_rme, cpu)) {
+        define_arm_cp_regs(cpu, rme_reginfo);
+        if (cpu_isar_feature(aa64_mte, cpu)) {
+            define_arm_cp_regs(cpu, rme_mte_reginfo);
+        }
+    }
 #endif
 
     if (cpu_isar_feature(any_predinv, cpu)) {
@@ -10091,6 +10184,7 @@ void arm_log_exception(CPUState *cs)
             [EXCP_UNALIGNED] = "v7M UNALIGNED UsageFault",
             [EXCP_DIVBYZERO] = "v7M DIVBYZERO UsageFault",
             [EXCP_VSERR] = "Virtual SERR",
+            [EXCP_GPC] = "Granule Protection Check",
         };
 
         if (idx >= 0 && idx < ARRAY_SIZE(excnames)) {
@@ -10822,6 +10916,10 @@ static void arm_cpu_do_interrupt_aarch64(CPUState *cs)
     }
 
     switch (cs->exception_index) {
+    case EXCP_GPC:
+        qemu_log_mask(CPU_LOG_INT, "...with MFAR 0x%" PRIx64 "\n",
+                      env->cp15.mfar_el3);
+        /* fall through */
     case EXCP_PREFETCH_ABORT:
     case EXCP_DATA_ABORT:
         /*
@@ -12043,3 +12141,63 @@ void aarch64_sve_change_el(CPUARMState *env, int old_el,
     }
 }
 #endif
+
+#ifndef CONFIG_USER_ONLY
+ARMSecuritySpace arm_security_space(CPUARMState *env)
+{
+    if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_M)) {
+        return arm_secure_to_space(env->v7m.secure);
+    }
+
+    /*
+     * If EL3 is not supported then the secure state is implementation
+     * defined, in which case QEMU defaults to non-secure.
+     */
+    if (!arm_feature(env, ARM_FEATURE_EL3)) {
+        return ARMSS_NonSecure;
+    }
+
+    /* Check for AArch64 EL3 or AArch32 Mon. */
+    if (is_a64(env)) {
+        if (extract32(env->pstate, 2, 2) == 3) {
+            if (cpu_isar_feature(aa64_rme, env_archcpu(env))) {
+                return ARMSS_Root;
+            } else {
+                return ARMSS_Secure;
+            }
+        }
+    } else {
+        if ((env->uncached_cpsr & CPSR_M) == ARM_CPU_MODE_MON) {
+            return ARMSS_Secure;
+        }
+    }
+
+    return arm_security_space_below_el3(env);
+}
+
+ARMSecuritySpace arm_security_space_below_el3(CPUARMState *env)
+{
+    assert(!arm_feature(env, ARM_FEATURE_M));
+
+    /*
+     * If EL3 is not supported then the secure state is implementation
+     * defined, in which case QEMU defaults to non-secure.
+     */
+    if (!arm_feature(env, ARM_FEATURE_EL3)) {
+        return ARMSS_NonSecure;
+    }
+
+    /*
+     * Note NSE cannot be set without RME, and NSE & !NS is Reserved.
+     * Ignoring NSE when !NS retains consistency without having to
+     * modify other predicates.
+     */
+    if (!(env->cp15.scr_el3 & SCR_NS)) {
+        return ARMSS_Secure;
+    } else if (env->cp15.scr_el3 & SCR_NSE) {
+        return ARMSS_Realm;
+    } else {
+        return ARMSS_NonSecure;
+    }
+}
+#endif /* !CONFIG_USER_ONLY */
index e3029bdc37a9832013e879845674635a25cea686..0f01bc32a8aef6b89915dc867c3e3db6ce954a54 100644 (file)
@@ -358,14 +358,27 @@ typedef enum ARMFaultType {
     ARMFault_ICacheMaint,
     ARMFault_QEMU_NSCExec, /* v8M: NS executing in S&NSC memory */
     ARMFault_QEMU_SFault, /* v8M: SecureFault INVTRAN, INVEP or AUVIOL */
+    ARMFault_GPCFOnWalk,
+    ARMFault_GPCFOnOutput,
 } ARMFaultType;
 
+typedef enum ARMGPCF {
+    GPCF_None,
+    GPCF_AddressSize,
+    GPCF_Walk,
+    GPCF_EABT,
+    GPCF_Fail,
+} ARMGPCF;
+
 /**
  * ARMMMUFaultInfo: Information describing an ARM MMU Fault
  * @type: Type of fault
+ * @gpcf: Subtype of ARMFault_GPCFOn{Walk,Output}.
  * @level: Table walk level (for translation, access flag and permission faults)
  * @domain: Domain of the fault address (for non-LPAE CPUs only)
  * @s2addr: Address that caused a fault at stage 2
+ * @paddr: physical address that caused a fault for gpc
+ * @paddr_space: physical address space that caused a fault for gpc
  * @stage2: True if we faulted at stage 2
  * @s1ptw: True if we faulted at stage 2 while doing a stage 1 page-table walk
  * @s1ns: True if we faulted on a non-secure IPA while in secure state
@@ -374,7 +387,10 @@ typedef enum ARMFaultType {
 typedef struct ARMMMUFaultInfo ARMMMUFaultInfo;
 struct ARMMMUFaultInfo {
     ARMFaultType type;
+    ARMGPCF gpcf;
     target_ulong s2addr;
+    target_ulong paddr;
+    ARMSecuritySpace paddr_space;
     int level;
     int domain;
     bool stage2;
@@ -548,6 +564,17 @@ static inline uint32_t arm_fi_to_lfsc(ARMMMUFaultInfo *fi)
     case ARMFault_Exclusive:
         fsc = 0x35;
         break;
+    case ARMFault_GPCFOnWalk:
+        assert(fi->level >= -1 && fi->level <= 3);
+        if (fi->level < 0) {
+            fsc = 0b100011;
+        } else {
+            fsc = 0b100100 | fi->level;
+        }
+        break;
+    case ARMFault_GPCFOnOutput:
+        fsc = 0b101000;
+        break;
     default:
         /* Other faults can't occur in a context that requires a
          * long-format status code.
index 37bcb17a9eeefaab17cda6e8ff9f8b89c8717aaf..6015121b99bcb263229ed3b6fea85e966e1bdb59 100644 (file)
 typedef struct S1Translate {
     ARMMMUIdx in_mmu_idx;
     ARMMMUIdx in_ptw_idx;
+    ARMSecuritySpace in_space;
     bool in_secure;
     bool in_debug;
+    /*
+     * If this is stage 2 of a stage 1+2 page table walk, then this must
+     * be true if stage 1 is an EL0 access; otherwise this is ignored.
+     * Stage 2 is indicated by in_mmu_idx set to ARMMMUIdx_Stage2{,_S}.
+     */
+    bool in_s1_is_el0;
     bool out_secure;
     bool out_rw;
     bool out_be;
+    ARMSecuritySpace out_space;
     hwaddr out_virt;
     hwaddr out_phys;
     void *out_host;
 } S1Translate;
 
-static bool get_phys_addr_lpae(CPUARMState *env, S1Translate *ptw,
-                               uint64_t address,
-                               MMUAccessType access_type, bool s1_is_el0,
-                               GetPhysAddrResult *result, ARMMMUFaultInfo *fi)
-    __attribute__((nonnull));
+static bool get_phys_addr_nogpc(CPUARMState *env, S1Translate *ptw,
+                                target_ulong address,
+                                MMUAccessType access_type,
+                                GetPhysAddrResult *result,
+                                ARMMMUFaultInfo *fi);
 
-static bool get_phys_addr_with_struct(CPUARMState *env, S1Translate *ptw,
-                                      target_ulong address,
-                                      MMUAccessType access_type,
-                                      GetPhysAddrResult *result,
-                                      ARMMMUFaultInfo *fi)
-    __attribute__((nonnull));
+static bool get_phys_addr_gpc(CPUARMState *env, S1Translate *ptw,
+                              target_ulong address,
+                              MMUAccessType access_type,
+                              GetPhysAddrResult *result,
+                              ARMMMUFaultInfo *fi);
 
 /* This mapping is common between ID_AA64MMFR0.PARANGE and TCR_ELx.{I}PS. */
 static const uint8_t pamax_map[] = {
@@ -215,8 +222,10 @@ static bool regime_translation_disabled(CPUARMState *env, ARMMMUIdx mmu_idx,
     case ARMMMUIdx_E3:
         break;
 
-    case ARMMMUIdx_Phys_NS:
     case ARMMMUIdx_Phys_S:
+    case ARMMMUIdx_Phys_NS:
+    case ARMMMUIdx_Phys_Root:
+    case ARMMMUIdx_Phys_Realm:
         /* No translation for physical address spaces. */
         return true;
 
@@ -227,6 +236,197 @@ static bool regime_translation_disabled(CPUARMState *env, ARMMMUIdx mmu_idx,
     return (regime_sctlr(env, mmu_idx) & SCTLR_M) == 0;
 }
 
+static bool granule_protection_check(CPUARMState *env, uint64_t paddress,
+                                     ARMSecuritySpace pspace,
+                                     ARMMMUFaultInfo *fi)
+{
+    MemTxAttrs attrs = {
+        .secure = true,
+        .space = ARMSS_Root,
+    };
+    ARMCPU *cpu = env_archcpu(env);
+    uint64_t gpccr = env->cp15.gpccr_el3;
+    unsigned pps, pgs, l0gptsz, level = 0;
+    uint64_t tableaddr, pps_mask, align, entry, index;
+    AddressSpace *as;
+    MemTxResult result;
+    int gpi;
+
+    if (!FIELD_EX64(gpccr, GPCCR, GPC)) {
+        return true;
+    }
+
+    /*
+     * GPC Priority 1 (R_GMGRR):
+     * R_JWCSM: If the configuration of GPCCR_EL3 is invalid,
+     * the access fails as GPT walk fault at level 0.
+     */
+
+    /*
+     * Configuration of PPS to a value exceeding the implemented
+     * physical address size is invalid.
+     */
+    pps = FIELD_EX64(gpccr, GPCCR, PPS);
+    if (pps > FIELD_EX64(cpu->isar.id_aa64mmfr0, ID_AA64MMFR0, PARANGE)) {
+        goto fault_walk;
+    }
+    pps = pamax_map[pps];
+    pps_mask = MAKE_64BIT_MASK(0, pps);
+
+    switch (FIELD_EX64(gpccr, GPCCR, SH)) {
+    case 0b10: /* outer shareable */
+        break;
+    case 0b00: /* non-shareable */
+    case 0b11: /* inner shareable */
+        /* Inner and Outer non-cacheable requires Outer shareable. */
+        if (FIELD_EX64(gpccr, GPCCR, ORGN) == 0 &&
+            FIELD_EX64(gpccr, GPCCR, IRGN) == 0) {
+            goto fault_walk;
+        }
+        break;
+    default:   /* reserved */
+        goto fault_walk;
+    }
+
+    switch (FIELD_EX64(gpccr, GPCCR, PGS)) {
+    case 0b00: /* 4KB */
+        pgs = 12;
+        break;
+    case 0b01: /* 64KB */
+        pgs = 16;
+        break;
+    case 0b10: /* 16KB */
+        pgs = 14;
+        break;
+    default: /* reserved */
+        goto fault_walk;
+    }
+
+    /* Note this field is read-only and fixed at reset. */
+    l0gptsz = 30 + FIELD_EX64(gpccr, GPCCR, L0GPTSZ);
+
+    /*
+     * GPC Priority 2: Secure, Realm or Root address exceeds PPS.
+     * R_CPDSB: A NonSecure physical address input exceeding PPS
+     * does not experience any fault.
+     */
+    if (paddress & ~pps_mask) {
+        if (pspace == ARMSS_NonSecure) {
+            return true;
+        }
+        goto fault_size;
+    }
+
+    /* GPC Priority 3: the base address of GPTBR_EL3 exceeds PPS. */
+    tableaddr = env->cp15.gptbr_el3 << 12;
+    if (tableaddr & ~pps_mask) {
+        goto fault_size;
+    }
+
+    /*
+     * BADDR is aligned per a function of PPS and L0GPTSZ.
+     * These bits of GPTBR_EL3 are RES0, but are not a configuration error,
+     * unlike the RES0 bits of the GPT entries (R_XNKFZ).
+     */
+    align = MAX(pps - l0gptsz + 3, 12);
+    align = MAKE_64BIT_MASK(0, align);
+    tableaddr &= ~align;
+
+    as = arm_addressspace(env_cpu(env), attrs);
+
+    /* Level 0 lookup. */
+    index = extract64(paddress, l0gptsz, pps - l0gptsz);
+    tableaddr += index * 8;
+    entry = address_space_ldq_le(as, tableaddr, attrs, &result);
+    if (result != MEMTX_OK) {
+        goto fault_eabt;
+    }
+
+    switch (extract32(entry, 0, 4)) {
+    case 1: /* block descriptor */
+        if (entry >> 8) {
+            goto fault_walk; /* RES0 bits not 0 */
+        }
+        gpi = extract32(entry, 4, 4);
+        goto found;
+    case 3: /* table descriptor */
+        tableaddr = entry & ~0xf;
+        align = MAX(l0gptsz - pgs - 1, 12);
+        align = MAKE_64BIT_MASK(0, align);
+        if (tableaddr & (~pps_mask | align)) {
+            goto fault_walk; /* RES0 bits not 0 */
+        }
+        break;
+    default: /* invalid */
+        goto fault_walk;
+    }
+
+    /* Level 1 lookup */
+    level = 1;
+    index = extract64(paddress, pgs + 4, l0gptsz - pgs - 4);
+    tableaddr += index * 8;
+    entry = address_space_ldq_le(as, tableaddr, attrs, &result);
+    if (result != MEMTX_OK) {
+        goto fault_eabt;
+    }
+
+    switch (extract32(entry, 0, 4)) {
+    case 1: /* contiguous descriptor */
+        if (entry >> 10) {
+            goto fault_walk; /* RES0 bits not 0 */
+        }
+        /*
+         * Because the softmmu tlb only works on units of TARGET_PAGE_SIZE,
+         * and because we cannot invalidate by pa, and thus will always
+         * flush entire tlbs, we don't actually care about the range here
+         * and can simply extract the GPI as the result.
+         */
+        if (extract32(entry, 8, 2) == 0) {
+            goto fault_walk; /* reserved contig */
+        }
+        gpi = extract32(entry, 4, 4);
+        break;
+    default:
+        index = extract64(paddress, pgs, 4);
+        gpi = extract64(entry, index * 4, 4);
+        break;
+    }
+
+ found:
+    switch (gpi) {
+    case 0b0000: /* no access */
+        break;
+    case 0b1111: /* all access */
+        return true;
+    case 0b1000:
+    case 0b1001:
+    case 0b1010:
+    case 0b1011:
+        if (pspace == (gpi & 3)) {
+            return true;
+        }
+        break;
+    default:
+        goto fault_walk; /* reserved */
+    }
+
+    fi->gpcf = GPCF_Fail;
+    goto fault_common;
+ fault_eabt:
+    fi->gpcf = GPCF_EABT;
+    goto fault_common;
+ fault_size:
+    fi->gpcf = GPCF_AddressSize;
+    goto fault_common;
+ fault_walk:
+    fi->gpcf = GPCF_Walk;
+ fault_common:
+    fi->level = level;
+    fi->paddr = paddress;
+    fi->paddr_space = pspace;
+    return false;
+}
+
 static bool S2_attrs_are_device(uint64_t hcr, uint8_t attrs)
 {
     /*
@@ -249,6 +449,7 @@ static bool S2_attrs_are_device(uint64_t hcr, uint8_t attrs)
 static bool S1_ptw_translate(CPUARMState *env, S1Translate *ptw,
                              hwaddr addr, ARMMMUFaultInfo *fi)
 {
+    ARMSecuritySpace space = ptw->in_space;
     bool is_secure = ptw->in_secure;
     ARMMMUIdx mmu_idx = ptw->in_mmu_idx;
     ARMMMUIdx s2_mmu_idx = ptw->in_ptw_idx;
@@ -261,30 +462,27 @@ static bool S1_ptw_translate(CPUARMState *env, S1Translate *ptw,
          * From gdbstub, do not use softmmu so that we don't modify the
          * state of the cpu at all, including softmmu tlb contents.
          */
-        if (regime_is_stage2(s2_mmu_idx)) {
-            S1Translate s2ptw = {
-                .in_mmu_idx = s2_mmu_idx,
-                .in_ptw_idx = ptw_idx_for_stage_2(env, s2_mmu_idx),
-                .in_secure = s2_mmu_idx == ARMMMUIdx_Stage2_S,
-                .in_debug = true,
-            };
-            GetPhysAddrResult s2 = { };
-
-            if (get_phys_addr_lpae(env, &s2ptw, addr, MMU_DATA_LOAD,
-                                   false, &s2, fi)) {
-                goto fail;
-            }
-            ptw->out_phys = s2.f.phys_addr;
-            pte_attrs = s2.cacheattrs.attrs;
-            ptw->out_secure = s2.f.attrs.secure;
-        } else {
-            /* Regime is physical. */
-            ptw->out_phys = addr;
-            pte_attrs = 0;
-            ptw->out_secure = s2_mmu_idx == ARMMMUIdx_Phys_S;
+        S1Translate s2ptw = {
+            .in_mmu_idx = s2_mmu_idx,
+            .in_ptw_idx = ptw_idx_for_stage_2(env, s2_mmu_idx),
+            .in_secure = s2_mmu_idx == ARMMMUIdx_Stage2_S,
+            .in_space = (s2_mmu_idx == ARMMMUIdx_Stage2_S ? ARMSS_Secure
+                         : space == ARMSS_Realm ? ARMSS_Realm
+                         : ARMSS_NonSecure),
+            .in_debug = true,
+        };
+        GetPhysAddrResult s2 = { };
+
+        if (get_phys_addr_gpc(env, &s2ptw, addr, MMU_DATA_LOAD, &s2, fi)) {
+            goto fail;
         }
+
+        ptw->out_phys = s2.f.phys_addr;
+        pte_attrs = s2.cacheattrs.attrs;
         ptw->out_host = NULL;
         ptw->out_rw = false;
+        ptw->out_secure = s2.f.attrs.secure;
+        ptw->out_space = s2.f.attrs.space;
     } else {
 #ifdef CONFIG_TCG
         CPUTLBEntryFull *full;
@@ -303,6 +501,7 @@ static bool S1_ptw_translate(CPUARMState *env, S1Translate *ptw,
         ptw->out_rw = full->prot & PAGE_WRITE;
         pte_attrs = full->pte_attrs;
         ptw->out_secure = full->attrs.secure;
+        ptw->out_space = full->attrs.space;
 #else
         g_assert_not_reached();
 #endif
@@ -330,6 +529,9 @@ static bool S1_ptw_translate(CPUARMState *env, S1Translate *ptw,
 
  fail:
     assert(fi->type != ARMFault_None);
+    if (fi->type == ARMFault_GPCFOnOutput) {
+        fi->type = ARMFault_GPCFOnWalk;
+    }
     fi->s2addr = addr;
     fi->stage2 = true;
     fi->s1ptw = true;
@@ -355,7 +557,10 @@ static uint32_t arm_ldl_ptw(CPUARMState *env, S1Translate *ptw,
         }
     } else {
         /* Page tables are in MMIO. */
-        MemTxAttrs attrs = { .secure = ptw->out_secure };
+        MemTxAttrs attrs = {
+            .secure = ptw->out_secure,
+            .space = ptw->out_space,
+        };
         AddressSpace *as = arm_addressspace(cs, attrs);
         MemTxResult result = MEMTX_OK;
 
@@ -398,7 +603,10 @@ static uint64_t arm_ldq_ptw(CPUARMState *env, S1Translate *ptw,
 #endif
     } else {
         /* Page tables are in MMIO. */
-        MemTxAttrs attrs = { .secure = ptw->out_secure };
+        MemTxAttrs attrs = {
+            .secure = ptw->out_secure,
+            .space = ptw->out_space,
+        };
         AddressSpace *as = arm_addressspace(cs, attrs);
         MemTxResult result = MEMTX_OK;
 
@@ -909,6 +1117,7 @@ static bool get_phys_addr_v6(CPUARMState *env, S1Translate *ptw,
          * regime, because the attribute will already be non-secure.
          */
         result->f.attrs.secure = false;
+        result->f.attrs.space = ARMSS_NonSecure;
     }
     result->f.phys_addr = phys_addr;
     return false;
@@ -925,7 +1134,7 @@ do_fault:
  * @xn:      XN (execute-never) bits
  * @s1_is_el0: true if this is S2 of an S1+2 walk for EL0
  */
-static int get_S2prot(CPUARMState *env, int s2ap, int xn, bool s1_is_el0)
+static int get_S2prot_noexecute(int s2ap)
 {
     int prot = 0;
 
@@ -935,6 +1144,12 @@ static int get_S2prot(CPUARMState *env, int s2ap, int xn, bool s1_is_el0)
     if (s2ap & 2) {
         prot |= PAGE_WRITE;
     }
+    return prot;
+}
+
+static int get_S2prot(CPUARMState *env, int s2ap, int xn, bool s1_is_el0)
+{
+    int prot = get_S2prot_noexecute(s2ap);
 
     if (cpu_isar_feature(any_tts2uxn, env_archcpu(env))) {
         switch (xn) {
@@ -972,12 +1187,14 @@ static int get_S2prot(CPUARMState *env, int s2ap, int xn, bool s1_is_el0)
  * @mmu_idx: MMU index indicating required translation regime
  * @is_aa64: TRUE if AArch64
  * @ap:      The 2-bit simple AP (AP[2:1])
- * @ns:      NS (non-secure) bit
  * @xn:      XN (execute-never) bit
  * @pxn:     PXN (privileged execute-never) bit
+ * @in_pa:   The original input pa space
+ * @out_pa:  The output pa space, modified by NSTable, NS, and NSE
  */
 static int get_S1prot(CPUARMState *env, ARMMMUIdx mmu_idx, bool is_aa64,
-                      int ap, int ns, int xn, int pxn)
+                      int ap, int xn, int pxn,
+                      ARMSecuritySpace in_pa, ARMSecuritySpace out_pa)
 {
     ARMCPU *cpu = env_archcpu(env);
     bool is_user = regime_is_user(env, mmu_idx);
@@ -1010,8 +1227,39 @@ static int get_S1prot(CPUARMState *env, ARMMMUIdx mmu_idx, bool is_aa64,
         }
     }
 
-    if (ns && arm_is_secure(env) && (env->cp15.scr_el3 & SCR_SIF)) {
-        return prot_rw;
+    if (in_pa != out_pa) {
+        switch (in_pa) {
+        case ARMSS_Root:
+            /*
+             * R_ZWRVD: permission fault for insn fetched from non-Root,
+             * I_WWBFB: SIF has no effect in EL3.
+             */
+            return prot_rw;
+        case ARMSS_Realm:
+            /*
+             * R_PKTDS: permission fault for insn fetched from non-Realm,
+             * for Realm EL2 or EL2&0.  The corresponding fault for EL1&0
+             * happens during any stage2 translation.
+             */
+            switch (mmu_idx) {
+            case ARMMMUIdx_E2:
+            case ARMMMUIdx_E20_0:
+            case ARMMMUIdx_E20_2:
+            case ARMMMUIdx_E20_2_PAN:
+                return prot_rw;
+            default:
+                break;
+            }
+            break;
+        case ARMSS_Secure:
+            if (env->cp15.scr_el3 & SCR_SIF) {
+                return prot_rw;
+            }
+            break;
+        default:
+            /* Input NonSecure must have output NonSecure. */
+            g_assert_not_reached();
+        }
     }
 
     /* TODO have_wxn should be replaced with
@@ -1242,22 +1490,16 @@ static int check_s2_mmu_setup(ARMCPU *cpu, bool is_aa64, uint64_t tcr,
  * @ptw: Current and next stage parameters for the walk.
  * @address: virtual address to get physical address for
  * @access_type: MMU_DATA_LOAD, MMU_DATA_STORE or MMU_INST_FETCH
- * @s1_is_el0: if @ptw->in_mmu_idx is ARMMMUIdx_Stage2
- *             (so this is a stage 2 page table walk),
- *             must be true if this is stage 2 of a stage 1+2
- *             walk for an EL0 access. If @mmu_idx is anything else,
- *             @s1_is_el0 is ignored.
  * @result: set on translation success,
  * @fi: set to fault info if the translation fails
  */
 static bool get_phys_addr_lpae(CPUARMState *env, S1Translate *ptw,
                                uint64_t address,
-                               MMUAccessType access_type, bool s1_is_el0,
+                               MMUAccessType access_type,
                                GetPhysAddrResult *result, ARMMMUFaultInfo *fi)
 {
     ARMCPU *cpu = env_archcpu(env);
     ARMMMUIdx mmu_idx = ptw->in_mmu_idx;
-    bool is_secure = ptw->in_secure;
     int32_t level;
     ARMVAParameters param;
     uint64_t ttbr;
@@ -1268,12 +1510,12 @@ static bool get_phys_addr_lpae(CPUARMState *env, S1Translate *ptw,
     int32_t stride;
     int addrsize, inputsize, outputsize;
     uint64_t tcr = regime_tcr(env, mmu_idx);
-    int ap, ns, xn, pxn;
+    int ap, xn, pxn;
     uint32_t el = regime_el(env, mmu_idx);
     uint64_t descaddrmask;
     bool aarch64 = arm_el_is_aa64(env, el);
     uint64_t descriptor, new_descriptor;
-    bool nstable;
+    ARMSecuritySpace out_space;
 
     /* TODO: This code does not support shareability levels. */
     if (aarch64) {
@@ -1435,32 +1677,32 @@ static bool get_phys_addr_lpae(CPUARMState *env, S1Translate *ptw,
         descaddrmask = MAKE_64BIT_MASK(0, 40);
     }
     descaddrmask &= ~indexmask_grainsize;
-
-    /*
-     * Secure stage 1 accesses start with the page table in secure memory and
-     * can be downgraded to non-secure at any step. Non-secure accesses
-     * remain non-secure. We implement this by just ORing in the NSTable/NS
-     * bits at each step.
-     * Stage 2 never gets this kind of downgrade.
-     */
-    tableattrs = is_secure ? 0 : (1 << 4);
+    tableattrs = 0;
 
  next_level:
     descaddr |= (address >> (stride * (4 - level))) & indexmask;
     descaddr &= ~7ULL;
-    nstable = !regime_is_stage2(mmu_idx) && extract32(tableattrs, 4, 1);
-    if (nstable) {
+
+    /*
+     * Process the NSTable bit from the previous level.  This changes
+     * the table address space and the output space from Secure to
+     * NonSecure.  With RME, the EL3 translation regime does not change
+     * from Root to NonSecure.
+     */
+    if (ptw->in_space == ARMSS_Secure
+        && !regime_is_stage2(mmu_idx)
+        && extract32(tableattrs, 4, 1)) {
         /*
          * Stage2_S -> Stage2 or Phys_S -> Phys_NS
-         * Assert that the non-secure idx are even, and relative order.
+         * Assert the relative order of the secure/non-secure indexes.
          */
-        QEMU_BUILD_BUG_ON((ARMMMUIdx_Phys_NS & 1) != 0);
-        QEMU_BUILD_BUG_ON((ARMMMUIdx_Stage2 & 1) != 0);
-        QEMU_BUILD_BUG_ON(ARMMMUIdx_Phys_NS + 1 != ARMMMUIdx_Phys_S);
-        QEMU_BUILD_BUG_ON(ARMMMUIdx_Stage2 + 1 != ARMMMUIdx_Stage2_S);
-        ptw->in_ptw_idx &= ~1;
+        QEMU_BUILD_BUG_ON(ARMMMUIdx_Phys_S + 1 != ARMMMUIdx_Phys_NS);
+        QEMU_BUILD_BUG_ON(ARMMMUIdx_Stage2_S + 1 != ARMMMUIdx_Stage2);
+        ptw->in_ptw_idx += 1;
         ptw->in_secure = false;
+        ptw->in_space = ARMSS_NonSecure;
     }
+
     if (!S1_ptw_translate(env, ptw, descaddr, fi)) {
         goto do_fault;
     }
@@ -1563,7 +1805,7 @@ static bool get_phys_addr_lpae(CPUARMState *env, S1Translate *ptw,
      */
     attrs = new_descriptor & (MAKE_64BIT_MASK(2, 10) | MAKE_64BIT_MASK(50, 14));
     if (!regime_is_stage2(mmu_idx)) {
-        attrs |= nstable << 5; /* NS */
+        attrs |= !ptw->in_secure << 5; /* NS */
         if (!param.hpd) {
             attrs |= extract64(tableattrs, 0, 2) << 53;     /* XN, PXN */
             /*
@@ -1576,15 +1818,79 @@ static bool get_phys_addr_lpae(CPUARMState *env, S1Translate *ptw,
     }
 
     ap = extract32(attrs, 6, 2);
+    out_space = ptw->in_space;
     if (regime_is_stage2(mmu_idx)) {
-        ns = mmu_idx == ARMMMUIdx_Stage2;
-        xn = extract64(attrs, 53, 2);
-        result->f.prot = get_S2prot(env, ap, xn, s1_is_el0);
+        /*
+         * R_GYNXY: For stage2 in Realm security state, bit 55 is NS.
+         * The bit remains ignored for other security states.
+         * R_YMCSL: Executing an insn fetched from non-Realm causes
+         * a stage2 permission fault.
+         */
+        if (out_space == ARMSS_Realm && extract64(attrs, 55, 1)) {
+            out_space = ARMSS_NonSecure;
+            result->f.prot = get_S2prot_noexecute(ap);
+        } else {
+            xn = extract64(attrs, 53, 2);
+            result->f.prot = get_S2prot(env, ap, xn, ptw->in_s1_is_el0);
+        }
     } else {
-        ns = extract32(attrs, 5, 1);
+        int nse, ns = extract32(attrs, 5, 1);
+        switch (out_space) {
+        case ARMSS_Root:
+            /*
+             * R_GVZML: Bit 11 becomes the NSE field in the EL3 regime.
+             * R_XTYPW: NSE and NS together select the output pa space.
+             */
+            nse = extract32(attrs, 11, 1);
+            out_space = (nse << 1) | ns;
+            if (out_space == ARMSS_Secure &&
+                !cpu_isar_feature(aa64_sel2, cpu)) {
+                out_space = ARMSS_NonSecure;
+            }
+            break;
+        case ARMSS_Secure:
+            if (ns) {
+                out_space = ARMSS_NonSecure;
+            }
+            break;
+        case ARMSS_Realm:
+            switch (mmu_idx) {
+            case ARMMMUIdx_Stage1_E0:
+            case ARMMMUIdx_Stage1_E1:
+            case ARMMMUIdx_Stage1_E1_PAN:
+                /* I_CZPRF: For Realm EL1&0 stage1, NS bit is RES0. */
+                break;
+            case ARMMMUIdx_E2:
+            case ARMMMUIdx_E20_0:
+            case ARMMMUIdx_E20_2:
+            case ARMMMUIdx_E20_2_PAN:
+                /*
+                 * R_LYKFZ, R_WGRZN: For Realm EL2 and EL2&1,
+                 * NS changes the output to non-secure space.
+                 */
+                if (ns) {
+                    out_space = ARMSS_NonSecure;
+                }
+                break;
+            default:
+                g_assert_not_reached();
+            }
+            break;
+        case ARMSS_NonSecure:
+            /* R_QRMFF: For NonSecure state, the NS bit is RES0. */
+            break;
+        default:
+            g_assert_not_reached();
+        }
         xn = extract64(attrs, 54, 1);
         pxn = extract64(attrs, 53, 1);
-        result->f.prot = get_S1prot(env, mmu_idx, aarch64, ap, ns, xn, pxn);
+
+        /*
+         * Note that we modified ptw->in_space earlier for NSTable, but
+         * result->f.attrs retains a copy of the original security space.
+         */
+        result->f.prot = get_S1prot(env, mmu_idx, aarch64, ap, xn, pxn,
+                                    result->f.attrs.space, out_space);
     }
 
     if (!(result->f.prot & (1 << access_type))) {
@@ -1611,14 +1917,8 @@ static bool get_phys_addr_lpae(CPUARMState *env, S1Translate *ptw,
         }
     }
 
-    if (ns) {
-        /*
-         * The NS bit will (as required by the architecture) have no effect if
-         * the CPU doesn't support TZ or this is a non-secure translation
-         * regime, because the attribute will already be non-secure.
-         */
-        result->f.attrs.secure = false;
-    }
+    result->f.attrs.space = out_space;
+    result->f.attrs.secure = arm_space_is_secure(out_space);
 
     if (regime_is_stage2(mmu_idx)) {
         result->cacheattrs.is_s2_format = true;
@@ -2402,6 +2702,7 @@ static bool get_phys_addr_pmsav8(CPUARMState *env, uint32_t address,
              */
             if (sattrs.ns) {
                 result->f.attrs.secure = false;
+                result->f.attrs.space = ARMSS_NonSecure;
             } else if (!secure) {
                 /*
                  * NS access to S memory must fault.
@@ -2668,14 +2969,16 @@ static bool get_phys_addr_disabled(CPUARMState *env, target_ulong address,
                                    ARMMMUFaultInfo *fi)
 {
     uint8_t memattr = 0x00;    /* Device nGnRnE */
-    uint8_t shareability = 0;  /* non-sharable */
+    uint8_t shareability = 0;  /* non-shareable */
     int r_el;
 
     switch (mmu_idx) {
     case ARMMMUIdx_Stage2:
     case ARMMMUIdx_Stage2_S:
-    case ARMMMUIdx_Phys_NS:
     case ARMMMUIdx_Phys_S:
+    case ARMMMUIdx_Phys_NS:
+    case ARMMMUIdx_Phys_Root:
+    case ARMMMUIdx_Phys_Realm:
         break;
 
     default:
@@ -2725,7 +3028,7 @@ static bool get_phys_addr_disabled(CPUARMState *env, target_ulong address,
             } else {
                 memattr = 0x44;  /* Normal, NC, No */
             }
-            shareability = 2; /* outer sharable */
+            shareability = 2; /* outer shareable */
         }
         result->cacheattrs.is_s2_format = false;
         break;
@@ -2750,10 +3053,10 @@ static bool get_phys_addr_twostage(CPUARMState *env, S1Translate *ptw,
     bool is_secure = ptw->in_secure;
     bool ret, ipa_secure;
     ARMCacheAttrs cacheattrs1;
-    bool is_el0;
+    ARMSecuritySpace ipa_space;
     uint64_t hcr;
 
-    ret = get_phys_addr_with_struct(env, ptw, address, access_type, result, fi);
+    ret = get_phys_addr_nogpc(env, ptw, address, access_type, result, fi);
 
     /* If S1 fails, return early.  */
     if (ret) {
@@ -2762,10 +3065,12 @@ static bool get_phys_addr_twostage(CPUARMState *env, S1Translate *ptw,
 
     ipa = result->f.phys_addr;
     ipa_secure = result->f.attrs.secure;
+    ipa_space = result->f.attrs.space;
 
-    is_el0 = ptw->in_mmu_idx == ARMMMUIdx_Stage1_E0;
+    ptw->in_s1_is_el0 = ptw->in_mmu_idx == ARMMMUIdx_Stage1_E0;
     ptw->in_mmu_idx = ipa_secure ? ARMMMUIdx_Stage2_S : ARMMMUIdx_Stage2;
     ptw->in_secure = ipa_secure;
+    ptw->in_space = ipa_space;
     ptw->in_ptw_idx = ptw_idx_for_stage_2(env, ptw->in_mmu_idx);
 
     /*
@@ -2777,13 +3082,7 @@ static bool get_phys_addr_twostage(CPUARMState *env, S1Translate *ptw,
     cacheattrs1 = result->cacheattrs;
     memset(result, 0, sizeof(*result));
 
-    if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_PMSA)) {
-        ret = get_phys_addr_pmsav8(env, ipa, access_type,
-                                   ptw->in_mmu_idx, is_secure, result, fi);
-    } else {
-        ret = get_phys_addr_lpae(env, ptw, ipa, access_type,
-                                 is_el0, result, fi);
-    }
+    ret = get_phys_addr_nogpc(env, ptw, ipa, access_type, result, fi);
     fi->s2addr = ipa;
 
     /* Combine the S1 and S2 perms.  */
@@ -2843,7 +3142,7 @@ static bool get_phys_addr_twostage(CPUARMState *env, S1Translate *ptw,
     return false;
 }
 
-static bool get_phys_addr_with_struct(CPUARMState *env, S1Translate *ptw,
+static bool get_phys_addr_nogpc(CPUARMState *env, S1Translate *ptw,
                                       target_ulong address,
                                       MMUAccessType access_type,
                                       GetPhysAddrResult *result,
@@ -2854,15 +3153,18 @@ static bool get_phys_addr_with_struct(CPUARMState *env, S1Translate *ptw,
     ARMMMUIdx s1_mmu_idx;
 
     /*
-     * The page table entries may downgrade secure to non-secure, but
-     * cannot upgrade an non-secure translation regime's attributes
-     * to secure.
+     * The page table entries may downgrade Secure to NonSecure, but
+     * cannot upgrade a NonSecure translation regime's attributes
+     * to Secure or Realm.
      */
     result->f.attrs.secure = is_secure;
+    result->f.attrs.space = ptw->in_space;
 
     switch (mmu_idx) {
     case ARMMMUIdx_Phys_S:
     case ARMMMUIdx_Phys_NS:
+    case ARMMMUIdx_Phys_Root:
+    case ARMMMUIdx_Phys_Realm:
         /* Checking Phys early avoids special casing later vs regime_el. */
         return get_phys_addr_disabled(env, address, access_type, mmu_idx,
                                       is_secure, result, fi);
@@ -2908,7 +3210,7 @@ static bool get_phys_addr_with_struct(CPUARMState *env, S1Translate *ptw,
 
     default:
         /* Single stage uses physical for ptw. */
-        ptw->in_ptw_idx = is_secure ? ARMMMUIdx_Phys_S : ARMMMUIdx_Phys_NS;
+        ptw->in_ptw_idx = arm_space_to_phys(ptw->in_space);
         break;
     }
 
@@ -2965,8 +3267,7 @@ static bool get_phys_addr_with_struct(CPUARMState *env, S1Translate *ptw,
     }
 
     if (regime_using_lpae_format(env, mmu_idx)) {
-        return get_phys_addr_lpae(env, ptw, address, access_type, false,
-                                  result, fi);
+        return get_phys_addr_lpae(env, ptw, address, access_type, result, fi);
     } else if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_V7) ||
                regime_sctlr(env, mmu_idx) & SCTLR_XP) {
         return get_phys_addr_v6(env, ptw, address, access_type, result, fi);
@@ -2975,6 +3276,23 @@ static bool get_phys_addr_with_struct(CPUARMState *env, S1Translate *ptw,
     }
 }
 
+static bool get_phys_addr_gpc(CPUARMState *env, S1Translate *ptw,
+                              target_ulong address,
+                              MMUAccessType access_type,
+                              GetPhysAddrResult *result,
+                              ARMMMUFaultInfo *fi)
+{
+    if (get_phys_addr_nogpc(env, ptw, address, access_type, result, fi)) {
+        return true;
+    }
+    if (!granule_protection_check(env, result->f.phys_addr,
+                                  result->f.attrs.space, fi)) {
+        fi->type = ARMFault_GPCFOnOutput;
+        return true;
+    }
+    return false;
+}
+
 bool get_phys_addr_with_secure(CPUARMState *env, target_ulong address,
                                MMUAccessType access_type, ARMMMUIdx mmu_idx,
                                bool is_secure, GetPhysAddrResult *result,
@@ -2983,16 +3301,19 @@ bool get_phys_addr_with_secure(CPUARMState *env, target_ulong address,
     S1Translate ptw = {
         .in_mmu_idx = mmu_idx,
         .in_secure = is_secure,
+        .in_space = arm_secure_to_space(is_secure),
     };
-    return get_phys_addr_with_struct(env, &ptw, address, access_type,
-                                     result, fi);
+    return get_phys_addr_gpc(env, &ptw, address, access_type, result, fi);
 }
 
 bool get_phys_addr(CPUARMState *env, target_ulong address,
                    MMUAccessType access_type, ARMMMUIdx mmu_idx,
                    GetPhysAddrResult *result, ARMMMUFaultInfo *fi)
 {
-    bool is_secure;
+    S1Translate ptw = {
+        .in_mmu_idx = mmu_idx,
+    };
+    ARMSecuritySpace ss;
 
     switch (mmu_idx) {
     case ARMMMUIdx_E10_0:
@@ -3005,30 +3326,54 @@ bool get_phys_addr(CPUARMState *env, target_ulong address,
     case ARMMMUIdx_Stage1_E1:
     case ARMMMUIdx_Stage1_E1_PAN:
     case ARMMMUIdx_E2:
-        is_secure = arm_is_secure_below_el3(env);
+        ss = arm_security_space_below_el3(env);
         break;
     case ARMMMUIdx_Stage2:
+        /*
+         * For Secure EL2, we need this index to be NonSecure;
+         * otherwise this will already be NonSecure or Realm.
+         */
+        ss = arm_security_space_below_el3(env);
+        if (ss == ARMSS_Secure) {
+            ss = ARMSS_NonSecure;
+        }
+        break;
     case ARMMMUIdx_Phys_NS:
     case ARMMMUIdx_MPrivNegPri:
     case ARMMMUIdx_MUserNegPri:
     case ARMMMUIdx_MPriv:
     case ARMMMUIdx_MUser:
-        is_secure = false;
+        ss = ARMSS_NonSecure;
         break;
-    case ARMMMUIdx_E3:
     case ARMMMUIdx_Stage2_S:
     case ARMMMUIdx_Phys_S:
     case ARMMMUIdx_MSPrivNegPri:
     case ARMMMUIdx_MSUserNegPri:
     case ARMMMUIdx_MSPriv:
     case ARMMMUIdx_MSUser:
-        is_secure = true;
+        ss = ARMSS_Secure;
+        break;
+    case ARMMMUIdx_E3:
+        if (arm_feature(env, ARM_FEATURE_AARCH64) &&
+            cpu_isar_feature(aa64_rme, env_archcpu(env))) {
+            ss = ARMSS_Root;
+        } else {
+            ss = ARMSS_Secure;
+        }
+        break;
+    case ARMMMUIdx_Phys_Root:
+        ss = ARMSS_Root;
+        break;
+    case ARMMMUIdx_Phys_Realm:
+        ss = ARMSS_Realm;
         break;
     default:
         g_assert_not_reached();
     }
-    return get_phys_addr_with_secure(env, address, access_type, mmu_idx,
-                                     is_secure, result, fi);
+
+    ptw.in_space = ss;
+    ptw.in_secure = arm_space_is_secure(ss);
+    return get_phys_addr_gpc(env, &ptw, address, access_type, result, fi);
 }
 
 hwaddr arm_cpu_get_phys_page_attrs_debug(CPUState *cs, vaddr addr,
@@ -3036,16 +3381,19 @@ hwaddr arm_cpu_get_phys_page_attrs_debug(CPUState *cs, vaddr addr,
 {
     ARMCPU *cpu = ARM_CPU(cs);
     CPUARMState *env = &cpu->env;
+    ARMMMUIdx mmu_idx = arm_mmu_idx(env);
+    ARMSecuritySpace ss = arm_security_space(env);
     S1Translate ptw = {
-        .in_mmu_idx = arm_mmu_idx(env),
-        .in_secure = arm_is_secure(env),
+        .in_mmu_idx = mmu_idx,
+        .in_space = ss,
+        .in_secure = arm_space_is_secure(ss),
         .in_debug = true,
     };
     GetPhysAddrResult res = {};
     ARMMMUFaultInfo fi = {};
     bool ret;
 
-    ret = get_phys_addr_with_struct(env, &ptw, addr, MMU_DATA_LOAD, &res, &fi);
+    ret = get_phys_addr_gpc(env, &ptw, addr, MMU_DATA_LOAD, &res, &fi);
     *attrs = res.f.attrs;
 
     if (ret) {
index d27d1bc31f01d8881a7106021bea998bd894fdde..62254d0e5189f62065452d411ac413a9507dbebc 100644 (file)
@@ -50,6 +50,7 @@ enum arm_exception_class {
     EC_SVEACCESSTRAP          = 0x19,
     EC_ERETTRAP               = 0x1a,
     EC_SMETRAP                = 0x1d,
+    EC_GPC                    = 0x1e,
     EC_INSNABORT              = 0x20,
     EC_INSNABORT_SAME_EL      = 0x21,
     EC_PCALIGNMENT            = 0x22,
@@ -247,6 +248,15 @@ static inline uint32_t syn_bxjtrap(int cv, int cond, int rm)
         (cv << 24) | (cond << 20) | rm;
 }
 
+static inline uint32_t syn_gpc(int s2ptw, int ind, int gpcsc,
+                               int cm, int s1ptw, int wnr, int fsc)
+{
+    /* TODO: FEAT_NV2 adds VNCR */
+    return (EC_GPC << ARM_EL_EC_SHIFT) | ARM_EL_IL | (s2ptw << 21)
+            | (ind << 20) | (gpcsc << 14) | (cm << 8) | (s1ptw << 7)
+            | (wnr << 6) | fsc;
+}
+
 static inline uint32_t syn_insn_abort(int same_el, int ea, int s1ptw, int fsc)
 {
     return (EC_INSNABORT << ARM_EL_EC_SHIFT) | (same_el << ARM_EL_EC_SHIFT)
index 2976f94ae4552a1e85bce75e6cb5331a1b486cc6..6fec2d8a57ac8cbe1905f2fc3e35179d584cfe17 100644 (file)
@@ -142,6 +142,56 @@ static void cpu_max_set_sve_max_vq(Object *obj, Visitor *v, const char *name,
     cpu->sve_max_vq = max_vq;
 }
 
+static bool cpu_arm_get_rme(Object *obj, Error **errp)
+{
+    ARMCPU *cpu = ARM_CPU(obj);
+    return cpu_isar_feature(aa64_rme, cpu);
+}
+
+static void cpu_arm_set_rme(Object *obj, bool value, Error **errp)
+{
+    ARMCPU *cpu = ARM_CPU(obj);
+    uint64_t t;
+
+    t = cpu->isar.id_aa64pfr0;
+    t = FIELD_DP64(t, ID_AA64PFR0, RME, value);
+    cpu->isar.id_aa64pfr0 = t;
+}
+
+static void cpu_max_set_l0gptsz(Object *obj, Visitor *v, const char *name,
+                                void *opaque, Error **errp)
+{
+    ARMCPU *cpu = ARM_CPU(obj);
+    uint32_t value;
+
+    if (!visit_type_uint32(v, name, &value, errp)) {
+        return;
+    }
+
+    /* Encode the value for the GPCCR_EL3 field. */
+    switch (value) {
+    case 30:
+    case 34:
+    case 36:
+    case 39:
+        cpu->reset_l0gptsz = value - 30;
+        break;
+    default:
+        error_setg(errp, "invalid value for l0gptsz");
+        error_append_hint(errp, "valid values are 30, 34, 36, 39\n");
+        break;
+    }
+}
+
+static void cpu_max_get_l0gptsz(Object *obj, Visitor *v, const char *name,
+                                void *opaque, Error **errp)
+{
+    ARMCPU *cpu = ARM_CPU(obj);
+    uint32_t value = cpu->reset_l0gptsz + 30;
+
+    visit_type_uint32(v, name, &value, errp);
+}
+
 static Property arm_cpu_lpa2_property =
     DEFINE_PROP_BOOL("lpa2", ARMCPU, prop_lpa2, true);
 
@@ -700,6 +750,9 @@ void aarch64_max_tcg_initfn(Object *obj)
     aarch64_add_sme_properties(obj);
     object_property_add(obj, "sve-max-vq", "uint32", cpu_max_get_sve_max_vq,
                         cpu_max_set_sve_max_vq, NULL, NULL);
+    object_property_add_bool(obj, "x-rme", cpu_arm_get_rme, cpu_arm_set_rme);
+    object_property_add(obj, "x-l0gptsz", "uint32", cpu_max_get_l0gptsz,
+                        cpu_max_set_l0gptsz, NULL, NULL);
     qdev_property_add_static(DEVICE(obj), &arm_cpu_lpa2_property);
 }
 
index 8df36c2cbf02f483b16852538d09a228eace1a07..b22b2a4c6e71897f83161cc19b2fa6f42d98f2b0 100644 (file)
@@ -107,17 +107,106 @@ static uint32_t compute_fsr_fsc(CPUARMState *env, ARMMMUFaultInfo *fi,
     return fsr;
 }
 
+static bool report_as_gpc_exception(ARMCPU *cpu, int current_el,
+                                    ARMMMUFaultInfo *fi)
+{
+    bool ret;
+
+    switch (fi->gpcf) {
+    case GPCF_None:
+        return false;
+    case GPCF_AddressSize:
+    case GPCF_Walk:
+    case GPCF_EABT:
+        /* R_PYTGX: GPT faults are reported as GPC. */
+        ret = true;
+        break;
+    case GPCF_Fail:
+        /*
+         * R_BLYPM: A GPF at EL3 is reported as insn or data abort.
+         * R_VBZMW, R_LXHQR: A GPF at EL[0-2] is reported as a GPC
+         * if SCR_EL3.GPF is set, otherwise an insn or data abort.
+         */
+        ret = (cpu->env.cp15.scr_el3 & SCR_GPF) && current_el != 3;
+        break;
+    default:
+        g_assert_not_reached();
+    }
+
+    assert(cpu_isar_feature(aa64_rme, cpu));
+    assert(fi->type == ARMFault_GPCFOnWalk ||
+           fi->type == ARMFault_GPCFOnOutput);
+    if (fi->gpcf == GPCF_AddressSize) {
+        assert(fi->level == 0);
+    } else {
+        assert(fi->level >= 0 && fi->level <= 1);
+    }
+
+    return ret;
+}
+
+static unsigned encode_gpcsc(ARMMMUFaultInfo *fi)
+{
+    static uint8_t const gpcsc[] = {
+        [GPCF_AddressSize] = 0b000000,
+        [GPCF_Walk]        = 0b000100,
+        [GPCF_Fail]        = 0b001100,
+        [GPCF_EABT]        = 0b010100,
+    };
+
+    /* Note that we've validated fi->gpcf and fi->level above. */
+    return gpcsc[fi->gpcf] | fi->level;
+}
+
 static G_NORETURN
 void arm_deliver_fault(ARMCPU *cpu, vaddr addr,
                        MMUAccessType access_type,
                        int mmu_idx, ARMMMUFaultInfo *fi)
 {
     CPUARMState *env = &cpu->env;
-    int target_el;
+    int target_el = exception_target_el(env);
+    int current_el = arm_current_el(env);
     bool same_el;
     uint32_t syn, exc, fsr, fsc;
 
-    target_el = exception_target_el(env);
+    if (report_as_gpc_exception(cpu, current_el, fi)) {
+        target_el = 3;
+
+        fsr = compute_fsr_fsc(env, fi, target_el, mmu_idx, &fsc);
+
+        syn = syn_gpc(fi->stage2 && fi->type == ARMFault_GPCFOnWalk,
+                      access_type == MMU_INST_FETCH,
+                      encode_gpcsc(fi), 0, fi->s1ptw,
+                      access_type == MMU_DATA_STORE, fsc);
+
+        env->cp15.mfar_el3 = fi->paddr;
+        switch (fi->paddr_space) {
+        case ARMSS_Secure:
+            break;
+        case ARMSS_NonSecure:
+            env->cp15.mfar_el3 |= R_MFAR_NS_MASK;
+            break;
+        case ARMSS_Root:
+            env->cp15.mfar_el3 |= R_MFAR_NSE_MASK;
+            break;
+        case ARMSS_Realm:
+            env->cp15.mfar_el3 |= R_MFAR_NSE_MASK | R_MFAR_NS_MASK;
+            break;
+        default:
+            g_assert_not_reached();
+        }
+
+        exc = EXCP_GPC;
+        goto do_raise;
+    }
+
+    /* If SCR_EL3.GPF is unset, GPF may still be routed to EL2. */
+    if (fi->gpcf == GPCF_Fail && target_el < 2) {
+        if (arm_hcr_el2_eff(env) & HCR_GPF) {
+            target_el = 2;
+        }
+    }
+
     if (fi->stage2) {
         target_el = 2;
         env->cp15.hpfar_el2 = extract64(fi->s2addr, 12, 47) << 4;
@@ -125,8 +214,8 @@ void arm_deliver_fault(ARMCPU *cpu, vaddr addr,
             env->cp15.hpfar_el2 |= HPFAR_NS;
         }
     }
-    same_el = (arm_current_el(env) == target_el);
 
+    same_el = current_el == target_el;
     fsr = compute_fsr_fsc(env, fi, target_el, mmu_idx, &fsc);
 
     if (access_type == MMU_INST_FETCH) {
@@ -143,6 +232,7 @@ void arm_deliver_fault(ARMCPU *cpu, vaddr addr,
         exc = EXCP_DATA_ABORT;
     }
 
+ do_raise:
     env->exception.vaddress = addr;
     env->exception.fsr = fsr;
     raise_exception(env, exc, syn, target_el);
index ff050626e6649705881165930f40598f2fa98d4e..225d358922c20fa1301afbb632da01720a4b00a7 100644 (file)
@@ -4329,7 +4329,7 @@ void gen_sve_str(DisasContext *s, TCGv_ptr base, int vofs,
     /* Predicate register stores can be any multiple of 2.  */
     if (len_remain >= 8) {
         t0 = tcg_temp_new_i64();
-        tcg_gen_st_i64(t0, base, vofs + len_align);
+        tcg_gen_ld_i64(t0, base, vofs + len_align);
         tcg_gen_qemu_st_i64(t0, clean_addr, midx, MO_LEUQ | MO_ATOM_NONE);
         len_remain -= 8;
         len_align += 8;