]> git.proxmox.com Git - mirror_qemu.git/blobdiff - include/hw/i386/intel_iommu.h
intel_iommu: scalable mode emulation
[mirror_qemu.git] / include / hw / i386 / intel_iommu.h
index f4701e1c60d2d12cae7411592c4c41423bf815f8..72c5ca6a59ec3bee5828cb4cce53415c9090bc17 100644 (file)
 #define INTEL_IOMMU_H
 #include "hw/qdev.h"
 #include "sysemu/dma.h"
+#include "hw/i386/x86-iommu.h"
+#include "hw/i386/ioapic.h"
+#include "hw/pci/msi.h"
+#include "hw/sysbus.h"
+#include "qemu/iova-tree.h"
 
 #define TYPE_INTEL_IOMMU_DEVICE "intel-iommu"
 #define INTEL_IOMMU_DEVICE(obj) \
      OBJECT_CHECK(IntelIOMMUState, (obj), TYPE_INTEL_IOMMU_DEVICE)
 
+#define TYPE_INTEL_IOMMU_MEMORY_REGION "intel-iommu-iommu-memory-region"
+
 /* DMAR Hardware Unit Definition address (IOMMU unit) */
 #define Q35_HOST_BRIDGE_IOMMU_ADDR  0xfed90000ULL
 
 #define VTD_PCI_BUS_MAX             256
 #define VTD_PCI_SLOT_MAX            32
 #define VTD_PCI_FUNC_MAX            8
-#define VTD_PCI_DEVFN_MAX           256
 #define VTD_PCI_SLOT(devfn)         (((devfn) >> 3) & 0x1f)
 #define VTD_PCI_FUNC(devfn)         ((devfn) & 0x07)
-#define VTD_SID_TO_BUS(sid)         (((sid) >> 8) && 0xff)
+#define VTD_SID_TO_BUS(sid)         (((sid) >> 8) & 0xff)
 #define VTD_SID_TO_DEVFN(sid)       ((sid) & 0xff)
 
 #define DMAR_REG_SIZE               0x230
-#define VTD_HOST_ADDRESS_WIDTH      39
-#define VTD_HAW_MASK                ((1ULL << VTD_HOST_ADDRESS_WIDTH) - 1)
+#define VTD_HOST_AW_39BIT           39
+#define VTD_HOST_AW_48BIT           48
+#define VTD_HOST_ADDRESS_WIDTH      VTD_HOST_AW_39BIT
+#define VTD_HAW_MASK(aw)            ((1ULL << (aw)) - 1)
+
+#define DMAR_REPORT_F_INTR          (1)
+
+#define  VTD_MSI_ADDR_HI_MASK        (0xffffffff00000000ULL)
+#define  VTD_MSI_ADDR_HI_SHIFT       (32)
+#define  VTD_MSI_ADDR_LO_MASK        (0x00000000ffffffffULL)
 
 typedef struct VTDContextEntry VTDContextEntry;
 typedef struct VTDContextCacheEntry VTDContextCacheEntry;
 typedef struct IntelIOMMUState IntelIOMMUState;
 typedef struct VTDAddressSpace VTDAddressSpace;
 typedef struct VTDIOTLBEntry VTDIOTLBEntry;
+typedef struct VTDBus VTDBus;
+typedef union VTD_IR_TableEntry VTD_IR_TableEntry;
+typedef union VTD_IR_MSIAddress VTD_IR_MSIAddress;
+typedef struct VTDPASIDDirEntry VTDPASIDDirEntry;
+typedef struct VTDPASIDEntry VTDPASIDEntry;
 
 /* Context-Entry */
 struct VTDContextEntry {
-    uint64_t lo;
-    uint64_t hi;
+    union {
+        struct {
+            uint64_t lo;
+            uint64_t hi;
+        };
+        struct {
+            uint64_t val[4];
+        };
+    };
 };
 
 struct VTDContextCacheEntry {
@@ -64,26 +90,136 @@ struct VTDContextCacheEntry {
     struct VTDContextEntry context_entry;
 };
 
+/* PASID Directory Entry */
+struct VTDPASIDDirEntry {
+    uint64_t val;
+};
+
+/* PASID Table Entry */
+struct VTDPASIDEntry {
+    uint64_t val[8];
+};
+
 struct VTDAddressSpace {
-    uint8_t bus_num;
+    PCIBus *bus;
     uint8_t devfn;
     AddressSpace as;
-    MemoryRegion iommu;
+    IOMMUMemoryRegion iommu;
+    MemoryRegion root;
+    MemoryRegion sys_alias;
+    MemoryRegion iommu_ir;      /* Interrupt region: 0xfeeXXXXX */
     IntelIOMMUState *iommu_state;
     VTDContextCacheEntry context_cache_entry;
+    QLIST_ENTRY(VTDAddressSpace) next;
+    /* Superset of notifier flags that this address space has */
+    IOMMUNotifierFlag notifier_flags;
+    IOVATree *iova_tree;          /* Traces mapped IOVA ranges */
+};
+
+struct VTDBus {
+    PCIBus* bus;               /* A reference to the bus to provide translation for */
+    VTDAddressSpace *dev_as[0];        /* A table of VTDAddressSpace objects indexed by devfn */
 };
 
 struct VTDIOTLBEntry {
     uint64_t gfn;
     uint16_t domain_id;
     uint64_t slpte;
-    bool read_flags;
-    bool write_flags;
+    uint64_t mask;
+    uint8_t access_flags;
+};
+
+/* VT-d Source-ID Qualifier types */
+enum {
+    VTD_SQ_FULL = 0x00,     /* Full SID verification */
+    VTD_SQ_IGN_3 = 0x01,    /* Ignore bit 3 */
+    VTD_SQ_IGN_2_3 = 0x02,  /* Ignore bits 2 & 3 */
+    VTD_SQ_IGN_1_3 = 0x03,  /* Ignore bits 1-3 */
+    VTD_SQ_MAX,
+};
+
+/* VT-d Source Validation Types */
+enum {
+    VTD_SVT_NONE = 0x00,    /* No validation */
+    VTD_SVT_ALL = 0x01,     /* Do full validation */
+    VTD_SVT_BUS = 0x02,     /* Validate bus range */
+    VTD_SVT_MAX,
+};
+
+/* Interrupt Remapping Table Entry Definition */
+union VTD_IR_TableEntry {
+    struct {
+#ifdef HOST_WORDS_BIGENDIAN
+        uint32_t __reserved_1:8;     /* Reserved 1 */
+        uint32_t vector:8;           /* Interrupt Vector */
+        uint32_t irte_mode:1;        /* IRTE Mode */
+        uint32_t __reserved_0:3;     /* Reserved 0 */
+        uint32_t __avail:4;          /* Available spaces for software */
+        uint32_t delivery_mode:3;    /* Delivery Mode */
+        uint32_t trigger_mode:1;     /* Trigger Mode */
+        uint32_t redir_hint:1;       /* Redirection Hint */
+        uint32_t dest_mode:1;        /* Destination Mode */
+        uint32_t fault_disable:1;    /* Fault Processing Disable */
+        uint32_t present:1;          /* Whether entry present/available */
+#else
+        uint32_t present:1;          /* Whether entry present/available */
+        uint32_t fault_disable:1;    /* Fault Processing Disable */
+        uint32_t dest_mode:1;        /* Destination Mode */
+        uint32_t redir_hint:1;       /* Redirection Hint */
+        uint32_t trigger_mode:1;     /* Trigger Mode */
+        uint32_t delivery_mode:3;    /* Delivery Mode */
+        uint32_t __avail:4;          /* Available spaces for software */
+        uint32_t __reserved_0:3;     /* Reserved 0 */
+        uint32_t irte_mode:1;        /* IRTE Mode */
+        uint32_t vector:8;           /* Interrupt Vector */
+        uint32_t __reserved_1:8;     /* Reserved 1 */
+#endif
+        uint32_t dest_id;            /* Destination ID */
+        uint16_t source_id;          /* Source-ID */
+#ifdef HOST_WORDS_BIGENDIAN
+        uint64_t __reserved_2:44;    /* Reserved 2 */
+        uint64_t sid_vtype:2;        /* Source-ID Validation Type */
+        uint64_t sid_q:2;            /* Source-ID Qualifier */
+#else
+        uint64_t sid_q:2;            /* Source-ID Qualifier */
+        uint64_t sid_vtype:2;        /* Source-ID Validation Type */
+        uint64_t __reserved_2:44;    /* Reserved 2 */
+#endif
+    } QEMU_PACKED irte;
+    uint64_t data[2];
+};
+
+#define VTD_IR_INT_FORMAT_COMPAT     (0) /* Compatible Interrupt */
+#define VTD_IR_INT_FORMAT_REMAP      (1) /* Remappable Interrupt */
+
+/* Programming format for MSI/MSI-X addresses */
+union VTD_IR_MSIAddress {
+    struct {
+#ifdef HOST_WORDS_BIGENDIAN
+        uint32_t __head:12;          /* Should always be: 0x0fee */
+        uint32_t index_l:15;         /* Interrupt index bit 14-0 */
+        uint32_t int_mode:1;         /* Interrupt format */
+        uint32_t sub_valid:1;        /* SHV: Sub-Handle Valid bit */
+        uint32_t index_h:1;          /* Interrupt index bit 15 */
+        uint32_t __not_care:2;
+#else
+        uint32_t __not_care:2;
+        uint32_t index_h:1;          /* Interrupt index bit 15 */
+        uint32_t sub_valid:1;        /* SHV: Sub-Handle Valid bit */
+        uint32_t int_mode:1;         /* Interrupt format */
+        uint32_t index_l:15;         /* Interrupt index bit 14-0 */
+        uint32_t __head:12;          /* Should always be: 0x0fee */
+#endif
+    } QEMU_PACKED addr;
+    uint32_t data;
 };
 
+/* When IR is enabled, all MSI/MSI-X data bits should be zero */
+#define VTD_IR_MSI_DATA          (0)
+
 /* The iommu (DMAR) device state struct */
 struct IntelIOMMUState {
-    SysBusDevice busdev;
+    X86IOMMUState x86_iommu;
     MemoryRegion csrmem;
     uint8_t csr[DMAR_REG_SIZE];     /* register values */
     uint8_t wmask[DMAR_REG_SIZE];   /* R/W bytes */
@@ -91,8 +227,11 @@ struct IntelIOMMUState {
     uint8_t womask[DMAR_REG_SIZE];  /* WO (write only - read returns 0) */
     uint32_t version;
 
+    bool caching_mode;          /* RO - is cap CM enabled? */
+
     dma_addr_t root;                /* Current root table pointer */
     bool root_extended;             /* Type of root table (extended or not) */
+    bool root_scalable;             /* Type of root table (scalable or not) */
     bool dmar_enabled;              /* Set if DMA remapping is enabled */
 
     uint16_t iq_head;               /* Current invalidation queue head */
@@ -113,8 +252,31 @@ struct IntelIOMMUState {
     uint32_t context_cache_gen;     /* Should be in [1,MAX] */
     GHashTable *iotlb;              /* IOTLB */
 
-    MemoryRegionIOMMUOps iommu_ops;
-    VTDAddressSpace **address_spaces[VTD_PCI_BUS_MAX];
+    GHashTable *vtd_as_by_busptr;   /* VTDBus objects indexed by PCIBus* reference */
+    VTDBus *vtd_as_by_bus_num[VTD_PCI_BUS_MAX]; /* VTDBus objects indexed by bus number */
+    /* list of registered notifiers */
+    QLIST_HEAD(, VTDAddressSpace) vtd_as_with_notifiers;
+
+    /* interrupt remapping */
+    bool intr_enabled;              /* Whether guest enabled IR */
+    dma_addr_t intr_root;           /* Interrupt remapping table pointer */
+    uint32_t intr_size;             /* Number of IR table entries */
+    bool intr_eime;                 /* Extended interrupt mode enabled */
+    OnOffAuto intr_eim;             /* Toggle for EIM cabability */
+    bool buggy_eim;                 /* Force buggy EIM unless eim=off */
+    uint8_t aw_bits;                /* Host/IOVA address width (in bits) */
+    bool dma_drain;                 /* Whether DMA r/w draining enabled */
+
+    /*
+     * Protects IOMMU states in general.  Currently it protects the
+     * per-IOMMU IOTLB cache, and context entry cache in VTDAddressSpace.
+     */
+    QemuMutex iommu_lock;
 };
 
+/* Find the VTD Address space associated with the given bus pointer,
+ * create a new one if none exists
+ */
+VTDAddressSpace *vtd_find_add_as(IntelIOMMUState *s, PCIBus *bus, int devfn);
+
 #endif