678e2646a50098a917b5571a5a3574a0b27e3dc4
[linux-2.6.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
43 /*Define vmm address space and vm data space.*/
44 #define KVM_VMM_SIZE (__IA64_UL_CONST(16)<<20)
45 #define KVM_VMM_SHIFT 24
46 #define KVM_VMM_BASE 0xD000000000000000
47 #define VMM_SIZE (__IA64_UL_CONST(8)<<20)
48
49 /*
50  * Define vm_buffer, used by PAL Services, base address.
51  * Note: vm_buffer is in the VMM-BLOCK, the size must be < 8M
52  */
53 #define KVM_VM_BUFFER_BASE (KVM_VMM_BASE + VMM_SIZE)
54 #define KVM_VM_BUFFER_SIZE (__IA64_UL_CONST(8)<<20)
55
56 /*
57  * kvm guest's data area looks as follow:
58  *
59  *            +----------------------+  ------- KVM_VM_DATA_SIZE
60  *            |     vcpu[n]'s data   |   |     ___________________KVM_STK_OFFSET
61  *            |                      |   |    /                   |
62  *            |        ..........    |   |   /vcpu's struct&stack |
63  *            |        ..........    |   |  /---------------------|---- 0
64  *            |     vcpu[5]'s data   |   | /       vpd            |
65  *            |     vcpu[4]'s data   |   |/-----------------------|
66  *            |     vcpu[3]'s data   |   /         vtlb           |
67  *            |     vcpu[2]'s data   |  /|------------------------|
68  *            |     vcpu[1]'s data   |/  |         vhpt           |
69  *            |     vcpu[0]'s data   |____________________________|
70  *            +----------------------+   |
71  *            |    memory dirty log  |   |
72  *            +----------------------+   |
73  *            |    vm's data struct  |   |
74  *            +----------------------+   |
75  *            |                      |   |
76  *            |                      |   |
77  *            |                      |   |
78  *            |                      |   |
79  *            |                      |   |
80  *            |                      |   |
81  *            |                      |   |
82  *            |   vm's p2m table  |      |
83  *            |                      |   |
84  *            |                      |   |
85  *            |                      |   |  |
86  * vm's data->|                      |   |  |
87  *            +----------------------+ ------- 0
88  * To support large memory, needs to increase the size of p2m.
89  * To support more vcpus, needs to ensure it has enough space to
90  * hold vcpus' data.
91  */
92
93 #define KVM_VM_DATA_SHIFT       26
94 #define KVM_VM_DATA_SIZE        (__IA64_UL_CONST(1) << KVM_VM_DATA_SHIFT)
95 #define KVM_VM_DATA_BASE        (KVM_VMM_BASE + KVM_VM_DATA_SIZE)
96
97 #define KVM_P2M_BASE            KVM_VM_DATA_BASE
98 #define KVM_P2M_SIZE            (__IA64_UL_CONST(24) << 20)
99
100 #define VHPT_SHIFT              16
101 #define VHPT_SIZE               (__IA64_UL_CONST(1) << VHPT_SHIFT)
102 #define VHPT_NUM_ENTRIES        (__IA64_UL_CONST(1) << (VHPT_SHIFT-5))
103
104 #define VTLB_SHIFT              16
105 #define VTLB_SIZE               (__IA64_UL_CONST(1) << VTLB_SHIFT)
106 #define VTLB_NUM_ENTRIES        (1UL << (VHPT_SHIFT-5))
107
108 #define VPD_SHIFT               16
109 #define VPD_SIZE                (__IA64_UL_CONST(1) << VPD_SHIFT)
110
111 #define VCPU_STRUCT_SHIFT       16
112 #define VCPU_STRUCT_SIZE        (__IA64_UL_CONST(1) << VCPU_STRUCT_SHIFT)
113
114 #define KVM_STK_OFFSET          VCPU_STRUCT_SIZE
115
116 #define KVM_VM_STRUCT_SHIFT     19
117 #define KVM_VM_STRUCT_SIZE      (__IA64_UL_CONST(1) << KVM_VM_STRUCT_SHIFT)
118
119 #define KVM_MEM_DIRY_LOG_SHIFT  19
120 #define KVM_MEM_DIRTY_LOG_SIZE (__IA64_UL_CONST(1) << KVM_MEM_DIRY_LOG_SHIFT)
121
122 #ifndef __ASSEMBLY__
123
124 /*Define the max vcpus and memory for Guests.*/
125 #define KVM_MAX_VCPUS   (KVM_VM_DATA_SIZE - KVM_P2M_SIZE - KVM_VM_STRUCT_SIZE -\
126                         KVM_MEM_DIRTY_LOG_SIZE) / sizeof(struct kvm_vcpu_data)
127 #define KVM_MAX_MEM_SIZE (KVM_P2M_SIZE >> 3 << PAGE_SHIFT)
128
129 #include <linux/types.h>
130 #include <linux/mm.h>
131 #include <linux/kvm.h>
132 #include <linux/kvm_para.h>
133 #include <linux/kvm_types.h>
134
135 #include <asm/pal.h>
136 #include <asm/sal.h>
137 #include <asm/page.h>
138
139 struct kvm_vcpu_data {
140         char vcpu_vhpt[VHPT_SIZE];
141         char vcpu_vtlb[VTLB_SIZE];
142         char vcpu_vpd[VPD_SIZE];
143         char vcpu_struct[VCPU_STRUCT_SIZE];
144 };
145
146 struct kvm_vm_data {
147         char kvm_p2m[KVM_P2M_SIZE];
148         char kvm_vm_struct[KVM_VM_STRUCT_SIZE];
149         char kvm_mem_dirty_log[KVM_MEM_DIRTY_LOG_SIZE];
150         struct kvm_vcpu_data vcpu_data[KVM_MAX_VCPUS];
151 };
152
153 #define VCPU_BASE(n)    KVM_VM_DATA_BASE + \
154                                 offsetof(struct kvm_vm_data, vcpu_data[n])
155 #define VM_BASE         KVM_VM_DATA_BASE + \
156                                 offsetof(struct kvm_vm_data, kvm_vm_struct)
157 #define KVM_MEM_DIRTY_LOG_BASE  KVM_VM_DATA_BASE + \
158                                 offsetof(struct kvm_vm_data, kvm_mem_dirty_log)
159
160 #define VHPT_BASE(n) (VCPU_BASE(n) + offsetof(struct kvm_vcpu_data, vcpu_vhpt))
161 #define VTLB_BASE(n) (VCPU_BASE(n) + offsetof(struct kvm_vcpu_data, vcpu_vtlb))
162 #define VPD_BASE(n)  (VCPU_BASE(n) + offsetof(struct kvm_vcpu_data, vcpu_vpd))
163 #define VCPU_STRUCT_BASE(n)     (VCPU_BASE(n) + \
164                                 offsetof(struct kvm_vcpu_data, vcpu_struct))
165
166 /*IO section definitions*/
167 #define IOREQ_READ      1
168 #define IOREQ_WRITE     0
169
170 #define STATE_IOREQ_NONE        0
171 #define STATE_IOREQ_READY       1
172 #define STATE_IOREQ_INPROCESS   2
173 #define STATE_IORESP_READY      3
174
175 /*Guest Physical address layout.*/
176 #define GPFN_MEM        (0UL << 60) /* Guest pfn is normal mem */
177 #define GPFN_FRAME_BUFFER   (1UL << 60) /* VGA framebuffer */
178 #define GPFN_LOW_MMIO       (2UL << 60) /* Low MMIO range */
179 #define GPFN_PIB        (3UL << 60) /* PIB base */
180 #define GPFN_IOSAPIC        (4UL << 60) /* IOSAPIC base */
181 #define GPFN_LEGACY_IO      (5UL << 60) /* Legacy I/O base */
182 #define GPFN_GFW        (6UL << 60) /* Guest Firmware */
183 #define GPFN_PHYS_MMIO      (7UL << 60) /* Directed MMIO Range */
184
185 #define GPFN_IO_MASK        (7UL << 60) /* Guest pfn is I/O type */
186 #define GPFN_INV_MASK       (1UL << 63) /* Guest pfn is invalid */
187 #define INVALID_MFN       (~0UL)
188 #define MEM_G   (1UL << 30)
189 #define MEM_M   (1UL << 20)
190 #define MMIO_START       (3 * MEM_G)
191 #define MMIO_SIZE        (512 * MEM_M)
192 #define VGA_IO_START     0xA0000UL
193 #define VGA_IO_SIZE      0x20000
194 #define LEGACY_IO_START  (MMIO_START + MMIO_SIZE)
195 #define LEGACY_IO_SIZE   (64 * MEM_M)
196 #define IO_SAPIC_START   0xfec00000UL
197 #define IO_SAPIC_SIZE    0x100000
198 #define PIB_START 0xfee00000UL
199 #define PIB_SIZE 0x200000
200 #define GFW_START        (4 * MEM_G - 16 * MEM_M)
201 #define GFW_SIZE         (16 * MEM_M)
202
203 /*Deliver mode, defined for ioapic.c*/
204 #define dest_Fixed IOSAPIC_FIXED
205 #define dest_LowestPrio IOSAPIC_LOWEST_PRIORITY
206
207 #define NMI_VECTOR                      2
208 #define ExtINT_VECTOR                   0
209 #define NULL_VECTOR                     (-1)
210 #define IA64_SPURIOUS_INT_VECTOR        0x0f
211
212 #define VCPU_LID(v) (((u64)(v)->vcpu_id) << 24)
213
214 /*
215  *Delivery mode
216  */
217 #define SAPIC_DELIV_SHIFT      8
218 #define SAPIC_FIXED            0x0
219 #define SAPIC_LOWEST_PRIORITY  0x1
220 #define SAPIC_PMI              0x2
221 #define SAPIC_NMI              0x4
222 #define SAPIC_INIT             0x5
223 #define SAPIC_EXTINT           0x7
224
225 /*
226  * vcpu->requests bit members for arch
227  */
228 #define KVM_REQ_PTC_G           32
229 #define KVM_REQ_RESUME          33
230
231 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE     1
232
233 struct kvm;
234 struct kvm_vcpu;
235 struct kvm_guest_debug{
236 };
237
238 struct kvm_mmio_req {
239         uint64_t addr;          /*  physical address            */
240         uint64_t size;          /*  size in bytes               */
241         uint64_t data;          /*  data (or paddr of data)     */
242         uint8_t state:4;
243         uint8_t dir:1;          /*  1=read, 0=write             */
244 };
245
246 /*Pal data struct */
247 struct kvm_pal_call{
248         /*In area*/
249         uint64_t gr28;
250         uint64_t gr29;
251         uint64_t gr30;
252         uint64_t gr31;
253         /*Out area*/
254         struct ia64_pal_retval ret;
255 };
256
257 /* Sal data structure */
258 struct kvm_sal_call{
259         /*In area*/
260         uint64_t in0;
261         uint64_t in1;
262         uint64_t in2;
263         uint64_t in3;
264         uint64_t in4;
265         uint64_t in5;
266         uint64_t in6;
267         uint64_t in7;
268         struct sal_ret_values ret;
269 };
270
271 /*Guest change rr6*/
272 struct kvm_switch_rr6 {
273         uint64_t old_rr;
274         uint64_t new_rr;
275 };
276
277 union ia64_ipi_a{
278         unsigned long val;
279         struct {
280                 unsigned long rv  : 3;
281                 unsigned long ir  : 1;
282                 unsigned long eid : 8;
283                 unsigned long id  : 8;
284                 unsigned long ib_base : 44;
285         };
286 };
287
288 union ia64_ipi_d {
289         unsigned long val;
290         struct {
291                 unsigned long vector : 8;
292                 unsigned long dm  : 3;
293                 unsigned long ig  : 53;
294         };
295 };
296
297 /*ipi check exit data*/
298 struct kvm_ipi_data{
299         union ia64_ipi_a addr;
300         union ia64_ipi_d data;
301 };
302
303 /*global purge data*/
304 struct kvm_ptc_g {
305         unsigned long vaddr;
306         unsigned long rr;
307         unsigned long ps;
308         struct kvm_vcpu *vcpu;
309 };
310
311 /*Exit control data */
312 struct exit_ctl_data{
313         uint32_t exit_reason;
314         uint32_t vm_status;
315         union {
316                 struct kvm_mmio_req     ioreq;
317                 struct kvm_pal_call     pal_data;
318                 struct kvm_sal_call     sal_data;
319                 struct kvm_switch_rr6   rr_data;
320                 struct kvm_ipi_data     ipi_data;
321                 struct kvm_ptc_g        ptc_g_data;
322         } u;
323 };
324
325 union pte_flags {
326         unsigned long val;
327         struct {
328                 unsigned long p    :  1; /*0      */
329                 unsigned long      :  1; /* 1     */
330                 unsigned long ma   :  3; /* 2-4   */
331                 unsigned long a    :  1; /* 5     */
332                 unsigned long d    :  1; /* 6     */
333                 unsigned long pl   :  2; /* 7-8   */
334                 unsigned long ar   :  3; /* 9-11  */
335                 unsigned long ppn  : 38; /* 12-49 */
336                 unsigned long      :  2; /* 50-51 */
337                 unsigned long ed   :  1; /* 52    */
338         };
339 };
340
341 union ia64_pta {
342         unsigned long val;
343         struct {
344                 unsigned long ve : 1;
345                 unsigned long reserved0 : 1;
346                 unsigned long size : 6;
347                 unsigned long vf : 1;
348                 unsigned long reserved1 : 6;
349                 unsigned long base : 49;
350         };
351 };
352
353 struct thash_cb {
354         /* THASH base information */
355         struct thash_data       *hash; /* hash table pointer */
356         union ia64_pta          pta;
357         int           num;
358 };
359
360 struct kvm_vcpu_stat {
361 };
362
363 struct kvm_vcpu_arch {
364         int launched;
365         int last_exit;
366         int last_run_cpu;
367         int vmm_tr_slot;
368         int vm_tr_slot;
369
370 #define KVM_MP_STATE_RUNNABLE          0
371 #define KVM_MP_STATE_UNINITIALIZED     1
372 #define KVM_MP_STATE_INIT_RECEIVED     2
373 #define KVM_MP_STATE_HALTED            3
374         int mp_state;
375
376 #define MAX_PTC_G_NUM                   3
377         int ptc_g_count;
378         struct kvm_ptc_g ptc_g_data[MAX_PTC_G_NUM];
379
380         /*halt timer to wake up sleepy vcpus*/
381         struct hrtimer hlt_timer;
382         long ht_active;
383
384         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
385         struct vpd *vpd;
386
387         /* Exit data for vmm_transition*/
388         struct exit_ctl_data exit_data;
389
390         cpumask_t cache_coherent_map;
391
392         unsigned long vmm_rr;
393         unsigned long host_rr6;
394         unsigned long psbits[8];
395         unsigned long cr_iipa;
396         unsigned long cr_isr;
397         unsigned long vsa_base;
398         unsigned long dirty_log_lock_pa;
399         unsigned long __gp;
400         /* TR and TC.  */
401         struct thash_data itrs[NITRS];
402         struct thash_data dtrs[NDTRS];
403         /* Bit is set if there is a tr/tc for the region.  */
404         unsigned char itr_regions;
405         unsigned char dtr_regions;
406         unsigned char tc_regions;
407         /* purge all */
408         unsigned long ptce_base;
409         unsigned long ptce_count[2];
410         unsigned long ptce_stride[2];
411         /* itc/itm */
412         unsigned long last_itc;
413         long itc_offset;
414         unsigned long itc_check;
415         unsigned long timer_check;
416         unsigned int timer_pending;
417         unsigned int timer_fired;
418
419         unsigned long vrr[8];
420         unsigned long ibr[8];
421         unsigned long dbr[8];
422         unsigned long insvc[4];         /* Interrupt in service.  */
423         unsigned long xtp;
424
425         unsigned long metaphysical_rr0; /* from kvm_arch (so is pinned) */
426         unsigned long metaphysical_rr4; /* from kvm_arch (so is pinned) */
427         unsigned long metaphysical_saved_rr0; /* from kvm_arch          */
428         unsigned long metaphysical_saved_rr4; /* from kvm_arch          */
429         unsigned long fp_psr;       /*used for lazy float register */
430         unsigned long saved_gp;
431         /*for phycial  emulation */
432         int mode_flags;
433         struct thash_cb vtlb;
434         struct thash_cb vhpt;
435         char irq_check;
436         char irq_new_pending;
437
438         unsigned long opcode;
439         unsigned long cause;
440         union context host;
441         union context guest;
442 };
443
444 struct kvm_vm_stat {
445         u64 remote_tlb_flush;
446 };
447
448 struct kvm_sal_data {
449         unsigned long boot_ip;
450         unsigned long boot_gp;
451 };
452
453 struct kvm_arch {
454         spinlock_t dirty_log_lock;
455
456         unsigned long   vm_base;
457         unsigned long   metaphysical_rr0;
458         unsigned long   metaphysical_rr4;
459         unsigned long   vmm_init_rr;
460
461         struct kvm_ioapic *vioapic;
462         struct kvm_vm_stat stat;
463         struct kvm_sal_data rdv_sal_data;
464
465         struct list_head assigned_dev_head;
466         struct dmar_domain *intel_iommu_domain;
467         struct hlist_head irq_ack_notifier_list;
468
469         unsigned long irq_sources_bitmap;
470         unsigned long irq_states[KVM_IOAPIC_NUM_PINS];
471 };
472
473 union cpuid3_t {
474         u64 value;
475         struct {
476                 u64 number : 8;
477                 u64 revision : 8;
478                 u64 model : 8;
479                 u64 family : 8;
480                 u64 archrev : 8;
481                 u64 rv : 24;
482         };
483 };
484
485 struct kvm_pt_regs {
486         /* The following registers are saved by SAVE_MIN: */
487         unsigned long b6;  /* scratch */
488         unsigned long b7;  /* scratch */
489
490         unsigned long ar_csd; /* used by cmp8xchg16 (scratch) */
491         unsigned long ar_ssd; /* reserved for future use (scratch) */
492
493         unsigned long r8;  /* scratch (return value register 0) */
494         unsigned long r9;  /* scratch (return value register 1) */
495         unsigned long r10; /* scratch (return value register 2) */
496         unsigned long r11; /* scratch (return value register 3) */
497
498         unsigned long cr_ipsr; /* interrupted task's psr */
499         unsigned long cr_iip;  /* interrupted task's instruction pointer */
500         unsigned long cr_ifs;  /* interrupted task's function state */
501
502         unsigned long ar_unat; /* interrupted task's NaT register (preserved) */
503         unsigned long ar_pfs;  /* prev function state  */
504         unsigned long ar_rsc;  /* RSE configuration */
505         /* The following two are valid only if cr_ipsr.cpl > 0: */
506         unsigned long ar_rnat;  /* RSE NaT */
507         unsigned long ar_bspstore; /* RSE bspstore */
508
509         unsigned long pr;  /* 64 predicate registers (1 bit each) */
510         unsigned long b0;  /* return pointer (bp) */
511         unsigned long loadrs;  /* size of dirty partition << 16 */
512
513         unsigned long r1;  /* the gp pointer */
514         unsigned long r12; /* interrupted task's memory stack pointer */
515         unsigned long r13; /* thread pointer */
516
517         unsigned long ar_fpsr;  /* floating point status (preserved) */
518         unsigned long r15;  /* scratch */
519
520         /* The remaining registers are NOT saved for system calls.  */
521         unsigned long r14;  /* scratch */
522         unsigned long r2;  /* scratch */
523         unsigned long r3;  /* scratch */
524         unsigned long r16;  /* scratch */
525         unsigned long r17;  /* scratch */
526         unsigned long r18;  /* scratch */
527         unsigned long r19;  /* scratch */
528         unsigned long r20;  /* scratch */
529         unsigned long r21;  /* scratch */
530         unsigned long r22;  /* scratch */
531         unsigned long r23;  /* scratch */
532         unsigned long r24;  /* scratch */
533         unsigned long r25;  /* scratch */
534         unsigned long r26;  /* scratch */
535         unsigned long r27;  /* scratch */
536         unsigned long r28;  /* scratch */
537         unsigned long r29;  /* scratch */
538         unsigned long r30;  /* scratch */
539         unsigned long r31;  /* scratch */
540         unsigned long ar_ccv;  /* compare/exchange value (scratch) */
541
542         /*
543          * Floating point registers that the kernel considers scratch:
544          */
545         struct ia64_fpreg f6;  /* scratch */
546         struct ia64_fpreg f7;  /* scratch */
547         struct ia64_fpreg f8;  /* scratch */
548         struct ia64_fpreg f9;  /* scratch */
549         struct ia64_fpreg f10;  /* scratch */
550         struct ia64_fpreg f11;  /* scratch */
551
552         unsigned long r4;  /* preserved */
553         unsigned long r5;  /* preserved */
554         unsigned long r6;  /* preserved */
555         unsigned long r7;  /* preserved */
556         unsigned long eml_unat;    /* used for emulating instruction */
557         unsigned long pad0;     /* alignment pad */
558 };
559
560 static inline struct kvm_pt_regs *vcpu_regs(struct kvm_vcpu *v)
561 {
562         return (struct kvm_pt_regs *) ((unsigned long) v + KVM_STK_OFFSET) - 1;
563 }
564
565 typedef int kvm_vmm_entry(void);
566 typedef void kvm_tramp_entry(union context *host, union context *guest);
567
568 struct kvm_vmm_info{
569         struct module   *module;
570         kvm_vmm_entry   *vmm_entry;
571         kvm_tramp_entry *tramp_entry;
572         unsigned long   vmm_ivt;
573 };
574
575 int kvm_highest_pending_irq(struct kvm_vcpu *vcpu);
576 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
577 int kvm_pal_emul(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *kvm_run);
578 void kvm_sal_emul(struct kvm_vcpu *vcpu);
579
580 static inline void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
581 #endif /* __ASSEMBLY__*/
582
583 #endif