include/linux/kvm_host.h

   1 #ifndef __KVM_HOST_H
   2 #define __KVM_HOST_H
   3
   4 /*
   5  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
   6  * the COPYING file in the top-level directory.
   7  */
   8
   9 #include <linux/types.h>
  10 #include <linux/hardirq.h>
  11 #include <linux/list.h>
  12 #include <linux/mutex.h>
  13 #include <linux/spinlock.h>
  14 #include <linux/signal.h>
  15 #include <linux/sched.h>
  16 #include <linux/bug.h>
  17 #include <linux/mm.h>
  18 #include <linux/mmu_notifier.h>
  19 #include <linux/preempt.h>
  20 #include <linux/msi.h>
  21 #include <linux/slab.h>
  22 #include <linux/rcupdate.h>
  23 #include <linux/ratelimit.h>
  24 #include <linux/err.h>
  25 #include <linux/irqflags.h>
  26 #include <linux/context_tracking.h>
  27 #include <asm/signal.h>
  28
  29 #include <linux/kvm.h>
  30 #include <linux/kvm_para.h>
  31
  32 #include <linux/kvm_types.h>
  33
  34 #include <asm/kvm_host.h>
  35
  36 #ifndef KVM_MMIO_SIZE
  37 #define KVM_MMIO_SIZE 8
  38 #endif
  39
  40 /*
  41  * The bit 16 ~ bit 31 of kvm_memory_region::flags are internally used
  42  * in kvm, other bits are visible for userspace which are defined in
  43  * include/linux/kvm_h.
  44  */
  45 #define KVM_MEMSLOT_INVALID     (1UL << 16)
  46
  47 /* Two fragments for cross MMIO pages. */
  48 #define KVM_MAX_MMIO_FRAGMENTS  2
  49
  50 /*
  51  * For the normal pfn, the highest 12 bits should be zero,
  52  * so we can mask bit 62 ~ bit 52  to indicate the error pfn,
  53  * mask bit 63 to indicate the noslot pfn.
  54  */
  55 #define KVM_PFN_ERR_MASK        (0x7ffULL << 52)
  56 #define KVM_PFN_ERR_NOSLOT_MASK (0xfffULL << 52)
  57 #define KVM_PFN_NOSLOT          (0x1ULL << 63)
  58
  59 #define KVM_PFN_ERR_FAULT       (KVM_PFN_ERR_MASK)
  60 #define KVM_PFN_ERR_HWPOISON    (KVM_PFN_ERR_MASK + 1)
  61 #define KVM_PFN_ERR_RO_FAULT    (KVM_PFN_ERR_MASK + 2)
  62
  63 /*
  64  * error pfns indicate that the gfn is in slot but faild to
  65  * translate it to pfn on host.
  66  */
  67 static inline bool is_error_pfn(pfn_t pfn)
  68 {
  69         return !!(pfn & KVM_PFN_ERR_MASK);
  70 }
  71
  72 /*
  73  * error_noslot pfns indicate that the gfn can not be
  74  * translated to pfn - it is not in slot or failed to
  75  * translate it to pfn.
  76  */
  77 static inline bool is_error_noslot_pfn(pfn_t pfn)
  78 {
  79         return !!(pfn & KVM_PFN_ERR_NOSLOT_MASK);
  80 }
  81
  82 /* noslot pfn indicates that the gfn is not in slot. */
  83 static inline bool is_noslot_pfn(pfn_t pfn)
  84 {
  85         return pfn == KVM_PFN_NOSLOT;
  86 }
  87
  88 /*
  89  * architectures with KVM_HVA_ERR_BAD other than PAGE_OFFSET (e.g. s390)
  90  * provide own defines and kvm_is_error_hva
  91  */
  92 #ifndef KVM_HVA_ERR_BAD
  93
  94 #define KVM_HVA_ERR_BAD         (PAGE_OFFSET)
  95 #define KVM_HVA_ERR_RO_BAD      (PAGE_OFFSET + PAGE_SIZE)
  96
  97 static inline bool kvm_is_error_hva(unsigned long addr)
  98 {
  99         return addr >= PAGE_OFFSET;
 100 }
 101
 102 #endif
 103
 104 #define KVM_ERR_PTR_BAD_PAGE    (ERR_PTR(-ENOENT))
 105
 106 static inline bool is_error_page(struct page *page)
 107 {
 108         return IS_ERR(page);
 109 }
 110
 111 /*
 112  * vcpu->requests bit members
 113  */
 114 #define KVM_REQ_TLB_FLUSH          0
 115 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER      1
 116 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS  2
 117 #define KVM_REQ_MMU_RELOAD         3
 118 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT       4
 119 #define KVM_REQ_PENDING_TIMER      5
 120 #define KVM_REQ_UNHALT             6
 121 #define KVM_REQ_MMU_SYNC           7
 122 #define KVM_REQ_CLOCK_UPDATE       8
 123 #define KVM_REQ_KICK               9
 124 #define KVM_REQ_DEACTIVATE_FPU    10
 125 #define KVM_REQ_EVENT             11
 126 #define KVM_REQ_APF_HALT          12
 127 #define KVM_REQ_STEAL_UPDATE      13
 128 #define KVM_REQ_NMI               14
 129 #define KVM_REQ_PMU               15
 130 #define KVM_REQ_PMI               16
 131 #define KVM_REQ_WATCHDOG          17
 132 #define KVM_REQ_MASTERCLOCK_UPDATE 18
 133 #define KVM_REQ_MCLOCK_INPROGRESS 19
 134 #define KVM_REQ_EPR_EXIT          20
 135 #define KVM_REQ_SCAN_IOAPIC       21
 136 #define KVM_REQ_GLOBAL_CLOCK_UPDATE 22
 137 #define KVM_REQ_ENABLE_IBS        23
 138 #define KVM_REQ_DISABLE_IBS       24
 139
 140 #define KVM_USERSPACE_IRQ_SOURCE_ID             0
 141 #define KVM_IRQFD_RESAMPLE_IRQ_SOURCE_ID        1
 142
 143 struct kvm;
 144 struct kvm_vcpu;
 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 enum {
 204         OUTSIDE_GUEST_MODE,
 205         IN_GUEST_MODE,
 206         EXITING_GUEST_MODE,
 207         READING_SHADOW_PAGE_TABLES,
 208 };
 209
 210 /*
 211  * Sometimes a large or cross-page mmio needs to be broken up into separate
 212  * exits for userspace servicing.
 213  */
 214 struct kvm_mmio_fragment {
 215         gpa_t gpa;
 216         void *data;
 217         unsigned len;
 218 };
 219
 220 struct kvm_vcpu {
 221         struct kvm *kvm;
 222 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
 223         struct preempt_notifier preempt_notifier;
 224 #endif
 225         int cpu;
 226         int vcpu_id;
 227         int srcu_idx;
 228         int mode;
 229         unsigned long requests;
 230         unsigned long guest_debug;
 231
 232         struct mutex mutex;
 233         struct kvm_run *run;
 234
 235         int fpu_active;
 236         int guest_fpu_loaded, guest_xcr0_loaded;
 237         wait_queue_head_t wq;
 238         struct pid *pid;
 239         int sigset_active;
 240         sigset_t sigset;
 241         struct kvm_vcpu_stat stat;
 242
 243 #ifdef CONFIG_HAS_IOMEM
 244         int mmio_needed;
 245         int mmio_read_completed;
 246         int mmio_is_write;
 247         int mmio_cur_fragment;
 248         int mmio_nr_fragments;
 249         struct kvm_mmio_fragment mmio_fragments[KVM_MAX_MMIO_FRAGMENTS];
 250 #endif
 251
 252 #ifdef CONFIG_KVM_ASYNC_PF
 253         struct {
 254                 u32 queued;
 255                 struct list_head queue;
 256                 struct list_head done;
 257                 spinlock_t lock;
 258         } async_pf;
 259 #endif
 260
 261 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
 262         /*
 263          * Cpu relax intercept or pause loop exit optimization
 264          * in_spin_loop: set when a vcpu does a pause loop exit
 265          *  or cpu relax intercepted.
 266          * dy_eligible: indicates whether vcpu is eligible for directed yield.
 267          */
 268         struct {
 269                 bool in_spin_loop;
 270                 bool dy_eligible;
 271         } spin_loop;
 272 #endif
 273         bool preempted;
 274         struct kvm_vcpu_arch arch;
 275 };
 276
 277 static inline int kvm_vcpu_exiting_guest_mode(struct kvm_vcpu *vcpu)
 278 {
 279         return cmpxchg(&vcpu->mode, IN_GUEST_MODE, EXITING_GUEST_MODE);
 280 }
 281
 282 /*
 283  * Some of the bitops functions do not support too long bitmaps.
 284  * This number must be determined not to exceed such limits.
 285  */
 286 #define KVM_MEM_MAX_NR_PAGES ((1UL << 31) - 1)
 287
 288 struct kvm_memory_slot {
 289         gfn_t base_gfn;
 290         unsigned long npages;
 291         unsigned long *dirty_bitmap;
 292         struct kvm_arch_memory_slot arch;
 293         unsigned long userspace_addr;
 294         u32 flags;
 295         short id;
 296 };
 297
 298 static inline unsigned long kvm_dirty_bitmap_bytes(struct kvm_memory_slot *memslot)
 299 {
 300         return ALIGN(memslot->npages, BITS_PER_LONG) / 8;
 301 }
 302
 303 struct kvm_s390_adapter_int {
 304         u64 ind_addr;
 305         u64 summary_addr;
 306         u64 ind_offset;
 307         u32 summary_offset;
 308         u32 adapter_id;
 309 };
 310
 311 struct kvm_kernel_irq_routing_entry {
 312         u32 gsi;
 313         u32 type;
 314         int (*set)(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
 315                    struct kvm *kvm, int irq_source_id, int level,
 316                    bool line_status);
 317         union {
 318                 struct {
 319                         unsigned irqchip;
 320                         unsigned pin;
 321                 } irqchip;
 322                 struct msi_msg msi;
 323                 struct kvm_s390_adapter_int adapter;
 324         };
 325         struct hlist_node link;
 326 };
 327
 328 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_ROUTING
 329
 330 struct kvm_irq_routing_table {
 331         int chip[KVM_NR_IRQCHIPS][KVM_IRQCHIP_NUM_PINS];
 332         struct kvm_kernel_irq_routing_entry *rt_entries;
 333         u32 nr_rt_entries;
 334         /*
 335          * Array indexed by gsi. Each entry contains list of irq chips
 336          * the gsi is connected to.
 337          */
 338         struct hlist_head map[0];
 339 };
 340
 341 #else
 342
 343 struct kvm_irq_routing_table {};
 344
 345 #endif
 346
 347 #ifndef KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS
 348 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 0
 349 #endif
 350
 351 #ifndef KVM_MEM_SLOTS_NUM
 352 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
 353 #endif
 354
 355 /*
 356  * Note:
 357  * memslots are not sorted by id anymore, please use id_to_memslot()
 358  * to get the memslot by its id.
 359  */
 360 struct kvm_memslots {
 361         u64 generation;
 362         struct kvm_memory_slot memslots[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
 363         /* The mapping table from slot id to the index in memslots[]. */
 364         short id_to_index[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
 365 };
 366
 367 struct kvm {
 368         spinlock_t mmu_lock;
 369         struct mutex slots_lock;
 370         struct mm_struct *mm; /* userspace tied to this vm */
 371         struct kvm_memslots *memslots;
 372         struct srcu_struct srcu;
 373 #ifdef CONFIG_KVM_APIC_ARCHITECTURE
 374         u32 bsp_vcpu_id;
 375 #endif
 376         struct kvm_vcpu *vcpus[KVM_MAX_VCPUS];
 377         atomic_t online_vcpus;
 378         int last_boosted_vcpu;
 379         struct list_head vm_list;
 380         struct mutex lock;
 381         struct kvm_io_bus *buses[KVM_NR_BUSES];
 382 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
 383         struct {
 384                 spinlock_t        lock;
 385                 struct list_head  items;
 386                 struct list_head  resampler_list;
 387                 struct mutex      resampler_lock;
 388         } irqfds;
 389         struct list_head ioeventfds;
 390 #endif
 391         struct kvm_vm_stat stat;
 392         struct kvm_arch arch;
 393         atomic_t users_count;
 394 #ifdef KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET
 395         struct kvm_coalesced_mmio_ring *coalesced_mmio_ring;
 396         spinlock_t ring_lock;
 397         struct list_head coalesced_zones;
 398 #endif
 399
 400         struct mutex irq_lock;
 401 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
 402         /*
 403          * Update side is protected by irq_lock and,
 404          * if configured, irqfds.lock.
 405          */
 406         struct kvm_irq_routing_table __rcu *irq_routing;
 407         struct hlist_head mask_notifier_list;
 408         struct hlist_head irq_ack_notifier_list;
 409 #endif
 410
 411 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
 412         struct mmu_notifier mmu_notifier;
 413         unsigned long mmu_notifier_seq;
 414         long mmu_notifier_count;
 415 #endif
 416         long tlbs_dirty;
 417         struct list_head devices;
 418 };
 419
 420 #define kvm_err(fmt, ...) \
 421         pr_err("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 422 #define kvm_info(fmt, ...) \
 423         pr_info("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 424 #define kvm_debug(fmt, ...) \
 425         pr_debug("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 426 #define kvm_pr_unimpl(fmt, ...) \
 427         pr_err_ratelimited("kvm [%i]: " fmt, \
 428                            task_tgid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 429
 430 /* The guest did something we don't support. */
 431 #define vcpu_unimpl(vcpu, fmt, ...)                                     \
 432         kvm_pr_unimpl("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id, ## __VA_ARGS__)
 433
 434 static inline struct kvm_vcpu *kvm_get_vcpu(struct kvm *kvm, int i)
 435 {
 436         smp_rmb();
 437         return kvm->vcpus[i];
 438 }
 439
 440 #define kvm_for_each_vcpu(idx, vcpup, kvm) \
 441         for (idx = 0; \
 442              idx < atomic_read(&kvm->online_vcpus) && \
 443              (vcpup = kvm_get_vcpu(kvm, idx)) != NULL; \
 444              idx++)
 445
 446 #define kvm_for_each_memslot(memslot, slots)    \
 447         for (memslot = &slots->memslots[0];     \
 448               memslot < slots->memslots + KVM_MEM_SLOTS_NUM && memslot->npages;\
 449                 memslot++)
 450
 451 int kvm_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm *kvm, unsigned id);
 452 void kvm_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
 453
 454 int __must_check vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
 455 void vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 456
 457 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_ROUTING
 458 int kvm_irqfd_init(void);
 459 void kvm_irqfd_exit(void);
 460 #else
 461 static inline int kvm_irqfd_init(void)
 462 {
 463         return 0;
 464 }
 465
 466 static inline void kvm_irqfd_exit(void)
 467 {
 468 }
 469 #endif
 470 int kvm_init(void *opaque, unsigned vcpu_size, unsigned vcpu_align,
 471                   struct module *module);
 472 void kvm_exit(void);
 473
 474 void kvm_get_kvm(struct kvm *kvm);
 475 void kvm_put_kvm(struct kvm *kvm);
 476
 477 static inline struct kvm_memslots *kvm_memslots(struct kvm *kvm)
 478 {
 479         return rcu_dereference_check(kvm->memslots,
 480                         srcu_read_lock_held(&kvm->srcu)
 481                         || lockdep_is_held(&kvm->slots_lock));
 482 }
 483
 484 static inline struct kvm_memory_slot *
 485 id_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, int id)
 486 {
 487         int index = slots->id_to_index[id];
 488         struct kvm_memory_slot *slot;
 489
 490         slot = &slots->memslots[index];
 491
 492         WARN_ON(slot->id != id);
 493         return slot;
 494 }
 495
 496 /*
 497  * KVM_SET_USER_MEMORY_REGION ioctl allows the following operations:
 498  * - create a new memory slot
 499  * - delete an existing memory slot
 500  * - modify an existing memory slot
 501  *   -- move it in the guest physical memory space
 502  *   -- just change its flags
 503  *
 504  * Since flags can be changed by some of these operations, the following
 505  * differentiation is the best we can do for __kvm_set_memory_region():
 506  */
 507 enum kvm_mr_change {
 508         KVM_MR_CREATE,
 509         KVM_MR_DELETE,
 510         KVM_MR_MOVE,
 511         KVM_MR_FLAGS_ONLY,
 512 };
 513
 514 int kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 515                           struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 516 int __kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 517                             struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 518 void kvm_arch_free_memslot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *free,
 519                            struct kvm_memory_slot *dont);
 520 int kvm_arch_create_memslot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot,
 521                             unsigned long npages);
 522 void kvm_arch_memslots_updated(struct kvm *kvm);
 523 int kvm_arch_prepare_memory_region(struct kvm *kvm,
 524                                 struct kvm_memory_slot *memslot,
 525                                 struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 526                                 enum kvm_mr_change change);
 527 void kvm_arch_commit_memory_region(struct kvm *kvm,
 528                                 struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 529                                 const struct kvm_memory_slot *old,
 530                                 enum kvm_mr_change change);
 531 bool kvm_largepages_enabled(void);
 532 void kvm_disable_largepages(void);
 533 /* flush all memory translations */
 534 void kvm_arch_flush_shadow_all(struct kvm *kvm);
 535 /* flush memory translations pointing to 'slot' */
 536 void kvm_arch_flush_shadow_memslot(struct kvm *kvm,
 537                                    struct kvm_memory_slot *slot);
 538
 539 int gfn_to_page_many_atomic(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, struct page **pages,
 540                             int nr_pages);
 541
 542 struct page *gfn_to_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 543 unsigned long gfn_to_hva(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 544 unsigned long gfn_to_hva_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool *writable);
 545 unsigned long gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 546 void kvm_release_page_clean(struct page *page);
 547 void kvm_release_page_dirty(struct page *page);
 548 void kvm_set_page_accessed(struct page *page);
 549
 550 pfn_t gfn_to_pfn_atomic(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 551 pfn_t gfn_to_pfn_async(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool *async,
 552                        bool write_fault, bool *writable);
 553 pfn_t gfn_to_pfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 554 pfn_t gfn_to_pfn_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool write_fault,
 555                       bool *writable);
 556 pfn_t gfn_to_pfn_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 557 pfn_t gfn_to_pfn_memslot_atomic(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 558
 559 void kvm_release_pfn_clean(pfn_t pfn);
 560 void kvm_set_pfn_dirty(pfn_t pfn);
 561 void kvm_set_pfn_accessed(pfn_t pfn);
 562 void kvm_get_pfn(pfn_t pfn);
 563
 564 int kvm_read_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, void *data, int offset,
 565                         int len);
 566 int kvm_read_guest_atomic(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data,
 567                           unsigned long len);
 568 int kvm_read_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data, unsigned long len);
 569 int kvm_read_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 570                            void *data, unsigned long len);
 571 int kvm_write_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, const void *data,
 572                          int offset, int len);
 573 int kvm_write_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, const void *data,
 574                     unsigned long len);
 575 int kvm_write_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 576                            void *data, unsigned long len);
 577 int kvm_gfn_to_hva_cache_init(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 578                               gpa_t gpa, unsigned long len);
 579 int kvm_clear_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, int offset, int len);
 580 int kvm_clear_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, unsigned long len);
 581 struct kvm_memory_slot *gfn_to_memslot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 582 int kvm_is_visible_gfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 583 unsigned long kvm_host_page_size(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 584 void mark_page_dirty(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 585
 586 void kvm_vcpu_block(struct kvm_vcpu *vcpu);
 587 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 588 bool kvm_vcpu_yield_to(struct kvm_vcpu *target);
 589 void kvm_vcpu_on_spin(struct kvm_vcpu *vcpu);
 590 void kvm_load_guest_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
 591 void kvm_put_guest_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
 592
 593 void kvm_flush_remote_tlbs(struct kvm *kvm);
 594 void kvm_reload_remote_mmus(struct kvm *kvm);
 595 void kvm_make_mclock_inprogress_request(struct kvm *kvm);
 596 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
 597
 598 long kvm_arch_dev_ioctl(struct file *filp,
 599                         unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 600 long kvm_arch_vcpu_ioctl(struct file *filp,
 601                          unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 602 int kvm_arch_vcpu_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vm_fault *vmf);
 603
 604 int kvm_dev_ioctl_check_extension(long ext);
 605
 606 int kvm_get_dirty_log(struct kvm *kvm,
 607                         struct kvm_dirty_log *log, int *is_dirty);
 608 int kvm_vm_ioctl_get_dirty_log(struct kvm *kvm,
 609                                 struct kvm_dirty_log *log);
 610
 611 int kvm_vm_ioctl_irq_line(struct kvm *kvm, struct kvm_irq_level *irq_level,
 612                         bool line_status);
 613 long kvm_arch_vm_ioctl(struct file *filp,
 614                        unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 615
 616 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
 617 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
 618
 619 int kvm_arch_vcpu_ioctl_translate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 620                                     struct kvm_translation *tr);
 621
 622 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
 623 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
 624 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 625                                   struct kvm_sregs *sregs);
 626 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 627                                   struct kvm_sregs *sregs);
 628 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 629                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
 630 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 631                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
 632 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_guest_debug(struct kvm_vcpu *vcpu,
 633                                         struct kvm_guest_debug *dbg);
 634 int kvm_arch_vcpu_ioctl_run(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *kvm_run);
 635
 636 int kvm_arch_init(void *opaque);
 637 void kvm_arch_exit(void);
 638
 639 int kvm_arch_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
 640 void kvm_arch_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
 641
 642 void kvm_arch_vcpu_free(struct kvm_vcpu *vcpu);
 643 void kvm_arch_vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 644 void kvm_arch_vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 645 struct kvm_vcpu *kvm_arch_vcpu_create(struct kvm *kvm, unsigned int id);
 646 int kvm_arch_vcpu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
 647 int kvm_arch_vcpu_postcreate(struct kvm_vcpu *vcpu);
 648 void kvm_arch_vcpu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
 649
 650 int kvm_arch_hardware_enable(void *garbage);
 651 void kvm_arch_hardware_disable(void *garbage);
 652 int kvm_arch_hardware_setup(void);
 653 void kvm_arch_hardware_unsetup(void);
 654 void kvm_arch_check_processor_compat(void *rtn);
 655 int kvm_arch_vcpu_runnable(struct kvm_vcpu *vcpu);
 656 int kvm_arch_vcpu_should_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 657
 658 void *kvm_kvzalloc(unsigned long size);
 659 void kvm_kvfree(const void *addr);
 660
 661 #ifndef __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
 662 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
 663 {
 664         return kzalloc(sizeof(struct kvm), GFP_KERNEL);
 665 }
 666
 667 static inline void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm)
 668 {
 669         kfree(kvm);
 670 }
 671 #endif
 672
 673 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
 674 void kvm_arch_register_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 675 void kvm_arch_unregister_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 676 bool kvm_arch_has_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 677 #else
 678 static inline void kvm_arch_register_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 679 {
 680 }
 681
 682 static inline void kvm_arch_unregister_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 683 {
 684 }
 685
 686 static inline bool kvm_arch_has_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 687 {
 688         return false;
 689 }
 690 #endif
 691
 692 static inline wait_queue_head_t *kvm_arch_vcpu_wq(struct kvm_vcpu *vcpu)
 693 {
 694 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_WQP
 695         return vcpu->arch.wqp;
 696 #else
 697         return &vcpu->wq;
 698 #endif
 699 }
 700
 701 int kvm_arch_init_vm(struct kvm *kvm, unsigned long type);
 702 void kvm_arch_destroy_vm(struct kvm *kvm);
 703 void kvm_arch_sync_events(struct kvm *kvm);
 704
 705 int kvm_cpu_has_pending_timer(struct kvm_vcpu *vcpu);
 706 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 707
 708 bool kvm_is_mmio_pfn(pfn_t pfn);
 709
 710 struct kvm_irq_ack_notifier {
 711         struct hlist_node link;
 712         unsigned gsi;
 713         void (*irq_acked)(struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 714 };
 715
 716 struct kvm_assigned_dev_kernel {
 717         struct kvm_irq_ack_notifier ack_notifier;
 718         struct list_head list;
 719         int assigned_dev_id;
 720         int host_segnr;
 721         int host_busnr;
 722         int host_devfn;
 723         unsigned int entries_nr;
 724         int host_irq;
 725         bool host_irq_disabled;
 726         bool pci_2_3;
 727         struct msix_entry *host_msix_entries;
 728         int guest_irq;
 729         struct msix_entry *guest_msix_entries;
 730         unsigned long irq_requested_type;
 731         int irq_source_id;
 732         int flags;
 733         struct pci_dev *dev;
 734         struct kvm *kvm;
 735         spinlock_t intx_lock;
 736         spinlock_t intx_mask_lock;
 737         char irq_name[32];
 738         struct pci_saved_state *pci_saved_state;
 739 };
 740
 741 struct kvm_irq_mask_notifier {
 742         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
 743         int irq;
 744         struct hlist_node link;
 745 };
 746
 747 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
 748                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
 749 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
 750                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
 751 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
 752                              bool mask);
 753
 754 int kvm_set_irq(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level,
 755                 bool line_status);
 756 int kvm_set_irq_inatomic(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level);
 757 int kvm_set_msi(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *irq_entry, struct kvm *kvm,
 758                 int irq_source_id, int level, bool line_status);
 759 bool kvm_irq_has_notifier(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
 760 void kvm_notify_acked_irq(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
 761 void kvm_register_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
 762                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 763 void kvm_unregister_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
 764                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 765 int kvm_request_irq_source_id(struct kvm *kvm);
 766 void kvm_free_irq_source_id(struct kvm *kvm, int irq_source_id);
 767
 768 #ifdef CONFIG_KVM_DEVICE_ASSIGNMENT
 769 int kvm_iommu_map_pages(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot);
 770 void kvm_iommu_unmap_pages(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot);
 771 int kvm_iommu_map_guest(struct kvm *kvm);
 772 int kvm_iommu_unmap_guest(struct kvm *kvm);
 773 int kvm_assign_device(struct kvm *kvm,
 774                       struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev);
 775 int kvm_deassign_device(struct kvm *kvm,
 776                         struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev);
 777 #else
 778 static inline int kvm_iommu_map_pages(struct kvm *kvm,
 779                                       struct kvm_memory_slot *slot)
 780 {
 781         return 0;
 782 }
 783
 784 static inline void kvm_iommu_unmap_pages(struct kvm *kvm,
 785                                          struct kvm_memory_slot *slot)
 786 {
 787 }
 788
 789 static inline int kvm_iommu_unmap_guest(struct kvm *kvm)
 790 {
 791         return 0;
 792 }
 793 #endif
 794
 795 static inline void kvm_guest_enter(void)
 796 {
 797         unsigned long flags;
 798
 799         BUG_ON(preemptible());
 800
 801         local_irq_save(flags);
 802         guest_enter();
 803         local_irq_restore(flags);
 804
 805         /* KVM does not hold any references to rcu protected data when it
 806          * switches CPU into a guest mode. In fact switching to a guest mode
 807          * is very similar to exiting to userspace from rcu point of view. In
 808          * addition CPU may stay in a guest mode for quite a long time (up to
 809          * one time slice). Lets treat guest mode as quiescent state, just like
 810          * we do with user-mode execution.
 811          */
 812         rcu_virt_note_context_switch(smp_processor_id());
 813 }
 814
 815 static inline void kvm_guest_exit(void)
 816 {
 817         unsigned long flags;
 818
 819         local_irq_save(flags);
 820         guest_exit();
 821         local_irq_restore(flags);
 822 }
 823
 824 /*
 825  * search_memslots() and __gfn_to_memslot() are here because they are
 826  * used in non-modular code in arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_mmu.c.
 827  * gfn_to_memslot() itself isn't here as an inline because that would
 828  * bloat other code too much.
 829  */
 830 static inline struct kvm_memory_slot *
 831 search_memslots(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
 832 {
 833         struct kvm_memory_slot *memslot;
 834
 835         kvm_for_each_memslot(memslot, slots)
 836                 if (gfn >= memslot->base_gfn &&
 837                       gfn < memslot->base_gfn + memslot->npages)
 838                         return memslot;
 839
 840         return NULL;
 841 }
 842
 843 static inline struct kvm_memory_slot *
 844 __gfn_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
 845 {
 846         return search_memslots(slots, gfn);
 847 }
 848
 849 static inline unsigned long
 850 __gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn)
 851 {
 852         return slot->userspace_addr + (gfn - slot->base_gfn) * PAGE_SIZE;
 853 }
 854
 855 static inline int memslot_id(struct kvm *kvm, gfn_t gfn)
 856 {
 857         return gfn_to_memslot(kvm, gfn)->id;
 858 }
 859
 860 static inline gfn_t
 861 hva_to_gfn_memslot(unsigned long hva, struct kvm_memory_slot *slot)
 862 {
 863         gfn_t gfn_offset = (hva - slot->userspace_addr) >> PAGE_SHIFT;
 864
 865         return slot->base_gfn + gfn_offset;
 866 }
 867
 868 static inline gpa_t gfn_to_gpa(gfn_t gfn)
 869 {
 870         return (gpa_t)gfn << PAGE_SHIFT;
 871 }
 872
 873 static inline gfn_t gpa_to_gfn(gpa_t gpa)
 874 {
 875         return (gfn_t)(gpa >> PAGE_SHIFT);
 876 }
 877
 878 static inline hpa_t pfn_to_hpa(pfn_t pfn)
 879 {
 880         return (hpa_t)pfn << PAGE_SHIFT;
 881 }
 882
 883 static inline bool kvm_is_error_gpa(struct kvm *kvm, gpa_t gpa)
 884 {
 885         unsigned long hva = gfn_to_hva(kvm, gpa_to_gfn(gpa));
 886
 887         return kvm_is_error_hva(hva);
 888 }
 889
 890 static inline void kvm_migrate_timers(struct kvm_vcpu *vcpu)
 891 {
 892         set_bit(KVM_REQ_MIGRATE_TIMER, &vcpu->requests);
 893 }
 894
 895 enum kvm_stat_kind {
 896         KVM_STAT_VM,
 897         KVM_STAT_VCPU,
 898 };
 899
 900 struct kvm_stats_debugfs_item {
 901         const char *name;
 902         int offset;
 903         enum kvm_stat_kind kind;
 904         struct dentry *dentry;
 905 };
 906 extern struct kvm_stats_debugfs_item debugfs_entries[];
 907 extern struct dentry *kvm_debugfs_dir;
 908
 909 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
 910 static inline int mmu_notifier_retry(struct kvm *kvm, unsigned long mmu_seq)
 911 {
 912         if (unlikely(kvm->mmu_notifier_count))
 913                 return 1;
 914         /*
 915          * Ensure the read of mmu_notifier_count happens before the read
 916          * of mmu_notifier_seq.  This interacts with the smp_wmb() in
 917          * mmu_notifier_invalidate_range_end to make sure that the caller
 918          * either sees the old (non-zero) value of mmu_notifier_count or
 919          * the new (incremented) value of mmu_notifier_seq.
 920          * PowerPC Book3s HV KVM calls this under a per-page lock
 921          * rather than under kvm->mmu_lock, for scalability, so
 922          * can't rely on kvm->mmu_lock to keep things ordered.
 923          */
 924         smp_rmb();
 925         if (kvm->mmu_notifier_seq != mmu_seq)
 926                 return 1;
 927         return 0;
 928 }
 929 #endif
 930
 931 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_ROUTING
 932
 933 #ifdef CONFIG_S390
 934 #define KVM_MAX_IRQ_ROUTES 4096 //FIXME: we can have more than that...
 935 #else
 936 #define KVM_MAX_IRQ_ROUTES 1024
 937 #endif
 938
 939 int kvm_setup_default_irq_routing(struct kvm *kvm);
 940 int kvm_set_irq_routing(struct kvm *kvm,
 941                         const struct kvm_irq_routing_entry *entries,
 942                         unsigned nr,
 943                         unsigned flags);
 944 int kvm_set_routing_entry(struct kvm_irq_routing_table *rt,
 945                           struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
 946                           const struct kvm_irq_routing_entry *ue);
 947 void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm);
 948
 949 int kvm_send_userspace_msi(struct kvm *kvm, struct kvm_msi *msi);
 950
 951 #else
 952
 953 static inline void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm) {}
 954
 955 #endif
 956
 957 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
 958
 959 void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm);
 960 int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args);
 961
 962 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
 963 int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args);
 964 void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm);
 965 void kvm_irq_routing_update(struct kvm *, struct kvm_irq_routing_table *);
 966 #else
 967 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
 968 {
 969         return -EINVAL;
 970 }
 971
 972 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
 973 #endif
 974
 975 #else
 976
 977 static inline void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm) {}
 978
 979 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
 980 {
 981         return -EINVAL;
 982 }
 983
 984 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
 985
 986 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
 987 static inline void kvm_irq_routing_update(struct kvm *kvm,
 988                                           struct kvm_irq_routing_table *irq_rt)
 989 {
 990         rcu_assign_pointer(kvm->irq_routing, irq_rt);
 991 }
 992 #endif
 993
 994 static inline int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args)
 995 {
 996         return -ENOSYS;
 997 }
 998
 999 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD */
1000
1001 #ifdef CONFIG_KVM_APIC_ARCHITECTURE
1002 static inline bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu)
1003 {
1004         return vcpu->kvm->bsp_vcpu_id == vcpu->vcpu_id;
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 #ifdef CONFIG_KVM_DEVICE_ASSIGNMENT
1016
1017 long kvm_vm_ioctl_assigned_device(struct kvm *kvm, unsigned ioctl,
1018                                   unsigned long arg);
1019
1020 void kvm_free_all_assigned_devices(struct kvm *kvm);
1021
1022 #else
1023
1024 static inline long kvm_vm_ioctl_assigned_device(struct kvm *kvm, unsigned ioctl,
1025                                                 unsigned long arg)
1026 {
1027         return -ENOTTY;
1028 }
1029
1030 static inline void kvm_free_all_assigned_devices(struct kvm *kvm) {}
1031
1032 #endif
1033
1034 static inline void kvm_make_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1035 {
1036         set_bit(req, &vcpu->requests);
1037 }
1038
1039 static inline bool kvm_check_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1040 {
1041         if (test_bit(req, &vcpu->requests)) {
1042                 clear_bit(req, &vcpu->requests);
1043                 return true;
1044         } else {
1045                 return false;
1046         }
1047 }
1048
1049 extern bool kvm_rebooting;
1050
1051 struct kvm_device_ops;
1052
1053 struct kvm_device {
1054         struct kvm_device_ops *ops;
1055         struct kvm *kvm;
1056         void *private;
1057         struct list_head vm_node;
1058 };
1059
1060 /* create, destroy, and name are mandatory */
1061 struct kvm_device_ops {
1062         const char *name;
1063         int (*create)(struct kvm_device *dev, u32 type);
1064
1065         /*
1066          * Destroy is responsible for freeing dev.
1067          *
1068          * Destroy may be called before or after destructors are called
1069          * on emulated I/O regions, depending on whether a reference is
1070          * held by a vcpu or other kvm component that gets destroyed
1071          * after the emulated I/O.
1072          */
1073         void (*destroy)(struct kvm_device *dev);
1074
1075         int (*set_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1076         int (*get_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1077         int (*has_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1078         long (*ioctl)(struct kvm_device *dev, unsigned int ioctl,
1079                       unsigned long arg);
1080 };
1081
1082 void kvm_device_get(struct kvm_device *dev);
1083 void kvm_device_put(struct kvm_device *dev);
1084 struct kvm_device *kvm_device_from_filp(struct file *filp);
1085
1086 extern struct kvm_device_ops kvm_mpic_ops;
1087 extern struct kvm_device_ops kvm_xics_ops;
1088 extern struct kvm_device_ops kvm_vfio_ops;
1089 extern struct kvm_device_ops kvm_arm_vgic_v2_ops;
1090 extern struct kvm_device_ops kvm_flic_ops;
1091
1092 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
1093
1094 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1095 {
1096         vcpu->spin_loop.in_spin_loop = val;
1097 }
1098 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1099 {
1100         vcpu->spin_loop.dy_eligible = val;
1101 }
1102
1103 #else /* !CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1104
1105 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1106 {
1107 }
1108
1109 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1110 {
1111 }
1112 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1113 #endif
1114