2689ee54a1c92ec20b10f248f42b280f81fe8535
[linux-3.10.git] / arch / ia64 / include / asm / kvm_host.h
1 /*
2  * kvm_host.h: used for kvm module, and hold ia64-specific sections.
3  *
4  * Copyright (C) 2007, Intel Corporation.
5  *
6  * Xiantao Zhang <xiantao.zhang@intel.com>
7  *
8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
9  * under the terms and conditions of the GNU General Public License,
10  * version 2, as published by the Free Software Foundation.
11  *
12  * This program is distributed in the hope it will be useful, but WITHOUT
13  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
14  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for
15  * more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU General Public License along with
18  * this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple
19  * Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA.
20  *
21  */
22
23 #ifndef __ASM_KVM_HOST_H
24 #define __ASM_KVM_HOST_H
25
26 #define KVM_MEMORY_SLOTS 32
27 /* memory slots that does not exposed to userspace */
28 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 4
29
30 #define KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET 1
31
32 /* define exit reasons from vmm to kvm*/
33 #define EXIT_REASON_VM_PANIC            0
34 #define EXIT_REASON_MMIO_INSTRUCTION    1
35 #define EXIT_REASON_PAL_CALL            2
36 #define EXIT_REASON_SAL_CALL            3
37 #define EXIT_REASON_SWITCH_RR6          4
38 #define EXIT_REASON_VM_DESTROY          5
39 #define EXIT_REASON_EXTERNAL_INTERRUPT  6
40 #define EXIT_REASON_IPI                 7
41 #define EXIT_REASON_PTC_G               8
42 #define EXIT_REASON_DEBUG               20
43
44 /*Define vmm address space and vm data space.*/
45 #define KVM_VMM_SIZE (__IA64_UL_CONST(16)<<20)
46 #define KVM_VMM_SHIFT 24
47 #define KVM_VMM_BASE 0xD000000000000000
48 #define VMM_SIZE (__IA64_UL_CONST(8)<<20)
49
50 /*
51  * Define vm_buffer, used by PAL Services, base address.
52  * Note: vm_buffer is in the VMM-BLOCK, the size must be < 8M
53  */
54 #define KVM_VM_BUFFER_BASE (KVM_VMM_BASE + VMM_SIZE)
55 #define KVM_VM_BUFFER_SIZE (__IA64_UL_CONST(8)<<20)
56
57 /*
58  * kvm guest's data area looks as follow:
59  *
60  *            +----------------------+  ------- KVM_VM_DATA_SIZE
61  *            |     vcpu[n]'s data   |   |     ___________________KVM_STK_OFFSET
62  *            |                      |   |    /                   |
63  *            |        ..........    |   |   /vcpu's struct&stack |
64  *            |        ..........    |   |  /---------------------|---- 0
65  *            |     vcpu[5]'s data   |   | /       vpd            |
66  *            |     vcpu[4]'s data   |   |/-----------------------|
67  *            |     vcpu[3]'s data   |   /         vtlb           |
68  *            |     vcpu[2]'s data   |  /|------------------------|
69  *            |     vcpu[1]'s data   |/  |         vhpt           |
70  *            |     vcpu[0]'s data   |____________________________|
71  *            +----------------------+   |
72  *            |    memory dirty log  |   |
73  *            +----------------------+   |
74  *            |    vm's data struct  |   |
75  *            +----------------------+   |
76  *            |                      |   |
77  *            |                      |   |
78  *            |                      |   |
79  *            |                      |   |
80  *            |                      |   |
81  *            |                      |   |
82  *            |                      |   |
83  *            |   vm's p2m table  |      |
84  *            |                      |   |
85  *            |                      |   |
86  *            |                      |   |  |
87  * vm's data->|                      |   |  |
88  *            +----------------------+ ------- 0
89  * To support large memory, needs to increase the size of p2m.
90  * To support more vcpus, needs to ensure it has enough space to
91  * hold vcpus' data.
92  */
93
94 #define KVM_VM_DATA_SHIFT       26
95 #define KVM_VM_DATA_SIZE        (__IA64_UL_CONST(1) << KVM_VM_DATA_SHIFT)
96 #define KVM_VM_DATA_BASE        (KVM_VMM_BASE + KVM_VM_DATA_SIZE)
97
98 #define KVM_P2M_BASE            KVM_VM_DATA_BASE
99 #define KVM_P2M_SIZE            (__IA64_UL_CONST(24) << 20)
100
101 #define VHPT_SHIFT              16
102 #define VHPT_SIZE               (__IA64_UL_CONST(1) << VHPT_SHIFT)
103 #define VHPT_NUM_ENTRIES        (__IA64_UL_CONST(1) << (VHPT_SHIFT-5))
104
105 #define VTLB_SHIFT              16
106 #define VTLB_SIZE               (__IA64_UL_CONST(1) << VTLB_SHIFT)
107 #define VTLB_NUM_ENTRIES        (1UL << (VHPT_SHIFT-5))
108
109 #define VPD_SHIFT               16
110 #define VPD_SIZE                (__IA64_UL_CONST(1) << VPD_SHIFT)
111
112 #define VCPU_STRUCT_SHIFT       16
113 #define VCPU_STRUCT_SIZE        (__IA64_UL_CONST(1) << VCPU_STRUCT_SHIFT)
114
115 /*
116  * This must match KVM_IA64_VCPU_STACK_{SHIFT,SIZE} arch/ia64/include/asm/kvm.h
117  */
118 #define KVM_STK_SHIFT           16
119 #define KVM_STK_OFFSET          (__IA64_UL_CONST(1)<< KVM_STK_SHIFT)
120
121 #define KVM_VM_STRUCT_SHIFT     19
122 #define KVM_VM_STRUCT_SIZE      (__IA64_UL_CONST(1) << KVM_VM_STRUCT_SHIFT)
123
124 #define KVM_MEM_DIRY_LOG_SHIFT  19
125 #define KVM_MEM_DIRTY_LOG_SIZE (__IA64_UL_CONST(1) << KVM_MEM_DIRY_LOG_SHIFT)
126
127 #ifndef __ASSEMBLY__
128
129 /*Define the max vcpus and memory for Guests.*/
130 #define KVM_MAX_VCPUS   (KVM_VM_DATA_SIZE - KVM_P2M_SIZE - KVM_VM_STRUCT_SIZE -\
131                         KVM_MEM_DIRTY_LOG_SIZE) / sizeof(struct kvm_vcpu_data)
132 #define KVM_MAX_MEM_SIZE (KVM_P2M_SIZE >> 3 << PAGE_SHIFT)
133
134 #define VMM_LOG_LEN 256
135
136 #include <linux/types.h>
137 #include <linux/mm.h>
138 #include <linux/kvm.h>
139 #include <linux/kvm_para.h>
140 #include <linux/kvm_types.h>
141
142 #include <asm/pal.h>
143 #include <asm/sal.h>
144 #include <asm/page.h>
145
146 struct kvm_vcpu_data {
147         char vcpu_vhpt[VHPT_SIZE];
148         char vcpu_vtlb[VTLB_SIZE];
149         char vcpu_vpd[VPD_SIZE];
150         char vcpu_struct[VCPU_STRUCT_SIZE];
151 };
152
153 struct kvm_vm_data {
154         char kvm_p2m[KVM_P2M_SIZE];
155         char kvm_vm_struct[KVM_VM_STRUCT_SIZE];
156         char kvm_mem_dirty_log[KVM_MEM_DIRTY_LOG_SIZE];
157         struct kvm_vcpu_data vcpu_data[KVM_MAX_VCPUS];
158 };
159
160 #define VCPU_BASE(n)    (KVM_VM_DATA_BASE + \
161                                 offsetof(struct kvm_vm_data, vcpu_data[n]))
162 #define KVM_VM_BASE     (KVM_VM_DATA_BASE + \
163                                 offsetof(struct kvm_vm_data, kvm_vm_struct))
164 #define KVM_MEM_DIRTY_LOG_BASE  KVM_VM_DATA_BASE + \
165                                 offsetof(struct kvm_vm_data, kvm_mem_dirty_log)
166
167 #define VHPT_BASE(n) (VCPU_BASE(n) + offsetof(struct kvm_vcpu_data, vcpu_vhpt))
168 #define VTLB_BASE(n) (VCPU_BASE(n) + offsetof(struct kvm_vcpu_data, vcpu_vtlb))
169 #define VPD_BASE(n)  (VCPU_BASE(n) + offsetof(struct kvm_vcpu_data, vcpu_vpd))
170 #define VCPU_STRUCT_BASE(n)     (VCPU_BASE(n) + \
171                                 offsetof(struct kvm_vcpu_data, vcpu_struct))
172
173 /*IO section definitions*/
174 #define IOREQ_READ      1
175 #define IOREQ_WRITE     0
176
177 #define STATE_IOREQ_NONE        0
178 #define STATE_IOREQ_READY       1
179 #define STATE_IOREQ_INPROCESS   2
180 #define STATE_IORESP_READY      3
181
182 /*Guest Physical address layout.*/
183 #define GPFN_MEM        (0UL << 60) /* Guest pfn is normal mem */
184 #define GPFN_FRAME_BUFFER   (1UL << 60) /* VGA framebuffer */
185 #define GPFN_LOW_MMIO       (2UL << 60) /* Low MMIO range */
186 #define GPFN_PIB        (3UL << 60) /* PIB base */
187 #define GPFN_IOSAPIC        (4UL << 60) /* IOSAPIC base */
188 #define GPFN_LEGACY_IO      (5UL << 60) /* Legacy I/O base */
189 #define GPFN_GFW        (6UL << 60) /* Guest Firmware */
190 #define GPFN_PHYS_MMIO      (7UL << 60) /* Directed MMIO Range */
191
192 #define GPFN_IO_MASK        (7UL << 60) /* Guest pfn is I/O type */
193 #define GPFN_INV_MASK       (1UL << 63) /* Guest pfn is invalid */
194 #define INVALID_MFN       (~0UL)
195 #define MEM_G   (1UL << 30)
196 #define MEM_M   (1UL << 20)
197 #define MMIO_START       (3 * MEM_G)
198 #define MMIO_SIZE        (512 * MEM_M)
199 #define VGA_IO_START     0xA0000UL
200 #define VGA_IO_SIZE      0x20000
201 #define LEGACY_IO_START  (MMIO_START + MMIO_SIZE)
202 #define LEGACY_IO_SIZE   (64 * MEM_M)
203 #define IO_SAPIC_START   0xfec00000UL
204 #define IO_SAPIC_SIZE    0x100000
205 #define PIB_START 0xfee00000UL
206 #define PIB_SIZE 0x200000
207 #define GFW_START        (4 * MEM_G - 16 * MEM_M)
208 #define GFW_SIZE         (16 * MEM_M)
209
210 /*Deliver mode, defined for ioapic.c*/
211 #define dest_Fixed IOSAPIC_FIXED
212 #define dest_LowestPrio IOSAPIC_LOWEST_PRIORITY
213
214 #define NMI_VECTOR                      2
215 #define ExtINT_VECTOR                   0
216 #define NULL_VECTOR                     (-1)
217 #define IA64_SPURIOUS_INT_VECTOR        0x0f
218
219 #define VCPU_LID(v) (((u64)(v)->vcpu_id) << 24)
220
221 /*
222  *Delivery mode
223  */
224 #define SAPIC_DELIV_SHIFT      8
225 #define SAPIC_FIXED            0x0
226 #define SAPIC_LOWEST_PRIORITY  0x1
227 #define SAPIC_PMI              0x2
228 #define SAPIC_NMI              0x4
229 #define SAPIC_INIT             0x5
230 #define SAPIC_EXTINT           0x7
231
232 /*
233  * vcpu->requests bit members for arch
234  */
235 #define KVM_REQ_PTC_G           32
236 #define KVM_REQ_RESUME          33
237
238 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  0
239 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       1
240 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  1
241
242 struct kvm;
243 struct kvm_vcpu;
244
245 struct kvm_mmio_req {
246         uint64_t addr;          /*  physical address            */
247         uint64_t size;          /*  size in bytes               */
248         uint64_t data;          /*  data (or paddr of data)     */
249         uint8_t state:4;
250         uint8_t dir:1;          /*  1=read, 0=write             */
251 };
252
253 /*Pal data struct */
254 struct kvm_pal_call{
255         /*In area*/
256         uint64_t gr28;
257         uint64_t gr29;
258         uint64_t gr30;
259         uint64_t gr31;
260         /*Out area*/
261         struct ia64_pal_retval ret;
262 };
263
264 /* Sal data structure */
265 struct kvm_sal_call{
266         /*In area*/
267         uint64_t in0;
268         uint64_t in1;
269         uint64_t in2;
270         uint64_t in3;
271         uint64_t in4;
272         uint64_t in5;
273         uint64_t in6;
274         uint64_t in7;
275         struct sal_ret_values ret;
276 };
277
278 /*Guest change rr6*/
279 struct kvm_switch_rr6 {
280         uint64_t old_rr;
281         uint64_t new_rr;
282 };
283
284 union ia64_ipi_a{
285         unsigned long val;
286         struct {
287                 unsigned long rv  : 3;
288                 unsigned long ir  : 1;
289                 unsigned long eid : 8;
290                 unsigned long id  : 8;
291                 unsigned long ib_base : 44;
292         };
293 };
294
295 union ia64_ipi_d {
296         unsigned long val;
297         struct {
298                 unsigned long vector : 8;
299                 unsigned long dm  : 3;
300                 unsigned long ig  : 53;
301         };
302 };
303
304 /*ipi check exit data*/
305 struct kvm_ipi_data{
306         union ia64_ipi_a addr;
307         union ia64_ipi_d data;
308 };
309
310 /*global purge data*/
311 struct kvm_ptc_g {
312         unsigned long vaddr;
313         unsigned long rr;
314         unsigned long ps;
315         struct kvm_vcpu *vcpu;
316 };
317
318 /*Exit control data */
319 struct exit_ctl_data{
320         uint32_t exit_reason;
321         uint32_t vm_status;
322         union {
323                 struct kvm_mmio_req     ioreq;
324                 struct kvm_pal_call     pal_data;
325                 struct kvm_sal_call     sal_data;
326                 struct kvm_switch_rr6   rr_data;
327                 struct kvm_ipi_data     ipi_data;
328                 struct kvm_ptc_g        ptc_g_data;
329         } u;
330 };
331
332 union pte_flags {
333         unsigned long val;
334         struct {
335                 unsigned long p    :  1; /*0      */
336                 unsigned long      :  1; /* 1     */
337                 unsigned long ma   :  3; /* 2-4   */
338                 unsigned long a    :  1; /* 5     */
339                 unsigned long d    :  1; /* 6     */
340                 unsigned long pl   :  2; /* 7-8   */
341                 unsigned long ar   :  3; /* 9-11  */
342                 unsigned long ppn  : 38; /* 12-49 */
343                 unsigned long      :  2; /* 50-51 */
344                 unsigned long ed   :  1; /* 52    */
345         };
346 };
347
348 union ia64_pta {
349         unsigned long val;
350         struct {
351                 unsigned long ve : 1;
352                 unsigned long reserved0 : 1;
353                 unsigned long size : 6;
354                 unsigned long vf : 1;
355                 unsigned long reserved1 : 6;
356                 unsigned long base : 49;
357         };
358 };
359
360 struct thash_cb {
361         /* THASH base information */
362         struct thash_data       *hash; /* hash table pointer */
363         union ia64_pta          pta;
364         int           num;
365 };
366
367 struct kvm_vcpu_stat {
368 };
369
370 struct kvm_vcpu_arch {
371         int launched;
372         int last_exit;
373         int last_run_cpu;
374         int vmm_tr_slot;
375         int vm_tr_slot;
376         int sn_rtc_tr_slot;
377
378 #define KVM_MP_STATE_RUNNABLE          0
379 #define KVM_MP_STATE_UNINITIALIZED     1
380 #define KVM_MP_STATE_INIT_RECEIVED     2
381 #define KVM_MP_STATE_HALTED            3
382         int mp_state;
383
384 #define MAX_PTC_G_NUM                   3
385         int ptc_g_count;
386         struct kvm_ptc_g ptc_g_data[MAX_PTC_G_NUM];
387
388         /*halt timer to wake up sleepy vcpus*/
389         struct hrtimer hlt_timer;
390         long ht_active;
391
392         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
393         struct vpd *vpd;
394
395         /* Exit data for vmm_transition*/
396         struct exit_ctl_data exit_data;
397
398         cpumask_t cache_coherent_map;
399
400         unsigned long vmm_rr;
401         unsigned long host_rr6;
402         unsigned long psbits[8];
403         unsigned long cr_iipa;
404         unsigned long cr_isr;
405         unsigned long vsa_base;
406         unsigned long dirty_log_lock_pa;
407         unsigned long __gp;
408         /* TR and TC.  */
409         struct thash_data itrs[NITRS];
410         struct thash_data dtrs[NDTRS];
411         /* Bit is set if there is a tr/tc for the region.  */
412         unsigned char itr_regions;
413         unsigned char dtr_regions;
414         unsigned char tc_regions;
415         /* purge all */
416         unsigned long ptce_base;
417         unsigned long ptce_count[2];
418         unsigned long ptce_stride[2];
419         /* itc/itm */
420         unsigned long last_itc;
421         long itc_offset;
422         unsigned long itc_check;
423         unsigned long timer_check;
424         unsigned int timer_pending;
425         unsigned int timer_fired;
426
427         unsigned long vrr[8];
428         unsigned long ibr[8];
429         unsigned long dbr[8];
430         unsigned long insvc[4];         /* Interrupt in service.  */
431         unsigned long xtp;
432
433         unsigned long metaphysical_rr0; /* from kvm_arch (so is pinned) */
434         unsigned long metaphysical_rr4; /* from kvm_arch (so is pinned) */
435         unsigned long metaphysical_saved_rr0; /* from kvm_arch          */
436         unsigned long metaphysical_saved_rr4; /* from kvm_arch          */
437         unsigned long fp_psr;       /*used for lazy float register */
438         unsigned long saved_gp;
439         /*for phycial  emulation */
440         int mode_flags;
441         struct thash_cb vtlb;
442         struct thash_cb vhpt;
443         char irq_check;
444         char irq_new_pending;
445
446         unsigned long opcode;
447         unsigned long cause;
448         char log_buf[VMM_LOG_LEN];
449         union context host;
450         union context guest;
451 };
452
453 struct kvm_vm_stat {
454         u64 remote_tlb_flush;
455 };
456
457 struct kvm_sal_data {
458         unsigned long boot_ip;
459         unsigned long boot_gp;
460 };
461
462 struct kvm_arch {
463         spinlock_t dirty_log_lock;
464
465         unsigned long   vm_base;
466         unsigned long   metaphysical_rr0;
467         unsigned long   metaphysical_rr4;
468         unsigned long   vmm_init_rr;
469
470         int             is_sn2;
471
472         struct kvm_ioapic *vioapic;
473         struct kvm_vm_stat stat;
474         struct kvm_sal_data rdv_sal_data;
475
476         struct list_head assigned_dev_head;
477         struct iommu_domain *iommu_domain;
478         int iommu_flags;
479
480         unsigned long irq_sources_bitmap;
481         unsigned long irq_states[KVM_IOAPIC_NUM_PINS];
482 };
483
484 union cpuid3_t {
485         u64 value;
486         struct {
487                 u64 number : 8;
488                 u64 revision : 8;
489                 u64 model : 8;
490                 u64 family : 8;
491                 u64 archrev : 8;
492                 u64 rv : 24;
493         };
494 };
495
496 struct kvm_pt_regs {
497         /* The following registers are saved by SAVE_MIN: */
498         unsigned long b6;  /* scratch */
499         unsigned long b7;  /* scratch */
500
501         unsigned long ar_csd; /* used by cmp8xchg16 (scratch) */
502         unsigned long ar_ssd; /* reserved for future use (scratch) */
503
504         unsigned long r8;  /* scratch (return value register 0) */
505         unsigned long r9;  /* scratch (return value register 1) */
506         unsigned long r10; /* scratch (return value register 2) */
507         unsigned long r11; /* scratch (return value register 3) */
508
509         unsigned long cr_ipsr; /* interrupted task's psr */
510         unsigned long cr_iip;  /* interrupted task's instruction pointer */
511         unsigned long cr_ifs;  /* interrupted task's function state */
512
513         unsigned long ar_unat; /* interrupted task's NaT register (preserved) */
514         unsigned long ar_pfs;  /* prev function state  */
515         unsigned long ar_rsc;  /* RSE configuration */
516         /* The following two are valid only if cr_ipsr.cpl > 0: */
517         unsigned long ar_rnat;  /* RSE NaT */
518         unsigned long ar_bspstore; /* RSE bspstore */
519
520         unsigned long pr;  /* 64 predicate registers (1 bit each) */
521         unsigned long b0;  /* return pointer (bp) */
522         unsigned long loadrs;  /* size of dirty partition << 16 */
523
524         unsigned long r1;  /* the gp pointer */
525         unsigned long r12; /* interrupted task's memory stack pointer */
526         unsigned long r13; /* thread pointer */
527
528         unsigned long ar_fpsr;  /* floating point status (preserved) */
529         unsigned long r15;  /* scratch */
530
531         /* The remaining registers are NOT saved for system calls.  */
532         unsigned long r14;  /* scratch */
533         unsigned long r2;  /* scratch */
534         unsigned long r3;  /* scratch */
535         unsigned long r16;  /* scratch */
536         unsigned long r17;  /* scratch */
537         unsigned long r18;  /* scratch */
538         unsigned long r19;  /* scratch */
539         unsigned long r20;  /* scratch */
540         unsigned long r21;  /* scratch */
541         unsigned long r22;  /* scratch */
542         unsigned long r23;  /* scratch */
543         unsigned long r24;  /* scratch */
544         unsigned long r25;  /* scratch */
545         unsigned long r26;  /* scratch */
546         unsigned long r27;  /* scratch */
547         unsigned long r28;  /* scratch */
548         unsigned long r29;  /* scratch */
549         unsigned long r30;  /* scratch */
550         unsigned long r31;  /* scratch */
551         unsigned long ar_ccv;  /* compare/exchange value (scratch) */
552
553         /*
554          * Floating point registers that the kernel considers scratch:
555          */
556         struct ia64_fpreg f6;  /* scratch */
557         struct ia64_fpreg f7;  /* scratch */
558         struct ia64_fpreg f8;  /* scratch */
559         struct ia64_fpreg f9;  /* scratch */
560         struct ia64_fpreg f10;  /* scratch */
561         struct ia64_fpreg f11;  /* scratch */
562
563         unsigned long r4;  /* preserved */
564         unsigned long r5;  /* preserved */
565         unsigned long r6;  /* preserved */
566         unsigned long r7;  /* preserved */
567         unsigned long eml_unat;    /* used for emulating instruction */
568         unsigned long pad0;     /* alignment pad */
569 };
570
571 static inline struct kvm_pt_regs *vcpu_regs(struct kvm_vcpu *v)
572 {
573         return (struct kvm_pt_regs *) ((unsigned long) v + KVM_STK_OFFSET) - 1;
574 }
575
576 typedef int kvm_vmm_entry(void);
577 typedef void kvm_tramp_entry(union context *host, union context *guest);
578
579 struct kvm_vmm_info{
580         struct module   *module;
581         kvm_vmm_entry   *vmm_entry;
582         kvm_tramp_entry *tramp_entry;
583         unsigned long   vmm_ivt;
584         unsigned long   patch_mov_ar;
585         unsigned long   patch_mov_ar_sn2;
586 };
587
588 int kvm_highest_pending_irq(struct kvm_vcpu *vcpu);
589 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
590 int kvm_pal_emul(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *kvm_run);
591 void kvm_sal_emul(struct kvm_vcpu *vcpu);
592
593 #define __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC 1
594 struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void);
595 void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm);
596
597 #endif /* __ASSEMBLY__*/
598
599 #endif