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 #ifdef CONFIG_KVM_APIC_ARCHITECTURE
 350         u32 bsp_vcpu_id;
 351 #endif
 352         struct kvm_vcpu *vcpus[KVM_MAX_VCPUS];
 353         atomic_t online_vcpus;
 354         int last_boosted_vcpu;
 355         struct list_head vm_list;
 356         struct mutex lock;
 357         struct kvm_io_bus *buses[KVM_NR_BUSES];
 358 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
 359         struct {
 360                 spinlock_t        lock;
 361                 struct list_head  items;
 362                 struct list_head  resampler_list;
 363                 struct mutex      resampler_lock;
 364         } irqfds;
 365         struct list_head ioeventfds;
 366 #endif
 367         struct kvm_vm_stat stat;
 368         struct kvm_arch arch;
 369         atomic_t users_count;
 370 #ifdef KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET
 371         struct kvm_coalesced_mmio_ring *coalesced_mmio_ring;
 372         spinlock_t ring_lock;
 373         struct list_head coalesced_zones;
 374 #endif
 375
 376         struct mutex irq_lock;
 377 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
 378         /*
 379          * Update side is protected by irq_lock and,
 380          * if configured, irqfds.lock.
 381          */
 382         struct kvm_irq_routing_table __rcu *irq_routing;
 383         struct hlist_head mask_notifier_list;
 384         struct hlist_head irq_ack_notifier_list;
 385 #endif
 386
 387 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
 388         struct mmu_notifier mmu_notifier;
 389         unsigned long mmu_notifier_seq;
 390         long mmu_notifier_count;
 391 #endif
 392         long tlbs_dirty;
 393         struct list_head devices;
 394 };
 395
 396 #define kvm_err(fmt, ...) \
 397         pr_err("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 398 #define kvm_info(fmt, ...) \
 399         pr_info("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 400 #define kvm_debug(fmt, ...) \
 401         pr_debug("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 402 #define kvm_pr_unimpl(fmt, ...) \
 403         pr_err_ratelimited("kvm [%i]: " fmt, \
 404                            task_tgid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 405
 406 /* The guest did something we don't support. */
 407 #define vcpu_unimpl(vcpu, fmt, ...)                                     \
 408         kvm_pr_unimpl("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id, ## __VA_ARGS__)
 409
 410 static inline struct kvm_vcpu *kvm_get_vcpu(struct kvm *kvm, int i)
 411 {
 412         smp_rmb();
 413         return kvm->vcpus[i];
 414 }
 415
 416 #define kvm_for_each_vcpu(idx, vcpup, kvm) \
 417         for (idx = 0; \
 418              idx < atomic_read(&kvm->online_vcpus) && \
 419              (vcpup = kvm_get_vcpu(kvm, idx)) != NULL; \
 420              idx++)
 421
 422 #define kvm_for_each_memslot(memslot, slots)    \
 423         for (memslot = &slots->memslots[0];     \
 424               memslot < slots->memslots + KVM_MEM_SLOTS_NUM && memslot->npages;\
 425                 memslot++)
 426
 427 int kvm_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm *kvm, unsigned id);
 428 void kvm_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
 429
 430 int __must_check vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
 431 void vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 432
 433 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_ROUTING
 434 int kvm_irqfd_init(void);
 435 void kvm_irqfd_exit(void);
 436 #else
 437 static inline int kvm_irqfd_init(void)
 438 {
 439         return 0;
 440 }
 441
 442 static inline void kvm_irqfd_exit(void)
 443 {
 444 }
 445 #endif
 446 int kvm_init(void *opaque, unsigned vcpu_size, unsigned vcpu_align,
 447                   struct module *module);
 448 void kvm_exit(void);
 449
 450 void kvm_get_kvm(struct kvm *kvm);
 451 void kvm_put_kvm(struct kvm *kvm);
 452
 453 static inline struct kvm_memslots *kvm_memslots(struct kvm *kvm)
 454 {
 455         return rcu_dereference_check(kvm->memslots,
 456                         srcu_read_lock_held(&kvm->srcu)
 457                         || lockdep_is_held(&kvm->slots_lock));
 458 }
 459
 460 static inline struct kvm_memory_slot *
 461 id_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, int id)
 462 {
 463         int index = slots->id_to_index[id];
 464         struct kvm_memory_slot *slot;
 465
 466         slot = &slots->memslots[index];
 467
 468         WARN_ON(slot->id != id);
 469         return slot;
 470 }
 471
 472 /*
 473  * KVM_SET_USER_MEMORY_REGION ioctl allows the following operations:
 474  * - create a new memory slot
 475  * - delete an existing memory slot
 476  * - modify an existing memory slot
 477  *   -- move it in the guest physical memory space
 478  *   -- just change its flags
 479  *
 480  * Since flags can be changed by some of these operations, the following
 481  * differentiation is the best we can do for __kvm_set_memory_region():
 482  */
 483 enum kvm_mr_change {
 484         KVM_MR_CREATE,
 485         KVM_MR_DELETE,
 486         KVM_MR_MOVE,
 487         KVM_MR_FLAGS_ONLY,
 488 };
 489
 490 int kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 491                           struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 492 int __kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 493                             struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 494 void kvm_arch_free_memslot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *free,
 495                            struct kvm_memory_slot *dont);
 496 int kvm_arch_create_memslot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot,
 497                             unsigned long npages);
 498 void kvm_arch_memslots_updated(struct kvm *kvm);
 499 int kvm_arch_prepare_memory_region(struct kvm *kvm,
 500                                 struct kvm_memory_slot *memslot,
 501                                 struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 502                                 enum kvm_mr_change change);
 503 void kvm_arch_commit_memory_region(struct kvm *kvm,
 504                                 struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 505                                 const struct kvm_memory_slot *old,
 506                                 enum kvm_mr_change change);
 507 bool kvm_largepages_enabled(void);
 508 void kvm_disable_largepages(void);
 509 /* flush all memory translations */
 510 void kvm_arch_flush_shadow_all(struct kvm *kvm);
 511 /* flush memory translations pointing to 'slot' */
 512 void kvm_arch_flush_shadow_memslot(struct kvm *kvm,
 513                                    struct kvm_memory_slot *slot);
 514
 515 int gfn_to_page_many_atomic(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, struct page **pages,
 516                             int nr_pages);
 517
 518 struct page *gfn_to_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 519 unsigned long gfn_to_hva(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 520 unsigned long gfn_to_hva_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool *writable);
 521 unsigned long gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 522 void kvm_release_page_clean(struct page *page);
 523 void kvm_release_page_dirty(struct page *page);
 524 void kvm_set_page_accessed(struct page *page);
 525
 526 pfn_t gfn_to_pfn_atomic(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 527 pfn_t gfn_to_pfn_async(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool *async,
 528                        bool write_fault, bool *writable);
 529 pfn_t gfn_to_pfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 530 pfn_t gfn_to_pfn_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool write_fault,
 531                       bool *writable);
 532 pfn_t gfn_to_pfn_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 533 pfn_t gfn_to_pfn_memslot_atomic(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 534
 535 void kvm_release_pfn_clean(pfn_t pfn);
 536 void kvm_set_pfn_dirty(pfn_t pfn);
 537 void kvm_set_pfn_accessed(pfn_t pfn);
 538 void kvm_get_pfn(pfn_t pfn);
 539
 540 int kvm_read_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, void *data, int offset,
 541                         int len);
 542 int kvm_read_guest_atomic(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data,
 543                           unsigned long len);
 544 int kvm_read_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data, unsigned long len);
 545 int kvm_read_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 546                            void *data, unsigned long len);
 547 int kvm_write_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, const void *data,
 548                          int offset, int len);
 549 int kvm_write_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, const void *data,
 550                     unsigned long len);
 551 int kvm_write_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 552                            void *data, unsigned long len);
 553 int kvm_gfn_to_hva_cache_init(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 554                               gpa_t gpa, unsigned long len);
 555 int kvm_clear_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, int offset, int len);
 556 int kvm_clear_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, unsigned long len);
 557 struct kvm_memory_slot *gfn_to_memslot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 558 int kvm_is_visible_gfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 559 unsigned long kvm_host_page_size(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 560 void mark_page_dirty(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 561
 562 void kvm_vcpu_block(struct kvm_vcpu *vcpu);
 563 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 564 bool kvm_vcpu_yield_to(struct kvm_vcpu *target);
 565 void kvm_vcpu_on_spin(struct kvm_vcpu *vcpu);
 566 void kvm_load_guest_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
 567 void kvm_put_guest_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
 568
 569 void kvm_flush_remote_tlbs(struct kvm *kvm);
 570 void kvm_reload_remote_mmus(struct kvm *kvm);
 571 void kvm_make_mclock_inprogress_request(struct kvm *kvm);
 572 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
 573
 574 long kvm_arch_dev_ioctl(struct file *filp,
 575                         unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 576 long kvm_arch_vcpu_ioctl(struct file *filp,
 577                          unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 578 int kvm_arch_vcpu_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vm_fault *vmf);
 579
 580 int kvm_dev_ioctl_check_extension(long ext);
 581
 582 int kvm_get_dirty_log(struct kvm *kvm,
 583                         struct kvm_dirty_log *log, int *is_dirty);
 584 int kvm_vm_ioctl_get_dirty_log(struct kvm *kvm,
 585                                 struct kvm_dirty_log *log);
 586
 587 int kvm_vm_ioctl_irq_line(struct kvm *kvm, struct kvm_irq_level *irq_level,
 588                         bool line_status);
 589 long kvm_arch_vm_ioctl(struct file *filp,
 590                        unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 591
 592 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
 593 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
 594
 595 int kvm_arch_vcpu_ioctl_translate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 596                                     struct kvm_translation *tr);
 597
 598 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
 599 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
 600 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 601                                   struct kvm_sregs *sregs);
 602 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 603                                   struct kvm_sregs *sregs);
 604 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 605                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
 606 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 607                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
 608 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_guest_debug(struct kvm_vcpu *vcpu,
 609                                         struct kvm_guest_debug *dbg);
 610 int kvm_arch_vcpu_ioctl_run(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *kvm_run);
 611
 612 int kvm_arch_init(void *opaque);
 613 void kvm_arch_exit(void);
 614
 615 int kvm_arch_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
 616 void kvm_arch_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
 617
 618 void kvm_arch_vcpu_free(struct kvm_vcpu *vcpu);
 619 void kvm_arch_vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 620 void kvm_arch_vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 621 struct kvm_vcpu *kvm_arch_vcpu_create(struct kvm *kvm, unsigned int id);
 622 int kvm_arch_vcpu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
 623 int kvm_arch_vcpu_postcreate(struct kvm_vcpu *vcpu);
 624 void kvm_arch_vcpu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
 625
 626 int kvm_arch_hardware_enable(void *garbage);
 627 void kvm_arch_hardware_disable(void *garbage);
 628 int kvm_arch_hardware_setup(void);
 629 void kvm_arch_hardware_unsetup(void);
 630 void kvm_arch_check_processor_compat(void *rtn);
 631 int kvm_arch_vcpu_runnable(struct kvm_vcpu *vcpu);
 632 int kvm_arch_vcpu_should_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 633
 634 void *kvm_kvzalloc(unsigned long size);
 635 void kvm_kvfree(const void *addr);
 636
 637 #ifndef __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
 638 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
 639 {
 640         return kzalloc(sizeof(struct kvm), GFP_KERNEL);
 641 }
 642
 643 static inline void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm)
 644 {
 645         kfree(kvm);
 646 }
 647 #endif
 648
 649 static inline wait_queue_head_t *kvm_arch_vcpu_wq(struct kvm_vcpu *vcpu)
 650 {
 651 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_WQP
 652         return vcpu->arch.wqp;
 653 #else
 654         return &vcpu->wq;
 655 #endif
 656 }
 657
 658 int kvm_arch_init_vm(struct kvm *kvm, unsigned long type);
 659 void kvm_arch_destroy_vm(struct kvm *kvm);
 660 void kvm_arch_sync_events(struct kvm *kvm);
 661
 662 int kvm_cpu_has_pending_timer(struct kvm_vcpu *vcpu);
 663 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 664
 665 bool kvm_is_mmio_pfn(pfn_t pfn);
 666
 667 struct kvm_irq_ack_notifier {
 668         struct hlist_node link;
 669         unsigned gsi;
 670         void (*irq_acked)(struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 671 };
 672
 673 struct kvm_assigned_dev_kernel {
 674         struct kvm_irq_ack_notifier ack_notifier;
 675         struct list_head list;
 676         int assigned_dev_id;
 677         int host_segnr;
 678         int host_busnr;
 679         int host_devfn;
 680         unsigned int entries_nr;
 681         int host_irq;
 682         bool host_irq_disabled;
 683         bool pci_2_3;
 684         struct msix_entry *host_msix_entries;
 685         int guest_irq;
 686         struct msix_entry *guest_msix_entries;
 687         unsigned long irq_requested_type;
 688         int irq_source_id;
 689         int flags;
 690         struct pci_dev *dev;
 691         struct kvm *kvm;
 692         spinlock_t intx_lock;
 693         spinlock_t intx_mask_lock;
 694         char irq_name[32];
 695         struct pci_saved_state *pci_saved_state;
 696 };
 697
 698 struct kvm_irq_mask_notifier {
 699         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
 700         int irq;
 701         struct hlist_node link;
 702 };
 703
 704 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
 705                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
 706 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
 707                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
 708 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
 709                              bool mask);
 710
 711 int kvm_set_irq(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level,
 712                 bool line_status);
 713 int kvm_set_irq_inatomic(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level);
 714 int kvm_set_msi(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *irq_entry, struct kvm *kvm,
 715                 int irq_source_id, int level, bool line_status);
 716 bool kvm_irq_has_notifier(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
 717 void kvm_notify_acked_irq(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
 718 void kvm_register_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
 719                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 720 void kvm_unregister_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
 721                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 722 int kvm_request_irq_source_id(struct kvm *kvm);
 723 void kvm_free_irq_source_id(struct kvm *kvm, int irq_source_id);
 724
 725 /* For vcpu->arch.iommu_flags */
 726 #define KVM_IOMMU_CACHE_COHERENCY       0x1
 727
 728 #ifdef CONFIG_KVM_DEVICE_ASSIGNMENT
 729 int kvm_iommu_map_pages(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot);
 730 void kvm_iommu_unmap_pages(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot);
 731 int kvm_iommu_map_guest(struct kvm *kvm);
 732 int kvm_iommu_unmap_guest(struct kvm *kvm);
 733 int kvm_assign_device(struct kvm *kvm,
 734                       struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev);
 735 int kvm_deassign_device(struct kvm *kvm,
 736                         struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev);
 737 #else
 738 static inline int kvm_iommu_map_pages(struct kvm *kvm,
 739                                       struct kvm_memory_slot *slot)
 740 {
 741         return 0;
 742 }
 743
 744 static inline void kvm_iommu_unmap_pages(struct kvm *kvm,
 745                                          struct kvm_memory_slot *slot)
 746 {
 747 }
 748
 749 static inline int kvm_iommu_unmap_guest(struct kvm *kvm)
 750 {
 751         return 0;
 752 }
 753 #endif
 754
 755 static inline void kvm_guest_enter(void)
 756 {
 757         unsigned long flags;
 758
 759         BUG_ON(preemptible());
 760
 761         local_irq_save(flags);
 762         guest_enter();
 763         local_irq_restore(flags);
 764
 765         /* KVM does not hold any references to rcu protected data when it
 766          * switches CPU into a guest mode. In fact switching to a guest mode
 767          * is very similar to exiting to userspace from rcu point of view. In
 768          * addition CPU may stay in a guest mode for quite a long time (up to
 769          * one time slice). Lets treat guest mode as quiescent state, just like
 770          * we do with user-mode execution.
 771          */
 772         rcu_virt_note_context_switch(smp_processor_id());
 773 }
 774
 775 static inline void kvm_guest_exit(void)
 776 {
 777         unsigned long flags;
 778
 779         local_irq_save(flags);
 780         guest_exit();
 781         local_irq_restore(flags);
 782 }
 783
 784 /*
 785  * search_memslots() and __gfn_to_memslot() are here because they are
 786  * used in non-modular code in arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_mmu.c.
 787  * gfn_to_memslot() itself isn't here as an inline because that would
 788  * bloat other code too much.
 789  */
 790 static inline struct kvm_memory_slot *
 791 search_memslots(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
 792 {
 793         struct kvm_memory_slot *memslot;
 794
 795         kvm_for_each_memslot(memslot, slots)
 796                 if (gfn >= memslot->base_gfn &&
 797                       gfn < memslot->base_gfn + memslot->npages)
 798                         return memslot;
 799
 800         return NULL;
 801 }
 802
 803 static inline struct kvm_memory_slot *
 804 __gfn_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
 805 {
 806         return search_memslots(slots, gfn);
 807 }
 808
 809 static inline unsigned long
 810 __gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn)
 811 {
 812         return slot->userspace_addr + (gfn - slot->base_gfn) * PAGE_SIZE;
 813 }
 814
 815 static inline int memslot_id(struct kvm *kvm, gfn_t gfn)
 816 {
 817         return gfn_to_memslot(kvm, gfn)->id;
 818 }
 819
 820 static inline gfn_t
 821 hva_to_gfn_memslot(unsigned long hva, struct kvm_memory_slot *slot)
 822 {
 823         gfn_t gfn_offset = (hva - slot->userspace_addr) >> PAGE_SHIFT;
 824
 825         return slot->base_gfn + gfn_offset;
 826 }
 827
 828 static inline gpa_t gfn_to_gpa(gfn_t gfn)
 829 {
 830         return (gpa_t)gfn << PAGE_SHIFT;
 831 }
 832
 833 static inline gfn_t gpa_to_gfn(gpa_t gpa)
 834 {
 835         return (gfn_t)(gpa >> PAGE_SHIFT);
 836 }
 837
 838 static inline hpa_t pfn_to_hpa(pfn_t pfn)
 839 {
 840         return (hpa_t)pfn << PAGE_SHIFT;
 841 }
 842
 843 static inline bool kvm_is_error_gpa(struct kvm *kvm, gpa_t gpa)
 844 {
 845         unsigned long hva = gfn_to_hva(kvm, gpa_to_gfn(gpa));
 846
 847         return kvm_is_error_hva(hva);
 848 }
 849
 850 static inline void kvm_migrate_timers(struct kvm_vcpu *vcpu)
 851 {
 852         set_bit(KVM_REQ_MIGRATE_TIMER, &vcpu->requests);
 853 }
 854
 855 enum kvm_stat_kind {
 856         KVM_STAT_VM,
 857         KVM_STAT_VCPU,
 858 };
 859
 860 struct kvm_stats_debugfs_item {
 861         const char *name;
 862         int offset;
 863         enum kvm_stat_kind kind;
 864         struct dentry *dentry;
 865 };
 866 extern struct kvm_stats_debugfs_item debugfs_entries[];
 867 extern struct dentry *kvm_debugfs_dir;
 868
 869 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
 870 static inline int mmu_notifier_retry(struct kvm *kvm, unsigned long mmu_seq)
 871 {
 872         if (unlikely(kvm->mmu_notifier_count))
 873                 return 1;
 874         /*
 875          * Ensure the read of mmu_notifier_count happens before the read
 876          * of mmu_notifier_seq.  This interacts with the smp_wmb() in
 877          * mmu_notifier_invalidate_range_end to make sure that the caller
 878          * either sees the old (non-zero) value of mmu_notifier_count or
 879          * the new (incremented) value of mmu_notifier_seq.
 880          * PowerPC Book3s HV KVM calls this under a per-page lock
 881          * rather than under kvm->mmu_lock, for scalability, so
 882          * can't rely on kvm->mmu_lock to keep things ordered.
 883          */
 884         smp_rmb();
 885         if (kvm->mmu_notifier_seq != mmu_seq)
 886                 return 1;
 887         return 0;
 888 }
 889 #endif
 890
 891 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_ROUTING
 892
 893 #define KVM_MAX_IRQ_ROUTES 1024
 894
 895 int kvm_setup_default_irq_routing(struct kvm *kvm);
 896 int kvm_set_irq_routing(struct kvm *kvm,
 897                         const struct kvm_irq_routing_entry *entries,
 898                         unsigned nr,
 899                         unsigned flags);
 900 int kvm_set_routing_entry(struct kvm_irq_routing_table *rt,
 901                           struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
 902                           const struct kvm_irq_routing_entry *ue);
 903 void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm);
 904
 905 int kvm_send_userspace_msi(struct kvm *kvm, struct kvm_msi *msi);
 906
 907 #else
 908
 909 static inline void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm) {}
 910
 911 #endif
 912
 913 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
 914
 915 void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm);
 916 int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args);
 917
 918 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
 919 int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args);
 920 void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm);
 921 void kvm_irq_routing_update(struct kvm *, struct kvm_irq_routing_table *);
 922 #else
 923 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
 924 {
 925         return -EINVAL;
 926 }
 927
 928 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
 929 #endif
 930
 931 #else
 932
 933 static inline void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm) {}
 934
 935 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
 936 {
 937         return -EINVAL;
 938 }
 939
 940 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
 941
 942 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
 943 static inline void kvm_irq_routing_update(struct kvm *kvm,
 944                                           struct kvm_irq_routing_table *irq_rt)
 945 {
 946         rcu_assign_pointer(kvm->irq_routing, irq_rt);
 947 }
 948 #endif
 949
 950 static inline int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args)
 951 {
 952         return -ENOSYS;
 953 }
 954
 955 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD */
 956
 957 #ifdef CONFIG_KVM_APIC_ARCHITECTURE
 958 static inline bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu)
 959 {
 960         return vcpu->kvm->bsp_vcpu_id == vcpu->vcpu_id;
 961 }
 962
 963 bool kvm_vcpu_compatible(struct kvm_vcpu *vcpu);
 964
 965 #else
 966
 967 static inline bool kvm_vcpu_compatible(struct kvm_vcpu *vcpu) { return true; }
 968
 969 #endif
 970
 971 #ifdef CONFIG_KVM_DEVICE_ASSIGNMENT
 972
 973 long kvm_vm_ioctl_assigned_device(struct kvm *kvm, unsigned ioctl,
 974                                   unsigned long arg);
 975
 976 void kvm_free_all_assigned_devices(struct kvm *kvm);
 977
 978 #else
 979
 980 static inline long kvm_vm_ioctl_assigned_device(struct kvm *kvm, unsigned ioctl,
 981                                                 unsigned long arg)
 982 {
 983         return -ENOTTY;
 984 }
 985
 986 static inline void kvm_free_all_assigned_devices(struct kvm *kvm) {}
 987
 988 #endif
 989
 990 static inline void kvm_make_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
 991 {
 992         set_bit(req, &vcpu->requests);
 993 }
 994
 995 static inline bool kvm_check_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
 996 {
 997         if (test_bit(req, &vcpu->requests)) {
 998                 clear_bit(req, &vcpu->requests);
 999                 return true;
1000         } else {
1001                 return false;
1002         }
1003 }
1004
1005 extern bool kvm_rebooting;
1006
1007 struct kvm_device_ops;
1008
1009 struct kvm_device {
1010         struct kvm_device_ops *ops;
1011         struct kvm *kvm;
1012         void *private;
1013         struct list_head vm_node;
1014 };
1015
1016 /* create, destroy, and name are mandatory */
1017 struct kvm_device_ops {
1018         const char *name;
1019         int (*create)(struct kvm_device *dev, u32 type);
1020
1021         /*
1022          * Destroy is responsible for freeing dev.
1023          *
1024          * Destroy may be called before or after destructors are called
1025          * on emulated I/O regions, depending on whether a reference is
1026          * held by a vcpu or other kvm component that gets destroyed
1027          * after the emulated I/O.
1028          */
1029         void (*destroy)(struct kvm_device *dev);
1030
1031         int (*set_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1032         int (*get_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1033         int (*has_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1034         long (*ioctl)(struct kvm_device *dev, unsigned int ioctl,
1035                       unsigned long arg);
1036 };
1037
1038 void kvm_device_get(struct kvm_device *dev);
1039 void kvm_device_put(struct kvm_device *dev);
1040 struct kvm_device *kvm_device_from_filp(struct file *filp);
1041
1042 extern struct kvm_device_ops kvm_mpic_ops;
1043 extern struct kvm_device_ops kvm_xics_ops;
1044 extern struct kvm_device_ops kvm_vfio_ops;
1045 extern struct kvm_device_ops kvm_arm_vgic_v2_ops;
1046
1047 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
1048
1049 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1050 {
1051         vcpu->spin_loop.in_spin_loop = val;
1052 }
1053 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1054 {
1055         vcpu->spin_loop.dy_eligible = val;
1056 }
1057
1058 #else /* !CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1059
1060 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1061 {
1062 }
1063
1064 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1065 {
1066 }
1067 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1068 #endif
1069