Merge branch 'perf-urgent-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[cascardo/linux.git] / include / kvm / arm_vgic.h
index da0a524..540da51 100644 (file)
@@ -1,6 +1,5 @@
 /*
- * Copyright (C) 2012 ARM Ltd.
- * Author: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
+ * Copyright (C) 2015, 2016 ARM Ltd.
  *
  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
  * GNU General Public License for more details.
  *
  * You should have received a copy of the GNU General Public License
- * along with this program; if not, write to the Free Software
- * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA
+ * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  */
-
-#ifndef __ASM_ARM_KVM_VGIC_H
-#define __ASM_ARM_KVM_VGIC_H
-
-#ifdef CONFIG_KVM_NEW_VGIC
-#include <kvm/vgic/vgic.h>
-#else
+#ifndef __KVM_ARM_VGIC_H
+#define __KVM_ARM_VGIC_H
 
 #include <linux/kernel.h>
 #include <linux/kvm.h>
 #include <linux/spinlock.h>
 #include <linux/types.h>
 #include <kvm/iodev.h>
-#include <linux/irqchip/arm-gic-common.h>
+#include <linux/list.h>
 
-#define VGIC_NR_IRQS_LEGACY    256
+#define VGIC_V3_MAX_CPUS       255
+#define VGIC_V2_MAX_CPUS       8
+#define VGIC_NR_IRQS_LEGACY     256
 #define VGIC_NR_SGIS           16
 #define VGIC_NR_PPIS           16
 #define VGIC_NR_PRIVATE_IRQS   (VGIC_NR_SGIS + VGIC_NR_PPIS)
+#define VGIC_MAX_PRIVATE       (VGIC_NR_PRIVATE_IRQS - 1)
+#define VGIC_MAX_SPI           1019
+#define VGIC_MAX_RESERVED      1023
+#define VGIC_MIN_LPI           8192
 
-#define VGIC_V2_MAX_LRS                (1 << 6)
-#define VGIC_V3_MAX_LRS                16
-#define VGIC_MAX_IRQS          1024
-#define VGIC_V2_MAX_CPUS       8
-#define VGIC_V3_MAX_CPUS       255
+enum vgic_type {
+       VGIC_V2,                /* Good ol' GICv2 */
+       VGIC_V3,                /* New fancy GICv3 */
+};
 
-#if (VGIC_NR_IRQS_LEGACY & 31)
-#error "VGIC_NR_IRQS must be a multiple of 32"
-#endif
+/* same for all guests, as depending only on the _host's_ GIC model */
+struct vgic_global {
+       /* type of the host GIC */
+       enum vgic_type          type;
 
-#if (VGIC_NR_IRQS_LEGACY > VGIC_MAX_IRQS)
-#error "VGIC_NR_IRQS must be <= 1024"
-#endif
+       /* Physical address of vgic virtual cpu interface */
+       phys_addr_t             vcpu_base;
 
-/*
- * The GIC distributor registers describing interrupts have two parts:
- * - 32 per-CPU interrupts (SGI + PPI)
- * - a bunch of shared interrupts (SPI)
- */
-struct vgic_bitmap {
-       /*
-        * - One UL per VCPU for private interrupts (assumes UL is at
-        *   least 32 bits)
-        * - As many UL as necessary for shared interrupts.
-        *
-        * The private interrupts are accessed via the "private"
-        * field, one UL per vcpu (the state for vcpu n is in
-        * private[n]). The shared interrupts are accessed via the
-        * "shared" pointer (IRQn state is at bit n-32 in the bitmap).
-        */
-       unsigned long *private;
-       unsigned long *shared;
-};
+       /* virtual control interface mapping */
+       void __iomem            *vctrl_base;
 
-struct vgic_bytemap {
-       /*
-        * - 8 u32 per VCPU for private interrupts
-        * - As many u32 as necessary for shared interrupts.
-        *
-        * The private interrupts are accessed via the "private"
-        * field, (the state for vcpu n is in private[n*8] to
-        * private[n*8 + 7]). The shared interrupts are accessed via
-        * the "shared" pointer (IRQn state is at byte (n-32)%4 of the
-        * shared[(n-32)/4] word).
-        */
-       u32 *private;
-       u32 *shared;
-};
+       /* Number of implemented list registers */
+       int                     nr_lr;
 
-struct kvm_vcpu;
+       /* Maintenance IRQ number */
+       unsigned int            maint_irq;
 
-enum vgic_type {
-       VGIC_V2,                /* Good ol' GICv2 */
-       VGIC_V3,                /* New fancy GICv3 */
+       /* maximum number of VCPUs allowed (GICv2 limits us to 8) */
+       int                     max_gic_vcpus;
+
+       /* Only needed for the legacy KVM_CREATE_IRQCHIP */
+       bool                    can_emulate_gicv2;
 };
 
-#define LR_STATE_PENDING       (1 << 0)
-#define LR_STATE_ACTIVE                (1 << 1)
-#define LR_STATE_MASK          (3 << 0)
-#define LR_EOI_INT             (1 << 2)
-#define LR_HW                  (1 << 3)
+extern struct vgic_global kvm_vgic_global_state;
 
-struct vgic_lr {
-       unsigned irq:10;
-       union {
-               unsigned hwirq:10;
-               unsigned source:3;
-       };
-       unsigned state:4;
-};
+#define VGIC_V2_MAX_LRS                (1 << 6)
+#define VGIC_V3_MAX_LRS                16
+#define VGIC_V3_LR_INDEX(lr)   (VGIC_V3_MAX_LRS - 1 - lr)
 
-struct vgic_vmcr {
-       u32     ctlr;
-       u32     abpr;
-       u32     bpr;
-       u32     pmr;
+enum vgic_irq_config {
+       VGIC_CONFIG_EDGE = 0,
+       VGIC_CONFIG_LEVEL
 };
 
-struct vgic_ops {
-       struct vgic_lr  (*get_lr)(const struct kvm_vcpu *, int);
-       void    (*set_lr)(struct kvm_vcpu *, int, struct vgic_lr);
-       u64     (*get_elrsr)(const struct kvm_vcpu *vcpu);
-       u64     (*get_eisr)(const struct kvm_vcpu *vcpu);
-       void    (*clear_eisr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
-       u32     (*get_interrupt_status)(const struct kvm_vcpu *vcpu);
-       void    (*enable_underflow)(struct kvm_vcpu *vcpu);
-       void    (*disable_underflow)(struct kvm_vcpu *vcpu);
-       void    (*get_vmcr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vgic_vmcr *vmcr);
-       void    (*set_vmcr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vgic_vmcr *vmcr);
-       void    (*enable)(struct kvm_vcpu *vcpu);
+struct vgic_irq {
+       spinlock_t irq_lock;            /* Protects the content of the struct */
+       struct list_head lpi_list;      /* Used to link all LPIs together */
+       struct list_head ap_list;
+
+       struct kvm_vcpu *vcpu;          /* SGIs and PPIs: The VCPU
+                                        * SPIs and LPIs: The VCPU whose ap_list
+                                        * this is queued on.
+                                        */
+
+       struct kvm_vcpu *target_vcpu;   /* The VCPU that this interrupt should
+                                        * be sent to, as a result of the
+                                        * targets reg (v2) or the
+                                        * affinity reg (v3).
+                                        */
+
+       u32 intid;                      /* Guest visible INTID */
+       bool pending;
+       bool line_level;                /* Level only */
+       bool soft_pending;              /* Level only */
+       bool active;                    /* not used for LPIs */
+       bool enabled;
+       bool hw;                        /* Tied to HW IRQ */
+       struct kref refcount;           /* Used for LPIs */
+       u32 hwintid;                    /* HW INTID number */
+       union {
+               u8 targets;                     /* GICv2 target VCPUs mask */
+               u32 mpidr;                      /* GICv3 target VCPU */
+       };
+       u8 source;                      /* GICv2 SGIs only */
+       u8 priority;
+       enum vgic_irq_config config;    /* Level or edge */
 };
 
-struct vgic_params {
-       /* vgic type */
-       enum vgic_type  type;
-       /* Physical address of vgic virtual cpu interface */
-       phys_addr_t     vcpu_base;
-       /* Number of list registers */
-       u32             nr_lr;
-       /* Interrupt number */
-       unsigned int    maint_irq;
-       /* Virtual control interface base address */
-       void __iomem    *vctrl_base;
-       int             max_gic_vcpus;
-       /* Only needed for the legacy KVM_CREATE_IRQCHIP */
-       bool            can_emulate_gicv2;
-};
+struct vgic_register_region;
+struct vgic_its;
 
-struct vgic_vm_ops {
-       bool    (*queue_sgi)(struct kvm_vcpu *, int irq);
-       void    (*add_sgi_source)(struct kvm_vcpu *, int irq, int source);
-       int     (*init_model)(struct kvm *);
-       int     (*map_resources)(struct kvm *, const struct vgic_params *);
+enum iodev_type {
+       IODEV_CPUIF,
+       IODEV_DIST,
+       IODEV_REDIST,
+       IODEV_ITS
 };
 
 struct vgic_io_device {
-       gpa_t addr;
-       int len;
-       const struct vgic_io_range *reg_ranges;
-       struct kvm_vcpu *redist_vcpu;
+       gpa_t base_addr;
+       union {
+               struct kvm_vcpu *redist_vcpu;
+               struct vgic_its *its;
+       };
+       const struct vgic_register_region *regions;
+       enum iodev_type iodev_type;
+       int nr_regions;
        struct kvm_io_device dev;
 };
 
-struct irq_phys_map {
-       u32                     virt_irq;
-       u32                     phys_irq;
-};
-
-struct irq_phys_map_entry {
-       struct list_head        entry;
-       struct rcu_head         rcu;
-       struct irq_phys_map     map;
+struct vgic_its {
+       /* The base address of the ITS control register frame */
+       gpa_t                   vgic_its_base;
+
+       bool                    enabled;
+       bool                    initialized;
+       struct vgic_io_device   iodev;
+       struct kvm_device       *dev;
+
+       /* These registers correspond to GITS_BASER{0,1} */
+       u64                     baser_device_table;
+       u64                     baser_coll_table;
+
+       /* Protects the command queue */
+       struct mutex            cmd_lock;
+       u64                     cbaser;
+       u32                     creadr;
+       u32                     cwriter;
+
+       /* Protects the device and collection lists */
+       struct mutex            its_lock;
+       struct list_head        device_list;
+       struct list_head        collection_list;
 };
 
 struct vgic_dist {
-       spinlock_t              lock;
        bool                    in_kernel;
        bool                    ready;
+       bool                    initialized;
 
        /* vGIC model the kernel emulates for the guest (GICv2 or GICv3) */
        u32                     vgic_model;
 
-       int                     nr_cpus;
-       int                     nr_irqs;
+       /* Do injected MSIs require an additional device ID? */
+       bool                    msis_require_devid;
+
+       int                     nr_spis;
 
+       /* TODO: Consider moving to global state */
        /* Virtual control interface mapping */
        void __iomem            *vctrl_base;
 
-       /* Distributor and vcpu interface mapping in the guest */
-       phys_addr_t             vgic_dist_base;
-       /* GICv2 and GICv3 use different mapped register blocks */
+       /* base addresses in guest physical address space: */
+       gpa_t                   vgic_dist_base;         /* distributor */
        union {
-               phys_addr_t             vgic_cpu_base;
-               phys_addr_t             vgic_redist_base;
+               /* either a GICv2 CPU interface */
+               gpa_t                   vgic_cpu_base;
+               /* or a number of GICv3 redistributor regions */
+               gpa_t                   vgic_redist_base;
        };
 
-       /* Distributor enabled */
-       u32                     enabled;
-
-       /* Interrupt enabled (one bit per IRQ) */
-       struct vgic_bitmap      irq_enabled;
-
-       /* Level-triggered interrupt external input is asserted */
-       struct vgic_bitmap      irq_level;
-
-       /*
-        * Interrupt state is pending on the distributor
-        */
-       struct vgic_bitmap      irq_pending;
-
-       /*
-        * Tracks writes to GICD_ISPENDRn and GICD_ICPENDRn for level-triggered
-        * interrupts.  Essentially holds the state of the flip-flop in
-        * Figure 4-10 on page 4-101 in ARM IHI 0048B.b.
-        * Once set, it is only cleared for level-triggered interrupts on
-        * guest ACKs (when we queue it) or writes to GICD_ICPENDRn.
-        */
-       struct vgic_bitmap      irq_soft_pend;
-
-       /* Level-triggered interrupt queued on VCPU interface */
-       struct vgic_bitmap      irq_queued;
-
-       /* Interrupt was active when unqueue from VCPU interface */
-       struct vgic_bitmap      irq_active;
-
-       /* Interrupt priority. Not used yet. */
-       struct vgic_bytemap     irq_priority;
+       /* distributor enabled */
+       bool                    enabled;
 
-       /* Level/edge triggered */
-       struct vgic_bitmap      irq_cfg;
+       struct vgic_irq         *spis;
 
-       /*
-        * Source CPU per SGI and target CPU:
-        *
-        * Each byte represent a SGI observable on a VCPU, each bit of
-        * this byte indicating if the corresponding VCPU has
-        * generated this interrupt. This is a GICv2 feature only.
-        *
-        * For VCPUn (n < 8), irq_sgi_sources[n*16] to [n*16 + 15] are
-        * the SGIs observable on VCPUn.
-        */
-       u8                      *irq_sgi_sources;
+       struct vgic_io_device   dist_iodev;
 
-       /*
-        * Target CPU for each SPI:
-        *
-        * Array of available SPI, each byte indicating the target
-        * VCPU for SPI. IRQn (n >=32) is at irq_spi_cpu[n-32].
-        */
-       u8                      *irq_spi_cpu;
+       bool                    has_its;
 
        /*
-        * Reverse lookup of irq_spi_cpu for faster compute pending:
-        *
-        * Array of bitmaps, one per VCPU, describing if IRQn is
-        * routed to a particular VCPU.
+        * Contains the attributes and gpa of the LPI configuration table.
+        * Since we report GICR_TYPER.CommonLPIAff as 0b00, we can share
+        * one address across all redistributors.
+        * GICv3 spec: 6.1.2 "LPI Configuration tables"
         */
-       struct vgic_bitmap      *irq_spi_target;
-
-       /* Target MPIDR for each IRQ (needed for GICv3 IROUTERn) only */
-       u32                     *irq_spi_mpidr;
+       u64                     propbaser;
 
-       /* Bitmap indicating which CPU has something pending */
-       unsigned long           *irq_pending_on_cpu;
-
-       /* Bitmap indicating which CPU has active IRQs */
-       unsigned long           *irq_active_on_cpu;
-
-       struct vgic_vm_ops      vm_ops;
-       struct vgic_io_device   dist_iodev;
-       struct vgic_io_device   *redist_iodevs;
-
-       /* Virtual irq to hwirq mapping */
-       spinlock_t              irq_phys_map_lock;
-       struct list_head        irq_phys_map_list;
+       /* Protects the lpi_list and the count value below. */
+       spinlock_t              lpi_list_lock;
+       struct list_head        lpi_list_head;
+       int                     lpi_list_count;
 };
 
 struct vgic_v2_cpu_if {
@@ -298,78 +230,88 @@ struct vgic_v3_cpu_if {
 };
 
 struct vgic_cpu {
-       /* Pending/active/both interrupts on this VCPU */
-       DECLARE_BITMAP(pending_percpu, VGIC_NR_PRIVATE_IRQS);
-       DECLARE_BITMAP(active_percpu, VGIC_NR_PRIVATE_IRQS);
-       DECLARE_BITMAP(pend_act_percpu, VGIC_NR_PRIVATE_IRQS);
-
-       /* Pending/active/both shared interrupts, dynamically sized */
-       unsigned long   *pending_shared;
-       unsigned long   *active_shared;
-       unsigned long   *pend_act_shared;
-
        /* CPU vif control registers for world switch */
        union {
                struct vgic_v2_cpu_if   vgic_v2;
                struct vgic_v3_cpu_if   vgic_v3;
        };
 
-       /* Protected by the distributor's irq_phys_map_lock */
-       struct list_head        irq_phys_map_list;
+       unsigned int used_lrs;
+       struct vgic_irq private_irqs[VGIC_NR_PRIVATE_IRQS];
 
-       u64             live_lrs;
-};
+       spinlock_t ap_list_lock;        /* Protects the ap_list */
+
+       /*
+        * List of IRQs that this VCPU should consider because they are either
+        * Active or Pending (hence the name; AP list), or because they recently
+        * were one of the two and need to be migrated off this list to another
+        * VCPU.
+        */
+       struct list_head ap_list_head;
 
-#define LR_EMPTY       0xff
+       u64 live_lrs;
 
-#define INT_STATUS_EOI         (1 << 0)
-#define INT_STATUS_UNDERFLOW   (1 << 1)
+       /*
+        * Members below are used with GICv3 emulation only and represent
+        * parts of the redistributor.
+        */
+       struct vgic_io_device   rd_iodev;
+       struct vgic_io_device   sgi_iodev;
 
-struct kvm;
-struct kvm_vcpu;
+       /* Contains the attributes and gpa of the LPI pending tables. */
+       u64 pendbaser;
+
+       bool lpis_enabled;
+};
 
 int kvm_vgic_addr(struct kvm *kvm, unsigned long type, u64 *addr, bool write);
-int kvm_vgic_hyp_init(void);
-int kvm_vgic_map_resources(struct kvm *kvm);
-int kvm_vgic_get_max_vcpus(void);
 void kvm_vgic_early_init(struct kvm *kvm);
 int kvm_vgic_create(struct kvm *kvm, u32 type);
 void kvm_vgic_destroy(struct kvm *kvm);
 void kvm_vgic_vcpu_early_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
 void kvm_vgic_vcpu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
-void kvm_vgic_flush_hwstate(struct kvm_vcpu *vcpu);
-void kvm_vgic_sync_hwstate(struct kvm_vcpu *vcpu);
-int kvm_vgic_inject_irq(struct kvm *kvm, int cpuid, unsigned int irq_num,
+int kvm_vgic_map_resources(struct kvm *kvm);
+int kvm_vgic_hyp_init(void);
+
+int kvm_vgic_inject_irq(struct kvm *kvm, int cpuid, unsigned int intid,
                        bool level);
-int kvm_vgic_inject_mapped_irq(struct kvm *kvm, int cpuid,
-                              unsigned int virt_irq, bool level);
-void vgic_v3_dispatch_sgi(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 reg);
-int kvm_vgic_vcpu_pending_irq(struct kvm_vcpu *vcpu);
-int kvm_vgic_map_phys_irq(struct kvm_vcpu *vcpu, int virt_irq, int phys_irq);
+int kvm_vgic_inject_mapped_irq(struct kvm *kvm, int cpuid, unsigned int intid,
+                              bool level);
+int kvm_vgic_map_phys_irq(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 virt_irq, u32 phys_irq);
 int kvm_vgic_unmap_phys_irq(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned int virt_irq);
 bool kvm_vgic_map_is_active(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned int virt_irq);
 
+int kvm_vgic_vcpu_pending_irq(struct kvm_vcpu *vcpu);
+
 #define irqchip_in_kernel(k)   (!!((k)->arch.vgic.in_kernel))
-#define vgic_initialized(k)    (!!((k)->arch.vgic.nr_cpus))
+#define vgic_initialized(k)    ((k)->arch.vgic.initialized)
 #define vgic_ready(k)          ((k)->arch.vgic.ready)
 #define vgic_valid_spi(k, i)   (((i) >= VGIC_NR_PRIVATE_IRQS) && \
-                                ((i) < (k)->arch.vgic.nr_irqs))
+                       ((i) < (k)->arch.vgic.nr_spis + VGIC_NR_PRIVATE_IRQS))
+
+bool kvm_vcpu_has_pending_irqs(struct kvm_vcpu *vcpu);
+void kvm_vgic_sync_hwstate(struct kvm_vcpu *vcpu);
+void kvm_vgic_flush_hwstate(struct kvm_vcpu *vcpu);
 
-int vgic_v2_probe(const struct gic_kvm_info *gic_kvm_info,
-                 const struct vgic_ops **ops,
-                 const struct vgic_params **params);
 #ifdef CONFIG_KVM_ARM_VGIC_V3
-int vgic_v3_probe(const struct gic_kvm_info *gic_kvm_info,
-                 const struct vgic_ops **ops,
-                 const struct vgic_params **params);
+void vgic_v3_dispatch_sgi(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 reg);
 #else
-static inline int vgic_v3_probe(const struct gic_kvm_info *gic_kvm_info,
-                               const struct vgic_ops **ops,
-                               const struct vgic_params **params)
+static inline void vgic_v3_dispatch_sgi(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 reg)
 {
-       return -ENODEV;
 }
 #endif
 
-#endif /* old VGIC include */
-#endif
+/**
+ * kvm_vgic_get_max_vcpus - Get the maximum number of VCPUs allowed by HW
+ *
+ * The host's GIC naturally limits the maximum amount of VCPUs a guest
+ * can use.
+ */
+static inline int kvm_vgic_get_max_vcpus(void)
+{
+       return kvm_vgic_global_state.max_gic_vcpus;
+}
+
+int kvm_send_userspace_msi(struct kvm *kvm, struct kvm_msi *msi);
+
+#endif /* __KVM_ARM_VGIC_H */