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 /*
  37  * The bit 16 ~ bit 31 of kvm_memory_region::flags are internally used
  38  * in kvm, other bits are visible for userspace which are defined in
  39  * include/linux/kvm_h.
  40  */
  41 #define KVM_MEMSLOT_INVALID     (1UL << 16)
  42 #define KVM_MEMSLOT_INCOHERENT  (1UL << 17)
  43
  44 /* Two fragments for cross MMIO pages. */
  45 #define KVM_MAX_MMIO_FRAGMENTS  2
  46
  47 /*
  48  * For the normal pfn, the highest 12 bits should be zero,
  49  * so we can mask bit 62 ~ bit 52  to indicate the error pfn,
  50  * mask bit 63 to indicate the noslot pfn.
  51  */
  52 #define KVM_PFN_ERR_MASK        (0x7ffULL << 52)
  53 #define KVM_PFN_ERR_NOSLOT_MASK (0xfffULL << 52)
  54 #define KVM_PFN_NOSLOT          (0x1ULL << 63)
  55
  56 #define KVM_PFN_ERR_FAULT       (KVM_PFN_ERR_MASK)
  57 #define KVM_PFN_ERR_HWPOISON    (KVM_PFN_ERR_MASK + 1)
  58 #define KVM_PFN_ERR_RO_FAULT    (KVM_PFN_ERR_MASK + 2)
  59
  60 /*
  61  * error pfns indicate that the gfn is in slot but faild to
  62  * translate it to pfn on host.
  63  */
  64 static inline bool is_error_pfn(pfn_t pfn)
  65 {
  66         return !!(pfn & KVM_PFN_ERR_MASK);
  67 }
  68
  69 /*
  70  * error_noslot pfns indicate that the gfn can not be
  71  * translated to pfn - it is not in slot or failed to
  72  * translate it to pfn.
  73  */
  74 static inline bool is_error_noslot_pfn(pfn_t pfn)
  75 {
  76         return !!(pfn & KVM_PFN_ERR_NOSLOT_MASK);
  77 }
  78
  79 /* noslot pfn indicates that the gfn is not in slot. */
  80 static inline bool is_noslot_pfn(pfn_t pfn)
  81 {
  82         return pfn == KVM_PFN_NOSLOT;
  83 }
  84
  85 /*
  86  * architectures with KVM_HVA_ERR_BAD other than PAGE_OFFSET (e.g. s390)
  87  * provide own defines and kvm_is_error_hva
  88  */
  89 #ifndef KVM_HVA_ERR_BAD
  90
  91 #define KVM_HVA_ERR_BAD         (PAGE_OFFSET)
  92 #define KVM_HVA_ERR_RO_BAD      (PAGE_OFFSET + PAGE_SIZE)
  93
  94 static inline bool kvm_is_error_hva(unsigned long addr)
  95 {
  96         return addr >= PAGE_OFFSET;
  97 }
  98
  99 #endif
 100
 101 #define KVM_ERR_PTR_BAD_PAGE    (ERR_PTR(-ENOENT))
 102
 103 static inline bool is_error_page(struct page *page)
 104 {
 105         return IS_ERR(page);
 106 }
 107
 108 /*
 109  * vcpu->requests bit members
 110  */
 111 #define KVM_REQ_TLB_FLUSH          0
 112 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER      1
 113 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS  2
 114 #define KVM_REQ_MMU_RELOAD         3
 115 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT       4
 116 #define KVM_REQ_PENDING_TIMER      5
 117 #define KVM_REQ_UNHALT             6
 118 #define KVM_REQ_MMU_SYNC           7
 119 #define KVM_REQ_CLOCK_UPDATE       8
 120 #define KVM_REQ_KICK               9
 121 #define KVM_REQ_DEACTIVATE_FPU    10
 122 #define KVM_REQ_EVENT             11
 123 #define KVM_REQ_APF_HALT          12
 124 #define KVM_REQ_STEAL_UPDATE      13
 125 #define KVM_REQ_NMI               14
 126 #define KVM_REQ_PMU               15
 127 #define KVM_REQ_PMI               16
 128 #define KVM_REQ_WATCHDOG          17
 129 #define KVM_REQ_MASTERCLOCK_UPDATE 18
 130 #define KVM_REQ_MCLOCK_INPROGRESS 19
 131 #define KVM_REQ_EPR_EXIT          20
 132 #define KVM_REQ_SCAN_IOAPIC       21
 133 #define KVM_REQ_GLOBAL_CLOCK_UPDATE 22
 134 #define KVM_REQ_ENABLE_IBS        23
 135 #define KVM_REQ_DISABLE_IBS       24
 136 #define KVM_REQ_APIC_PAGE_RELOAD  25
 137
 138 #define KVM_USERSPACE_IRQ_SOURCE_ID             0
 139 #define KVM_IRQFD_RESAMPLE_IRQ_SOURCE_ID        1
 140
 141 extern struct kmem_cache *kvm_vcpu_cache;
 142
 143 extern spinlock_t kvm_lock;
 144 extern struct list_head vm_list;
 145
 146 struct kvm_io_range {
 147         gpa_t addr;
 148         int len;
 149         struct kvm_io_device *dev;
 150 };
 151
 152 #define NR_IOBUS_DEVS 1000
 153
 154 struct kvm_io_bus {
 155         int dev_count;
 156         int ioeventfd_count;
 157         struct kvm_io_range range[];
 158 };
 159
 160 enum kvm_bus {
 161         KVM_MMIO_BUS,
 162         KVM_PIO_BUS,
 163         KVM_VIRTIO_CCW_NOTIFY_BUS,
 164         KVM_FAST_MMIO_BUS,
 165         KVM_NR_BUSES
 166 };
 167
 168 int kvm_io_bus_write(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
 169                      int len, const void *val);
 170 int kvm_io_bus_write_cookie(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_bus bus_idx,
 171                             gpa_t addr, int len, const void *val, long cookie);
 172 int kvm_io_bus_read(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
 173                     int len, void *val);
 174 int kvm_io_bus_register_dev(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
 175                             int len, struct kvm_io_device *dev);
 176 int kvm_io_bus_unregister_dev(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx,
 177                               struct kvm_io_device *dev);
 178
 179 #ifdef CONFIG_KVM_ASYNC_PF
 180 struct kvm_async_pf {
 181         struct work_struct work;
 182         struct list_head link;
 183         struct list_head queue;
 184         struct kvm_vcpu *vcpu;
 185         struct mm_struct *mm;
 186         gva_t gva;
 187         unsigned long addr;
 188         struct kvm_arch_async_pf arch;
 189         bool   wakeup_all;
 190 };
 191
 192 void kvm_clear_async_pf_completion_queue(struct kvm_vcpu *vcpu);
 193 void kvm_check_async_pf_completion(struct kvm_vcpu *vcpu);
 194 int kvm_setup_async_pf(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, unsigned long hva,
 195                        struct kvm_arch_async_pf *arch);
 196 int kvm_async_pf_wakeup_all(struct kvm_vcpu *vcpu);
 197 #endif
 198
 199 enum {
 200         OUTSIDE_GUEST_MODE,
 201         IN_GUEST_MODE,
 202         EXITING_GUEST_MODE,
 203         READING_SHADOW_PAGE_TABLES,
 204 };
 205
 206 /*
 207  * Sometimes a large or cross-page mmio needs to be broken up into separate
 208  * exits for userspace servicing.
 209  */
 210 struct kvm_mmio_fragment {
 211         gpa_t gpa;
 212         void *data;
 213         unsigned len;
 214 };
 215
 216 struct kvm_vcpu {
 217         struct kvm *kvm;
 218 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
 219         struct preempt_notifier preempt_notifier;
 220 #endif
 221         int cpu;
 222         int vcpu_id;
 223         int srcu_idx;
 224         int mode;
 225         unsigned long requests;
 226         unsigned long guest_debug;
 227
 228         struct mutex mutex;
 229         struct kvm_run *run;
 230
 231         int fpu_active;
 232         int guest_fpu_loaded, guest_xcr0_loaded;
 233         unsigned char fpu_counter;
 234         wait_queue_head_t wq;
 235         struct pid *pid;
 236         int sigset_active;
 237         sigset_t sigset;
 238         struct kvm_vcpu_stat stat;
 239
 240 #ifdef CONFIG_HAS_IOMEM
 241         int mmio_needed;
 242         int mmio_read_completed;
 243         int mmio_is_write;
 244         int mmio_cur_fragment;
 245         int mmio_nr_fragments;
 246         struct kvm_mmio_fragment mmio_fragments[KVM_MAX_MMIO_FRAGMENTS];
 247 #endif
 248
 249 #ifdef CONFIG_KVM_ASYNC_PF
 250         struct {
 251                 u32 queued;
 252                 struct list_head queue;
 253                 struct list_head done;
 254                 spinlock_t lock;
 255         } async_pf;
 256 #endif
 257
 258 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
 259         /*
 260          * Cpu relax intercept or pause loop exit optimization
 261          * in_spin_loop: set when a vcpu does a pause loop exit
 262          *  or cpu relax intercepted.
 263          * dy_eligible: indicates whether vcpu is eligible for directed yield.
 264          */
 265         struct {
 266                 bool in_spin_loop;
 267                 bool dy_eligible;
 268         } spin_loop;
 269 #endif
 270         bool preempted;
 271         struct kvm_vcpu_arch arch;
 272 };
 273
 274 static inline int kvm_vcpu_exiting_guest_mode(struct kvm_vcpu *vcpu)
 275 {
 276         return cmpxchg(&vcpu->mode, IN_GUEST_MODE, EXITING_GUEST_MODE);
 277 }
 278
 279 /*
 280  * Some of the bitops functions do not support too long bitmaps.
 281  * This number must be determined not to exceed such limits.
 282  */
 283 #define KVM_MEM_MAX_NR_PAGES ((1UL << 31) - 1)
 284
 285 struct kvm_memory_slot {
 286         gfn_t base_gfn;
 287         unsigned long npages;
 288         unsigned long *dirty_bitmap;
 289         struct kvm_arch_memory_slot arch;
 290         unsigned long userspace_addr;
 291         u32 flags;
 292         short id;
 293 };
 294
 295 static inline unsigned long kvm_dirty_bitmap_bytes(struct kvm_memory_slot *memslot)
 296 {
 297         return ALIGN(memslot->npages, BITS_PER_LONG) / 8;
 298 }
 299
 300 struct kvm_s390_adapter_int {
 301         u64 ind_addr;
 302         u64 summary_addr;
 303         u64 ind_offset;
 304         u32 summary_offset;
 305         u32 adapter_id;
 306 };
 307
 308 struct kvm_kernel_irq_routing_entry {
 309         u32 gsi;
 310         u32 type;
 311         int (*set)(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
 312                    struct kvm *kvm, int irq_source_id, int level,
 313                    bool line_status);
 314         union {
 315                 struct {
 316                         unsigned irqchip;
 317                         unsigned pin;
 318                 } irqchip;
 319                 struct msi_msg msi;
 320                 struct kvm_s390_adapter_int adapter;
 321         };
 322         struct hlist_node link;
 323 };
 324
 325 #ifndef KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS
 326 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 0
 327 #endif
 328
 329 #ifndef KVM_MEM_SLOTS_NUM
 330 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
 331 #endif
 332
 333 /*
 334  * Note:
 335  * memslots are not sorted by id anymore, please use id_to_memslot()
 336  * to get the memslot by its id.
 337  */
 338 struct kvm_memslots {
 339         u64 generation;
 340         struct kvm_memory_slot memslots[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
 341         /* The mapping table from slot id to the index in memslots[]. */
 342         short id_to_index[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
 343         atomic_t lru_slot;
 344         int used_slots;
 345 };
 346
 347 struct kvm {
 348         spinlock_t mmu_lock;
 349         struct mutex slots_lock;
 350         struct mm_struct *mm; /* userspace tied to this vm */
 351         struct kvm_memslots *memslots;
 352         struct srcu_struct srcu;
 353         struct srcu_struct irq_srcu;
 354 #ifdef CONFIG_KVM_APIC_ARCHITECTURE
 355         u32 bsp_vcpu_id;
 356 #endif
 357         struct kvm_vcpu *vcpus[KVM_MAX_VCPUS];
 358         atomic_t online_vcpus;
 359         int last_boosted_vcpu;
 360         struct list_head vm_list;
 361         struct mutex lock;
 362         struct kvm_io_bus *buses[KVM_NR_BUSES];
 363 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
 364         struct {
 365                 spinlock_t        lock;
 366                 struct list_head  items;
 367                 struct list_head  resampler_list;
 368                 struct mutex      resampler_lock;
 369         } irqfds;
 370         struct list_head ioeventfds;
 371 #endif
 372         struct kvm_vm_stat stat;
 373         struct kvm_arch arch;
 374         atomic_t users_count;
 375 #ifdef KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET
 376         struct kvm_coalesced_mmio_ring *coalesced_mmio_ring;
 377         spinlock_t ring_lock;
 378         struct list_head coalesced_zones;
 379 #endif
 380
 381         struct mutex irq_lock;
 382 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
 383         /*
 384          * Update side is protected by irq_lock.
 385          */
 386         struct kvm_irq_routing_table __rcu *irq_routing;
 387 #endif
 388 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQFD
 389         struct hlist_head irq_ack_notifier_list;
 390 #endif
 391
 392 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
 393         struct mmu_notifier mmu_notifier;
 394         unsigned long mmu_notifier_seq;
 395         long mmu_notifier_count;
 396 #endif
 397         long tlbs_dirty;
 398         struct list_head devices;
 399 };
 400
 401 #define kvm_err(fmt, ...) \
 402         pr_err("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 403 #define kvm_info(fmt, ...) \
 404         pr_info("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 405 #define kvm_debug(fmt, ...) \
 406         pr_debug("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 407 #define kvm_pr_unimpl(fmt, ...) \
 408         pr_err_ratelimited("kvm [%i]: " fmt, \
 409                            task_tgid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 410
 411 /* The guest did something we don't support. */
 412 #define vcpu_unimpl(vcpu, fmt, ...)                                     \
 413         kvm_pr_unimpl("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id, ## __VA_ARGS__)
 414
 415 static inline struct kvm_vcpu *kvm_get_vcpu(struct kvm *kvm, int i)
 416 {
 417         smp_rmb();
 418         return kvm->vcpus[i];
 419 }
 420
 421 #define kvm_for_each_vcpu(idx, vcpup, kvm) \
 422         for (idx = 0; \
 423              idx < atomic_read(&kvm->online_vcpus) && \
 424              (vcpup = kvm_get_vcpu(kvm, idx)) != NULL; \
 425              idx++)
 426
 427 #define kvm_for_each_memslot(memslot, slots)    \
 428         for (memslot = &slots->memslots[0];     \
 429               memslot < slots->memslots + KVM_MEM_SLOTS_NUM && memslot->npages;\
 430                 memslot++)
 431
 432 int kvm_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm *kvm, unsigned id);
 433 void kvm_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
 434
 435 int __must_check vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
 436 void vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 437
 438 #ifdef __KVM_HAVE_IOAPIC
 439 void kvm_vcpu_request_scan_ioapic(struct kvm *kvm);
 440 #else
 441 static inline void kvm_vcpu_request_scan_ioapic(struct kvm *kvm)
 442 {
 443 }
 444 #endif
 445
 446 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQFD
 447 int kvm_irqfd_init(void);
 448 void kvm_irqfd_exit(void);
 449 #else
 450 static inline int kvm_irqfd_init(void)
 451 {
 452         return 0;
 453 }
 454
 455 static inline void kvm_irqfd_exit(void)
 456 {
 457 }
 458 #endif
 459 int kvm_init(void *opaque, unsigned vcpu_size, unsigned vcpu_align,
 460                   struct module *module);
 461 void kvm_exit(void);
 462
 463 void kvm_get_kvm(struct kvm *kvm);
 464 void kvm_put_kvm(struct kvm *kvm);
 465
 466 static inline struct kvm_memslots *kvm_memslots(struct kvm *kvm)
 467 {
 468         return rcu_dereference_check(kvm->memslots,
 469                         srcu_read_lock_held(&kvm->srcu)
 470                         || lockdep_is_held(&kvm->slots_lock));
 471 }
 472
 473 static inline struct kvm_memory_slot *
 474 id_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, int id)
 475 {
 476         int index = slots->id_to_index[id];
 477         struct kvm_memory_slot *slot;
 478
 479         slot = &slots->memslots[index];
 480
 481         WARN_ON(slot->id != id);
 482         return slot;
 483 }
 484
 485 /*
 486  * KVM_SET_USER_MEMORY_REGION ioctl allows the following operations:
 487  * - create a new memory slot
 488  * - delete an existing memory slot
 489  * - modify an existing memory slot
 490  *   -- move it in the guest physical memory space
 491  *   -- just change its flags
 492  *
 493  * Since flags can be changed by some of these operations, the following
 494  * differentiation is the best we can do for __kvm_set_memory_region():
 495  */
 496 enum kvm_mr_change {
 497         KVM_MR_CREATE,
 498         KVM_MR_DELETE,
 499         KVM_MR_MOVE,
 500         KVM_MR_FLAGS_ONLY,
 501 };
 502
 503 int kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 504                           const struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 505 int __kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 506                             const struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 507 void kvm_arch_free_memslot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *free,
 508                            struct kvm_memory_slot *dont);
 509 int kvm_arch_create_memslot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot,
 510                             unsigned long npages);
 511 void kvm_arch_memslots_updated(struct kvm *kvm, struct kvm_memslots *slots);
 512 int kvm_arch_prepare_memory_region(struct kvm *kvm,
 513                                 struct kvm_memory_slot *memslot,
 514                                 const struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 515                                 enum kvm_mr_change change);
 516 void kvm_arch_commit_memory_region(struct kvm *kvm,
 517                                 const struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 518                                 const struct kvm_memory_slot *old,
 519                                 const struct kvm_memory_slot *new,
 520                                 enum kvm_mr_change change);
 521 bool kvm_largepages_enabled(void);
 522 void kvm_disable_largepages(void);
 523 /* flush all memory translations */
 524 void kvm_arch_flush_shadow_all(struct kvm *kvm);
 525 /* flush memory translations pointing to 'slot' */
 526 void kvm_arch_flush_shadow_memslot(struct kvm *kvm,
 527                                    struct kvm_memory_slot *slot);
 528
 529 int gfn_to_page_many_atomic(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, struct page **pages,
 530                             int nr_pages);
 531
 532 struct page *gfn_to_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 533 unsigned long gfn_to_hva(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 534 unsigned long gfn_to_hva_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool *writable);
 535 unsigned long gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 536 unsigned long gfn_to_hva_memslot_prot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn,
 537                                       bool *writable);
 538 void kvm_release_page_clean(struct page *page);
 539 void kvm_release_page_dirty(struct page *page);
 540 void kvm_set_page_accessed(struct page *page);
 541
 542 pfn_t gfn_to_pfn_atomic(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 543 pfn_t gfn_to_pfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 544 pfn_t gfn_to_pfn_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool write_fault,
 545                       bool *writable);
 546 pfn_t gfn_to_pfn_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 547 pfn_t gfn_to_pfn_memslot_atomic(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 548 pfn_t __gfn_to_pfn_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn, bool atomic,
 549                            bool *async, bool write_fault, bool *writable);
 550
 551 void kvm_release_pfn_clean(pfn_t pfn);
 552 void kvm_set_pfn_dirty(pfn_t pfn);
 553 void kvm_set_pfn_accessed(pfn_t pfn);
 554 void kvm_get_pfn(pfn_t pfn);
 555
 556 int kvm_read_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, void *data, int offset,
 557                         int len);
 558 int kvm_read_guest_atomic(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data,
 559                           unsigned long len);
 560 int kvm_read_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data, unsigned long len);
 561 int kvm_read_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 562                            void *data, unsigned long len);
 563 int kvm_write_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, const void *data,
 564                          int offset, int len);
 565 int kvm_write_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, const void *data,
 566                     unsigned long len);
 567 int kvm_write_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 568                            void *data, unsigned long len);
 569 int kvm_gfn_to_hva_cache_init(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 570                               gpa_t gpa, unsigned long len);
 571 int kvm_clear_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, int offset, int len);
 572 int kvm_clear_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, unsigned long len);
 573 struct kvm_memory_slot *gfn_to_memslot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 574 int kvm_is_visible_gfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 575 unsigned long kvm_host_page_size(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 576 void mark_page_dirty(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 577
 578 void kvm_vcpu_block(struct kvm_vcpu *vcpu);
 579 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 580 int kvm_vcpu_yield_to(struct kvm_vcpu *target);
 581 void kvm_vcpu_on_spin(struct kvm_vcpu *vcpu);
 582 void kvm_load_guest_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
 583 void kvm_put_guest_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
 584
 585 void kvm_flush_remote_tlbs(struct kvm *kvm);
 586 void kvm_reload_remote_mmus(struct kvm *kvm);
 587 void kvm_make_mclock_inprogress_request(struct kvm *kvm);
 588 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
 589 bool kvm_make_all_cpus_request(struct kvm *kvm, unsigned int req);
 590
 591 long kvm_arch_dev_ioctl(struct file *filp,
 592                         unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 593 long kvm_arch_vcpu_ioctl(struct file *filp,
 594                          unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 595 int kvm_arch_vcpu_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vm_fault *vmf);
 596
 597 int kvm_vm_ioctl_check_extension(struct kvm *kvm, long ext);
 598
 599 int kvm_get_dirty_log(struct kvm *kvm,
 600                         struct kvm_dirty_log *log, int *is_dirty);
 601
 602 int kvm_get_dirty_log_protect(struct kvm *kvm,
 603                         struct kvm_dirty_log *log, bool *is_dirty);
 604
 605 void kvm_arch_mmu_enable_log_dirty_pt_masked(struct kvm *kvm,
 606                                         struct kvm_memory_slot *slot,
 607                                         gfn_t gfn_offset,
 608                                         unsigned long mask);
 609
 610 int kvm_vm_ioctl_get_dirty_log(struct kvm *kvm,
 611                                 struct kvm_dirty_log *log);
 612
 613 int kvm_vm_ioctl_irq_line(struct kvm *kvm, struct kvm_irq_level *irq_level,
 614                         bool line_status);
 615 long kvm_arch_vm_ioctl(struct file *filp,
 616                        unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 617
 618 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
 619 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
 620
 621 int kvm_arch_vcpu_ioctl_translate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 622                                     struct kvm_translation *tr);
 623
 624 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
 625 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
 626 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 627                                   struct kvm_sregs *sregs);
 628 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 629                                   struct kvm_sregs *sregs);
 630 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 631                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
 632 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 633                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
 634 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_guest_debug(struct kvm_vcpu *vcpu,
 635                                         struct kvm_guest_debug *dbg);
 636 int kvm_arch_vcpu_ioctl_run(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *kvm_run);
 637
 638 int kvm_arch_init(void *opaque);
 639 void kvm_arch_exit(void);
 640
 641 int kvm_arch_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
 642 void kvm_arch_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
 643
 644 void kvm_arch_sched_in(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 645
 646 void kvm_arch_vcpu_free(struct kvm_vcpu *vcpu);
 647 void kvm_arch_vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 648 void kvm_arch_vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 649 struct kvm_vcpu *kvm_arch_vcpu_create(struct kvm *kvm, unsigned int id);
 650 int kvm_arch_vcpu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
 651 void kvm_arch_vcpu_postcreate(struct kvm_vcpu *vcpu);
 652 void kvm_arch_vcpu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
 653
 654 int kvm_arch_hardware_enable(void);
 655 void kvm_arch_hardware_disable(void);
 656 int kvm_arch_hardware_setup(void);
 657 void kvm_arch_hardware_unsetup(void);
 658 void kvm_arch_check_processor_compat(void *rtn);
 659 int kvm_arch_vcpu_runnable(struct kvm_vcpu *vcpu);
 660 int kvm_arch_vcpu_should_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 661
 662 void *kvm_kvzalloc(unsigned long size);
 663
 664 #ifndef __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
 665 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
 666 {
 667         return kzalloc(sizeof(struct kvm), GFP_KERNEL);
 668 }
 669
 670 static inline void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm)
 671 {
 672         kfree(kvm);
 673 }
 674 #endif
 675
 676 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
 677 void kvm_arch_register_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 678 void kvm_arch_unregister_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 679 bool kvm_arch_has_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 680 #else
 681 static inline void kvm_arch_register_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 682 {
 683 }
 684
 685 static inline void kvm_arch_unregister_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 686 {
 687 }
 688
 689 static inline bool kvm_arch_has_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 690 {
 691         return false;
 692 }
 693 #endif
 694
 695 static inline wait_queue_head_t *kvm_arch_vcpu_wq(struct kvm_vcpu *vcpu)
 696 {
 697 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_WQP
 698         return vcpu->arch.wqp;
 699 #else
 700         return &vcpu->wq;
 701 #endif
 702 }
 703
 704 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_INTC_INITIALIZED
 705 /*
 706  * returns true if the virtual interrupt controller is initialized and
 707  * ready to accept virtual IRQ. On some architectures the virtual interrupt
 708  * controller is dynamically instantiated and this is not always true.
 709  */
 710 bool kvm_arch_intc_initialized(struct kvm *kvm);
 711 #else
 712 static inline bool kvm_arch_intc_initialized(struct kvm *kvm)
 713 {
 714         return true;
 715 }
 716 #endif
 717
 718 int kvm_arch_init_vm(struct kvm *kvm, unsigned long type);
 719 void kvm_arch_destroy_vm(struct kvm *kvm);
 720 void kvm_arch_sync_events(struct kvm *kvm);
 721
 722 int kvm_cpu_has_pending_timer(struct kvm_vcpu *vcpu);
 723 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 724
 725 bool kvm_is_reserved_pfn(pfn_t pfn);
 726
 727 struct kvm_irq_ack_notifier {
 728         struct hlist_node link;
 729         unsigned gsi;
 730         void (*irq_acked)(struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 731 };
 732
 733 int kvm_irq_map_gsi(struct kvm *kvm,
 734                     struct kvm_kernel_irq_routing_entry *entries, int gsi);
 735 int kvm_irq_map_chip_pin(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
 736
 737 int kvm_set_irq(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level,
 738                 bool line_status);
 739 int kvm_set_irq_inatomic(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level);
 740 int kvm_set_msi(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *irq_entry, struct kvm *kvm,
 741                 int irq_source_id, int level, bool line_status);
 742 bool kvm_irq_has_notifier(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
 743 void kvm_notify_acked_irq(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
 744 void kvm_register_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
 745                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 746 void kvm_unregister_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
 747                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 748 int kvm_request_irq_source_id(struct kvm *kvm);
 749 void kvm_free_irq_source_id(struct kvm *kvm, int irq_source_id);
 750
 751 #ifdef CONFIG_KVM_DEVICE_ASSIGNMENT
 752 int kvm_iommu_map_pages(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot);
 753 void kvm_iommu_unmap_pages(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot);
 754 #else
 755 static inline int kvm_iommu_map_pages(struct kvm *kvm,
 756                                       struct kvm_memory_slot *slot)
 757 {
 758         return 0;
 759 }
 760
 761 static inline void kvm_iommu_unmap_pages(struct kvm *kvm,
 762                                          struct kvm_memory_slot *slot)
 763 {
 764 }
 765 #endif
 766
 767 /* must be called with irqs disabled */
 768 static inline void __kvm_guest_enter(void)
 769 {
 770         guest_enter();
 771         /* KVM does not hold any references to rcu protected data when it
 772          * switches CPU into a guest mode. In fact switching to a guest mode
 773          * is very similar to exiting to userspace from rcu point of view. In
 774          * addition CPU may stay in a guest mode for quite a long time (up to
 775          * one time slice). Lets treat guest mode as quiescent state, just like
 776          * we do with user-mode execution.
 777          */
 778         if (!context_tracking_cpu_is_enabled())
 779                 rcu_virt_note_context_switch(smp_processor_id());
 780 }
 781
 782 /* must be called with irqs disabled */
 783 static inline void __kvm_guest_exit(void)
 784 {
 785         guest_exit();
 786 }
 787
 788 static inline void kvm_guest_enter(void)
 789 {
 790         unsigned long flags;
 791
 792         local_irq_save(flags);
 793         __kvm_guest_enter();
 794         local_irq_restore(flags);
 795 }
 796
 797 static inline void kvm_guest_exit(void)
 798 {
 799         unsigned long flags;
 800
 801         local_irq_save(flags);
 802         __kvm_guest_exit();
 803         local_irq_restore(flags);
 804 }
 805
 806 /*
 807  * search_memslots() and __gfn_to_memslot() are here because they are
 808  * used in non-modular code in arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_mmu.c.
 809  * gfn_to_memslot() itself isn't here as an inline because that would
 810  * bloat other code too much.
 811  */
 812 static inline struct kvm_memory_slot *
 813 search_memslots(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
 814 {
 815         int start = 0, end = slots->used_slots;
 816         int slot = atomic_read(&slots->lru_slot);
 817         struct kvm_memory_slot *memslots = slots->memslots;
 818
 819         if (gfn >= memslots[slot].base_gfn &&
 820             gfn < memslots[slot].base_gfn + memslots[slot].npages)
 821                 return &memslots[slot];
 822
 823         while (start < end) {
 824                 slot = start + (end - start) / 2;
 825
 826                 if (gfn >= memslots[slot].base_gfn)
 827                         end = slot;
 828                 else
 829                         start = slot + 1;
 830         }
 831
 832         if (gfn >= memslots[start].base_gfn &&
 833             gfn < memslots[start].base_gfn + memslots[start].npages) {
 834                 atomic_set(&slots->lru_slot, start);
 835                 return &memslots[start];
 836         }
 837
 838         return NULL;
 839 }
 840
 841 static inline struct kvm_memory_slot *
 842 __gfn_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
 843 {
 844         return search_memslots(slots, gfn);
 845 }
 846
 847 static inline unsigned long
 848 __gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn)
 849 {
 850         return slot->userspace_addr + (gfn - slot->base_gfn) * PAGE_SIZE;
 851 }
 852
 853 static inline int memslot_id(struct kvm *kvm, gfn_t gfn)
 854 {
 855         return gfn_to_memslot(kvm, gfn)->id;
 856 }
 857
 858 static inline gfn_t
 859 hva_to_gfn_memslot(unsigned long hva, struct kvm_memory_slot *slot)
 860 {
 861         gfn_t gfn_offset = (hva - slot->userspace_addr) >> PAGE_SHIFT;
 862
 863         return slot->base_gfn + gfn_offset;
 864 }
 865
 866 static inline gpa_t gfn_to_gpa(gfn_t gfn)
 867 {
 868         return (gpa_t)gfn << PAGE_SHIFT;
 869 }
 870
 871 static inline gfn_t gpa_to_gfn(gpa_t gpa)
 872 {
 873         return (gfn_t)(gpa >> PAGE_SHIFT);
 874 }
 875
 876 static inline hpa_t pfn_to_hpa(pfn_t pfn)
 877 {
 878         return (hpa_t)pfn << PAGE_SHIFT;
 879 }
 880
 881 static inline bool kvm_is_error_gpa(struct kvm *kvm, gpa_t gpa)
 882 {
 883         unsigned long hva = gfn_to_hva(kvm, gpa_to_gfn(gpa));
 884
 885         return kvm_is_error_hva(hva);
 886 }
 887
 888 static inline void kvm_migrate_timers(struct kvm_vcpu *vcpu)
 889 {
 890         set_bit(KVM_REQ_MIGRATE_TIMER, &vcpu->requests);
 891 }
 892
 893 enum kvm_stat_kind {
 894         KVM_STAT_VM,
 895         KVM_STAT_VCPU,
 896 };
 897
 898 struct kvm_stats_debugfs_item {
 899         const char *name;
 900         int offset;
 901         enum kvm_stat_kind kind;
 902         struct dentry *dentry;
 903 };
 904 extern struct kvm_stats_debugfs_item debugfs_entries[];
 905 extern struct dentry *kvm_debugfs_dir;
 906
 907 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
 908 static inline int mmu_notifier_retry(struct kvm *kvm, unsigned long mmu_seq)
 909 {
 910         if (unlikely(kvm->mmu_notifier_count))
 911                 return 1;
 912         /*
 913          * Ensure the read of mmu_notifier_count happens before the read
 914          * of mmu_notifier_seq.  This interacts with the smp_wmb() in
 915          * mmu_notifier_invalidate_range_end to make sure that the caller
 916          * either sees the old (non-zero) value of mmu_notifier_count or
 917          * the new (incremented) value of mmu_notifier_seq.
 918          * PowerPC Book3s HV KVM calls this under a per-page lock
 919          * rather than under kvm->mmu_lock, for scalability, so
 920          * can't rely on kvm->mmu_lock to keep things ordered.
 921          */
 922         smp_rmb();
 923         if (kvm->mmu_notifier_seq != mmu_seq)
 924                 return 1;
 925         return 0;
 926 }
 927 #endif
 928
 929 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_ROUTING
 930
 931 #ifdef CONFIG_S390
 932 #define KVM_MAX_IRQ_ROUTES 4096 //FIXME: we can have more than that...
 933 #else
 934 #define KVM_MAX_IRQ_ROUTES 1024
 935 #endif
 936
 937 int kvm_setup_default_irq_routing(struct kvm *kvm);
 938 int kvm_set_irq_routing(struct kvm *kvm,
 939                         const struct kvm_irq_routing_entry *entries,
 940                         unsigned nr,
 941                         unsigned flags);
 942 int kvm_set_routing_entry(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
 943                           const struct kvm_irq_routing_entry *ue);
 944 void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm);
 945
 946 #else
 947
 948 static inline void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm) {}
 949
 950 #endif
 951
 952 int kvm_send_userspace_msi(struct kvm *kvm, struct kvm_msi *msi);
 953
 954 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
 955
 956 void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm);
 957 int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args);
 958
 959 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQFD
 960 int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args);
 961 void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm);
 962 void kvm_irq_routing_update(struct kvm *);
 963 #else
 964 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
 965 {
 966         return -EINVAL;
 967 }
 968
 969 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
 970 #endif
 971
 972 #else
 973
 974 static inline void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm) {}
 975
 976 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
 977 {
 978         return -EINVAL;
 979 }
 980
 981 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
 982
 983 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
 984 static inline void kvm_irq_routing_update(struct kvm *kvm)
 985 {
 986 }
 987 #endif
 988
 989 static inline int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args)
 990 {
 991         return -ENOSYS;
 992 }
 993
 994 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD */
 995
 996 #ifdef CONFIG_KVM_APIC_ARCHITECTURE
 997 static inline bool kvm_vcpu_is_reset_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu)
 998 {
 999         return vcpu->kvm->bsp_vcpu_id == vcpu->vcpu_id;
1000 }
1001
1002 static inline bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu)
1003 {
1004         return (vcpu->arch.apic_base & MSR_IA32_APICBASE_BSP) != 0;
1005 }
1006
1007 bool kvm_vcpu_compatible(struct kvm_vcpu *vcpu);
1008
1009 #else
1010
1011 static inline bool kvm_vcpu_compatible(struct kvm_vcpu *vcpu) { return true; }
1012
1013 #endif
1014
1015 static inline void kvm_make_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1016 {
1017         set_bit(req, &vcpu->requests);
1018 }
1019
1020 static inline bool kvm_check_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1021 {
1022         if (test_bit(req, &vcpu->requests)) {
1023                 clear_bit(req, &vcpu->requests);
1024                 return true;
1025         } else {
1026                 return false;
1027         }
1028 }
1029
1030 extern bool kvm_rebooting;
1031
1032 struct kvm_device {
1033         struct kvm_device_ops *ops;
1034         struct kvm *kvm;
1035         void *private;
1036         struct list_head vm_node;
1037 };
1038
1039 /* create, destroy, and name are mandatory */
1040 struct kvm_device_ops {
1041         const char *name;
1042         int (*create)(struct kvm_device *dev, u32 type);
1043
1044         /*
1045          * Destroy is responsible for freeing dev.
1046          *
1047          * Destroy may be called before or after destructors are called
1048          * on emulated I/O regions, depending on whether a reference is
1049          * held by a vcpu or other kvm component that gets destroyed
1050          * after the emulated I/O.
1051          */
1052         void (*destroy)(struct kvm_device *dev);
1053
1054         int (*set_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1055         int (*get_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1056         int (*has_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1057         long (*ioctl)(struct kvm_device *dev, unsigned int ioctl,
1058                       unsigned long arg);
1059 };
1060
1061 void kvm_device_get(struct kvm_device *dev);
1062 void kvm_device_put(struct kvm_device *dev);
1063 struct kvm_device *kvm_device_from_filp(struct file *filp);
1064 int kvm_register_device_ops(struct kvm_device_ops *ops, u32 type);
1065 void kvm_unregister_device_ops(u32 type);
1066
1067 extern struct kvm_device_ops kvm_mpic_ops;
1068 extern struct kvm_device_ops kvm_xics_ops;
1069 extern struct kvm_device_ops kvm_arm_vgic_v2_ops;
1070 extern struct kvm_device_ops kvm_arm_vgic_v3_ops;
1071
1072 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
1073
1074 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1075 {
1076         vcpu->spin_loop.in_spin_loop = val;
1077 }
1078 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1079 {
1080         vcpu->spin_loop.dy_eligible = val;
1081 }
1082
1083 #else /* !CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1084
1085 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1086 {
1087 }
1088
1089 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1090 {
1091 }
1092 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1093 #endif
1094