include/linux/kvm_host.h

   1 #ifndef __KVM_HOST_H
   2 #define __KVM_HOST_H
   3
   4 /*
   5  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
   6  * the COPYING file in the top-level directory.
   7  */
   8
   9 #include <linux/types.h>
  10 #include <linux/hardirq.h>
  11 #include <linux/list.h>
  12 #include <linux/mutex.h>
  13 #include <linux/spinlock.h>
  14 #include <linux/signal.h>
  15 #include <linux/sched.h>
  16 #include <linux/bug.h>
  17 #include <linux/mm.h>
  18 #include <linux/mmu_notifier.h>
  19 #include <linux/preempt.h>
  20 #include <linux/msi.h>
  21 #include <linux/slab.h>
  22 #include <linux/rcupdate.h>
  23 #include <linux/ratelimit.h>
  24 #include <linux/err.h>
  25 #include <linux/irqflags.h>
  26 #include <linux/context_tracking.h>
  27 #include <asm/signal.h>
  28
  29 #include <linux/kvm.h>
  30 #include <linux/kvm_para.h>
  31
  32 #include <linux/kvm_types.h>
  33
  34 #include <asm/kvm_host.h>
  35
  36 #ifndef KVM_MMIO_SIZE
  37 #define KVM_MMIO_SIZE 8
  38 #endif
  39
  40 /*
  41  * The bit 16 ~ bit 31 of kvm_memory_region::flags are internally used
  42  * in kvm, other bits are visible for userspace which are defined in
  43  * include/linux/kvm_h.
  44  */
  45 #define KVM_MEMSLOT_INVALID     (1UL << 16)
  46
  47 /* Two fragments for cross MMIO pages. */
  48 #define KVM_MAX_MMIO_FRAGMENTS  2
  49
  50 /*
  51  * For the normal pfn, the highest 12 bits should be zero,
  52  * so we can mask bit 62 ~ bit 52  to indicate the error pfn,
  53  * mask bit 63 to indicate the noslot pfn.
  54  */
  55 #define KVM_PFN_ERR_MASK        (0x7ffULL << 52)
  56 #define KVM_PFN_ERR_NOSLOT_MASK (0xfffULL << 52)
  57 #define KVM_PFN_NOSLOT          (0x1ULL << 63)
  58
  59 #define KVM_PFN_ERR_FAULT       (KVM_PFN_ERR_MASK)
  60 #define KVM_PFN_ERR_HWPOISON    (KVM_PFN_ERR_MASK + 1)
  61 #define KVM_PFN_ERR_RO_FAULT    (KVM_PFN_ERR_MASK + 2)
  62
  63 /*
  64  * error pfns indicate that the gfn is in slot but faild to
  65  * translate it to pfn on host.
  66  */
  67 static inline bool is_error_pfn(pfn_t pfn)
  68 {
  69         return !!(pfn & KVM_PFN_ERR_MASK);
  70 }
  71
  72 /*
  73  * error_noslot pfns indicate that the gfn can not be
  74  * translated to pfn - it is not in slot or failed to
  75  * translate it to pfn.
  76  */
  77 static inline bool is_error_noslot_pfn(pfn_t pfn)
  78 {
  79         return !!(pfn & KVM_PFN_ERR_NOSLOT_MASK);
  80 }
  81
  82 /* noslot pfn indicates that the gfn is not in slot. */
  83 static inline bool is_noslot_pfn(pfn_t pfn)
  84 {
  85         return pfn == KVM_PFN_NOSLOT;
  86 }
  87
  88 #define KVM_HVA_ERR_BAD         (PAGE_OFFSET)
  89 #define KVM_HVA_ERR_RO_BAD      (PAGE_OFFSET + PAGE_SIZE)
  90
  91 static inline bool kvm_is_error_hva(unsigned long addr)
  92 {
  93         return addr >= PAGE_OFFSET;
  94 }
  95
  96 #define KVM_ERR_PTR_BAD_PAGE    (ERR_PTR(-ENOENT))
  97
  98 static inline bool is_error_page(struct page *page)
  99 {
 100         return IS_ERR(page);
 101 }
 102
 103 /*
 104  * vcpu->requests bit members
 105  */
 106 #define KVM_REQ_TLB_FLUSH          0
 107 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER      1
 108 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS  2
 109 #define KVM_REQ_MMU_RELOAD         3
 110 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT       4
 111 #define KVM_REQ_PENDING_TIMER      5
 112 #define KVM_REQ_UNHALT             6
 113 #define KVM_REQ_MMU_SYNC           7
 114 #define KVM_REQ_CLOCK_UPDATE       8
 115 #define KVM_REQ_KICK               9
 116 #define KVM_REQ_DEACTIVATE_FPU    10
 117 #define KVM_REQ_EVENT             11
 118 #define KVM_REQ_APF_HALT          12
 119 #define KVM_REQ_STEAL_UPDATE      13
 120 #define KVM_REQ_NMI               14
 121 #define KVM_REQ_PMU               15
 122 #define KVM_REQ_PMI               16
 123 #define KVM_REQ_WATCHDOG          17
 124 #define KVM_REQ_MASTERCLOCK_UPDATE 18
 125 #define KVM_REQ_MCLOCK_INPROGRESS 19
 126 #define KVM_REQ_EPR_EXIT          20
 127 #define KVM_REQ_SCAN_IOAPIC       21
 128
 129 #define KVM_USERSPACE_IRQ_SOURCE_ID             0
 130 #define KVM_IRQFD_RESAMPLE_IRQ_SOURCE_ID        1
 131
 132 struct kvm;
 133 struct kvm_vcpu;
 134 extern struct kmem_cache *kvm_vcpu_cache;
 135
 136 extern spinlock_t kvm_lock;
 137 extern struct list_head vm_list;
 138
 139 struct kvm_io_range {
 140         gpa_t addr;
 141         int len;
 142         struct kvm_io_device *dev;
 143 };
 144
 145 #define NR_IOBUS_DEVS 1000
 146
 147 struct kvm_io_bus {
 148         int                   dev_count;
 149         struct kvm_io_range range[];
 150 };
 151
 152 enum kvm_bus {
 153         KVM_MMIO_BUS,
 154         KVM_PIO_BUS,
 155         KVM_VIRTIO_CCW_NOTIFY_BUS,
 156         KVM_NR_BUSES
 157 };
 158
 159 int kvm_io_bus_write(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
 160                      int len, const void *val);
 161 int kvm_io_bus_read(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr, int len,
 162                     void *val);
 163 int kvm_io_bus_register_dev(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
 164                             int len, struct kvm_io_device *dev);
 165 int kvm_io_bus_unregister_dev(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx,
 166                               struct kvm_io_device *dev);
 167
 168 #ifdef CONFIG_KVM_ASYNC_PF
 169 struct kvm_async_pf {
 170         struct work_struct work;
 171         struct list_head link;
 172         struct list_head queue;
 173         struct kvm_vcpu *vcpu;
 174         struct mm_struct *mm;
 175         gva_t gva;
 176         unsigned long addr;
 177         struct kvm_arch_async_pf arch;
 178         bool   wakeup_all;
 179 };
 180
 181 void kvm_clear_async_pf_completion_queue(struct kvm_vcpu *vcpu);
 182 void kvm_check_async_pf_completion(struct kvm_vcpu *vcpu);
 183 int kvm_setup_async_pf(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, unsigned long hva,
 184                        struct kvm_arch_async_pf *arch);
 185 int kvm_async_pf_wakeup_all(struct kvm_vcpu *vcpu);
 186 #endif
 187
 188 enum {
 189         OUTSIDE_GUEST_MODE,
 190         IN_GUEST_MODE,
 191         EXITING_GUEST_MODE,
 192         READING_SHADOW_PAGE_TABLES,
 193 };
 194
 195 /*
 196  * Sometimes a large or cross-page mmio needs to be broken up into separate
 197  * exits for userspace servicing.
 198  */
 199 struct kvm_mmio_fragment {
 200         gpa_t gpa;
 201         void *data;
 202         unsigned len;
 203 };
 204
 205 struct kvm_vcpu {
 206         struct kvm *kvm;
 207 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
 208         struct preempt_notifier preempt_notifier;
 209 #endif
 210         int cpu;
 211         int vcpu_id;
 212         int srcu_idx;
 213         int mode;
 214         unsigned long requests;
 215         unsigned long guest_debug;
 216
 217         struct mutex mutex;
 218         struct kvm_run *run;
 219
 220         int fpu_active;
 221         int guest_fpu_loaded, guest_xcr0_loaded;
 222         wait_queue_head_t wq;
 223         struct pid *pid;
 224         int sigset_active;
 225         sigset_t sigset;
 226         struct kvm_vcpu_stat stat;
 227
 228 #ifdef CONFIG_HAS_IOMEM
 229         int mmio_needed;
 230         int mmio_read_completed;
 231         int mmio_is_write;
 232         int mmio_cur_fragment;
 233         int mmio_nr_fragments;
 234         struct kvm_mmio_fragment mmio_fragments[KVM_MAX_MMIO_FRAGMENTS];
 235 #endif
 236
 237 #ifdef CONFIG_KVM_ASYNC_PF
 238         struct {
 239                 u32 queued;
 240                 struct list_head queue;
 241                 struct list_head done;
 242                 spinlock_t lock;
 243         } async_pf;
 244 #endif
 245
 246 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
 247         /*
 248          * Cpu relax intercept or pause loop exit optimization
 249          * in_spin_loop: set when a vcpu does a pause loop exit
 250          *  or cpu relax intercepted.
 251          * dy_eligible: indicates whether vcpu is eligible for directed yield.
 252          */
 253         struct {
 254                 bool in_spin_loop;
 255                 bool dy_eligible;
 256         } spin_loop;
 257 #endif
 258         bool preempted;
 259         struct kvm_vcpu_arch arch;
 260 };
 261
 262 static inline int kvm_vcpu_exiting_guest_mode(struct kvm_vcpu *vcpu)
 263 {
 264         return cmpxchg(&vcpu->mode, IN_GUEST_MODE, EXITING_GUEST_MODE);
 265 }
 266
 267 /*
 268  * Some of the bitops functions do not support too long bitmaps.
 269  * This number must be determined not to exceed such limits.
 270  */
 271 #define KVM_MEM_MAX_NR_PAGES ((1UL << 31) - 1)
 272
 273 struct kvm_memory_slot {
 274         gfn_t base_gfn;
 275         unsigned long npages;
 276         unsigned long *dirty_bitmap;
 277         struct kvm_arch_memory_slot arch;
 278         unsigned long userspace_addr;
 279         u32 flags;
 280         short id;
 281 };
 282
 283 static inline unsigned long kvm_dirty_bitmap_bytes(struct kvm_memory_slot *memslot)
 284 {
 285         return ALIGN(memslot->npages, BITS_PER_LONG) / 8;
 286 }
 287
 288 struct kvm_kernel_irq_routing_entry {
 289         u32 gsi;
 290         u32 type;
 291         int (*set)(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
 292                    struct kvm *kvm, int irq_source_id, int level,
 293                    bool line_status);
 294         union {
 295                 struct {
 296                         unsigned irqchip;
 297                         unsigned pin;
 298                 } irqchip;
 299                 struct msi_msg msi;
 300         };
 301         struct hlist_node link;
 302 };
 303
 304 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_ROUTING
 305
 306 struct kvm_irq_routing_table {
 307         int chip[KVM_NR_IRQCHIPS][KVM_IRQCHIP_NUM_PINS];
 308         struct kvm_kernel_irq_routing_entry *rt_entries;
 309         u32 nr_rt_entries;
 310         /*
 311          * Array indexed by gsi. Each entry contains list of irq chips
 312          * the gsi is connected to.
 313          */
 314         struct hlist_head map[0];
 315 };
 316
 317 #else
 318
 319 struct kvm_irq_routing_table {};
 320
 321 #endif
 322
 323 #ifndef KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS
 324 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 0
 325 #endif
 326
 327 #ifndef KVM_MEM_SLOTS_NUM
 328 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
 329 #endif
 330
 331 /*
 332  * Note:
 333  * memslots are not sorted by id anymore, please use id_to_memslot()
 334  * to get the memslot by its id.
 335  */
 336 struct kvm_memslots {
 337         u64 generation;
 338         struct kvm_memory_slot memslots[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
 339         /* The mapping table from slot id to the index in memslots[]. */
 340         short id_to_index[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
 341 };
 342
 343 struct kvm {
 344         spinlock_t mmu_lock;
 345         struct mutex slots_lock;
 346         struct mm_struct *mm; /* userspace tied to this vm */
 347         struct kvm_memslots *memslots;
 348         struct srcu_struct srcu;
 349         struct srcu_struct irq_srcu;
 350 #ifdef CONFIG_KVM_APIC_ARCHITECTURE
 351         u32 bsp_vcpu_id;
 352 #endif
 353         struct kvm_vcpu *vcpus[KVM_MAX_VCPUS];
 354         atomic_t online_vcpus;
 355         int last_boosted_vcpu;
 356         struct list_head vm_list;
 357         struct mutex lock;
 358         struct kvm_io_bus *buses[KVM_NR_BUSES];
 359 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
 360         struct {
 361                 spinlock_t        lock;
 362                 struct list_head  items;
 363                 struct list_head  resampler_list;
 364                 struct mutex      resampler_lock;
 365         } irqfds;
 366         struct list_head ioeventfds;
 367 #endif
 368         struct kvm_vm_stat stat;
 369         struct kvm_arch arch;
 370         atomic_t users_count;
 371 #ifdef KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET
 372         struct kvm_coalesced_mmio_ring *coalesced_mmio_ring;
 373         spinlock_t ring_lock;
 374         struct list_head coalesced_zones;
 375 #endif
 376
 377         struct mutex irq_lock;
 378 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
 379         /*
 380          * Update side is protected by irq_lock and,
 381          * if configured, irqfds.lock.
 382          */
 383         struct kvm_irq_routing_table __rcu *irq_routing;
 384         struct hlist_head mask_notifier_list;
 385         struct hlist_head irq_ack_notifier_list;
 386 #endif
 387
 388 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
 389         struct mmu_notifier mmu_notifier;
 390         unsigned long mmu_notifier_seq;
 391         long mmu_notifier_count;
 392 #endif
 393         long tlbs_dirty;
 394         struct list_head devices;
 395 };
 396
 397 #define kvm_err(fmt, ...) \
 398         pr_err("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 399 #define kvm_info(fmt, ...) \
 400         pr_info("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 401 #define kvm_debug(fmt, ...) \
 402         pr_debug("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 403 #define kvm_pr_unimpl(fmt, ...) \
 404         pr_err_ratelimited("kvm [%i]: " fmt, \
 405                            task_tgid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 406
 407 /* The guest did something we don't support. */
 408 #define vcpu_unimpl(vcpu, fmt, ...)                                     \
 409         kvm_pr_unimpl("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id, ## __VA_ARGS__)
 410
 411 static inline struct kvm_vcpu *kvm_get_vcpu(struct kvm *kvm, int i)
 412 {
 413         smp_rmb();
 414         return kvm->vcpus[i];
 415 }
 416
 417 #define kvm_for_each_vcpu(idx, vcpup, kvm) \
 418         for (idx = 0; \
 419              idx < atomic_read(&kvm->online_vcpus) && \
 420              (vcpup = kvm_get_vcpu(kvm, idx)) != NULL; \
 421              idx++)
 422
 423 #define kvm_for_each_memslot(memslot, slots)    \
 424         for (memslot = &slots->memslots[0];     \
 425               memslot < slots->memslots + KVM_MEM_SLOTS_NUM && memslot->npages;\
 426                 memslot++)
 427
 428 int kvm_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm *kvm, unsigned id);
 429 void kvm_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
 430
 431 int __must_check vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
 432 void vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 433
 434 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_ROUTING
 435 int kvm_irqfd_init(void);
 436 void kvm_irqfd_exit(void);
 437 #else
 438 static inline int kvm_irqfd_init(void)
 439 {
 440         return 0;
 441 }
 442
 443 static inline void kvm_irqfd_exit(void)
 444 {
 445 }
 446 #endif
 447 int kvm_init(void *opaque, unsigned vcpu_size, unsigned vcpu_align,
 448                   struct module *module);
 449 void kvm_exit(void);
 450
 451 void kvm_get_kvm(struct kvm *kvm);
 452 void kvm_put_kvm(struct kvm *kvm);
 453
 454 static inline struct kvm_memslots *kvm_memslots(struct kvm *kvm)
 455 {
 456         return rcu_dereference_check(kvm->memslots,
 457                         srcu_read_lock_held(&kvm->srcu)
 458                         || lockdep_is_held(&kvm->slots_lock));
 459 }
 460
 461 static inline struct kvm_memory_slot *
 462 id_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, int id)
 463 {
 464         int index = slots->id_to_index[id];
 465         struct kvm_memory_slot *slot;
 466
 467         slot = &slots->memslots[index];
 468
 469         WARN_ON(slot->id != id);
 470         return slot;
 471 }
 472
 473 /*
 474  * KVM_SET_USER_MEMORY_REGION ioctl allows the following operations:
 475  * - create a new memory slot
 476  * - delete an existing memory slot
 477  * - modify an existing memory slot
 478  *   -- move it in the guest physical memory space
 479  *   -- just change its flags
 480  *
 481  * Since flags can be changed by some of these operations, the following
 482  * differentiation is the best we can do for __kvm_set_memory_region():
 483  */
 484 enum kvm_mr_change {
 485         KVM_MR_CREATE,
 486         KVM_MR_DELETE,
 487         KVM_MR_MOVE,
 488         KVM_MR_FLAGS_ONLY,
 489 };
 490
 491 int kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 492                           struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 493 int __kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 494                             struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 495 void kvm_arch_free_memslot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *free,
 496                            struct kvm_memory_slot *dont);
 497 int kvm_arch_create_memslot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot,
 498                             unsigned long npages);
 499 void kvm_arch_memslots_updated(struct kvm *kvm);
 500 int kvm_arch_prepare_memory_region(struct kvm *kvm,
 501                                 struct kvm_memory_slot *memslot,
 502                                 struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 503                                 enum kvm_mr_change change);
 504 void kvm_arch_commit_memory_region(struct kvm *kvm,
 505                                 struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 506                                 const struct kvm_memory_slot *old,
 507                                 enum kvm_mr_change change);
 508 bool kvm_largepages_enabled(void);
 509 void kvm_disable_largepages(void);
 510 /* flush all memory translations */
 511 void kvm_arch_flush_shadow_all(struct kvm *kvm);
 512 /* flush memory translations pointing to 'slot' */
 513 void kvm_arch_flush_shadow_memslot(struct kvm *kvm,
 514                                    struct kvm_memory_slot *slot);
 515
 516 int gfn_to_page_many_atomic(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, struct page **pages,
 517                             int nr_pages);
 518
 519 struct page *gfn_to_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 520 unsigned long gfn_to_hva(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 521 unsigned long gfn_to_hva_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool *writable);
 522 unsigned long gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 523 void kvm_release_page_clean(struct page *page);
 524 void kvm_release_page_dirty(struct page *page);
 525 void kvm_set_page_accessed(struct page *page);
 526
 527 pfn_t gfn_to_pfn_atomic(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 528 pfn_t gfn_to_pfn_async(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool *async,
 529                        bool write_fault, bool *writable);
 530 pfn_t gfn_to_pfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 531 pfn_t gfn_to_pfn_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool write_fault,
 532                       bool *writable);
 533 pfn_t gfn_to_pfn_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 534 pfn_t gfn_to_pfn_memslot_atomic(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 535
 536 void kvm_release_pfn_clean(pfn_t pfn);
 537 void kvm_set_pfn_dirty(pfn_t pfn);
 538 void kvm_set_pfn_accessed(pfn_t pfn);
 539 void kvm_get_pfn(pfn_t pfn);
 540
 541 int kvm_read_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, void *data, int offset,
 542                         int len);
 543 int kvm_read_guest_atomic(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data,
 544                           unsigned long len);
 545 int kvm_read_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data, unsigned long len);
 546 int kvm_read_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 547                            void *data, unsigned long len);
 548 int kvm_write_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, const void *data,
 549                          int offset, int len);
 550 int kvm_write_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, const void *data,
 551                     unsigned long len);
 552 int kvm_write_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 553                            void *data, unsigned long len);
 554 int kvm_gfn_to_hva_cache_init(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 555                               gpa_t gpa, unsigned long len);
 556 int kvm_clear_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, int offset, int len);
 557 int kvm_clear_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, unsigned long len);
 558 struct kvm_memory_slot *gfn_to_memslot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 559 int kvm_is_visible_gfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 560 unsigned long kvm_host_page_size(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 561 void mark_page_dirty(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 562
 563 void kvm_vcpu_block(struct kvm_vcpu *vcpu);
 564 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 565 bool kvm_vcpu_yield_to(struct kvm_vcpu *target);
 566 void kvm_vcpu_on_spin(struct kvm_vcpu *vcpu);
 567 void kvm_load_guest_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
 568 void kvm_put_guest_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
 569
 570 void kvm_flush_remote_tlbs(struct kvm *kvm);
 571 void kvm_reload_remote_mmus(struct kvm *kvm);
 572 void kvm_make_mclock_inprogress_request(struct kvm *kvm);
 573 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
 574
 575 long kvm_arch_dev_ioctl(struct file *filp,
 576                         unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 577 long kvm_arch_vcpu_ioctl(struct file *filp,
 578                          unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 579 int kvm_arch_vcpu_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vm_fault *vmf);
 580
 581 int kvm_dev_ioctl_check_extension(long ext);
 582
 583 int kvm_get_dirty_log(struct kvm *kvm,
 584                         struct kvm_dirty_log *log, int *is_dirty);
 585 int kvm_vm_ioctl_get_dirty_log(struct kvm *kvm,
 586                                 struct kvm_dirty_log *log);
 587
 588 int kvm_vm_ioctl_irq_line(struct kvm *kvm, struct kvm_irq_level *irq_level,
 589                         bool line_status);
 590 long kvm_arch_vm_ioctl(struct file *filp,
 591                        unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 592
 593 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
 594 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
 595
 596 int kvm_arch_vcpu_ioctl_translate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 597                                     struct kvm_translation *tr);
 598
 599 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
 600 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
 601 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 602                                   struct kvm_sregs *sregs);
 603 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 604                                   struct kvm_sregs *sregs);
 605 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 606                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
 607 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 608                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
 609 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_guest_debug(struct kvm_vcpu *vcpu,
 610                                         struct kvm_guest_debug *dbg);
 611 int kvm_arch_vcpu_ioctl_run(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *kvm_run);
 612
 613 int kvm_arch_init(void *opaque);
 614 void kvm_arch_exit(void);
 615
 616 int kvm_arch_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
 617 void kvm_arch_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
 618
 619 void kvm_arch_vcpu_free(struct kvm_vcpu *vcpu);
 620 void kvm_arch_vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 621 void kvm_arch_vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 622 struct kvm_vcpu *kvm_arch_vcpu_create(struct kvm *kvm, unsigned int id);
 623 int kvm_arch_vcpu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
 624 int kvm_arch_vcpu_postcreate(struct kvm_vcpu *vcpu);
 625 void kvm_arch_vcpu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
 626
 627 int kvm_arch_hardware_enable(void *garbage);
 628 void kvm_arch_hardware_disable(void *garbage);
 629 int kvm_arch_hardware_setup(void);
 630 void kvm_arch_hardware_unsetup(void);
 631 void kvm_arch_check_processor_compat(void *rtn);
 632 int kvm_arch_vcpu_runnable(struct kvm_vcpu *vcpu);
 633 int kvm_arch_vcpu_should_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 634
 635 void *kvm_kvzalloc(unsigned long size);
 636 void kvm_kvfree(const void *addr);
 637
 638 #ifndef __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
 639 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
 640 {
 641         return kzalloc(sizeof(struct kvm), GFP_KERNEL);
 642 }
 643
 644 static inline void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm)
 645 {
 646         kfree(kvm);
 647 }
 648 #endif
 649
 650 static inline wait_queue_head_t *kvm_arch_vcpu_wq(struct kvm_vcpu *vcpu)
 651 {
 652 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_WQP
 653         return vcpu->arch.wqp;
 654 #else
 655         return &vcpu->wq;
 656 #endif
 657 }
 658
 659 int kvm_arch_init_vm(struct kvm *kvm, unsigned long type);
 660 void kvm_arch_destroy_vm(struct kvm *kvm);
 661 void kvm_arch_sync_events(struct kvm *kvm);
 662
 663 int kvm_cpu_has_pending_timer(struct kvm_vcpu *vcpu);
 664 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 665
 666 bool kvm_is_mmio_pfn(pfn_t pfn);
 667
 668 struct kvm_irq_ack_notifier {
 669         struct hlist_node link;
 670         unsigned gsi;
 671         void (*irq_acked)(struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 672 };
 673
 674 struct kvm_assigned_dev_kernel {
 675         struct kvm_irq_ack_notifier ack_notifier;
 676         struct list_head list;
 677         int assigned_dev_id;
 678         int host_segnr;
 679         int host_busnr;
 680         int host_devfn;
 681         unsigned int entries_nr;
 682         int host_irq;
 683         bool host_irq_disabled;
 684         bool pci_2_3;
 685         struct msix_entry *host_msix_entries;
 686         int guest_irq;
 687         struct msix_entry *guest_msix_entries;
 688         unsigned long irq_requested_type;
 689         int irq_source_id;
 690         int flags;
 691         struct pci_dev *dev;
 692         struct kvm *kvm;
 693         spinlock_t intx_lock;
 694         spinlock_t intx_mask_lock;
 695         char irq_name[32];
 696         struct pci_saved_state *pci_saved_state;
 697 };
 698
 699 struct kvm_irq_mask_notifier {
 700         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
 701         int irq;
 702         struct hlist_node link;
 703 };
 704
 705 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
 706                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
 707 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
 708                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
 709 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
 710                              bool mask);
 711
 712 int kvm_set_irq(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level,
 713                 bool line_status);
 714 int kvm_set_irq_inatomic(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level);
 715 int kvm_set_msi(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *irq_entry, struct kvm *kvm,
 716                 int irq_source_id, int level, bool line_status);
 717 bool kvm_irq_has_notifier(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
 718 void kvm_notify_acked_irq(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
 719 void kvm_register_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
 720                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 721 void kvm_unregister_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
 722                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 723 int kvm_request_irq_source_id(struct kvm *kvm);
 724 void kvm_free_irq_source_id(struct kvm *kvm, int irq_source_id);
 725
 726 /* For vcpu->arch.iommu_flags */
 727 #define KVM_IOMMU_CACHE_COHERENCY       0x1
 728
 729 #ifdef CONFIG_KVM_DEVICE_ASSIGNMENT
 730 int kvm_iommu_map_pages(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot);
 731 void kvm_iommu_unmap_pages(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot);
 732 int kvm_iommu_map_guest(struct kvm *kvm);
 733 int kvm_iommu_unmap_guest(struct kvm *kvm);
 734 int kvm_assign_device(struct kvm *kvm,
 735                       struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev);
 736 int kvm_deassign_device(struct kvm *kvm,
 737                         struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev);
 738 #else
 739 static inline int kvm_iommu_map_pages(struct kvm *kvm,
 740                                       struct kvm_memory_slot *slot)
 741 {
 742         return 0;
 743 }
 744
 745 static inline void kvm_iommu_unmap_pages(struct kvm *kvm,
 746                                          struct kvm_memory_slot *slot)
 747 {
 748 }
 749
 750 static inline int kvm_iommu_unmap_guest(struct kvm *kvm)
 751 {
 752         return 0;
 753 }
 754 #endif
 755
 756 static inline void kvm_guest_enter(void)
 757 {
 758         unsigned long flags;
 759
 760         BUG_ON(preemptible());
 761
 762         local_irq_save(flags);
 763         guest_enter();
 764         local_irq_restore(flags);
 765
 766         /* KVM does not hold any references to rcu protected data when it
 767          * switches CPU into a guest mode. In fact switching to a guest mode
 768          * is very similar to exiting to userspace from rcu point of view. In
 769          * addition CPU may stay in a guest mode for quite a long time (up to
 770          * one time slice). Lets treat guest mode as quiescent state, just like
 771          * we do with user-mode execution.
 772          */
 773         rcu_virt_note_context_switch(smp_processor_id());
 774 }
 775
 776 static inline void kvm_guest_exit(void)
 777 {
 778         unsigned long flags;
 779
 780         local_irq_save(flags);
 781         guest_exit();
 782         local_irq_restore(flags);
 783 }
 784
 785 /*
 786  * search_memslots() and __gfn_to_memslot() are here because they are
 787  * used in non-modular code in arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_mmu.c.
 788  * gfn_to_memslot() itself isn't here as an inline because that would
 789  * bloat other code too much.
 790  */
 791 static inline struct kvm_memory_slot *
 792 search_memslots(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
 793 {
 794         struct kvm_memory_slot *memslot;
 795
 796         kvm_for_each_memslot(memslot, slots)
 797                 if (gfn >= memslot->base_gfn &&
 798                       gfn < memslot->base_gfn + memslot->npages)
 799                         return memslot;
 800
 801         return NULL;
 802 }
 803
 804 static inline struct kvm_memory_slot *
 805 __gfn_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
 806 {
 807         return search_memslots(slots, gfn);
 808 }
 809
 810 static inline unsigned long
 811 __gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn)
 812 {
 813         return slot->userspace_addr + (gfn - slot->base_gfn) * PAGE_SIZE;
 814 }
 815
 816 static inline int memslot_id(struct kvm *kvm, gfn_t gfn)
 817 {
 818         return gfn_to_memslot(kvm, gfn)->id;
 819 }
 820
 821 static inline gfn_t
 822 hva_to_gfn_memslot(unsigned long hva, struct kvm_memory_slot *slot)
 823 {
 824         gfn_t gfn_offset = (hva - slot->userspace_addr) >> PAGE_SHIFT;
 825
 826         return slot->base_gfn + gfn_offset;
 827 }
 828
 829 static inline gpa_t gfn_to_gpa(gfn_t gfn)
 830 {
 831         return (gpa_t)gfn << PAGE_SHIFT;
 832 }
 833
 834 static inline gfn_t gpa_to_gfn(gpa_t gpa)
 835 {
 836         return (gfn_t)(gpa >> PAGE_SHIFT);
 837 }
 838
 839 static inline hpa_t pfn_to_hpa(pfn_t pfn)
 840 {
 841         return (hpa_t)pfn << PAGE_SHIFT;
 842 }
 843
 844 static inline bool kvm_is_error_gpa(struct kvm *kvm, gpa_t gpa)
 845 {
 846         unsigned long hva = gfn_to_hva(kvm, gpa_to_gfn(gpa));
 847
 848         return kvm_is_error_hva(hva);
 849 }
 850
 851 static inline void kvm_migrate_timers(struct kvm_vcpu *vcpu)
 852 {
 853         set_bit(KVM_REQ_MIGRATE_TIMER, &vcpu->requests);
 854 }
 855
 856 enum kvm_stat_kind {
 857         KVM_STAT_VM,
 858         KVM_STAT_VCPU,
 859 };
 860
 861 struct kvm_stats_debugfs_item {
 862         const char *name;
 863         int offset;
 864         enum kvm_stat_kind kind;
 865         struct dentry *dentry;
 866 };
 867 extern struct kvm_stats_debugfs_item debugfs_entries[];
 868 extern struct dentry *kvm_debugfs_dir;
 869
 870 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
 871 static inline int mmu_notifier_retry(struct kvm *kvm, unsigned long mmu_seq)
 872 {
 873         if (unlikely(kvm->mmu_notifier_count))
 874                 return 1;
 875         /*
 876          * Ensure the read of mmu_notifier_count happens before the read
 877          * of mmu_notifier_seq.  This interacts with the smp_wmb() in
 878          * mmu_notifier_invalidate_range_end to make sure that the caller
 879          * either sees the old (non-zero) value of mmu_notifier_count or
 880          * the new (incremented) value of mmu_notifier_seq.
 881          * PowerPC Book3s HV KVM calls this under a per-page lock
 882          * rather than under kvm->mmu_lock, for scalability, so
 883          * can't rely on kvm->mmu_lock to keep things ordered.
 884          */
 885         smp_rmb();
 886         if (kvm->mmu_notifier_seq != mmu_seq)
 887                 return 1;
 888         return 0;
 889 }
 890 #endif
 891
 892 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_ROUTING
 893
 894 #define KVM_MAX_IRQ_ROUTES 1024
 895
 896 int kvm_setup_default_irq_routing(struct kvm *kvm);
 897 int kvm_set_irq_routing(struct kvm *kvm,
 898                         const struct kvm_irq_routing_entry *entries,
 899                         unsigned nr,
 900                         unsigned flags);
 901 int kvm_set_routing_entry(struct kvm_irq_routing_table *rt,
 902                           struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
 903                           const struct kvm_irq_routing_entry *ue);
 904 void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm);
 905
 906 int kvm_send_userspace_msi(struct kvm *kvm, struct kvm_msi *msi);
 907
 908 #else
 909
 910 static inline void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm) {}
 911
 912 #endif
 913
 914 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
 915
 916 void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm);
 917 int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args);
 918
 919 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
 920 int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args);
 921 void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm);
 922 void kvm_irq_routing_update(struct kvm *, struct kvm_irq_routing_table *);
 923 #else
 924 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
 925 {
 926         return -EINVAL;
 927 }
 928
 929 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
 930 #endif
 931
 932 #else
 933
 934 static inline void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm) {}
 935
 936 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
 937 {
 938         return -EINVAL;
 939 }
 940
 941 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
 942
 943 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
 944 static inline void kvm_irq_routing_update(struct kvm *kvm,
 945                                           struct kvm_irq_routing_table *irq_rt)
 946 {
 947         rcu_assign_pointer(kvm->irq_routing, irq_rt);
 948 }
 949 #endif
 950
 951 static inline int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args)
 952 {
 953         return -ENOSYS;
 954 }
 955
 956 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD */
 957
 958 #ifdef CONFIG_KVM_APIC_ARCHITECTURE
 959 static inline bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu)
 960 {
 961         return vcpu->kvm->bsp_vcpu_id == vcpu->vcpu_id;
 962 }
 963
 964 bool kvm_vcpu_compatible(struct kvm_vcpu *vcpu);
 965
 966 #else
 967
 968 static inline bool kvm_vcpu_compatible(struct kvm_vcpu *vcpu) { return true; }
 969
 970 #endif
 971
 972 #ifdef CONFIG_KVM_DEVICE_ASSIGNMENT
 973
 974 long kvm_vm_ioctl_assigned_device(struct kvm *kvm, unsigned ioctl,
 975                                   unsigned long arg);
 976
 977 void kvm_free_all_assigned_devices(struct kvm *kvm);
 978
 979 #else
 980
 981 static inline long kvm_vm_ioctl_assigned_device(struct kvm *kvm, unsigned ioctl,
 982                                                 unsigned long arg)
 983 {
 984         return -ENOTTY;
 985 }
 986
 987 static inline void kvm_free_all_assigned_devices(struct kvm *kvm) {}
 988
 989 #endif
 990
 991 static inline void kvm_make_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
 992 {
 993         set_bit(req, &vcpu->requests);
 994 }
 995
 996 static inline bool kvm_check_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
 997 {
 998         if (test_bit(req, &vcpu->requests)) {
 999                 clear_bit(req, &vcpu->requests);
1000                 return true;
1001         } else {
1002                 return false;
1003         }
1004 }
1005
1006 extern bool kvm_rebooting;
1007
1008 struct kvm_device_ops;
1009
1010 struct kvm_device {
1011         struct kvm_device_ops *ops;
1012         struct kvm *kvm;
1013         void *private;
1014         struct list_head vm_node;
1015 };
1016
1017 /* create, destroy, and name are mandatory */
1018 struct kvm_device_ops {
1019         const char *name;
1020         int (*create)(struct kvm_device *dev, u32 type);
1021
1022         /*
1023          * Destroy is responsible for freeing dev.
1024          *
1025          * Destroy may be called before or after destructors are called
1026          * on emulated I/O regions, depending on whether a reference is
1027          * held by a vcpu or other kvm component that gets destroyed
1028          * after the emulated I/O.
1029          */
1030         void (*destroy)(struct kvm_device *dev);
1031
1032         int (*set_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1033         int (*get_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1034         int (*has_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1035         long (*ioctl)(struct kvm_device *dev, unsigned int ioctl,
1036                       unsigned long arg);
1037 };
1038
1039 void kvm_device_get(struct kvm_device *dev);
1040 void kvm_device_put(struct kvm_device *dev);
1041 struct kvm_device *kvm_device_from_filp(struct file *filp);
1042
1043 extern struct kvm_device_ops kvm_mpic_ops;
1044 extern struct kvm_device_ops kvm_xics_ops;
1045 extern struct kvm_device_ops kvm_vfio_ops;
1046 extern struct kvm_device_ops kvm_arm_vgic_v2_ops;
1047
1048 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
1049
1050 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1051 {
1052         vcpu->spin_loop.in_spin_loop = val;
1053 }
1054 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1055 {
1056         vcpu->spin_loop.dy_eligible = val;
1057 }
1058
1059 #else /* !CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1060
1061 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1062 {
1063 }
1064
1065 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1066 {
1067 }
1068 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1069 #endif
1070