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 <asm/signal.h>
  27
  28 #include <linux/kvm.h>
  29 #include <linux/kvm_para.h>
  30
  31 #include <linux/kvm_types.h>
  32
  33 #include <asm/kvm_host.h>
  34
  35 #ifndef KVM_MMIO_SIZE
  36 #define KVM_MMIO_SIZE 8
  37 #endif
  38
  39 /*
  40  * The bit 16 ~ bit 31 of kvm_memory_region::flags are internally used
  41  * in kvm, other bits are visible for userspace which are defined in
  42  * include/linux/kvm_h.
  43  */
  44 #define KVM_MEMSLOT_INVALID     (1UL << 16)
  45
  46 /* Two fragments for cross MMIO pages. */
  47 #define KVM_MAX_MMIO_FRAGMENTS  2
  48
  49 /*
  50  * For the normal pfn, the highest 12 bits should be zero,
  51  * so we can mask bit 62 ~ bit 52  to indicate the error pfn,
  52  * mask bit 63 to indicate the noslot pfn.
  53  */
  54 #define KVM_PFN_ERR_MASK        (0x7ffULL << 52)
  55 #define KVM_PFN_ERR_NOSLOT_MASK (0xfffULL << 52)
  56 #define KVM_PFN_NOSLOT          (0x1ULL << 63)
  57
  58 #define KVM_PFN_ERR_FAULT       (KVM_PFN_ERR_MASK)
  59 #define KVM_PFN_ERR_HWPOISON    (KVM_PFN_ERR_MASK + 1)
  60 #define KVM_PFN_ERR_RO_FAULT    (KVM_PFN_ERR_MASK + 2)
  61
  62 /*
  63  * error pfns indicate that the gfn is in slot but faild to
  64  * translate it to pfn on host.
  65  */
  66 static inline bool is_error_pfn(pfn_t pfn)
  67 {
  68         return !!(pfn & KVM_PFN_ERR_MASK);
  69 }
  70
  71 /*
  72  * error_noslot pfns indicate that the gfn can not be
  73  * translated to pfn - it is not in slot or failed to
  74  * translate it to pfn.
  75  */
  76 static inline bool is_error_noslot_pfn(pfn_t pfn)
  77 {
  78         return !!(pfn & KVM_PFN_ERR_NOSLOT_MASK);
  79 }
  80
  81 /* noslot pfn indicates that the gfn is not in slot. */
  82 static inline bool is_noslot_pfn(pfn_t pfn)
  83 {
  84         return pfn == KVM_PFN_NOSLOT;
  85 }
  86
  87 #define KVM_HVA_ERR_BAD         (PAGE_OFFSET)
  88 #define KVM_HVA_ERR_RO_BAD      (PAGE_OFFSET + PAGE_SIZE)
  89
  90 static inline bool kvm_is_error_hva(unsigned long addr)
  91 {
  92         return addr >= PAGE_OFFSET;
  93 }
  94
  95 #define KVM_ERR_PTR_BAD_PAGE    (ERR_PTR(-ENOENT))
  96
  97 static inline bool is_error_page(struct page *page)
  98 {
  99         return IS_ERR(page);
 100 }
 101
 102 /*
 103  * vcpu->requests bit members
 104  */
 105 #define KVM_REQ_TLB_FLUSH          0
 106 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER      1
 107 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS  2
 108 #define KVM_REQ_MMU_RELOAD         3
 109 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT       4
 110 #define KVM_REQ_PENDING_TIMER      5
 111 #define KVM_REQ_UNHALT             6
 112 #define KVM_REQ_MMU_SYNC           7
 113 #define KVM_REQ_CLOCK_UPDATE       8
 114 #define KVM_REQ_KICK               9
 115 #define KVM_REQ_DEACTIVATE_FPU    10
 116 #define KVM_REQ_EVENT             11
 117 #define KVM_REQ_APF_HALT          12
 118 #define KVM_REQ_STEAL_UPDATE      13
 119 #define KVM_REQ_NMI               14
 120 #define KVM_REQ_IMMEDIATE_EXIT    15
 121 #define KVM_REQ_PMU               16
 122 #define KVM_REQ_PMI               17
 123 #define KVM_REQ_WATCHDOG          18
 124 #define KVM_REQ_MASTERCLOCK_UPDATE 19
 125 #define KVM_REQ_MCLOCK_INPROGRESS 20
 126 #define KVM_REQ_EPR_EXIT          21
 127 #define KVM_REQ_EOIBITMAP         22
 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 struct kvm_io_range {
 137         gpa_t addr;
 138         int len;
 139         struct kvm_io_device *dev;
 140 };
 141
 142 #define NR_IOBUS_DEVS 1000
 143
 144 struct kvm_io_bus {
 145         int                   dev_count;
 146         struct kvm_io_range range[];
 147 };
 148
 149 enum kvm_bus {
 150         KVM_MMIO_BUS,
 151         KVM_PIO_BUS,
 152         KVM_VIRTIO_CCW_NOTIFY_BUS,
 153         KVM_NR_BUSES
 154 };
 155
 156 int kvm_io_bus_write(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
 157                      int len, const void *val);
 158 int kvm_io_bus_read(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr, int len,
 159                     void *val);
 160 int kvm_io_bus_register_dev(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
 161                             int len, struct kvm_io_device *dev);
 162 int kvm_io_bus_unregister_dev(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx,
 163                               struct kvm_io_device *dev);
 164
 165 #ifdef CONFIG_KVM_ASYNC_PF
 166 struct kvm_async_pf {
 167         struct work_struct work;
 168         struct list_head link;
 169         struct list_head queue;
 170         struct kvm_vcpu *vcpu;
 171         struct mm_struct *mm;
 172         gva_t gva;
 173         unsigned long addr;
 174         struct kvm_arch_async_pf arch;
 175         struct page *page;
 176         bool done;
 177 };
 178
 179 void kvm_clear_async_pf_completion_queue(struct kvm_vcpu *vcpu);
 180 void kvm_check_async_pf_completion(struct kvm_vcpu *vcpu);
 181 int kvm_setup_async_pf(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, gfn_t gfn,
 182                        struct kvm_arch_async_pf *arch);
 183 int kvm_async_pf_wakeup_all(struct kvm_vcpu *vcpu);
 184 #endif
 185
 186 enum {
 187         OUTSIDE_GUEST_MODE,
 188         IN_GUEST_MODE,
 189         EXITING_GUEST_MODE,
 190         READING_SHADOW_PAGE_TABLES,
 191 };
 192
 193 /*
 194  * Sometimes a large or cross-page mmio needs to be broken up into separate
 195  * exits for userspace servicing.
 196  */
 197 struct kvm_mmio_fragment {
 198         gpa_t gpa;
 199         void *data;
 200         unsigned len;
 201 };
 202
 203 struct kvm_vcpu {
 204         struct kvm *kvm;
 205 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
 206         struct preempt_notifier preempt_notifier;
 207 #endif
 208         int cpu;
 209         int vcpu_id;
 210         int srcu_idx;
 211         int mode;
 212         unsigned long requests;
 213         unsigned long guest_debug;
 214
 215         struct mutex mutex;
 216         struct kvm_run *run;
 217
 218         int fpu_active;
 219         int guest_fpu_loaded, guest_xcr0_loaded;
 220         wait_queue_head_t wq;
 221         struct pid *pid;
 222         int sigset_active;
 223         sigset_t sigset;
 224         struct kvm_vcpu_stat stat;
 225
 226 #ifdef CONFIG_HAS_IOMEM
 227         int mmio_needed;
 228         int mmio_read_completed;
 229         int mmio_is_write;
 230         int mmio_cur_fragment;
 231         int mmio_nr_fragments;
 232         struct kvm_mmio_fragment mmio_fragments[KVM_MAX_MMIO_FRAGMENTS];
 233 #endif
 234
 235 #ifdef CONFIG_KVM_ASYNC_PF
 236         struct {
 237                 u32 queued;
 238                 struct list_head queue;
 239                 struct list_head done;
 240                 spinlock_t lock;
 241         } async_pf;
 242 #endif
 243
 244 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
 245         /*
 246          * Cpu relax intercept or pause loop exit optimization
 247          * in_spin_loop: set when a vcpu does a pause loop exit
 248          *  or cpu relax intercepted.
 249          * dy_eligible: indicates whether vcpu is eligible for directed yield.
 250          */
 251         struct {
 252                 bool in_spin_loop;
 253                 bool dy_eligible;
 254         } spin_loop;
 255 #endif
 256         bool preempted;
 257         struct kvm_vcpu_arch arch;
 258 };
 259
 260 static inline int kvm_vcpu_exiting_guest_mode(struct kvm_vcpu *vcpu)
 261 {
 262         return cmpxchg(&vcpu->mode, IN_GUEST_MODE, EXITING_GUEST_MODE);
 263 }
 264
 265 /*
 266  * Some of the bitops functions do not support too long bitmaps.
 267  * This number must be determined not to exceed such limits.
 268  */
 269 #define KVM_MEM_MAX_NR_PAGES ((1UL << 31) - 1)
 270
 271 struct kvm_memory_slot {
 272         gfn_t base_gfn;
 273         unsigned long npages;
 274         unsigned long *dirty_bitmap;
 275         struct kvm_arch_memory_slot arch;
 276         unsigned long userspace_addr;
 277         u32 flags;
 278         short id;
 279 };
 280
 281 static inline unsigned long kvm_dirty_bitmap_bytes(struct kvm_memory_slot *memslot)
 282 {
 283         return ALIGN(memslot->npages, BITS_PER_LONG) / 8;
 284 }
 285
 286 struct kvm_kernel_irq_routing_entry {
 287         u32 gsi;
 288         u32 type;
 289         int (*set)(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
 290                    struct kvm *kvm, int irq_source_id, int level);
 291         union {
 292                 struct {
 293                         unsigned irqchip;
 294                         unsigned pin;
 295                 } irqchip;
 296                 struct msi_msg msi;
 297         };
 298         struct hlist_node link;
 299 };
 300
 301 #ifdef __KVM_HAVE_IOAPIC
 302
 303 struct kvm_irq_routing_table {
 304         int chip[KVM_NR_IRQCHIPS][KVM_IOAPIC_NUM_PINS];
 305         struct kvm_kernel_irq_routing_entry *rt_entries;
 306         u32 nr_rt_entries;
 307         /*
 308          * Array indexed by gsi. Each entry contains list of irq chips
 309          * the gsi is connected to.
 310          */
 311         struct hlist_head map[0];
 312 };
 313
 314 #else
 315
 316 struct kvm_irq_routing_table {};
 317
 318 #endif
 319
 320 #ifndef KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS
 321 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 0
 322 #endif
 323
 324 #ifndef KVM_MEM_SLOTS_NUM
 325 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
 326 #endif
 327
 328 /*
 329  * Note:
 330  * memslots are not sorted by id anymore, please use id_to_memslot()
 331  * to get the memslot by its id.
 332  */
 333 struct kvm_memslots {
 334         u64 generation;
 335         struct kvm_memory_slot memslots[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
 336         /* The mapping table from slot id to the index in memslots[]. */
 337         short id_to_index[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
 338 };
 339
 340 struct kvm {
 341         spinlock_t mmu_lock;
 342         struct mutex slots_lock;
 343         struct mm_struct *mm; /* userspace tied to this vm */
 344         struct kvm_memslots *memslots;
 345         struct srcu_struct srcu;
 346 #ifdef CONFIG_KVM_APIC_ARCHITECTURE
 347         u32 bsp_vcpu_id;
 348 #endif
 349         struct kvm_vcpu *vcpus[KVM_MAX_VCPUS];
 350         atomic_t online_vcpus;
 351         int last_boosted_vcpu;
 352         struct list_head vm_list;
 353         struct mutex lock;
 354         struct kvm_io_bus *buses[KVM_NR_BUSES];
 355 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
 356         struct {
 357                 spinlock_t        lock;
 358                 struct list_head  items;
 359                 struct list_head  resampler_list;
 360                 struct mutex      resampler_lock;
 361         } irqfds;
 362         struct list_head ioeventfds;
 363 #endif
 364         struct kvm_vm_stat stat;
 365         struct kvm_arch arch;
 366         atomic_t users_count;
 367 #ifdef KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET
 368         struct kvm_coalesced_mmio_ring *coalesced_mmio_ring;
 369         spinlock_t ring_lock;
 370         struct list_head coalesced_zones;
 371 #endif
 372
 373         struct mutex irq_lock;
 374 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
 375         /*
 376          * Update side is protected by irq_lock and,
 377          * if configured, irqfds.lock.
 378          */
 379         struct kvm_irq_routing_table __rcu *irq_routing;
 380         struct hlist_head mask_notifier_list;
 381         struct hlist_head irq_ack_notifier_list;
 382 #endif
 383
 384 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
 385         struct mmu_notifier mmu_notifier;
 386         unsigned long mmu_notifier_seq;
 387         long mmu_notifier_count;
 388 #endif
 389         long tlbs_dirty;
 390 };
 391
 392 #define kvm_err(fmt, ...) \
 393         pr_err("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 394 #define kvm_info(fmt, ...) \
 395         pr_info("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 396 #define kvm_debug(fmt, ...) \
 397         pr_debug("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 398 #define kvm_pr_unimpl(fmt, ...) \
 399         pr_err_ratelimited("kvm [%i]: " fmt, \
 400                            task_tgid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 401
 402 /* The guest did something we don't support. */
 403 #define vcpu_unimpl(vcpu, fmt, ...)                                     \
 404         kvm_pr_unimpl("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id, ## __VA_ARGS__)
 405
 406 static inline struct kvm_vcpu *kvm_get_vcpu(struct kvm *kvm, int i)
 407 {
 408         smp_rmb();
 409         return kvm->vcpus[i];
 410 }
 411
 412 #define kvm_for_each_vcpu(idx, vcpup, kvm) \
 413         for (idx = 0; \
 414              idx < atomic_read(&kvm->online_vcpus) && \
 415              (vcpup = kvm_get_vcpu(kvm, idx)) != NULL; \
 416              idx++)
 417
 418 #define kvm_for_each_memslot(memslot, slots)    \
 419         for (memslot = &slots->memslots[0];     \
 420               memslot < slots->memslots + KVM_MEM_SLOTS_NUM && memslot->npages;\
 421                 memslot++)
 422
 423 int kvm_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm *kvm, unsigned id);
 424 void kvm_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
 425
 426 int __must_check vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
 427 void vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 428
 429 #ifdef __KVM_HAVE_IOAPIC
 430 int kvm_irqfd_init(void);
 431 void kvm_irqfd_exit(void);
 432 #else
 433 static inline int kvm_irqfd_init(void)
 434 {
 435         return 0;
 436 }
 437
 438 static inline void kvm_irqfd_exit(void)
 439 {
 440 }
 441 #endif
 442 int kvm_init(void *opaque, unsigned vcpu_size, unsigned vcpu_align,
 443                   struct module *module);
 444 void kvm_exit(void);
 445
 446 void kvm_get_kvm(struct kvm *kvm);
 447 void kvm_put_kvm(struct kvm *kvm);
 448 void update_memslots(struct kvm_memslots *slots, struct kvm_memory_slot *new,
 449                      u64 last_generation);
 450
 451 static inline struct kvm_memslots *kvm_memslots(struct kvm *kvm)
 452 {
 453         return rcu_dereference_check(kvm->memslots,
 454                         srcu_read_lock_held(&kvm->srcu)
 455                         || lockdep_is_held(&kvm->slots_lock));
 456 }
 457
 458 static inline struct kvm_memory_slot *
 459 id_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, int id)
 460 {
 461         int index = slots->id_to_index[id];
 462         struct kvm_memory_slot *slot;
 463
 464         slot = &slots->memslots[index];
 465
 466         WARN_ON(slot->id != id);
 467         return slot;
 468 }
 469
 470 /*
 471  * KVM_SET_USER_MEMORY_REGION ioctl allows the following operations:
 472  * - create a new memory slot
 473  * - delete an existing memory slot
 474  * - modify an existing memory slot
 475  *   -- move it in the guest physical memory space
 476  *   -- just change its flags
 477  *
 478  * Since flags can be changed by some of these operations, the following
 479  * differentiation is the best we can do for __kvm_set_memory_region():
 480  */
 481 enum kvm_mr_change {
 482         KVM_MR_CREATE,
 483         KVM_MR_DELETE,
 484         KVM_MR_MOVE,
 485         KVM_MR_FLAGS_ONLY,
 486 };
 487
 488 int kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 489                           struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 490 int __kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 491                             struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 492 void kvm_arch_free_memslot(struct kvm_memory_slot *free,
 493                            struct kvm_memory_slot *dont);
 494 int kvm_arch_create_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, unsigned long npages);
 495 int kvm_arch_prepare_memory_region(struct kvm *kvm,
 496                                 struct kvm_memory_slot *memslot,
 497                                 struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 498                                 enum kvm_mr_change change);
 499 void kvm_arch_commit_memory_region(struct kvm *kvm,
 500                                 struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 501                                 const struct kvm_memory_slot *old,
 502                                 enum kvm_mr_change change);
 503 bool kvm_largepages_enabled(void);
 504 void kvm_disable_largepages(void);
 505 /* flush all memory translations */
 506 void kvm_arch_flush_shadow_all(struct kvm *kvm);
 507 /* flush memory translations pointing to 'slot' */
 508 void kvm_arch_flush_shadow_memslot(struct kvm *kvm,
 509                                    struct kvm_memory_slot *slot);
 510
 511 int gfn_to_page_many_atomic(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, struct page **pages,
 512                             int nr_pages);
 513
 514 struct page *gfn_to_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 515 unsigned long gfn_to_hva(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 516 unsigned long gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 517 void kvm_release_page_clean(struct page *page);
 518 void kvm_release_page_dirty(struct page *page);
 519 void kvm_set_page_dirty(struct page *page);
 520 void kvm_set_page_accessed(struct page *page);
 521
 522 pfn_t gfn_to_pfn_atomic(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 523 pfn_t gfn_to_pfn_async(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool *async,
 524                        bool write_fault, bool *writable);
 525 pfn_t gfn_to_pfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 526 pfn_t gfn_to_pfn_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool write_fault,
 527                       bool *writable);
 528 pfn_t gfn_to_pfn_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 529 pfn_t gfn_to_pfn_memslot_atomic(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 530
 531 void kvm_release_pfn_dirty(pfn_t pfn);
 532 void kvm_release_pfn_clean(pfn_t pfn);
 533 void kvm_set_pfn_dirty(pfn_t pfn);
 534 void kvm_set_pfn_accessed(pfn_t pfn);
 535 void kvm_get_pfn(pfn_t pfn);
 536
 537 int kvm_read_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, void *data, int offset,
 538                         int len);
 539 int kvm_read_guest_atomic(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data,
 540                           unsigned long len);
 541 int kvm_read_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data, unsigned long len);
 542 int kvm_read_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 543                            void *data, unsigned long len);
 544 int kvm_write_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, const void *data,
 545                          int offset, int len);
 546 int kvm_write_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, const void *data,
 547                     unsigned long len);
 548 int kvm_write_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 549                            void *data, unsigned long len);
 550 int kvm_gfn_to_hva_cache_init(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 551                               gpa_t gpa);
 552 int kvm_clear_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, int offset, int len);
 553 int kvm_clear_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, unsigned long len);
 554 struct kvm_memory_slot *gfn_to_memslot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 555 int kvm_is_visible_gfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 556 unsigned long kvm_host_page_size(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 557 void mark_page_dirty(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 558 void mark_page_dirty_in_slot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *memslot,
 559                              gfn_t gfn);
 560
 561 void kvm_vcpu_block(struct kvm_vcpu *vcpu);
 562 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 563 bool kvm_vcpu_yield_to(struct kvm_vcpu *target);
 564 void kvm_vcpu_on_spin(struct kvm_vcpu *vcpu);
 565 void kvm_resched(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_update_eoibitmap_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_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 588                                    struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 589 int kvm_vm_ioctl_irq_line(struct kvm *kvm, struct kvm_irq_level *irq_level);
 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_free_physmem(struct kvm *kvm);
 636
 637 void *kvm_kvzalloc(unsigned long size);
 638 void kvm_kvfree(const void *addr);
 639
 640 #ifndef __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
 641 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
 642 {
 643         return kzalloc(sizeof(struct kvm), GFP_KERNEL);
 644 }
 645
 646 static inline void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm)
 647 {
 648         kfree(kvm);
 649 }
 650 #endif
 651
 652 static inline wait_queue_head_t *kvm_arch_vcpu_wq(struct kvm_vcpu *vcpu)
 653 {
 654 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_WQP
 655         return vcpu->arch.wqp;
 656 #else
 657         return &vcpu->wq;
 658 #endif
 659 }
 660
 661 int kvm_arch_init_vm(struct kvm *kvm, unsigned long type);
 662 void kvm_arch_destroy_vm(struct kvm *kvm);
 663 void kvm_free_all_assigned_devices(struct kvm *kvm);
 664 void kvm_arch_sync_events(struct kvm *kvm);
 665
 666 int kvm_cpu_has_pending_timer(struct kvm_vcpu *vcpu);
 667 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 668
 669 bool kvm_is_mmio_pfn(pfn_t pfn);
 670
 671 struct kvm_irq_ack_notifier {
 672         struct hlist_node link;
 673         unsigned gsi;
 674         void (*irq_acked)(struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 675 };
 676
 677 struct kvm_assigned_dev_kernel {
 678         struct kvm_irq_ack_notifier ack_notifier;
 679         struct list_head list;
 680         int assigned_dev_id;
 681         int host_segnr;
 682         int host_busnr;
 683         int host_devfn;
 684         unsigned int entries_nr;
 685         int host_irq;
 686         bool host_irq_disabled;
 687         bool pci_2_3;
 688         struct msix_entry *host_msix_entries;
 689         int guest_irq;
 690         struct msix_entry *guest_msix_entries;
 691         unsigned long irq_requested_type;
 692         int irq_source_id;
 693         int flags;
 694         struct pci_dev *dev;
 695         struct kvm *kvm;
 696         spinlock_t intx_lock;
 697         spinlock_t intx_mask_lock;
 698         char irq_name[32];
 699         struct pci_saved_state *pci_saved_state;
 700 };
 701
 702 struct kvm_irq_mask_notifier {
 703         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
 704         int irq;
 705         struct hlist_node link;
 706 };
 707
 708 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
 709                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
 710 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
 711                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
 712 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
 713                              bool mask);
 714
 715 #ifdef __KVM_HAVE_IOAPIC
 716 void kvm_get_intr_delivery_bitmask(struct kvm_ioapic *ioapic,
 717                                    union kvm_ioapic_redirect_entry *entry,
 718                                    unsigned long *deliver_bitmask);
 719 #endif
 720 int kvm_set_irq(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level);
 721 int kvm_set_irq_inatomic(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level);
 722 int kvm_set_msi(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *irq_entry, struct kvm *kvm,
 723                 int irq_source_id, int level);
 724 bool kvm_irq_has_notifier(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
 725 void kvm_notify_acked_irq(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
 726 void kvm_register_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
 727                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 728 void kvm_unregister_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
 729                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 730 int kvm_request_irq_source_id(struct kvm *kvm);
 731 void kvm_free_irq_source_id(struct kvm *kvm, int irq_source_id);
 732
 733 /* For vcpu->arch.iommu_flags */
 734 #define KVM_IOMMU_CACHE_COHERENCY       0x1
 735
 736 #ifdef CONFIG_IOMMU_API
 737 int kvm_iommu_map_pages(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot);
 738 void kvm_iommu_unmap_pages(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot);
 739 int kvm_iommu_map_guest(struct kvm *kvm);
 740 int kvm_iommu_unmap_guest(struct kvm *kvm);
 741 int kvm_assign_device(struct kvm *kvm,
 742                       struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev);
 743 int kvm_deassign_device(struct kvm *kvm,
 744                         struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev);
 745 #else /* CONFIG_IOMMU_API */
 746 static inline int kvm_iommu_map_pages(struct kvm *kvm,
 747                                       struct kvm_memory_slot *slot)
 748 {
 749         return 0;
 750 }
 751
 752 static inline void kvm_iommu_unmap_pages(struct kvm *kvm,
 753                                          struct kvm_memory_slot *slot)
 754 {
 755 }
 756
 757 static inline int kvm_iommu_map_guest(struct kvm *kvm)
 758 {
 759         return -ENODEV;
 760 }
 761
 762 static inline int kvm_iommu_unmap_guest(struct kvm *kvm)
 763 {
 764         return 0;
 765 }
 766
 767 static inline int kvm_assign_device(struct kvm *kvm,
 768                 struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev)
 769 {
 770         return 0;
 771 }
 772
 773 static inline int kvm_deassign_device(struct kvm *kvm,
 774                 struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev)
 775 {
 776         return 0;
 777 }
 778 #endif /* CONFIG_IOMMU_API */
 779
 780 static inline void __guest_enter(void)
 781 {
 782         /*
 783          * This is running in ioctl context so we can avoid
 784          * the call to vtime_account() with its unnecessary idle check.
 785          */
 786         vtime_account_system(current);
 787         current->flags |= PF_VCPU;
 788 }
 789
 790 static inline void __guest_exit(void)
 791 {
 792         /*
 793          * This is running in ioctl context so we can avoid
 794          * the call to vtime_account() with its unnecessary idle check.
 795          */
 796         vtime_account_system(current);
 797         current->flags &= ~PF_VCPU;
 798 }
 799
 800 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
 801 extern void guest_enter(void);
 802 extern void guest_exit(void);
 803
 804 #else /* !CONFIG_CONTEXT_TRACKING */
 805 static inline void guest_enter(void)
 806 {
 807         __guest_enter();
 808 }
 809
 810 static inline void guest_exit(void)
 811 {
 812         __guest_exit();
 813 }
 814 #endif /* !CONFIG_CONTEXT_TRACKING */
 815
 816 static inline void kvm_guest_enter(void)
 817 {
 818         unsigned long flags;
 819
 820         BUG_ON(preemptible());
 821
 822         local_irq_save(flags);
 823         guest_enter();
 824         local_irq_restore(flags);
 825
 826         /* KVM does not hold any references to rcu protected data when it
 827          * switches CPU into a guest mode. In fact switching to a guest mode
 828          * is very similar to exiting to userspase from rcu point of view. In
 829          * addition CPU may stay in a guest mode for quite a long time (up to
 830          * one time slice). Lets treat guest mode as quiescent state, just like
 831          * we do with user-mode execution.
 832          */
 833         rcu_virt_note_context_switch(smp_processor_id());
 834 }
 835
 836 static inline void kvm_guest_exit(void)
 837 {
 838         unsigned long flags;
 839
 840         local_irq_save(flags);
 841         guest_exit();
 842         local_irq_restore(flags);
 843 }
 844
 845 /*
 846  * search_memslots() and __gfn_to_memslot() are here because they are
 847  * used in non-modular code in arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_mmu.c.
 848  * gfn_to_memslot() itself isn't here as an inline because that would
 849  * bloat other code too much.
 850  */
 851 static inline struct kvm_memory_slot *
 852 search_memslots(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
 853 {
 854         struct kvm_memory_slot *memslot;
 855
 856         kvm_for_each_memslot(memslot, slots)
 857                 if (gfn >= memslot->base_gfn &&
 858                       gfn < memslot->base_gfn + memslot->npages)
 859                         return memslot;
 860
 861         return NULL;
 862 }
 863
 864 static inline struct kvm_memory_slot *
 865 __gfn_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
 866 {
 867         return search_memslots(slots, gfn);
 868 }
 869
 870 static inline unsigned long
 871 __gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn)
 872 {
 873         return slot->userspace_addr + (gfn - slot->base_gfn) * PAGE_SIZE;
 874 }
 875
 876 static inline int memslot_id(struct kvm *kvm, gfn_t gfn)
 877 {
 878         return gfn_to_memslot(kvm, gfn)->id;
 879 }
 880
 881 static inline gfn_t gfn_to_index(gfn_t gfn, gfn_t base_gfn, int level)
 882 {
 883         /* KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(PT_PAGE_TABLE_LEVEL) must be 0. */
 884         return (gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level)) -
 885                 (base_gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level));
 886 }
 887
 888 static inline gfn_t
 889 hva_to_gfn_memslot(unsigned long hva, struct kvm_memory_slot *slot)
 890 {
 891         gfn_t gfn_offset = (hva - slot->userspace_addr) >> PAGE_SHIFT;
 892
 893         return slot->base_gfn + gfn_offset;
 894 }
 895
 896 static inline gpa_t gfn_to_gpa(gfn_t gfn)
 897 {
 898         return (gpa_t)gfn << PAGE_SHIFT;
 899 }
 900
 901 static inline gfn_t gpa_to_gfn(gpa_t gpa)
 902 {
 903         return (gfn_t)(gpa >> PAGE_SHIFT);
 904 }
 905
 906 static inline hpa_t pfn_to_hpa(pfn_t pfn)
 907 {
 908         return (hpa_t)pfn << PAGE_SHIFT;
 909 }
 910
 911 static inline void kvm_migrate_timers(struct kvm_vcpu *vcpu)
 912 {
 913         set_bit(KVM_REQ_MIGRATE_TIMER, &vcpu->requests);
 914 }
 915
 916 enum kvm_stat_kind {
 917         KVM_STAT_VM,
 918         KVM_STAT_VCPU,
 919 };
 920
 921 struct kvm_stats_debugfs_item {
 922         const char *name;
 923         int offset;
 924         enum kvm_stat_kind kind;
 925         struct dentry *dentry;
 926 };
 927 extern struct kvm_stats_debugfs_item debugfs_entries[];
 928 extern struct dentry *kvm_debugfs_dir;
 929
 930 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
 931 static inline int mmu_notifier_retry(struct kvm *kvm, unsigned long mmu_seq)
 932 {
 933         if (unlikely(kvm->mmu_notifier_count))
 934                 return 1;
 935         /*
 936          * Ensure the read of mmu_notifier_count happens before the read
 937          * of mmu_notifier_seq.  This interacts with the smp_wmb() in
 938          * mmu_notifier_invalidate_range_end to make sure that the caller
 939          * either sees the old (non-zero) value of mmu_notifier_count or
 940          * the new (incremented) value of mmu_notifier_seq.
 941          * PowerPC Book3s HV KVM calls this under a per-page lock
 942          * rather than under kvm->mmu_lock, for scalability, so
 943          * can't rely on kvm->mmu_lock to keep things ordered.
 944          */
 945         smp_rmb();
 946         if (kvm->mmu_notifier_seq != mmu_seq)
 947                 return 1;
 948         return 0;
 949 }
 950 #endif
 951
 952 #ifdef KVM_CAP_IRQ_ROUTING
 953
 954 #define KVM_MAX_IRQ_ROUTES 1024
 955
 956 int kvm_setup_default_irq_routing(struct kvm *kvm);
 957 int kvm_set_irq_routing(struct kvm *kvm,
 958                         const struct kvm_irq_routing_entry *entries,
 959                         unsigned nr,
 960                         unsigned flags);
 961 void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm);
 962
 963 int kvm_send_userspace_msi(struct kvm *kvm, struct kvm_msi *msi);
 964
 965 #else
 966
 967 static inline void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm) {}
 968
 969 #endif
 970
 971 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
 972
 973 void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm);
 974 int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args);
 975
 976 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
 977 int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args);
 978 void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm);
 979 void kvm_irq_routing_update(struct kvm *, struct kvm_irq_routing_table *);
 980 #else
 981 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
 982 {
 983         return -EINVAL;
 984 }
 985
 986 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
 987 #endif
 988
 989 #else
 990
 991 static inline void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm) {}
 992
 993 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
 994 {
 995         return -EINVAL;
 996 }
 997
 998 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
 999
1000 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
1001 static inline void kvm_irq_routing_update(struct kvm *kvm,
1002                                           struct kvm_irq_routing_table *irq_rt)
1003 {
1004         rcu_assign_pointer(kvm->irq_routing, irq_rt);
1005 }
1006 #endif
1007
1008 static inline int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args)
1009 {
1010         return -ENOSYS;
1011 }
1012
1013 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD */
1014
1015 #ifdef CONFIG_KVM_APIC_ARCHITECTURE
1016 static inline bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu)
1017 {
1018         return vcpu->kvm->bsp_vcpu_id == vcpu->vcpu_id;
1019 }
1020
1021 bool kvm_vcpu_compatible(struct kvm_vcpu *vcpu);
1022
1023 #else
1024
1025 static inline bool kvm_vcpu_compatible(struct kvm_vcpu *vcpu) { return true; }
1026
1027 #endif
1028
1029 #ifdef __KVM_HAVE_DEVICE_ASSIGNMENT
1030
1031 long kvm_vm_ioctl_assigned_device(struct kvm *kvm, unsigned ioctl,
1032                                   unsigned long arg);
1033
1034 #else
1035
1036 static inline long kvm_vm_ioctl_assigned_device(struct kvm *kvm, unsigned ioctl,
1037                                                 unsigned long arg)
1038 {
1039         return -ENOTTY;
1040 }
1041
1042 #endif
1043
1044 static inline void kvm_make_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1045 {
1046         set_bit(req, &vcpu->requests);
1047 }
1048
1049 static inline bool kvm_check_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1050 {
1051         if (test_bit(req, &vcpu->requests)) {
1052                 clear_bit(req, &vcpu->requests);
1053                 return true;
1054         } else {
1055                 return false;
1056         }
1057 }
1058
1059 #ifdef 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         vcpu->spin_loop.in_spin_loop = val;
1064 }
1065 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1066 {
1067         vcpu->spin_loop.dy_eligible = val;
1068 }
1069
1070 #else /* !CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1071
1072 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1073 {
1074 }
1075
1076 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1077 {
1078 }
1079
1080 static inline bool kvm_vcpu_eligible_for_directed_yield(struct kvm_vcpu *vcpu)
1081 {
1082         return true;
1083 }
1084
1085 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1086 #endif
1087