include/linux/kvm_host.h

   1 #ifndef __KVM_HOST_H
   2 #define __KVM_HOST_H
   3
   4 /*
   5  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
   6  * the COPYING file in the top-level directory.
   7  */
   8
   9 #include <linux/types.h>
  10 #include <linux/hardirq.h>
  11 #include <linux/list.h>
  12 #include <linux/mutex.h>
  13 #include <linux/spinlock.h>
  14 #include <linux/signal.h>
  15 #include <linux/sched.h>
  16 #include <linux/bug.h>
  17 #include <linux/mm.h>
  18 #include <linux/mmu_notifier.h>
  19 #include <linux/preempt.h>
  20 #include <linux/msi.h>
  21 #include <linux/slab.h>
  22 #include <linux/rcupdate.h>
  23 #include <linux/ratelimit.h>
  24 #include <linux/err.h>
  25 #include <linux/irqflags.h>
  26 #include <linux/context_tracking.h>
  27 #include <asm/signal.h>
  28
  29 #include <linux/kvm.h>
  30 #include <linux/kvm_para.h>
  31
  32 #include <linux/kvm_types.h>
  33
  34 #include <asm/kvm_host.h>
  35
  36 #ifndef KVM_MMIO_SIZE
  37 #define KVM_MMIO_SIZE 8
  38 #endif
  39
  40 /*
  41  * The bit 16 ~ bit 31 of kvm_memory_region::flags are internally used
  42  * in kvm, other bits are visible for userspace which are defined in
  43  * include/linux/kvm_h.
  44  */
  45 #define KVM_MEMSLOT_INVALID     (1UL << 16)
  46 #define KVM_MEMSLOT_INCOHERENT  (1UL << 17)
  47
  48 /* Two fragments for cross MMIO pages. */
  49 #define KVM_MAX_MMIO_FRAGMENTS  2
  50
  51 /*
  52  * For the normal pfn, the highest 12 bits should be zero,
  53  * so we can mask bit 62 ~ bit 52  to indicate the error pfn,
  54  * mask bit 63 to indicate the noslot pfn.
  55  */
  56 #define KVM_PFN_ERR_MASK        (0x7ffULL << 52)
  57 #define KVM_PFN_ERR_NOSLOT_MASK (0xfffULL << 52)
  58 #define KVM_PFN_NOSLOT          (0x1ULL << 63)
  59
  60 #define KVM_PFN_ERR_FAULT       (KVM_PFN_ERR_MASK)
  61 #define KVM_PFN_ERR_HWPOISON    (KVM_PFN_ERR_MASK + 1)
  62 #define KVM_PFN_ERR_RO_FAULT    (KVM_PFN_ERR_MASK + 2)
  63
  64 /*
  65  * error pfns indicate that the gfn is in slot but faild to
  66  * translate it to pfn on host.
  67  */
  68 static inline bool is_error_pfn(pfn_t pfn)
  69 {
  70         return !!(pfn & KVM_PFN_ERR_MASK);
  71 }
  72
  73 /*
  74  * error_noslot pfns indicate that the gfn can not be
  75  * translated to pfn - it is not in slot or failed to
  76  * translate it to pfn.
  77  */
  78 static inline bool is_error_noslot_pfn(pfn_t pfn)
  79 {
  80         return !!(pfn & KVM_PFN_ERR_NOSLOT_MASK);
  81 }
  82
  83 /* noslot pfn indicates that the gfn is not in slot. */
  84 static inline bool is_noslot_pfn(pfn_t pfn)
  85 {
  86         return pfn == KVM_PFN_NOSLOT;
  87 }
  88
  89 /*
  90  * architectures with KVM_HVA_ERR_BAD other than PAGE_OFFSET (e.g. s390)
  91  * provide own defines and kvm_is_error_hva
  92  */
  93 #ifndef KVM_HVA_ERR_BAD
  94
  95 #define KVM_HVA_ERR_BAD         (PAGE_OFFSET)
  96 #define KVM_HVA_ERR_RO_BAD      (PAGE_OFFSET + PAGE_SIZE)
  97
  98 static inline bool kvm_is_error_hva(unsigned long addr)
  99 {
 100         return addr >= PAGE_OFFSET;
 101 }
 102
 103 #endif
 104
 105 #define KVM_ERR_PTR_BAD_PAGE    (ERR_PTR(-ENOENT))
 106
 107 static inline bool is_error_page(struct page *page)
 108 {
 109         return IS_ERR(page);
 110 }
 111
 112 /*
 113  * vcpu->requests bit members
 114  */
 115 #define KVM_REQ_TLB_FLUSH          0
 116 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER      1
 117 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS  2
 118 #define KVM_REQ_MMU_RELOAD         3
 119 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT       4
 120 #define KVM_REQ_PENDING_TIMER      5
 121 #define KVM_REQ_UNHALT             6
 122 #define KVM_REQ_MMU_SYNC           7
 123 #define KVM_REQ_CLOCK_UPDATE       8
 124 #define KVM_REQ_KICK               9
 125 #define KVM_REQ_DEACTIVATE_FPU    10
 126 #define KVM_REQ_EVENT             11
 127 #define KVM_REQ_APF_HALT          12
 128 #define KVM_REQ_STEAL_UPDATE      13
 129 #define KVM_REQ_NMI               14
 130 #define KVM_REQ_PMU               15
 131 #define KVM_REQ_PMI               16
 132 #define KVM_REQ_WATCHDOG          17
 133 #define KVM_REQ_MASTERCLOCK_UPDATE 18
 134 #define KVM_REQ_MCLOCK_INPROGRESS 19
 135 #define KVM_REQ_EPR_EXIT          20
 136 #define KVM_REQ_SCAN_IOAPIC       21
 137 #define KVM_REQ_GLOBAL_CLOCK_UPDATE 22
 138 #define KVM_REQ_ENABLE_IBS        23
 139 #define KVM_REQ_DISABLE_IBS       24
 140 #define KVM_REQ_APIC_PAGE_RELOAD  25
 141
 142 #define KVM_USERSPACE_IRQ_SOURCE_ID             0
 143 #define KVM_IRQFD_RESAMPLE_IRQ_SOURCE_ID        1
 144
 145 extern struct kmem_cache *kvm_vcpu_cache;
 146
 147 extern spinlock_t kvm_lock;
 148 extern struct list_head vm_list;
 149
 150 struct kvm_io_range {
 151         gpa_t addr;
 152         int len;
 153         struct kvm_io_device *dev;
 154 };
 155
 156 #define NR_IOBUS_DEVS 1000
 157
 158 struct kvm_io_bus {
 159         int dev_count;
 160         int ioeventfd_count;
 161         struct kvm_io_range range[];
 162 };
 163
 164 enum kvm_bus {
 165         KVM_MMIO_BUS,
 166         KVM_PIO_BUS,
 167         KVM_VIRTIO_CCW_NOTIFY_BUS,
 168         KVM_FAST_MMIO_BUS,
 169         KVM_NR_BUSES
 170 };
 171
 172 int kvm_io_bus_write(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
 173                      int len, const void *val);
 174 int kvm_io_bus_write_cookie(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
 175                             int len, const void *val, long cookie);
 176 int kvm_io_bus_read(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr, int len,
 177                     void *val);
 178 int kvm_io_bus_register_dev(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
 179                             int len, struct kvm_io_device *dev);
 180 int kvm_io_bus_unregister_dev(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx,
 181                               struct kvm_io_device *dev);
 182
 183 #ifdef CONFIG_KVM_ASYNC_PF
 184 struct kvm_async_pf {
 185         struct work_struct work;
 186         struct list_head link;
 187         struct list_head queue;
 188         struct kvm_vcpu *vcpu;
 189         struct mm_struct *mm;
 190         gva_t gva;
 191         unsigned long addr;
 192         struct kvm_arch_async_pf arch;
 193         bool   wakeup_all;
 194 };
 195
 196 void kvm_clear_async_pf_completion_queue(struct kvm_vcpu *vcpu);
 197 void kvm_check_async_pf_completion(struct kvm_vcpu *vcpu);
 198 int kvm_setup_async_pf(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, unsigned long hva,
 199                        struct kvm_arch_async_pf *arch);
 200 int kvm_async_pf_wakeup_all(struct kvm_vcpu *vcpu);
 201 #endif
 202
 203 /*
 204  * Carry out a gup that requires IO. Allow the mm to relinquish the mmap
 205  * semaphore if the filemap/swap has to wait on a page lock. pagep == NULL
 206  * controls whether we retry the gup one more time to completion in that case.
 207  * Typically this is called after a FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT in the main tdp
 208  * handler.
 209  */
 210 int kvm_get_user_page_io(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
 211                          unsigned long addr, bool write_fault,
 212                          struct page **pagep);
 213
 214 enum {
 215         OUTSIDE_GUEST_MODE,
 216         IN_GUEST_MODE,
 217         EXITING_GUEST_MODE,
 218         READING_SHADOW_PAGE_TABLES,
 219 };
 220
 221 /*
 222  * Sometimes a large or cross-page mmio needs to be broken up into separate
 223  * exits for userspace servicing.
 224  */
 225 struct kvm_mmio_fragment {
 226         gpa_t gpa;
 227         void *data;
 228         unsigned len;
 229 };
 230
 231 struct kvm_vcpu {
 232         struct kvm *kvm;
 233 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
 234         struct preempt_notifier preempt_notifier;
 235 #endif
 236         int cpu;
 237         int vcpu_id;
 238         int srcu_idx;
 239         int mode;
 240         unsigned long requests;
 241         unsigned long guest_debug;
 242
 243         struct mutex mutex;
 244         struct kvm_run *run;
 245
 246         int fpu_active;
 247         int guest_fpu_loaded, guest_xcr0_loaded;
 248         wait_queue_head_t wq;
 249         struct pid *pid;
 250         int sigset_active;
 251         sigset_t sigset;
 252         struct kvm_vcpu_stat stat;
 253
 254 #ifdef CONFIG_HAS_IOMEM
 255         int mmio_needed;
 256         int mmio_read_completed;
 257         int mmio_is_write;
 258         int mmio_cur_fragment;
 259         int mmio_nr_fragments;
 260         struct kvm_mmio_fragment mmio_fragments[KVM_MAX_MMIO_FRAGMENTS];
 261 #endif
 262
 263 #ifdef CONFIG_KVM_ASYNC_PF
 264         struct {
 265                 u32 queued;
 266                 struct list_head queue;
 267                 struct list_head done;
 268                 spinlock_t lock;
 269         } async_pf;
 270 #endif
 271
 272 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
 273         /*
 274          * Cpu relax intercept or pause loop exit optimization
 275          * in_spin_loop: set when a vcpu does a pause loop exit
 276          *  or cpu relax intercepted.
 277          * dy_eligible: indicates whether vcpu is eligible for directed yield.
 278          */
 279         struct {
 280                 bool in_spin_loop;
 281                 bool dy_eligible;
 282         } spin_loop;
 283 #endif
 284         bool preempted;
 285         struct kvm_vcpu_arch arch;
 286 };
 287
 288 static inline int kvm_vcpu_exiting_guest_mode(struct kvm_vcpu *vcpu)
 289 {
 290         return cmpxchg(&vcpu->mode, IN_GUEST_MODE, EXITING_GUEST_MODE);
 291 }
 292
 293 /*
 294  * Some of the bitops functions do not support too long bitmaps.
 295  * This number must be determined not to exceed such limits.
 296  */
 297 #define KVM_MEM_MAX_NR_PAGES ((1UL << 31) - 1)
 298
 299 struct kvm_memory_slot {
 300         gfn_t base_gfn;
 301         unsigned long npages;
 302         unsigned long *dirty_bitmap;
 303         struct kvm_arch_memory_slot arch;
 304         unsigned long userspace_addr;
 305         u32 flags;
 306         short id;
 307 };
 308
 309 static inline unsigned long kvm_dirty_bitmap_bytes(struct kvm_memory_slot *memslot)
 310 {
 311         return ALIGN(memslot->npages, BITS_PER_LONG) / 8;
 312 }
 313
 314 struct kvm_s390_adapter_int {
 315         u64 ind_addr;
 316         u64 summary_addr;
 317         u64 ind_offset;
 318         u32 summary_offset;
 319         u32 adapter_id;
 320 };
 321
 322 struct kvm_kernel_irq_routing_entry {
 323         u32 gsi;
 324         u32 type;
 325         int (*set)(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
 326                    struct kvm *kvm, int irq_source_id, int level,
 327                    bool line_status);
 328         union {
 329                 struct {
 330                         unsigned irqchip;
 331                         unsigned pin;
 332                 } irqchip;
 333                 struct msi_msg msi;
 334                 struct kvm_s390_adapter_int adapter;
 335         };
 336         struct hlist_node link;
 337 };
 338
 339 #ifndef KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS
 340 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 0
 341 #endif
 342
 343 #ifndef KVM_MEM_SLOTS_NUM
 344 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
 345 #endif
 346
 347 /*
 348  * Note:
 349  * memslots are not sorted by id anymore, please use id_to_memslot()
 350  * to get the memslot by its id.
 351  */
 352 struct kvm_memslots {
 353         u64 generation;
 354         struct kvm_memory_slot memslots[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
 355         /* The mapping table from slot id to the index in memslots[]. */
 356         short id_to_index[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
 357         atomic_t lru_slot;
 358         int used_slots;
 359 };
 360
 361 struct kvm {
 362         spinlock_t mmu_lock;
 363         struct mutex slots_lock;
 364         struct mm_struct *mm; /* userspace tied to this vm */
 365         struct kvm_memslots *memslots;
 366         struct srcu_struct srcu;
 367         struct srcu_struct irq_srcu;
 368 #ifdef CONFIG_KVM_APIC_ARCHITECTURE
 369         u32 bsp_vcpu_id;
 370 #endif
 371         struct kvm_vcpu *vcpus[KVM_MAX_VCPUS];
 372         atomic_t online_vcpus;
 373         int last_boosted_vcpu;
 374         struct list_head vm_list;
 375         struct mutex lock;
 376         struct kvm_io_bus *buses[KVM_NR_BUSES];
 377 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
 378         struct {
 379                 spinlock_t        lock;
 380                 struct list_head  items;
 381                 struct list_head  resampler_list;
 382                 struct mutex      resampler_lock;
 383         } irqfds;
 384         struct list_head ioeventfds;
 385 #endif
 386         struct kvm_vm_stat stat;
 387         struct kvm_arch arch;
 388         atomic_t users_count;
 389 #ifdef KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET
 390         struct kvm_coalesced_mmio_ring *coalesced_mmio_ring;
 391         spinlock_t ring_lock;
 392         struct list_head coalesced_zones;
 393 #endif
 394
 395         struct mutex irq_lock;
 396 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
 397         /*
 398          * Update side is protected by irq_lock.
 399          */
 400         struct kvm_irq_routing_table __rcu *irq_routing;
 401 #endif
 402 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQFD
 403         struct hlist_head irq_ack_notifier_list;
 404 #endif
 405
 406 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
 407         struct mmu_notifier mmu_notifier;
 408         unsigned long mmu_notifier_seq;
 409         long mmu_notifier_count;
 410 #endif
 411         long tlbs_dirty;
 412         struct list_head devices;
 413 };
 414
 415 #define kvm_err(fmt, ...) \
 416         pr_err("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 417 #define kvm_info(fmt, ...) \
 418         pr_info("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 419 #define kvm_debug(fmt, ...) \
 420         pr_debug("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 421 #define kvm_pr_unimpl(fmt, ...) \
 422         pr_err_ratelimited("kvm [%i]: " fmt, \
 423                            task_tgid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 424
 425 /* The guest did something we don't support. */
 426 #define vcpu_unimpl(vcpu, fmt, ...)                                     \
 427         kvm_pr_unimpl("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id, ## __VA_ARGS__)
 428
 429 static inline struct kvm_vcpu *kvm_get_vcpu(struct kvm *kvm, int i)
 430 {
 431         smp_rmb();
 432         return kvm->vcpus[i];
 433 }
 434
 435 #define kvm_for_each_vcpu(idx, vcpup, kvm) \
 436         for (idx = 0; \
 437              idx < atomic_read(&kvm->online_vcpus) && \
 438              (vcpup = kvm_get_vcpu(kvm, idx)) != NULL; \
 439              idx++)
 440
 441 #define kvm_for_each_memslot(memslot, slots)    \
 442         for (memslot = &slots->memslots[0];     \
 443               memslot < slots->memslots + KVM_MEM_SLOTS_NUM && memslot->npages;\
 444                 memslot++)
 445
 446 int kvm_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm *kvm, unsigned id);
 447 void kvm_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
 448
 449 int __must_check vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
 450 void vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 451
 452 #ifdef __KVM_HAVE_IOAPIC
 453 void kvm_vcpu_request_scan_ioapic(struct kvm *kvm);
 454 #else
 455 static inline void kvm_vcpu_request_scan_ioapic(struct kvm *kvm)
 456 {
 457 }
 458 #endif
 459
 460 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQFD
 461 int kvm_irqfd_init(void);
 462 void kvm_irqfd_exit(void);
 463 #else
 464 static inline int kvm_irqfd_init(void)
 465 {
 466         return 0;
 467 }
 468
 469 static inline void kvm_irqfd_exit(void)
 470 {
 471 }
 472 #endif
 473 int kvm_init(void *opaque, unsigned vcpu_size, unsigned vcpu_align,
 474                   struct module *module);
 475 void kvm_exit(void);
 476
 477 void kvm_get_kvm(struct kvm *kvm);
 478 void kvm_put_kvm(struct kvm *kvm);
 479
 480 static inline struct kvm_memslots *kvm_memslots(struct kvm *kvm)
 481 {
 482         return rcu_dereference_check(kvm->memslots,
 483                         srcu_read_lock_held(&kvm->srcu)
 484                         || lockdep_is_held(&kvm->slots_lock));
 485 }
 486
 487 static inline struct kvm_memory_slot *
 488 id_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, int id)
 489 {
 490         int index = slots->id_to_index[id];
 491         struct kvm_memory_slot *slot;
 492
 493         slot = &slots->memslots[index];
 494
 495         WARN_ON(slot->id != id);
 496         return slot;
 497 }
 498
 499 /*
 500  * KVM_SET_USER_MEMORY_REGION ioctl allows the following operations:
 501  * - create a new memory slot
 502  * - delete an existing memory slot
 503  * - modify an existing memory slot
 504  *   -- move it in the guest physical memory space
 505  *   -- just change its flags
 506  *
 507  * Since flags can be changed by some of these operations, the following
 508  * differentiation is the best we can do for __kvm_set_memory_region():
 509  */
 510 enum kvm_mr_change {
 511         KVM_MR_CREATE,
 512         KVM_MR_DELETE,
 513         KVM_MR_MOVE,
 514         KVM_MR_FLAGS_ONLY,
 515 };
 516
 517 int kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 518                           struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 519 int __kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 520                             struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 521 void kvm_arch_free_memslot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *free,
 522                            struct kvm_memory_slot *dont);
 523 int kvm_arch_create_memslot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot,
 524                             unsigned long npages);
 525 void kvm_arch_memslots_updated(struct kvm *kvm);
 526 int kvm_arch_prepare_memory_region(struct kvm *kvm,
 527                                 struct kvm_memory_slot *memslot,
 528                                 struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 529                                 enum kvm_mr_change change);
 530 void kvm_arch_commit_memory_region(struct kvm *kvm,
 531                                 struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 532                                 const struct kvm_memory_slot *old,
 533                                 enum kvm_mr_change change);
 534 bool kvm_largepages_enabled(void);
 535 void kvm_disable_largepages(void);
 536 /* flush all memory translations */
 537 void kvm_arch_flush_shadow_all(struct kvm *kvm);
 538 /* flush memory translations pointing to 'slot' */
 539 void kvm_arch_flush_shadow_memslot(struct kvm *kvm,
 540                                    struct kvm_memory_slot *slot);
 541
 542 int gfn_to_page_many_atomic(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, struct page **pages,
 543                             int nr_pages);
 544
 545 struct page *gfn_to_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 546 unsigned long gfn_to_hva(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 547 unsigned long gfn_to_hva_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool *writable);
 548 unsigned long gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 549 unsigned long gfn_to_hva_memslot_prot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn,
 550                                       bool *writable);
 551 void kvm_release_page_clean(struct page *page);
 552 void kvm_release_page_dirty(struct page *page);
 553 void kvm_set_page_accessed(struct page *page);
 554
 555 pfn_t gfn_to_pfn_atomic(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 556 pfn_t gfn_to_pfn_async(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool *async,
 557                        bool write_fault, bool *writable);
 558 pfn_t gfn_to_pfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 559 pfn_t gfn_to_pfn_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool write_fault,
 560                       bool *writable);
 561 pfn_t gfn_to_pfn_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 562 pfn_t gfn_to_pfn_memslot_atomic(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 563
 564 void kvm_release_pfn_clean(pfn_t pfn);
 565 void kvm_set_pfn_dirty(pfn_t pfn);
 566 void kvm_set_pfn_accessed(pfn_t pfn);
 567 void kvm_get_pfn(pfn_t pfn);
 568
 569 int kvm_read_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, void *data, int offset,
 570                         int len);
 571 int kvm_read_guest_atomic(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data,
 572                           unsigned long len);
 573 int kvm_read_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data, unsigned long len);
 574 int kvm_read_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 575                            void *data, unsigned long len);
 576 int kvm_write_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, const void *data,
 577                          int offset, int len);
 578 int kvm_write_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, const void *data,
 579                     unsigned long len);
 580 int kvm_write_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 581                            void *data, unsigned long len);
 582 int kvm_gfn_to_hva_cache_init(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 583                               gpa_t gpa, unsigned long len);
 584 int kvm_clear_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, int offset, int len);
 585 int kvm_clear_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, unsigned long len);
 586 struct kvm_memory_slot *gfn_to_memslot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 587 int kvm_is_visible_gfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 588 unsigned long kvm_host_page_size(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 589 void mark_page_dirty(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 590
 591 void kvm_vcpu_block(struct kvm_vcpu *vcpu);
 592 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 593 int kvm_vcpu_yield_to(struct kvm_vcpu *target);
 594 void kvm_vcpu_on_spin(struct kvm_vcpu *vcpu);
 595 void kvm_load_guest_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
 596 void kvm_put_guest_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
 597
 598 void kvm_flush_remote_tlbs(struct kvm *kvm);
 599 void kvm_reload_remote_mmus(struct kvm *kvm);
 600 void kvm_make_mclock_inprogress_request(struct kvm *kvm);
 601 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
 602 bool kvm_make_all_cpus_request(struct kvm *kvm, unsigned int req);
 603
 604 long kvm_arch_dev_ioctl(struct file *filp,
 605                         unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 606 long kvm_arch_vcpu_ioctl(struct file *filp,
 607                          unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 608 int kvm_arch_vcpu_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vm_fault *vmf);
 609
 610 int kvm_vm_ioctl_check_extension(struct kvm *kvm, long ext);
 611
 612 int kvm_get_dirty_log(struct kvm *kvm,
 613                         struct kvm_dirty_log *log, int *is_dirty);
 614 int kvm_vm_ioctl_get_dirty_log(struct kvm *kvm,
 615                                 struct kvm_dirty_log *log);
 616
 617 int kvm_vm_ioctl_irq_line(struct kvm *kvm, struct kvm_irq_level *irq_level,
 618                         bool line_status);
 619 long kvm_arch_vm_ioctl(struct file *filp,
 620                        unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 621
 622 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
 623 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
 624
 625 int kvm_arch_vcpu_ioctl_translate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 626                                     struct kvm_translation *tr);
 627
 628 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
 629 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
 630 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 631                                   struct kvm_sregs *sregs);
 632 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 633                                   struct kvm_sregs *sregs);
 634 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 635                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
 636 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 637                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
 638 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_guest_debug(struct kvm_vcpu *vcpu,
 639                                         struct kvm_guest_debug *dbg);
 640 int kvm_arch_vcpu_ioctl_run(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *kvm_run);
 641
 642 int kvm_arch_init(void *opaque);
 643 void kvm_arch_exit(void);
 644
 645 int kvm_arch_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
 646 void kvm_arch_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
 647
 648 void kvm_arch_sched_in(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 649
 650 void kvm_arch_vcpu_free(struct kvm_vcpu *vcpu);
 651 void kvm_arch_vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 652 void kvm_arch_vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 653 struct kvm_vcpu *kvm_arch_vcpu_create(struct kvm *kvm, unsigned int id);
 654 int kvm_arch_vcpu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
 655 int kvm_arch_vcpu_postcreate(struct kvm_vcpu *vcpu);
 656 void kvm_arch_vcpu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
 657
 658 int kvm_arch_hardware_enable(void);
 659 void kvm_arch_hardware_disable(void);
 660 int kvm_arch_hardware_setup(void);
 661 void kvm_arch_hardware_unsetup(void);
 662 void kvm_arch_check_processor_compat(void *rtn);
 663 int kvm_arch_vcpu_runnable(struct kvm_vcpu *vcpu);
 664 int kvm_arch_vcpu_should_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 665
 666 void *kvm_kvzalloc(unsigned long size);
 667 void kvm_kvfree(const void *addr);
 668
 669 #ifndef __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
 670 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
 671 {
 672         return kzalloc(sizeof(struct kvm), GFP_KERNEL);
 673 }
 674
 675 static inline void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm)
 676 {
 677         kfree(kvm);
 678 }
 679 #endif
 680
 681 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
 682 void kvm_arch_register_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 683 void kvm_arch_unregister_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 684 bool kvm_arch_has_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 685 #else
 686 static inline void kvm_arch_register_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 687 {
 688 }
 689
 690 static inline void kvm_arch_unregister_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 691 {
 692 }
 693
 694 static inline bool kvm_arch_has_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 695 {
 696         return false;
 697 }
 698 #endif
 699
 700 static inline wait_queue_head_t *kvm_arch_vcpu_wq(struct kvm_vcpu *vcpu)
 701 {
 702 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_WQP
 703         return vcpu->arch.wqp;
 704 #else
 705         return &vcpu->wq;
 706 #endif
 707 }
 708
 709 int kvm_arch_init_vm(struct kvm *kvm, unsigned long type);
 710 void kvm_arch_destroy_vm(struct kvm *kvm);
 711 void kvm_arch_sync_events(struct kvm *kvm);
 712
 713 int kvm_cpu_has_pending_timer(struct kvm_vcpu *vcpu);
 714 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 715
 716 bool kvm_is_reserved_pfn(pfn_t pfn);
 717
 718 struct kvm_irq_ack_notifier {
 719         struct hlist_node link;
 720         unsigned gsi;
 721         void (*irq_acked)(struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 722 };
 723
 724 int kvm_irq_map_gsi(struct kvm *kvm,
 725                     struct kvm_kernel_irq_routing_entry *entries, int gsi);
 726 int kvm_irq_map_chip_pin(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
 727
 728 int kvm_set_irq(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level,
 729                 bool line_status);
 730 int kvm_set_irq_inatomic(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level);
 731 int kvm_set_msi(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *irq_entry, struct kvm *kvm,
 732                 int irq_source_id, int level, bool line_status);
 733 bool kvm_irq_has_notifier(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
 734 void kvm_notify_acked_irq(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
 735 void kvm_register_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
 736                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 737 void kvm_unregister_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
 738                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 739 int kvm_request_irq_source_id(struct kvm *kvm);
 740 void kvm_free_irq_source_id(struct kvm *kvm, int irq_source_id);
 741
 742 #ifdef CONFIG_KVM_DEVICE_ASSIGNMENT
 743 int kvm_iommu_map_pages(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot);
 744 void kvm_iommu_unmap_pages(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot);
 745 #else
 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 #endif
 757
 758 static inline void kvm_guest_enter(void)
 759 {
 760         unsigned long flags;
 761
 762         BUG_ON(preemptible());
 763
 764         local_irq_save(flags);
 765         guest_enter();
 766         local_irq_restore(flags);
 767
 768         /* KVM does not hold any references to rcu protected data when it
 769          * switches CPU into a guest mode. In fact switching to a guest mode
 770          * is very similar to exiting to userspace from rcu point of view. In
 771          * addition CPU may stay in a guest mode for quite a long time (up to
 772          * one time slice). Lets treat guest mode as quiescent state, just like
 773          * we do with user-mode execution.
 774          */
 775         rcu_virt_note_context_switch(smp_processor_id());
 776 }
 777
 778 static inline void kvm_guest_exit(void)
 779 {
 780         unsigned long flags;
 781
 782         local_irq_save(flags);
 783         guest_exit();
 784         local_irq_restore(flags);
 785 }
 786
 787 /*
 788  * search_memslots() and __gfn_to_memslot() are here because they are
 789  * used in non-modular code in arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_mmu.c.
 790  * gfn_to_memslot() itself isn't here as an inline because that would
 791  * bloat other code too much.
 792  */
 793 static inline struct kvm_memory_slot *
 794 search_memslots(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
 795 {
 796         int start = 0, end = slots->used_slots;
 797         int slot = atomic_read(&slots->lru_slot);
 798         struct kvm_memory_slot *memslots = slots->memslots;
 799
 800         if (gfn >= memslots[slot].base_gfn &&
 801             gfn < memslots[slot].base_gfn + memslots[slot].npages)
 802                 return &memslots[slot];
 803
 804         while (start < end) {
 805                 slot = start + (end - start) / 2;
 806
 807                 if (gfn >= memslots[slot].base_gfn)
 808                         end = slot;
 809                 else
 810                         start = slot + 1;
 811         }
 812
 813         if (gfn >= memslots[start].base_gfn &&
 814             gfn < memslots[start].base_gfn + memslots[start].npages) {
 815                 atomic_set(&slots->lru_slot, start);
 816                 return &memslots[start];
 817         }
 818
 819         return NULL;
 820 }
 821
 822 static inline struct kvm_memory_slot *
 823 __gfn_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
 824 {
 825         return search_memslots(slots, gfn);
 826 }
 827
 828 static inline unsigned long
 829 __gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn)
 830 {
 831         return slot->userspace_addr + (gfn - slot->base_gfn) * PAGE_SIZE;
 832 }
 833
 834 static inline int memslot_id(struct kvm *kvm, gfn_t gfn)
 835 {
 836         return gfn_to_memslot(kvm, gfn)->id;
 837 }
 838
 839 static inline gfn_t
 840 hva_to_gfn_memslot(unsigned long hva, struct kvm_memory_slot *slot)
 841 {
 842         gfn_t gfn_offset = (hva - slot->userspace_addr) >> PAGE_SHIFT;
 843
 844         return slot->base_gfn + gfn_offset;
 845 }
 846
 847 static inline gpa_t gfn_to_gpa(gfn_t gfn)
 848 {
 849         return (gpa_t)gfn << PAGE_SHIFT;
 850 }
 851
 852 static inline gfn_t gpa_to_gfn(gpa_t gpa)
 853 {
 854         return (gfn_t)(gpa >> PAGE_SHIFT);
 855 }
 856
 857 static inline hpa_t pfn_to_hpa(pfn_t pfn)
 858 {
 859         return (hpa_t)pfn << PAGE_SHIFT;
 860 }
 861
 862 static inline bool kvm_is_error_gpa(struct kvm *kvm, gpa_t gpa)
 863 {
 864         unsigned long hva = gfn_to_hva(kvm, gpa_to_gfn(gpa));
 865
 866         return kvm_is_error_hva(hva);
 867 }
 868
 869 static inline void kvm_migrate_timers(struct kvm_vcpu *vcpu)
 870 {
 871         set_bit(KVM_REQ_MIGRATE_TIMER, &vcpu->requests);
 872 }
 873
 874 enum kvm_stat_kind {
 875         KVM_STAT_VM,
 876         KVM_STAT_VCPU,
 877 };
 878
 879 struct kvm_stats_debugfs_item {
 880         const char *name;
 881         int offset;
 882         enum kvm_stat_kind kind;
 883         struct dentry *dentry;
 884 };
 885 extern struct kvm_stats_debugfs_item debugfs_entries[];
 886 extern struct dentry *kvm_debugfs_dir;
 887
 888 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
 889 static inline int mmu_notifier_retry(struct kvm *kvm, unsigned long mmu_seq)
 890 {
 891         if (unlikely(kvm->mmu_notifier_count))
 892                 return 1;
 893         /*
 894          * Ensure the read of mmu_notifier_count happens before the read
 895          * of mmu_notifier_seq.  This interacts with the smp_wmb() in
 896          * mmu_notifier_invalidate_range_end to make sure that the caller
 897          * either sees the old (non-zero) value of mmu_notifier_count or
 898          * the new (incremented) value of mmu_notifier_seq.
 899          * PowerPC Book3s HV KVM calls this under a per-page lock
 900          * rather than under kvm->mmu_lock, for scalability, so
 901          * can't rely on kvm->mmu_lock to keep things ordered.
 902          */
 903         smp_rmb();
 904         if (kvm->mmu_notifier_seq != mmu_seq)
 905                 return 1;
 906         return 0;
 907 }
 908 #endif
 909
 910 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_ROUTING
 911
 912 #ifdef CONFIG_S390
 913 #define KVM_MAX_IRQ_ROUTES 4096 //FIXME: we can have more than that...
 914 #else
 915 #define KVM_MAX_IRQ_ROUTES 1024
 916 #endif
 917
 918 int kvm_setup_default_irq_routing(struct kvm *kvm);
 919 int kvm_set_irq_routing(struct kvm *kvm,
 920                         const struct kvm_irq_routing_entry *entries,
 921                         unsigned nr,
 922                         unsigned flags);
 923 int kvm_set_routing_entry(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
 924                           const struct kvm_irq_routing_entry *ue);
 925 void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm);
 926
 927 #else
 928
 929 static inline void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm) {}
 930
 931 #endif
 932
 933 int kvm_send_userspace_msi(struct kvm *kvm, struct kvm_msi *msi);
 934
 935 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
 936
 937 void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm);
 938 int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args);
 939
 940 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQFD
 941 int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args);
 942 void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm);
 943 void kvm_irq_routing_update(struct kvm *);
 944 #else
 945 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
 946 {
 947         return -EINVAL;
 948 }
 949
 950 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
 951 #endif
 952
 953 #else
 954
 955 static inline void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm) {}
 956
 957 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
 958 {
 959         return -EINVAL;
 960 }
 961
 962 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
 963
 964 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
 965 static inline void kvm_irq_routing_update(struct kvm *kvm)
 966 {
 967 }
 968 #endif
 969
 970 static inline int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args)
 971 {
 972         return -ENOSYS;
 973 }
 974
 975 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD */
 976
 977 #ifdef CONFIG_KVM_APIC_ARCHITECTURE
 978 static inline bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu)
 979 {
 980         return vcpu->kvm->bsp_vcpu_id == vcpu->vcpu_id;
 981 }
 982
 983 bool kvm_vcpu_compatible(struct kvm_vcpu *vcpu);
 984
 985 #else
 986
 987 static inline bool kvm_vcpu_compatible(struct kvm_vcpu *vcpu) { return true; }
 988
 989 #endif
 990
 991 static inline void kvm_make_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
 992 {
 993         set_bit(req, &vcpu->requests);
 994 }
 995
 996 static inline bool kvm_check_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
 997 {
 998         if (test_bit(req, &vcpu->requests)) {
 999                 clear_bit(req, &vcpu->requests);
1000                 return true;
1001         } else {
1002                 return false;
1003         }
1004 }
1005
1006 extern bool kvm_rebooting;
1007
1008 struct kvm_device {
1009         struct kvm_device_ops *ops;
1010         struct kvm *kvm;
1011         void *private;
1012         struct list_head vm_node;
1013 };
1014
1015 /* create, destroy, and name are mandatory */
1016 struct kvm_device_ops {
1017         const char *name;
1018         int (*create)(struct kvm_device *dev, u32 type);
1019
1020         /*
1021          * Destroy is responsible for freeing dev.
1022          *
1023          * Destroy may be called before or after destructors are called
1024          * on emulated I/O regions, depending on whether a reference is
1025          * held by a vcpu or other kvm component that gets destroyed
1026          * after the emulated I/O.
1027          */
1028         void (*destroy)(struct kvm_device *dev);
1029
1030         int (*set_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1031         int (*get_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1032         int (*has_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1033         long (*ioctl)(struct kvm_device *dev, unsigned int ioctl,
1034                       unsigned long arg);
1035 };
1036
1037 void kvm_device_get(struct kvm_device *dev);
1038 void kvm_device_put(struct kvm_device *dev);
1039 struct kvm_device *kvm_device_from_filp(struct file *filp);
1040 int kvm_register_device_ops(struct kvm_device_ops *ops, u32 type);
1041 void kvm_unregister_device_ops(u32 type);
1042
1043 extern struct kvm_device_ops kvm_mpic_ops;
1044 extern struct kvm_device_ops kvm_xics_ops;
1045
1046 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
1047
1048 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1049 {
1050         vcpu->spin_loop.in_spin_loop = val;
1051 }
1052 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1053 {
1054         vcpu->spin_loop.dy_eligible = val;
1055 }
1056
1057 #else /* !CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1058
1059 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1060 {
1061 }
1062
1063 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1064 {
1065 }
1066 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1067 #endif
1068