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