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 struct kvm_irq_routing_table;
 305
 306 #ifndef KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS
 307 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 0
 308 #endif
 309
 310 #ifndef KVM_MEM_SLOTS_NUM
 311 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
 312 #endif
 313
 314 /*
 315  * Note:
 316  * memslots are not sorted by id anymore, please use id_to_memslot()
 317  * to get the memslot by its id.
 318  */
 319 struct kvm_memslots {
 320         u64 generation;
 321         struct kvm_memory_slot memslots[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
 322         /* The mapping table from slot id to the index in memslots[]. */
 323         short id_to_index[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
 324 };
 325
 326 struct kvm {
 327         spinlock_t mmu_lock;
 328         struct mutex slots_lock;
 329         struct mm_struct *mm; /* userspace tied to this vm */
 330         struct kvm_memslots *memslots;
 331         struct srcu_struct srcu;
 332         struct srcu_struct irq_srcu;
 333 #ifdef CONFIG_KVM_APIC_ARCHITECTURE
 334         u32 bsp_vcpu_id;
 335 #endif
 336         struct kvm_vcpu *vcpus[KVM_MAX_VCPUS];
 337         atomic_t online_vcpus;
 338         int last_boosted_vcpu;
 339         struct list_head vm_list;
 340         struct mutex lock;
 341         struct kvm_io_bus *buses[KVM_NR_BUSES];
 342 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
 343         struct {
 344                 spinlock_t        lock;
 345                 struct list_head  items;
 346                 struct list_head  resampler_list;
 347                 struct mutex      resampler_lock;
 348         } irqfds;
 349         struct list_head ioeventfds;
 350 #endif
 351         struct kvm_vm_stat stat;
 352         struct kvm_arch arch;
 353         atomic_t users_count;
 354 #ifdef KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET
 355         struct kvm_coalesced_mmio_ring *coalesced_mmio_ring;
 356         spinlock_t ring_lock;
 357         struct list_head coalesced_zones;
 358 #endif
 359
 360         struct mutex irq_lock;
 361 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
 362         /*
 363          * Update side is protected by irq_lock.
 364          */
 365         struct kvm_irq_routing_table __rcu *irq_routing;
 366         struct hlist_head mask_notifier_list;
 367         struct hlist_head irq_ack_notifier_list;
 368 #endif
 369
 370 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
 371         struct mmu_notifier mmu_notifier;
 372         unsigned long mmu_notifier_seq;
 373         long mmu_notifier_count;
 374 #endif
 375         long tlbs_dirty;
 376         struct list_head devices;
 377 };
 378
 379 #define kvm_err(fmt, ...) \
 380         pr_err("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 381 #define kvm_info(fmt, ...) \
 382         pr_info("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 383 #define kvm_debug(fmt, ...) \
 384         pr_debug("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 385 #define kvm_pr_unimpl(fmt, ...) \
 386         pr_err_ratelimited("kvm [%i]: " fmt, \
 387                            task_tgid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 388
 389 /* The guest did something we don't support. */
 390 #define vcpu_unimpl(vcpu, fmt, ...)                                     \
 391         kvm_pr_unimpl("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id, ## __VA_ARGS__)
 392
 393 static inline struct kvm_vcpu *kvm_get_vcpu(struct kvm *kvm, int i)
 394 {
 395         smp_rmb();
 396         return kvm->vcpus[i];
 397 }
 398
 399 #define kvm_for_each_vcpu(idx, vcpup, kvm) \
 400         for (idx = 0; \
 401              idx < atomic_read(&kvm->online_vcpus) && \
 402              (vcpup = kvm_get_vcpu(kvm, idx)) != NULL; \
 403              idx++)
 404
 405 #define kvm_for_each_memslot(memslot, slots)    \
 406         for (memslot = &slots->memslots[0];     \
 407               memslot < slots->memslots + KVM_MEM_SLOTS_NUM && memslot->npages;\
 408                 memslot++)
 409
 410 int kvm_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm *kvm, unsigned id);
 411 void kvm_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
 412
 413 int __must_check vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
 414 void vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 415
 416 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_ROUTING
 417 int kvm_irqfd_init(void);
 418 void kvm_irqfd_exit(void);
 419 #else
 420 static inline int kvm_irqfd_init(void)
 421 {
 422         return 0;
 423 }
 424
 425 static inline void kvm_irqfd_exit(void)
 426 {
 427 }
 428 #endif
 429 int kvm_init(void *opaque, unsigned vcpu_size, unsigned vcpu_align,
 430                   struct module *module);
 431 void kvm_exit(void);
 432
 433 void kvm_get_kvm(struct kvm *kvm);
 434 void kvm_put_kvm(struct kvm *kvm);
 435
 436 static inline struct kvm_memslots *kvm_memslots(struct kvm *kvm)
 437 {
 438         return rcu_dereference_check(kvm->memslots,
 439                         srcu_read_lock_held(&kvm->srcu)
 440                         || lockdep_is_held(&kvm->slots_lock));
 441 }
 442
 443 static inline struct kvm_memory_slot *
 444 id_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, int id)
 445 {
 446         int index = slots->id_to_index[id];
 447         struct kvm_memory_slot *slot;
 448
 449         slot = &slots->memslots[index];
 450
 451         WARN_ON(slot->id != id);
 452         return slot;
 453 }
 454
 455 /*
 456  * KVM_SET_USER_MEMORY_REGION ioctl allows the following operations:
 457  * - create a new memory slot
 458  * - delete an existing memory slot
 459  * - modify an existing memory slot
 460  *   -- move it in the guest physical memory space
 461  *   -- just change its flags
 462  *
 463  * Since flags can be changed by some of these operations, the following
 464  * differentiation is the best we can do for __kvm_set_memory_region():
 465  */
 466 enum kvm_mr_change {
 467         KVM_MR_CREATE,
 468         KVM_MR_DELETE,
 469         KVM_MR_MOVE,
 470         KVM_MR_FLAGS_ONLY,
 471 };
 472
 473 int kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 474                           struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 475 int __kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 476                             struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 477 void kvm_arch_free_memslot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *free,
 478                            struct kvm_memory_slot *dont);
 479 int kvm_arch_create_memslot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot,
 480                             unsigned long npages);
 481 void kvm_arch_memslots_updated(struct kvm *kvm);
 482 int kvm_arch_prepare_memory_region(struct kvm *kvm,
 483                                 struct kvm_memory_slot *memslot,
 484                                 struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 485                                 enum kvm_mr_change change);
 486 void kvm_arch_commit_memory_region(struct kvm *kvm,
 487                                 struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 488                                 const struct kvm_memory_slot *old,
 489                                 enum kvm_mr_change change);
 490 bool kvm_largepages_enabled(void);
 491 void kvm_disable_largepages(void);
 492 /* flush all memory translations */
 493 void kvm_arch_flush_shadow_all(struct kvm *kvm);
 494 /* flush memory translations pointing to 'slot' */
 495 void kvm_arch_flush_shadow_memslot(struct kvm *kvm,
 496                                    struct kvm_memory_slot *slot);
 497
 498 int gfn_to_page_many_atomic(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, struct page **pages,
 499                             int nr_pages);
 500
 501 struct page *gfn_to_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 502 unsigned long gfn_to_hva(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 503 unsigned long gfn_to_hva_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool *writable);
 504 unsigned long gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 505 void kvm_release_page_clean(struct page *page);
 506 void kvm_release_page_dirty(struct page *page);
 507 void kvm_set_page_accessed(struct page *page);
 508
 509 pfn_t gfn_to_pfn_atomic(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 510 pfn_t gfn_to_pfn_async(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool *async,
 511                        bool write_fault, bool *writable);
 512 pfn_t gfn_to_pfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 513 pfn_t gfn_to_pfn_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool write_fault,
 514                       bool *writable);
 515 pfn_t gfn_to_pfn_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 516 pfn_t gfn_to_pfn_memslot_atomic(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 517
 518 void kvm_release_pfn_clean(pfn_t pfn);
 519 void kvm_set_pfn_dirty(pfn_t pfn);
 520 void kvm_set_pfn_accessed(pfn_t pfn);
 521 void kvm_get_pfn(pfn_t pfn);
 522
 523 int kvm_read_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, void *data, int offset,
 524                         int len);
 525 int kvm_read_guest_atomic(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data,
 526                           unsigned long len);
 527 int kvm_read_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data, unsigned long len);
 528 int kvm_read_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 529                            void *data, unsigned long len);
 530 int kvm_write_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, const void *data,
 531                          int offset, int len);
 532 int kvm_write_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, const void *data,
 533                     unsigned long len);
 534 int kvm_write_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 535                            void *data, unsigned long len);
 536 int kvm_gfn_to_hva_cache_init(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 537                               gpa_t gpa, unsigned long len);
 538 int kvm_clear_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, int offset, int len);
 539 int kvm_clear_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, unsigned long len);
 540 struct kvm_memory_slot *gfn_to_memslot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 541 int kvm_is_visible_gfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 542 unsigned long kvm_host_page_size(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 543 void mark_page_dirty(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 544
 545 void kvm_vcpu_block(struct kvm_vcpu *vcpu);
 546 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 547 bool kvm_vcpu_yield_to(struct kvm_vcpu *target);
 548 void kvm_vcpu_on_spin(struct kvm_vcpu *vcpu);
 549 void kvm_load_guest_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
 550 void kvm_put_guest_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
 551
 552 void kvm_flush_remote_tlbs(struct kvm *kvm);
 553 void kvm_reload_remote_mmus(struct kvm *kvm);
 554 void kvm_make_mclock_inprogress_request(struct kvm *kvm);
 555 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
 556
 557 long kvm_arch_dev_ioctl(struct file *filp,
 558                         unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 559 long kvm_arch_vcpu_ioctl(struct file *filp,
 560                          unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 561 int kvm_arch_vcpu_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vm_fault *vmf);
 562
 563 int kvm_vm_ioctl_check_extension(struct kvm *kvm, long ext);
 564
 565 int kvm_get_dirty_log(struct kvm *kvm,
 566                         struct kvm_dirty_log *log, int *is_dirty);
 567 int kvm_vm_ioctl_get_dirty_log(struct kvm *kvm,
 568                                 struct kvm_dirty_log *log);
 569
 570 int kvm_vm_ioctl_irq_line(struct kvm *kvm, struct kvm_irq_level *irq_level,
 571                         bool line_status);
 572 long kvm_arch_vm_ioctl(struct file *filp,
 573                        unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 574
 575 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
 576 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
 577
 578 int kvm_arch_vcpu_ioctl_translate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 579                                     struct kvm_translation *tr);
 580
 581 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
 582 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
 583 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 584                                   struct kvm_sregs *sregs);
 585 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 586                                   struct kvm_sregs *sregs);
 587 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 588                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
 589 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 590                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
 591 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_guest_debug(struct kvm_vcpu *vcpu,
 592                                         struct kvm_guest_debug *dbg);
 593 int kvm_arch_vcpu_ioctl_run(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *kvm_run);
 594
 595 int kvm_arch_init(void *opaque);
 596 void kvm_arch_exit(void);
 597
 598 int kvm_arch_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
 599 void kvm_arch_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
 600
 601 void kvm_arch_vcpu_free(struct kvm_vcpu *vcpu);
 602 void kvm_arch_vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 603 void kvm_arch_vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 604 struct kvm_vcpu *kvm_arch_vcpu_create(struct kvm *kvm, unsigned int id);
 605 int kvm_arch_vcpu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
 606 int kvm_arch_vcpu_postcreate(struct kvm_vcpu *vcpu);
 607 void kvm_arch_vcpu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
 608
 609 int kvm_arch_hardware_enable(void *garbage);
 610 void kvm_arch_hardware_disable(void *garbage);
 611 int kvm_arch_hardware_setup(void);
 612 void kvm_arch_hardware_unsetup(void);
 613 void kvm_arch_check_processor_compat(void *rtn);
 614 int kvm_arch_vcpu_runnable(struct kvm_vcpu *vcpu);
 615 int kvm_arch_vcpu_should_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 616
 617 void *kvm_kvzalloc(unsigned long size);
 618 void kvm_kvfree(const void *addr);
 619
 620 #ifndef __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
 621 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
 622 {
 623         return kzalloc(sizeof(struct kvm), GFP_KERNEL);
 624 }
 625
 626 static inline void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm)
 627 {
 628         kfree(kvm);
 629 }
 630 #endif
 631
 632 static inline wait_queue_head_t *kvm_arch_vcpu_wq(struct kvm_vcpu *vcpu)
 633 {
 634 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_WQP
 635         return vcpu->arch.wqp;
 636 #else
 637         return &vcpu->wq;
 638 #endif
 639 }
 640
 641 int kvm_arch_init_vm(struct kvm *kvm, unsigned long type);
 642 void kvm_arch_destroy_vm(struct kvm *kvm);
 643 void kvm_arch_sync_events(struct kvm *kvm);
 644
 645 int kvm_cpu_has_pending_timer(struct kvm_vcpu *vcpu);
 646 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 647
 648 bool kvm_is_mmio_pfn(pfn_t pfn);
 649
 650 struct kvm_irq_ack_notifier {
 651         struct hlist_node link;
 652         unsigned gsi;
 653         void (*irq_acked)(struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 654 };
 655
 656 struct kvm_assigned_dev_kernel {
 657         struct kvm_irq_ack_notifier ack_notifier;
 658         struct list_head list;
 659         int assigned_dev_id;
 660         int host_segnr;
 661         int host_busnr;
 662         int host_devfn;
 663         unsigned int entries_nr;
 664         int host_irq;
 665         bool host_irq_disabled;
 666         bool pci_2_3;
 667         struct msix_entry *host_msix_entries;
 668         int guest_irq;
 669         struct msix_entry *guest_msix_entries;
 670         unsigned long irq_requested_type;
 671         int irq_source_id;
 672         int flags;
 673         struct pci_dev *dev;
 674         struct kvm *kvm;
 675         spinlock_t intx_lock;
 676         spinlock_t intx_mask_lock;
 677         char irq_name[32];
 678         struct pci_saved_state *pci_saved_state;
 679 };
 680
 681 struct kvm_irq_mask_notifier {
 682         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
 683         int irq;
 684         struct hlist_node link;
 685 };
 686
 687 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
 688                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
 689 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
 690                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
 691 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
 692                              bool mask);
 693
 694 int kvm_irq_map_gsi(struct kvm *kvm,
 695                     struct kvm_kernel_irq_routing_entry *entries, int gsi);
 696 int kvm_irq_map_chip_pin(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
 697
 698 int kvm_set_irq(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level,
 699                 bool line_status);
 700 int kvm_set_irq_inatomic(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level);
 701 int kvm_set_msi(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *irq_entry, struct kvm *kvm,
 702                 int irq_source_id, int level, bool line_status);
 703 bool kvm_irq_has_notifier(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
 704 void kvm_notify_acked_irq(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
 705 void kvm_register_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
 706                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 707 void kvm_unregister_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
 708                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 709 int kvm_request_irq_source_id(struct kvm *kvm);
 710 void kvm_free_irq_source_id(struct kvm *kvm, int irq_source_id);
 711
 712 /* For vcpu->arch.iommu_flags */
 713 #define KVM_IOMMU_CACHE_COHERENCY       0x1
 714
 715 #ifdef CONFIG_KVM_DEVICE_ASSIGNMENT
 716 int kvm_iommu_map_pages(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot);
 717 void kvm_iommu_unmap_pages(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot);
 718 int kvm_iommu_map_guest(struct kvm *kvm);
 719 int kvm_iommu_unmap_guest(struct kvm *kvm);
 720 int kvm_assign_device(struct kvm *kvm,
 721                       struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev);
 722 int kvm_deassign_device(struct kvm *kvm,
 723                         struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev);
 724 #else
 725 static inline int kvm_iommu_map_pages(struct kvm *kvm,
 726                                       struct kvm_memory_slot *slot)
 727 {
 728         return 0;
 729 }
 730
 731 static inline void kvm_iommu_unmap_pages(struct kvm *kvm,
 732                                          struct kvm_memory_slot *slot)
 733 {
 734 }
 735
 736 static inline int kvm_iommu_unmap_guest(struct kvm *kvm)
 737 {
 738         return 0;
 739 }
 740 #endif
 741
 742 static inline void kvm_guest_enter(void)
 743 {
 744         unsigned long flags;
 745
 746         BUG_ON(preemptible());
 747
 748         local_irq_save(flags);
 749         guest_enter();
 750         local_irq_restore(flags);
 751
 752         /* KVM does not hold any references to rcu protected data when it
 753          * switches CPU into a guest mode. In fact switching to a guest mode
 754          * is very similar to exiting to userspace from rcu point of view. In
 755          * addition CPU may stay in a guest mode for quite a long time (up to
 756          * one time slice). Lets treat guest mode as quiescent state, just like
 757          * we do with user-mode execution.
 758          */
 759         rcu_virt_note_context_switch(smp_processor_id());
 760 }
 761
 762 static inline void kvm_guest_exit(void)
 763 {
 764         unsigned long flags;
 765
 766         local_irq_save(flags);
 767         guest_exit();
 768         local_irq_restore(flags);
 769 }
 770
 771 /*
 772  * search_memslots() and __gfn_to_memslot() are here because they are
 773  * used in non-modular code in arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_mmu.c.
 774  * gfn_to_memslot() itself isn't here as an inline because that would
 775  * bloat other code too much.
 776  */
 777 static inline struct kvm_memory_slot *
 778 search_memslots(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
 779 {
 780         struct kvm_memory_slot *memslot;
 781
 782         kvm_for_each_memslot(memslot, slots)
 783                 if (gfn >= memslot->base_gfn &&
 784                       gfn < memslot->base_gfn + memslot->npages)
 785                         return memslot;
 786
 787         return NULL;
 788 }
 789
 790 static inline struct kvm_memory_slot *
 791 __gfn_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
 792 {
 793         return search_memslots(slots, gfn);
 794 }
 795
 796 static inline unsigned long
 797 __gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn)
 798 {
 799         return slot->userspace_addr + (gfn - slot->base_gfn) * PAGE_SIZE;
 800 }
 801
 802 static inline int memslot_id(struct kvm *kvm, gfn_t gfn)
 803 {
 804         return gfn_to_memslot(kvm, gfn)->id;
 805 }
 806
 807 static inline gfn_t
 808 hva_to_gfn_memslot(unsigned long hva, struct kvm_memory_slot *slot)
 809 {
 810         gfn_t gfn_offset = (hva - slot->userspace_addr) >> PAGE_SHIFT;
 811
 812         return slot->base_gfn + gfn_offset;
 813 }
 814
 815 static inline gpa_t gfn_to_gpa(gfn_t gfn)
 816 {
 817         return (gpa_t)gfn << PAGE_SHIFT;
 818 }
 819
 820 static inline gfn_t gpa_to_gfn(gpa_t gpa)
 821 {
 822         return (gfn_t)(gpa >> PAGE_SHIFT);
 823 }
 824
 825 static inline hpa_t pfn_to_hpa(pfn_t pfn)
 826 {
 827         return (hpa_t)pfn << PAGE_SHIFT;
 828 }
 829
 830 static inline bool kvm_is_error_gpa(struct kvm *kvm, gpa_t gpa)
 831 {
 832         unsigned long hva = gfn_to_hva(kvm, gpa_to_gfn(gpa));
 833
 834         return kvm_is_error_hva(hva);
 835 }
 836
 837 static inline void kvm_migrate_timers(struct kvm_vcpu *vcpu)
 838 {
 839         set_bit(KVM_REQ_MIGRATE_TIMER, &vcpu->requests);
 840 }
 841
 842 enum kvm_stat_kind {
 843         KVM_STAT_VM,
 844         KVM_STAT_VCPU,
 845 };
 846
 847 struct kvm_stats_debugfs_item {
 848         const char *name;
 849         int offset;
 850         enum kvm_stat_kind kind;
 851         struct dentry *dentry;
 852 };
 853 extern struct kvm_stats_debugfs_item debugfs_entries[];
 854 extern struct dentry *kvm_debugfs_dir;
 855
 856 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
 857 static inline int mmu_notifier_retry(struct kvm *kvm, unsigned long mmu_seq)
 858 {
 859         if (unlikely(kvm->mmu_notifier_count))
 860                 return 1;
 861         /*
 862          * Ensure the read of mmu_notifier_count happens before the read
 863          * of mmu_notifier_seq.  This interacts with the smp_wmb() in
 864          * mmu_notifier_invalidate_range_end to make sure that the caller
 865          * either sees the old (non-zero) value of mmu_notifier_count or
 866          * the new (incremented) value of mmu_notifier_seq.
 867          * PowerPC Book3s HV KVM calls this under a per-page lock
 868          * rather than under kvm->mmu_lock, for scalability, so
 869          * can't rely on kvm->mmu_lock to keep things ordered.
 870          */
 871         smp_rmb();
 872         if (kvm->mmu_notifier_seq != mmu_seq)
 873                 return 1;
 874         return 0;
 875 }
 876 #endif
 877
 878 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_ROUTING
 879
 880 #define KVM_MAX_IRQ_ROUTES 1024
 881
 882 int kvm_setup_default_irq_routing(struct kvm *kvm);
 883 int kvm_set_irq_routing(struct kvm *kvm,
 884                         const struct kvm_irq_routing_entry *entries,
 885                         unsigned nr,
 886                         unsigned flags);
 887 int kvm_set_routing_entry(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
 888                           const struct kvm_irq_routing_entry *ue);
 889 void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm);
 890
 891 int kvm_send_userspace_msi(struct kvm *kvm, struct kvm_msi *msi);
 892
 893 #else
 894
 895 static inline void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm) {}
 896
 897 #endif
 898
 899 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
 900
 901 void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm);
 902 int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args);
 903
 904 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
 905 int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args);
 906 void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm);
 907 void kvm_irq_routing_update(struct kvm *);
 908 #else
 909 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
 910 {
 911         return -EINVAL;
 912 }
 913
 914 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
 915 #endif
 916
 917 #else
 918
 919 static inline void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm) {}
 920
 921 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
 922 {
 923         return -EINVAL;
 924 }
 925
 926 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
 927
 928 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
 929 static inline void kvm_irq_routing_update(struct kvm *kvm)
 930 {
 931 }
 932 #endif
 933
 934 static inline int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args)
 935 {
 936         return -ENOSYS;
 937 }
 938
 939 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD */
 940
 941 #ifdef CONFIG_KVM_APIC_ARCHITECTURE
 942 static inline bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu)
 943 {
 944         return vcpu->kvm->bsp_vcpu_id == vcpu->vcpu_id;
 945 }
 946
 947 bool kvm_vcpu_compatible(struct kvm_vcpu *vcpu);
 948
 949 #else
 950
 951 static inline bool kvm_vcpu_compatible(struct kvm_vcpu *vcpu) { return true; }
 952
 953 #endif
 954
 955 #ifdef CONFIG_KVM_DEVICE_ASSIGNMENT
 956
 957 long kvm_vm_ioctl_assigned_device(struct kvm *kvm, unsigned ioctl,
 958                                   unsigned long arg);
 959
 960 void kvm_free_all_assigned_devices(struct kvm *kvm);
 961
 962 #else
 963
 964 static inline long kvm_vm_ioctl_assigned_device(struct kvm *kvm, unsigned ioctl,
 965                                                 unsigned long arg)
 966 {
 967         return -ENOTTY;
 968 }
 969
 970 static inline void kvm_free_all_assigned_devices(struct kvm *kvm) {}
 971
 972 #endif
 973
 974 static inline void kvm_make_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
 975 {
 976         set_bit(req, &vcpu->requests);
 977 }
 978
 979 static inline bool kvm_check_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
 980 {
 981         if (test_bit(req, &vcpu->requests)) {
 982                 clear_bit(req, &vcpu->requests);
 983                 return true;
 984         } else {
 985                 return false;
 986         }
 987 }
 988
 989 extern bool kvm_rebooting;
 990
 991 struct kvm_device_ops;
 992
 993 struct kvm_device {
 994         struct kvm_device_ops *ops;
 995         struct kvm *kvm;
 996         void *private;
 997         struct list_head vm_node;
 998 };
 999
1000 /* create, destroy, and name are mandatory */
1001 struct kvm_device_ops {
1002         const char *name;
1003         int (*create)(struct kvm_device *dev, u32 type);
1004
1005         /*
1006          * Destroy is responsible for freeing dev.
1007          *
1008          * Destroy may be called before or after destructors are called
1009          * on emulated I/O regions, depending on whether a reference is
1010          * held by a vcpu or other kvm component that gets destroyed
1011          * after the emulated I/O.
1012          */
1013         void (*destroy)(struct kvm_device *dev);
1014
1015         int (*set_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1016         int (*get_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1017         int (*has_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1018         long (*ioctl)(struct kvm_device *dev, unsigned int ioctl,
1019                       unsigned long arg);
1020 };
1021
1022 void kvm_device_get(struct kvm_device *dev);
1023 void kvm_device_put(struct kvm_device *dev);
1024 struct kvm_device *kvm_device_from_filp(struct file *filp);
1025
1026 extern struct kvm_device_ops kvm_mpic_ops;
1027 extern struct kvm_device_ops kvm_xics_ops;
1028 extern struct kvm_device_ops kvm_vfio_ops;
1029 extern struct kvm_device_ops kvm_arm_vgic_v2_ops;
1030
1031 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
1032
1033 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1034 {
1035         vcpu->spin_loop.in_spin_loop = val;
1036 }
1037 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1038 {
1039         vcpu->spin_loop.dy_eligible = val;
1040 }
1041
1042 #else /* !CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1043
1044 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1045 {
1046 }
1047
1048 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1049 {
1050 }
1051 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1052 #endif
1053