KVM: Add coalesced MMIO support (ia64 part)
[linux-2.6.git] / include / asm-ia64 / 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
27 #include <linux/types.h>
28 #include <linux/mm.h>
29 #include <linux/kvm.h>
30 #include <linux/kvm_para.h>
31 #include <linux/kvm_types.h>
32
33 #include <asm/pal.h>
34 #include <asm/sal.h>
35
36 #define KVM_MAX_VCPUS 4
37 #define KVM_MEMORY_SLOTS 32
38 /* memory slots that does not exposed to userspace */
39 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 4
40
41 #define KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET 1
42
43 /* define exit reasons from vmm to kvm*/
44 #define EXIT_REASON_VM_PANIC            0
45 #define EXIT_REASON_MMIO_INSTRUCTION    1
46 #define EXIT_REASON_PAL_CALL            2
47 #define EXIT_REASON_SAL_CALL            3
48 #define EXIT_REASON_SWITCH_RR6          4
49 #define EXIT_REASON_VM_DESTROY          5
50 #define EXIT_REASON_EXTERNAL_INTERRUPT  6
51 #define EXIT_REASON_IPI                 7
52 #define EXIT_REASON_PTC_G               8
53
54 /*Define vmm address space and vm data space.*/
55 #define KVM_VMM_SIZE (16UL<<20)
56 #define KVM_VMM_SHIFT 24
57 #define KVM_VMM_BASE 0xD000000000000000UL
58 #define VMM_SIZE (8UL<<20)
59
60 /*
61  * Define vm_buffer, used by PAL Services, base address.
62  * Note: vmbuffer is in the VMM-BLOCK, the size must be < 8M
63  */
64 #define KVM_VM_BUFFER_BASE (KVM_VMM_BASE + VMM_SIZE)
65 #define KVM_VM_BUFFER_SIZE (8UL<<20)
66
67 /*Define Virtual machine data layout.*/
68 #define KVM_VM_DATA_SHIFT  24
69 #define KVM_VM_DATA_SIZE (1UL << KVM_VM_DATA_SHIFT)
70 #define KVM_VM_DATA_BASE (KVM_VMM_BASE + KVM_VMM_SIZE)
71
72
73 #define KVM_P2M_BASE    KVM_VM_DATA_BASE
74 #define KVM_P2M_OFS     0
75 #define KVM_P2M_SIZE    (8UL << 20)
76
77 #define KVM_VHPT_BASE   (KVM_P2M_BASE + KVM_P2M_SIZE)
78 #define KVM_VHPT_OFS    KVM_P2M_SIZE
79 #define KVM_VHPT_BLOCK_SIZE   (2UL << 20)
80 #define VHPT_SHIFT      18
81 #define VHPT_SIZE       (1UL << VHPT_SHIFT)
82 #define VHPT_NUM_ENTRIES (1<<(VHPT_SHIFT-5))
83
84 #define KVM_VTLB_BASE   (KVM_VHPT_BASE+KVM_VHPT_BLOCK_SIZE)
85 #define KVM_VTLB_OFS    (KVM_VHPT_OFS+KVM_VHPT_BLOCK_SIZE)
86 #define KVM_VTLB_BLOCK_SIZE   (1UL<<20)
87 #define VTLB_SHIFT      17
88 #define VTLB_SIZE       (1UL<<VTLB_SHIFT)
89 #define VTLB_NUM_ENTRIES (1<<(VTLB_SHIFT-5))
90
91 #define KVM_VPD_BASE   (KVM_VTLB_BASE+KVM_VTLB_BLOCK_SIZE)
92 #define KVM_VPD_OFS    (KVM_VTLB_OFS+KVM_VTLB_BLOCK_SIZE)
93 #define KVM_VPD_BLOCK_SIZE   (2UL<<20)
94 #define VPD_SHIFT       16
95 #define VPD_SIZE        (1UL<<VPD_SHIFT)
96
97 #define KVM_VCPU_BASE   (KVM_VPD_BASE+KVM_VPD_BLOCK_SIZE)
98 #define KVM_VCPU_OFS    (KVM_VPD_OFS+KVM_VPD_BLOCK_SIZE)
99 #define KVM_VCPU_BLOCK_SIZE   (2UL<<20)
100 #define VCPU_SHIFT 18
101 #define VCPU_SIZE (1UL<<VCPU_SHIFT)
102 #define MAX_VCPU_NUM KVM_VCPU_BLOCK_SIZE/VCPU_SIZE
103
104 #define KVM_VM_BASE     (KVM_VCPU_BASE+KVM_VCPU_BLOCK_SIZE)
105 #define KVM_VM_OFS      (KVM_VCPU_OFS+KVM_VCPU_BLOCK_SIZE)
106 #define KVM_VM_BLOCK_SIZE     (1UL<<19)
107
108 #define KVM_MEM_DIRTY_LOG_BASE (KVM_VM_BASE+KVM_VM_BLOCK_SIZE)
109 #define KVM_MEM_DIRTY_LOG_OFS  (KVM_VM_OFS+KVM_VM_BLOCK_SIZE)
110 #define KVM_MEM_DIRTY_LOG_SIZE (1UL<<19)
111
112 /* Get vpd, vhpt, tlb, vcpu, base*/
113 #define VPD_ADDR(n) (KVM_VPD_BASE+n*VPD_SIZE)
114 #define VHPT_ADDR(n) (KVM_VHPT_BASE+n*VHPT_SIZE)
115 #define VTLB_ADDR(n) (KVM_VTLB_BASE+n*VTLB_SIZE)
116 #define VCPU_ADDR(n) (KVM_VCPU_BASE+n*VCPU_SIZE)
117
118 /*IO section definitions*/
119 #define IOREQ_READ      1
120 #define IOREQ_WRITE     0
121
122 #define STATE_IOREQ_NONE        0
123 #define STATE_IOREQ_READY       1
124 #define STATE_IOREQ_INPROCESS   2
125 #define STATE_IORESP_READY      3
126
127 /*Guest Physical address layout.*/
128 #define GPFN_MEM        (0UL << 60) /* Guest pfn is normal mem */
129 #define GPFN_FRAME_BUFFER   (1UL << 60) /* VGA framebuffer */
130 #define GPFN_LOW_MMIO       (2UL << 60) /* Low MMIO range */
131 #define GPFN_PIB        (3UL << 60) /* PIB base */
132 #define GPFN_IOSAPIC        (4UL << 60) /* IOSAPIC base */
133 #define GPFN_LEGACY_IO      (5UL << 60) /* Legacy I/O base */
134 #define GPFN_GFW        (6UL << 60) /* Guest Firmware */
135 #define GPFN_HIGH_MMIO      (7UL << 60) /* High MMIO range */
136
137 #define GPFN_IO_MASK        (7UL << 60) /* Guest pfn is I/O type */
138 #define GPFN_INV_MASK       (1UL << 63) /* Guest pfn is invalid */
139 #define INVALID_MFN       (~0UL)
140 #define MEM_G   (1UL << 30)
141 #define MEM_M   (1UL << 20)
142 #define MMIO_START       (3 * MEM_G)
143 #define MMIO_SIZE        (512 * MEM_M)
144 #define VGA_IO_START     0xA0000UL
145 #define VGA_IO_SIZE      0x20000
146 #define LEGACY_IO_START  (MMIO_START + MMIO_SIZE)
147 #define LEGACY_IO_SIZE   (64 * MEM_M)
148 #define IO_SAPIC_START   0xfec00000UL
149 #define IO_SAPIC_SIZE    0x100000
150 #define PIB_START 0xfee00000UL
151 #define PIB_SIZE 0x200000
152 #define GFW_START        (4 * MEM_G - 16 * MEM_M)
153 #define GFW_SIZE         (16 * MEM_M)
154
155 /*Deliver mode, defined for ioapic.c*/
156 #define dest_Fixed IOSAPIC_FIXED
157 #define dest_LowestPrio IOSAPIC_LOWEST_PRIORITY
158
159 #define NMI_VECTOR                      2
160 #define ExtINT_VECTOR                   0
161 #define NULL_VECTOR                     (-1)
162 #define IA64_SPURIOUS_INT_VECTOR        0x0f
163
164 #define VCPU_LID(v) (((u64)(v)->vcpu_id) << 24)
165
166 /*
167  *Delivery mode
168  */
169 #define SAPIC_DELIV_SHIFT      8
170 #define SAPIC_FIXED            0x0
171 #define SAPIC_LOWEST_PRIORITY  0x1
172 #define SAPIC_PMI              0x2
173 #define SAPIC_NMI              0x4
174 #define SAPIC_INIT             0x5
175 #define SAPIC_EXTINT           0x7
176
177 /*
178  * vcpu->requests bit members for arch
179  */
180 #define KVM_REQ_PTC_G           32
181 #define KVM_REQ_RESUME          33
182
183 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE     1
184
185 struct kvm;
186 struct kvm_vcpu;
187 struct kvm_guest_debug{
188 };
189
190 struct kvm_mmio_req {
191         uint64_t addr;          /*  physical address            */
192         uint64_t size;          /*  size in bytes               */
193         uint64_t data;          /*  data (or paddr of data)     */
194         uint8_t state:4;
195         uint8_t dir:1;          /*  1=read, 0=write             */
196 };
197
198 /*Pal data struct */
199 struct kvm_pal_call{
200         /*In area*/
201         uint64_t gr28;
202         uint64_t gr29;
203         uint64_t gr30;
204         uint64_t gr31;
205         /*Out area*/
206         struct ia64_pal_retval ret;
207 };
208
209 /* Sal data structure */
210 struct kvm_sal_call{
211         /*In area*/
212         uint64_t in0;
213         uint64_t in1;
214         uint64_t in2;
215         uint64_t in3;
216         uint64_t in4;
217         uint64_t in5;
218         uint64_t in6;
219         uint64_t in7;
220         struct sal_ret_values ret;
221 };
222
223 /*Guest change rr6*/
224 struct kvm_switch_rr6 {
225         uint64_t old_rr;
226         uint64_t new_rr;
227 };
228
229 union ia64_ipi_a{
230         unsigned long val;
231         struct {
232                 unsigned long rv  : 3;
233                 unsigned long ir  : 1;
234                 unsigned long eid : 8;
235                 unsigned long id  : 8;
236                 unsigned long ib_base : 44;
237         };
238 };
239
240 union ia64_ipi_d {
241         unsigned long val;
242         struct {
243                 unsigned long vector : 8;
244                 unsigned long dm  : 3;
245                 unsigned long ig  : 53;
246         };
247 };
248
249 /*ipi check exit data*/
250 struct kvm_ipi_data{
251         union ia64_ipi_a addr;
252         union ia64_ipi_d data;
253 };
254
255 /*global purge data*/
256 struct kvm_ptc_g {
257         unsigned long vaddr;
258         unsigned long rr;
259         unsigned long ps;
260         struct kvm_vcpu *vcpu;
261 };
262
263 /*Exit control data */
264 struct exit_ctl_data{
265         uint32_t exit_reason;
266         uint32_t vm_status;
267         union {
268                 struct kvm_mmio_req     ioreq;
269                 struct kvm_pal_call     pal_data;
270                 struct kvm_sal_call     sal_data;
271                 struct kvm_switch_rr6   rr_data;
272                 struct kvm_ipi_data     ipi_data;
273                 struct kvm_ptc_g        ptc_g_data;
274         } u;
275 };
276
277 union pte_flags {
278         unsigned long val;
279         struct {
280                 unsigned long p    :  1; /*0      */
281                 unsigned long      :  1; /* 1     */
282                 unsigned long ma   :  3; /* 2-4   */
283                 unsigned long a    :  1; /* 5     */
284                 unsigned long d    :  1; /* 6     */
285                 unsigned long pl   :  2; /* 7-8   */
286                 unsigned long ar   :  3; /* 9-11  */
287                 unsigned long ppn  : 38; /* 12-49 */
288                 unsigned long      :  2; /* 50-51 */
289                 unsigned long ed   :  1; /* 52    */
290         };
291 };
292
293 union ia64_pta {
294         unsigned long val;
295         struct {
296                 unsigned long ve : 1;
297                 unsigned long reserved0 : 1;
298                 unsigned long size : 6;
299                 unsigned long vf : 1;
300                 unsigned long reserved1 : 6;
301                 unsigned long base : 49;
302         };
303 };
304
305 struct thash_cb {
306         /* THASH base information */
307         struct thash_data       *hash; /* hash table pointer */
308         union ia64_pta          pta;
309         int           num;
310 };
311
312 struct kvm_vcpu_stat {
313 };
314
315 struct kvm_vcpu_arch {
316         int launched;
317         int last_exit;
318         int last_run_cpu;
319         int vmm_tr_slot;
320         int vm_tr_slot;
321
322 #define KVM_MP_STATE_RUNNABLE          0
323 #define KVM_MP_STATE_UNINITIALIZED     1
324 #define KVM_MP_STATE_INIT_RECEIVED     2
325 #define KVM_MP_STATE_HALTED            3
326         int mp_state;
327
328 #define MAX_PTC_G_NUM                   3
329         int ptc_g_count;
330         struct kvm_ptc_g ptc_g_data[MAX_PTC_G_NUM];
331
332         /*halt timer to wake up sleepy vcpus*/
333         struct hrtimer hlt_timer;
334         long ht_active;
335
336         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
337         struct vpd *vpd;
338
339         /* Exit data for vmm_transition*/
340         struct exit_ctl_data exit_data;
341
342         cpumask_t cache_coherent_map;
343
344         unsigned long vmm_rr;
345         unsigned long host_rr6;
346         unsigned long psbits[8];
347         unsigned long cr_iipa;
348         unsigned long cr_isr;
349         unsigned long vsa_base;
350         unsigned long dirty_log_lock_pa;
351         unsigned long __gp;
352         /* TR and TC.  */
353         struct thash_data itrs[NITRS];
354         struct thash_data dtrs[NDTRS];
355         /* Bit is set if there is a tr/tc for the region.  */
356         unsigned char itr_regions;
357         unsigned char dtr_regions;
358         unsigned char tc_regions;
359         /* purge all */
360         unsigned long ptce_base;
361         unsigned long ptce_count[2];
362         unsigned long ptce_stride[2];
363         /* itc/itm */
364         unsigned long last_itc;
365         long itc_offset;
366         unsigned long itc_check;
367         unsigned long timer_check;
368         unsigned long timer_pending;
369
370         unsigned long vrr[8];
371         unsigned long ibr[8];
372         unsigned long dbr[8];
373         unsigned long insvc[4];         /* Interrupt in service.  */
374         unsigned long xtp;
375
376         unsigned long metaphysical_rr0; /* from kvm_arch (so is pinned) */
377         unsigned long metaphysical_rr4; /* from kvm_arch (so is pinned) */
378         unsigned long metaphysical_saved_rr0; /* from kvm_arch          */
379         unsigned long metaphysical_saved_rr4; /* from kvm_arch          */
380         unsigned long fp_psr;       /*used for lazy float register */
381         unsigned long saved_gp;
382         /*for phycial  emulation */
383         int mode_flags;
384         struct thash_cb vtlb;
385         struct thash_cb vhpt;
386         char irq_check;
387         char irq_new_pending;
388
389         unsigned long opcode;
390         unsigned long cause;
391         union context host;
392         union context guest;
393 };
394
395 struct kvm_vm_stat {
396         u64 remote_tlb_flush;
397 };
398
399 struct kvm_sal_data {
400         unsigned long boot_ip;
401         unsigned long boot_gp;
402 };
403
404 struct kvm_arch {
405         unsigned long   vm_base;
406         unsigned long   metaphysical_rr0;
407         unsigned long   metaphysical_rr4;
408         unsigned long   vmm_init_rr;
409         unsigned long   vhpt_base;
410         unsigned long   vtlb_base;
411         unsigned long   vpd_base;
412         spinlock_t dirty_log_lock;
413         struct kvm_ioapic *vioapic;
414         struct kvm_vm_stat stat;
415         struct kvm_sal_data rdv_sal_data;
416 };
417
418 union cpuid3_t {
419         u64 value;
420         struct {
421                 u64 number : 8;
422                 u64 revision : 8;
423                 u64 model : 8;
424                 u64 family : 8;
425                 u64 archrev : 8;
426                 u64 rv : 24;
427         };
428 };
429
430 struct kvm_pt_regs {
431         /* The following registers are saved by SAVE_MIN: */
432         unsigned long b6;  /* scratch */
433         unsigned long b7;  /* scratch */
434
435         unsigned long ar_csd; /* used by cmp8xchg16 (scratch) */
436         unsigned long ar_ssd; /* reserved for future use (scratch) */
437
438         unsigned long r8;  /* scratch (return value register 0) */
439         unsigned long r9;  /* scratch (return value register 1) */
440         unsigned long r10; /* scratch (return value register 2) */
441         unsigned long r11; /* scratch (return value register 3) */
442
443         unsigned long cr_ipsr; /* interrupted task's psr */
444         unsigned long cr_iip;  /* interrupted task's instruction pointer */
445         unsigned long cr_ifs;  /* interrupted task's function state */
446
447         unsigned long ar_unat; /* interrupted task's NaT register (preserved) */
448         unsigned long ar_pfs;  /* prev function state  */
449         unsigned long ar_rsc;  /* RSE configuration */
450         /* The following two are valid only if cr_ipsr.cpl > 0: */
451         unsigned long ar_rnat;  /* RSE NaT */
452         unsigned long ar_bspstore; /* RSE bspstore */
453
454         unsigned long pr;  /* 64 predicate registers (1 bit each) */
455         unsigned long b0;  /* return pointer (bp) */
456         unsigned long loadrs;  /* size of dirty partition << 16 */
457
458         unsigned long r1;  /* the gp pointer */
459         unsigned long r12; /* interrupted task's memory stack pointer */
460         unsigned long r13; /* thread pointer */
461
462         unsigned long ar_fpsr;  /* floating point status (preserved) */
463         unsigned long r15;  /* scratch */
464
465         /* The remaining registers are NOT saved for system calls.  */
466         unsigned long r14;  /* scratch */
467         unsigned long r2;  /* scratch */
468         unsigned long r3;  /* scratch */
469         unsigned long r16;  /* scratch */
470         unsigned long r17;  /* scratch */
471         unsigned long r18;  /* scratch */
472         unsigned long r19;  /* scratch */
473         unsigned long r20;  /* scratch */
474         unsigned long r21;  /* scratch */
475         unsigned long r22;  /* scratch */
476         unsigned long r23;  /* scratch */
477         unsigned long r24;  /* scratch */
478         unsigned long r25;  /* scratch */
479         unsigned long r26;  /* scratch */
480         unsigned long r27;  /* scratch */
481         unsigned long r28;  /* scratch */
482         unsigned long r29;  /* scratch */
483         unsigned long r30;  /* scratch */
484         unsigned long r31;  /* scratch */
485         unsigned long ar_ccv;  /* compare/exchange value (scratch) */
486
487         /*
488          * Floating point registers that the kernel considers scratch:
489          */
490         struct ia64_fpreg f6;  /* scratch */
491         struct ia64_fpreg f7;  /* scratch */
492         struct ia64_fpreg f8;  /* scratch */
493         struct ia64_fpreg f9;  /* scratch */
494         struct ia64_fpreg f10;  /* scratch */
495         struct ia64_fpreg f11;  /* scratch */
496
497         unsigned long r4;  /* preserved */
498         unsigned long r5;  /* preserved */
499         unsigned long r6;  /* preserved */
500         unsigned long r7;  /* preserved */
501         unsigned long eml_unat;    /* used for emulating instruction */
502         unsigned long pad0;     /* alignment pad */
503 };
504
505 static inline struct kvm_pt_regs *vcpu_regs(struct kvm_vcpu *v)
506 {
507         return (struct kvm_pt_regs *) ((unsigned long) v + IA64_STK_OFFSET) - 1;
508 }
509
510 typedef int kvm_vmm_entry(void);
511 typedef void kvm_tramp_entry(union context *host, union context *guest);
512
513 struct kvm_vmm_info{
514         struct module   *module;
515         kvm_vmm_entry   *vmm_entry;
516         kvm_tramp_entry *tramp_entry;
517         unsigned long   vmm_ivt;
518 };
519
520 int kvm_highest_pending_irq(struct kvm_vcpu *vcpu);
521 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
522 int kvm_pal_emul(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *kvm_run);
523 void kvm_sal_emul(struct kvm_vcpu *vcpu);
524
525 static inline void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
526
527 #endif