include/linux/kvm_host.h

   1 #ifndef __KVM_HOST_H
   2 #define __KVM_HOST_H
   3
   4 #if IS_ENABLED(CONFIG_KVM)
   5
   6 /*
   7  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
   8  * the COPYING file in the top-level directory.
   9  */
  10
  11 #include <linux/types.h>
  12 #include <linux/hardirq.h>
  13 #include <linux/list.h>
  14 #include <linux/mutex.h>
  15 #include <linux/spinlock.h>
  16 #include <linux/signal.h>
  17 #include <linux/sched.h>
  18 #include <linux/bug.h>
  19 #include <linux/mm.h>
  20 #include <linux/mmu_notifier.h>
  21 #include <linux/preempt.h>
  22 #include <linux/msi.h>
  23 #include <linux/slab.h>
  24 #include <linux/rcupdate.h>
  25 #include <linux/ratelimit.h>
  26 #include <linux/err.h>
  27 #include <linux/irqflags.h>
  28 #include <asm/signal.h>
  29
  30 #include <linux/kvm.h>
  31 #include <linux/kvm_para.h>
  32
  33 #include <linux/kvm_types.h>
  34
  35 #include <asm/kvm_host.h>
  36
  37 #ifndef KVM_MMIO_SIZE
  38 #define KVM_MMIO_SIZE 8
  39 #endif
  40
  41 /*
  42  * The bit 16 ~ bit 31 of kvm_memory_region::flags are internally used
  43  * in kvm, other bits are visible for userspace which are defined in
  44  * include/linux/kvm_h.
  45  */
  46 #define KVM_MEMSLOT_INVALID     (1UL << 16)
  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 #define KVM_HVA_ERR_BAD         (PAGE_OFFSET)
  90 #define KVM_HVA_ERR_RO_BAD      (PAGE_OFFSET + PAGE_SIZE)
  91
  92 static inline bool kvm_is_error_hva(unsigned long addr)
  93 {
  94         return addr >= PAGE_OFFSET;
  95 }
  96
  97 #define KVM_ERR_PTR_BAD_PAGE    (ERR_PTR(-ENOENT))
  98
  99 static inline bool is_error_page(struct page *page)
 100 {
 101         return IS_ERR(page);
 102 }
 103
 104 /*
 105  * vcpu->requests bit members
 106  */
 107 #define KVM_REQ_TLB_FLUSH          0
 108 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER      1
 109 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS  2
 110 #define KVM_REQ_MMU_RELOAD         3
 111 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT       4
 112 #define KVM_REQ_PENDING_TIMER      5
 113 #define KVM_REQ_UNHALT             6
 114 #define KVM_REQ_MMU_SYNC           7
 115 #define KVM_REQ_CLOCK_UPDATE       8
 116 #define KVM_REQ_KICK               9
 117 #define KVM_REQ_DEACTIVATE_FPU    10
 118 #define KVM_REQ_EVENT             11
 119 #define KVM_REQ_APF_HALT          12
 120 #define KVM_REQ_STEAL_UPDATE      13
 121 #define KVM_REQ_NMI               14
 122 #define KVM_REQ_IMMEDIATE_EXIT    15
 123 #define KVM_REQ_PMU               16
 124 #define KVM_REQ_PMI               17
 125 #define KVM_REQ_WATCHDOG          18
 126 #define KVM_REQ_MASTERCLOCK_UPDATE 19
 127 #define KVM_REQ_MCLOCK_INPROGRESS 20
 128 #define KVM_REQ_EPR_EXIT          21
 129 #define KVM_REQ_EOIBITMAP         22
 130
 131 #define KVM_USERSPACE_IRQ_SOURCE_ID             0
 132 #define KVM_IRQFD_RESAMPLE_IRQ_SOURCE_ID        1
 133
 134 struct kvm;
 135 struct kvm_vcpu;
 136 extern struct kmem_cache *kvm_vcpu_cache;
 137
 138 struct kvm_io_range {
 139         gpa_t addr;
 140         int len;
 141         struct kvm_io_device *dev;
 142 };
 143
 144 #define NR_IOBUS_DEVS 1000
 145
 146 struct kvm_io_bus {
 147         int                   dev_count;
 148         struct kvm_io_range range[];
 149 };
 150
 151 enum kvm_bus {
 152         KVM_MMIO_BUS,
 153         KVM_PIO_BUS,
 154         KVM_NR_BUSES
 155 };
 156
 157 int kvm_io_bus_write(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
 158                      int len, const void *val);
 159 int kvm_io_bus_read(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr, int len,
 160                     void *val);
 161 int kvm_io_bus_register_dev(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
 162                             int len, struct kvm_io_device *dev);
 163 int kvm_io_bus_unregister_dev(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx,
 164                               struct kvm_io_device *dev);
 165
 166 #ifdef CONFIG_KVM_ASYNC_PF
 167 struct kvm_async_pf {
 168         struct work_struct work;
 169         struct list_head link;
 170         struct list_head queue;
 171         struct kvm_vcpu *vcpu;
 172         struct mm_struct *mm;
 173         gva_t gva;
 174         unsigned long addr;
 175         struct kvm_arch_async_pf arch;
 176         struct page *page;
 177         bool done;
 178 };
 179
 180 void kvm_clear_async_pf_completion_queue(struct kvm_vcpu *vcpu);
 181 void kvm_check_async_pf_completion(struct kvm_vcpu *vcpu);
 182 int kvm_setup_async_pf(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, gfn_t gfn,
 183                        struct kvm_arch_async_pf *arch);
 184 int kvm_async_pf_wakeup_all(struct kvm_vcpu *vcpu);
 185 #endif
 186
 187 enum {
 188         OUTSIDE_GUEST_MODE,
 189         IN_GUEST_MODE,
 190         EXITING_GUEST_MODE,
 191         READING_SHADOW_PAGE_TABLES,
 192 };
 193
 194 /*
 195  * Sometimes a large or cross-page mmio needs to be broken up into separate
 196  * exits for userspace servicing.
 197  */
 198 struct kvm_mmio_fragment {
 199         gpa_t gpa;
 200         void *data;
 201         unsigned len;
 202 };
 203
 204 struct kvm_vcpu {
 205         struct kvm *kvm;
 206 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
 207         struct preempt_notifier preempt_notifier;
 208 #endif
 209         int cpu;
 210         int vcpu_id;
 211         int srcu_idx;
 212         int mode;
 213         unsigned long requests;
 214         unsigned long guest_debug;
 215
 216         struct mutex mutex;
 217         struct kvm_run *run;
 218
 219         int fpu_active;
 220         int guest_fpu_loaded, guest_xcr0_loaded;
 221         wait_queue_head_t wq;
 222         struct pid *pid;
 223         int sigset_active;
 224         sigset_t sigset;
 225         struct kvm_vcpu_stat stat;
 226
 227 #ifdef CONFIG_HAS_IOMEM
 228         int mmio_needed;
 229         int mmio_read_completed;
 230         int mmio_is_write;
 231         int mmio_cur_fragment;
 232         int mmio_nr_fragments;
 233         struct kvm_mmio_fragment mmio_fragments[KVM_MAX_MMIO_FRAGMENTS];
 234 #endif
 235
 236 #ifdef CONFIG_KVM_ASYNC_PF
 237         struct {
 238                 u32 queued;
 239                 struct list_head queue;
 240                 struct list_head done;
 241                 spinlock_t lock;
 242         } async_pf;
 243 #endif
 244
 245 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
 246         /*
 247          * Cpu relax intercept or pause loop exit optimization
 248          * in_spin_loop: set when a vcpu does a pause loop exit
 249          *  or cpu relax intercepted.
 250          * dy_eligible: indicates whether vcpu is eligible for directed yield.
 251          */
 252         struct {
 253                 bool in_spin_loop;
 254                 bool dy_eligible;
 255         } spin_loop;
 256 #endif
 257         struct kvm_vcpu_arch arch;
 258 };
 259
 260 static inline int kvm_vcpu_exiting_guest_mode(struct kvm_vcpu *vcpu)
 261 {
 262         return cmpxchg(&vcpu->mode, IN_GUEST_MODE, EXITING_GUEST_MODE);
 263 }
 264
 265 /*
 266  * Some of the bitops functions do not support too long bitmaps.
 267  * This number must be determined not to exceed such limits.
 268  */
 269 #define KVM_MEM_MAX_NR_PAGES ((1UL << 31) - 1)
 270
 271 struct kvm_memory_slot {
 272         gfn_t base_gfn;
 273         unsigned long npages;
 274         unsigned long *dirty_bitmap;
 275         struct kvm_arch_memory_slot arch;
 276         unsigned long userspace_addr;
 277         u32 flags;
 278         short id;
 279 };
 280
 281 static inline unsigned long kvm_dirty_bitmap_bytes(struct kvm_memory_slot *memslot)
 282 {
 283         return ALIGN(memslot->npages, BITS_PER_LONG) / 8;
 284 }
 285
 286 struct kvm_kernel_irq_routing_entry {
 287         u32 gsi;
 288         u32 type;
 289         int (*set)(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
 290                    struct kvm *kvm, int irq_source_id, int level);
 291         union {
 292                 struct {
 293                         unsigned irqchip;
 294                         unsigned pin;
 295                 } irqchip;
 296                 struct msi_msg msi;
 297         };
 298         struct hlist_node link;
 299 };
 300
 301 #ifdef __KVM_HAVE_IOAPIC
 302
 303 struct kvm_irq_routing_table {
 304         int chip[KVM_NR_IRQCHIPS][KVM_IOAPIC_NUM_PINS];
 305         struct kvm_kernel_irq_routing_entry *rt_entries;
 306         u32 nr_rt_entries;
 307         /*
 308          * Array indexed by gsi. Each entry contains list of irq chips
 309          * the gsi is connected to.
 310          */
 311         struct hlist_head map[0];
 312 };
 313
 314 #else
 315
 316 struct kvm_irq_routing_table {};
 317
 318 #endif
 319
 320 #ifndef KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS
 321 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 0
 322 #endif
 323
 324 #ifndef KVM_MEM_SLOTS_NUM
 325 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
 326 #endif
 327
 328 /*
 329  * Note:
 330  * memslots are not sorted by id anymore, please use id_to_memslot()
 331  * to get the memslot by its id.
 332  */
 333 struct kvm_memslots {
 334         u64 generation;
 335         struct kvm_memory_slot memslots[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
 336         /* The mapping table from slot id to the index in memslots[]. */
 337         short id_to_index[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
 338 };
 339
 340 struct kvm {
 341         spinlock_t mmu_lock;
 342         struct mutex slots_lock;
 343         struct mm_struct *mm; /* userspace tied to this vm */
 344         struct kvm_memslots *memslots;
 345         struct srcu_struct srcu;
 346 #ifdef CONFIG_KVM_APIC_ARCHITECTURE
 347         u32 bsp_vcpu_id;
 348 #endif
 349         struct kvm_vcpu *vcpus[KVM_MAX_VCPUS];
 350         atomic_t online_vcpus;
 351         int last_boosted_vcpu;
 352         struct list_head vm_list;
 353         struct mutex lock;
 354         struct kvm_io_bus *buses[KVM_NR_BUSES];
 355 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
 356         struct {
 357                 spinlock_t        lock;
 358                 struct list_head  items;
 359                 struct list_head  resampler_list;
 360                 struct mutex      resampler_lock;
 361         } irqfds;
 362         struct list_head ioeventfds;
 363 #endif
 364         struct kvm_vm_stat stat;
 365         struct kvm_arch arch;
 366         atomic_t users_count;
 367 #ifdef KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET
 368         struct kvm_coalesced_mmio_ring *coalesced_mmio_ring;
 369         spinlock_t ring_lock;
 370         struct list_head coalesced_zones;
 371 #endif
 372
 373         struct mutex irq_lock;
 374 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
 375         /*
 376          * Update side is protected by irq_lock and,
 377          * if configured, irqfds.lock.
 378          */
 379         struct kvm_irq_routing_table __rcu *irq_routing;
 380         struct hlist_head mask_notifier_list;
 381         struct hlist_head irq_ack_notifier_list;
 382 #endif
 383
 384 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
 385         struct mmu_notifier mmu_notifier;
 386         unsigned long mmu_notifier_seq;
 387         long mmu_notifier_count;
 388 #endif
 389         long tlbs_dirty;
 390 };
 391
 392 #define kvm_err(fmt, ...) \
 393         pr_err("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 394 #define kvm_info(fmt, ...) \
 395         pr_info("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 396 #define kvm_debug(fmt, ...) \
 397         pr_debug("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 398 #define kvm_pr_unimpl(fmt, ...) \
 399         pr_err_ratelimited("kvm [%i]: " fmt, \
 400                            task_tgid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 401
 402 /* The guest did something we don't support. */
 403 #define vcpu_unimpl(vcpu, fmt, ...)                                     \
 404         kvm_pr_unimpl("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id, ## __VA_ARGS__)
 405
 406 static inline struct kvm_vcpu *kvm_get_vcpu(struct kvm *kvm, int i)
 407 {
 408         smp_rmb();
 409         return kvm->vcpus[i];
 410 }
 411
 412 #define kvm_for_each_vcpu(idx, vcpup, kvm) \
 413         for (idx = 0; \
 414              idx < atomic_read(&kvm->online_vcpus) && \
 415              (vcpup = kvm_get_vcpu(kvm, idx)) != NULL; \
 416              idx++)
 417
 418 #define kvm_for_each_memslot(memslot, slots)    \
 419         for (memslot = &slots->memslots[0];     \
 420               memslot < slots->memslots + KVM_MEM_SLOTS_NUM && memslot->npages;\
 421                 memslot++)
 422
 423 int kvm_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm *kvm, unsigned id);
 424 void kvm_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
 425
 426 int __must_check vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
 427 void vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 428
 429 int kvm_init(void *opaque, unsigned vcpu_size, unsigned vcpu_align,
 430                   struct module *module);
 431 void kvm_exit(void);
 432
 433 void kvm_get_kvm(struct kvm *kvm);
 434 void kvm_put_kvm(struct kvm *kvm);
 435 void update_memslots(struct kvm_memslots *slots, struct kvm_memory_slot *new,
 436                      u64 last_generation);
 437
 438 static inline struct kvm_memslots *kvm_memslots(struct kvm *kvm)
 439 {
 440         return rcu_dereference_check(kvm->memslots,
 441                         srcu_read_lock_held(&kvm->srcu)
 442                         || lockdep_is_held(&kvm->slots_lock));
 443 }
 444
 445 static inline struct kvm_memory_slot *
 446 id_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, int id)
 447 {
 448         int index = slots->id_to_index[id];
 449         struct kvm_memory_slot *slot;
 450
 451         slot = &slots->memslots[index];
 452
 453         WARN_ON(slot->id != id);
 454         return slot;
 455 }
 456
 457 int kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 458                           struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 459                           bool user_alloc);
 460 int __kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 461                             struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 462                             bool user_alloc);
 463 void kvm_arch_free_memslot(struct kvm_memory_slot *free,
 464                            struct kvm_memory_slot *dont);
 465 int kvm_arch_create_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, unsigned long npages);
 466 int kvm_arch_prepare_memory_region(struct kvm *kvm,
 467                                 struct kvm_memory_slot *memslot,
 468                                 struct kvm_memory_slot old,
 469                                 struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 470                                 bool user_alloc);
 471 void kvm_arch_commit_memory_region(struct kvm *kvm,
 472                                 struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 473                                 struct kvm_memory_slot old,
 474                                 bool user_alloc);
 475 bool kvm_largepages_enabled(void);
 476 void kvm_disable_largepages(void);
 477 /* flush all memory translations */
 478 void kvm_arch_flush_shadow_all(struct kvm *kvm);
 479 /* flush memory translations pointing to 'slot' */
 480 void kvm_arch_flush_shadow_memslot(struct kvm *kvm,
 481                                    struct kvm_memory_slot *slot);
 482
 483 int gfn_to_page_many_atomic(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, struct page **pages,
 484                             int nr_pages);
 485
 486 struct page *gfn_to_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 487 unsigned long gfn_to_hva(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 488 unsigned long gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 489 void kvm_release_page_clean(struct page *page);
 490 void kvm_release_page_dirty(struct page *page);
 491 void kvm_set_page_dirty(struct page *page);
 492 void kvm_set_page_accessed(struct page *page);
 493
 494 pfn_t gfn_to_pfn_atomic(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 495 pfn_t gfn_to_pfn_async(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool *async,
 496                        bool write_fault, bool *writable);
 497 pfn_t gfn_to_pfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 498 pfn_t gfn_to_pfn_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool write_fault,
 499                       bool *writable);
 500 pfn_t gfn_to_pfn_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 501 pfn_t gfn_to_pfn_memslot_atomic(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 502
 503 void kvm_release_pfn_dirty(pfn_t pfn);
 504 void kvm_release_pfn_clean(pfn_t pfn);
 505 void kvm_set_pfn_dirty(pfn_t pfn);
 506 void kvm_set_pfn_accessed(pfn_t pfn);
 507 void kvm_get_pfn(pfn_t pfn);
 508
 509 int kvm_read_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, void *data, int offset,
 510                         int len);
 511 int kvm_read_guest_atomic(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data,
 512                           unsigned long len);
 513 int kvm_read_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data, unsigned long len);
 514 int kvm_read_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 515                            void *data, unsigned long len);
 516 int kvm_write_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, const void *data,
 517                          int offset, int len);
 518 int kvm_write_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, const void *data,
 519                     unsigned long len);
 520 int kvm_write_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 521                            void *data, unsigned long len);
 522 int kvm_gfn_to_hva_cache_init(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 523                               gpa_t gpa);
 524 int kvm_clear_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, int offset, int len);
 525 int kvm_clear_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, unsigned long len);
 526 struct kvm_memory_slot *gfn_to_memslot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 527 int kvm_is_visible_gfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 528 unsigned long kvm_host_page_size(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 529 void mark_page_dirty(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 530 void mark_page_dirty_in_slot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *memslot,
 531                              gfn_t gfn);
 532
 533 void kvm_vcpu_block(struct kvm_vcpu *vcpu);
 534 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 535 bool kvm_vcpu_yield_to(struct kvm_vcpu *target);
 536 void kvm_vcpu_on_spin(struct kvm_vcpu *vcpu);
 537 void kvm_resched(struct kvm_vcpu *vcpu);
 538 void kvm_load_guest_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
 539 void kvm_put_guest_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
 540
 541 void kvm_flush_remote_tlbs(struct kvm *kvm);
 542 void kvm_reload_remote_mmus(struct kvm *kvm);
 543 void kvm_make_mclock_inprogress_request(struct kvm *kvm);
 544 void kvm_make_update_eoibitmap_request(struct kvm *kvm);
 545
 546 long kvm_arch_dev_ioctl(struct file *filp,
 547                         unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 548 long kvm_arch_vcpu_ioctl(struct file *filp,
 549                          unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 550 int kvm_arch_vcpu_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vm_fault *vmf);
 551
 552 int kvm_dev_ioctl_check_extension(long ext);
 553
 554 int kvm_get_dirty_log(struct kvm *kvm,
 555                         struct kvm_dirty_log *log, int *is_dirty);
 556 int kvm_vm_ioctl_get_dirty_log(struct kvm *kvm,
 557                                 struct kvm_dirty_log *log);
 558
 559 int kvm_vm_ioctl_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 560                                    struct
 561                                    kvm_userspace_memory_region *mem,
 562                                    bool user_alloc);
 563 int kvm_vm_ioctl_irq_line(struct kvm *kvm, struct kvm_irq_level *irq_level);
 564 long kvm_arch_vm_ioctl(struct file *filp,
 565                        unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 566
 567 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
 568 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
 569
 570 int kvm_arch_vcpu_ioctl_translate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 571                                     struct kvm_translation *tr);
 572
 573 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
 574 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
 575 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 576                                   struct kvm_sregs *sregs);
 577 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 578                                   struct kvm_sregs *sregs);
 579 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 580                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
 581 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 582                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
 583 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_guest_debug(struct kvm_vcpu *vcpu,
 584                                         struct kvm_guest_debug *dbg);
 585 int kvm_arch_vcpu_ioctl_run(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *kvm_run);
 586
 587 int kvm_arch_init(void *opaque);
 588 void kvm_arch_exit(void);
 589
 590 int kvm_arch_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
 591 void kvm_arch_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
 592
 593 void kvm_arch_vcpu_free(struct kvm_vcpu *vcpu);
 594 void kvm_arch_vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 595 void kvm_arch_vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 596 struct kvm_vcpu *kvm_arch_vcpu_create(struct kvm *kvm, unsigned int id);
 597 int kvm_arch_vcpu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
 598 int kvm_arch_vcpu_postcreate(struct kvm_vcpu *vcpu);
 599 void kvm_arch_vcpu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
 600
 601 int kvm_arch_hardware_enable(void *garbage);
 602 void kvm_arch_hardware_disable(void *garbage);
 603 int kvm_arch_hardware_setup(void);
 604 void kvm_arch_hardware_unsetup(void);
 605 void kvm_arch_check_processor_compat(void *rtn);
 606 int kvm_arch_vcpu_runnable(struct kvm_vcpu *vcpu);
 607 int kvm_arch_vcpu_should_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 608
 609 void kvm_free_physmem(struct kvm *kvm);
 610
 611 void *kvm_kvzalloc(unsigned long size);
 612 void kvm_kvfree(const void *addr);
 613
 614 #ifndef __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
 615 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
 616 {
 617         return kzalloc(sizeof(struct kvm), GFP_KERNEL);
 618 }
 619
 620 static inline void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm)
 621 {
 622         kfree(kvm);
 623 }
 624 #endif
 625
 626 static inline wait_queue_head_t *kvm_arch_vcpu_wq(struct kvm_vcpu *vcpu)
 627 {
 628 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_WQP
 629         return vcpu->arch.wqp;
 630 #else
 631         return &vcpu->wq;
 632 #endif
 633 }
 634
 635 int kvm_arch_init_vm(struct kvm *kvm, unsigned long type);
 636 void kvm_arch_destroy_vm(struct kvm *kvm);
 637 void kvm_free_all_assigned_devices(struct kvm *kvm);
 638 void kvm_arch_sync_events(struct kvm *kvm);
 639
 640 int kvm_cpu_has_pending_timer(struct kvm_vcpu *vcpu);
 641 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 642
 643 bool kvm_is_mmio_pfn(pfn_t pfn);
 644
 645 struct kvm_irq_ack_notifier {
 646         struct hlist_node link;
 647         unsigned gsi;
 648         void (*irq_acked)(struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 649 };
 650
 651 struct kvm_assigned_dev_kernel {
 652         struct kvm_irq_ack_notifier ack_notifier;
 653         struct list_head list;
 654         int assigned_dev_id;
 655         int host_segnr;
 656         int host_busnr;
 657         int host_devfn;
 658         unsigned int entries_nr;
 659         int host_irq;
 660         bool host_irq_disabled;
 661         bool pci_2_3;
 662         struct msix_entry *host_msix_entries;
 663         int guest_irq;
 664         struct msix_entry *guest_msix_entries;
 665         unsigned long irq_requested_type;
 666         int irq_source_id;
 667         int flags;
 668         struct pci_dev *dev;
 669         struct kvm *kvm;
 670         spinlock_t intx_lock;
 671         spinlock_t intx_mask_lock;
 672         char irq_name[32];
 673         struct pci_saved_state *pci_saved_state;
 674 };
 675
 676 struct kvm_irq_mask_notifier {
 677         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
 678         int irq;
 679         struct hlist_node link;
 680 };
 681
 682 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
 683                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
 684 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
 685                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
 686 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
 687                              bool mask);
 688
 689 #ifdef __KVM_HAVE_IOAPIC
 690 void kvm_get_intr_delivery_bitmask(struct kvm_ioapic *ioapic,
 691                                    union kvm_ioapic_redirect_entry *entry,
 692                                    unsigned long *deliver_bitmask);
 693 #endif
 694 int kvm_set_irq(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level);
 695 int kvm_set_irq_inatomic(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level);
 696 int kvm_set_msi(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *irq_entry, struct kvm *kvm,
 697                 int irq_source_id, int level);
 698 bool kvm_irq_has_notifier(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
 699 void kvm_notify_acked_irq(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
 700 void kvm_register_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
 701                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 702 void kvm_unregister_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
 703                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 704 int kvm_request_irq_source_id(struct kvm *kvm);
 705 void kvm_free_irq_source_id(struct kvm *kvm, int irq_source_id);
 706
 707 /* For vcpu->arch.iommu_flags */
 708 #define KVM_IOMMU_CACHE_COHERENCY       0x1
 709
 710 #ifdef CONFIG_IOMMU_API
 711 int kvm_iommu_map_pages(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot);
 712 void kvm_iommu_unmap_pages(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot);
 713 int kvm_iommu_map_guest(struct kvm *kvm);
 714 int kvm_iommu_unmap_guest(struct kvm *kvm);
 715 int kvm_assign_device(struct kvm *kvm,
 716                       struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev);
 717 int kvm_deassign_device(struct kvm *kvm,
 718                         struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev);
 719 #else /* CONFIG_IOMMU_API */
 720 static inline int kvm_iommu_map_pages(struct kvm *kvm,
 721                                       struct kvm_memory_slot *slot)
 722 {
 723         return 0;
 724 }
 725
 726 static inline void kvm_iommu_unmap_pages(struct kvm *kvm,
 727                                          struct kvm_memory_slot *slot)
 728 {
 729 }
 730
 731 static inline int kvm_iommu_map_guest(struct kvm *kvm)
 732 {
 733         return -ENODEV;
 734 }
 735
 736 static inline int kvm_iommu_unmap_guest(struct kvm *kvm)
 737 {
 738         return 0;
 739 }
 740
 741 static inline int kvm_assign_device(struct kvm *kvm,
 742                 struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev)
 743 {
 744         return 0;
 745 }
 746
 747 static inline int kvm_deassign_device(struct kvm *kvm,
 748                 struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev)
 749 {
 750         return 0;
 751 }
 752 #endif /* CONFIG_IOMMU_API */
 753
 754 static inline void __guest_enter(void)
 755 {
 756         /*
 757          * This is running in ioctl context so we can avoid
 758          * the call to vtime_account() with its unnecessary idle check.
 759          */
 760         vtime_account_system(current);
 761         current->flags |= PF_VCPU;
 762 }
 763
 764 static inline void __guest_exit(void)
 765 {
 766         /*
 767          * This is running in ioctl context so we can avoid
 768          * the call to vtime_account() with its unnecessary idle check.
 769          */
 770         vtime_account_system(current);
 771         current->flags &= ~PF_VCPU;
 772 }
 773
 774 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
 775 extern void guest_enter(void);
 776 extern void guest_exit(void);
 777
 778 #else /* !CONFIG_CONTEXT_TRACKING */
 779 static inline void guest_enter(void)
 780 {
 781         __guest_enter();
 782 }
 783
 784 static inline void guest_exit(void)
 785 {
 786         __guest_exit();
 787 }
 788 #endif /* !CONFIG_CONTEXT_TRACKING */
 789
 790 static inline void kvm_guest_enter(void)
 791 {
 792         unsigned long flags;
 793
 794         BUG_ON(preemptible());
 795
 796         local_irq_save(flags);
 797         guest_enter();
 798         local_irq_restore(flags);
 799
 800         /* KVM does not hold any references to rcu protected data when it
 801          * switches CPU into a guest mode. In fact switching to a guest mode
 802          * is very similar to exiting to userspase from rcu point of view. In
 803          * addition CPU may stay in a guest mode for quite a long time (up to
 804          * one time slice). Lets treat guest mode as quiescent state, just like
 805          * we do with user-mode execution.
 806          */
 807         rcu_virt_note_context_switch(smp_processor_id());
 808 }
 809
 810 static inline void kvm_guest_exit(void)
 811 {
 812         unsigned long flags;
 813
 814         local_irq_save(flags);
 815         guest_exit();
 816         local_irq_restore(flags);
 817 }
 818
 819 /*
 820  * search_memslots() and __gfn_to_memslot() are here because they are
 821  * used in non-modular code in arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_mmu.c.
 822  * gfn_to_memslot() itself isn't here as an inline because that would
 823  * bloat other code too much.
 824  */
 825 static inline struct kvm_memory_slot *
 826 search_memslots(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
 827 {
 828         struct kvm_memory_slot *memslot;
 829
 830         kvm_for_each_memslot(memslot, slots)
 831                 if (gfn >= memslot->base_gfn &&
 832                       gfn < memslot->base_gfn + memslot->npages)
 833                         return memslot;
 834
 835         return NULL;
 836 }
 837
 838 static inline struct kvm_memory_slot *
 839 __gfn_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
 840 {
 841         return search_memslots(slots, gfn);
 842 }
 843
 844 static inline unsigned long
 845 __gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn)
 846 {
 847         return slot->userspace_addr + (gfn - slot->base_gfn) * PAGE_SIZE;
 848 }
 849
 850 static inline int memslot_id(struct kvm *kvm, gfn_t gfn)
 851 {
 852         return gfn_to_memslot(kvm, gfn)->id;
 853 }
 854
 855 static inline gfn_t gfn_to_index(gfn_t gfn, gfn_t base_gfn, int level)
 856 {
 857         /* KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(PT_PAGE_TABLE_LEVEL) must be 0. */
 858         return (gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level)) -
 859                 (base_gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level));
 860 }
 861
 862 static inline gfn_t
 863 hva_to_gfn_memslot(unsigned long hva, struct kvm_memory_slot *slot)
 864 {
 865         gfn_t gfn_offset = (hva - slot->userspace_addr) >> PAGE_SHIFT;
 866
 867         return slot->base_gfn + gfn_offset;
 868 }
 869
 870 static inline gpa_t gfn_to_gpa(gfn_t gfn)
 871 {
 872         return (gpa_t)gfn << PAGE_SHIFT;
 873 }
 874
 875 static inline gfn_t gpa_to_gfn(gpa_t gpa)
 876 {
 877         return (gfn_t)(gpa >> PAGE_SHIFT);
 878 }
 879
 880 static inline hpa_t pfn_to_hpa(pfn_t pfn)
 881 {
 882         return (hpa_t)pfn << PAGE_SHIFT;
 883 }
 884
 885 static inline void kvm_migrate_timers(struct kvm_vcpu *vcpu)
 886 {
 887         set_bit(KVM_REQ_MIGRATE_TIMER, &vcpu->requests);
 888 }
 889
 890 enum kvm_stat_kind {
 891         KVM_STAT_VM,
 892         KVM_STAT_VCPU,
 893 };
 894
 895 struct kvm_stats_debugfs_item {
 896         const char *name;
 897         int offset;
 898         enum kvm_stat_kind kind;
 899         struct dentry *dentry;
 900 };
 901 extern struct kvm_stats_debugfs_item debugfs_entries[];
 902 extern struct dentry *kvm_debugfs_dir;
 903
 904 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
 905 static inline int mmu_notifier_retry(struct kvm *kvm, unsigned long mmu_seq)
 906 {
 907         if (unlikely(kvm->mmu_notifier_count))
 908                 return 1;
 909         /*
 910          * Ensure the read of mmu_notifier_count happens before the read
 911          * of mmu_notifier_seq.  This interacts with the smp_wmb() in
 912          * mmu_notifier_invalidate_range_end to make sure that the caller
 913          * either sees the old (non-zero) value of mmu_notifier_count or
 914          * the new (incremented) value of mmu_notifier_seq.
 915          * PowerPC Book3s HV KVM calls this under a per-page lock
 916          * rather than under kvm->mmu_lock, for scalability, so
 917          * can't rely on kvm->mmu_lock to keep things ordered.
 918          */
 919         smp_rmb();
 920         if (kvm->mmu_notifier_seq != mmu_seq)
 921                 return 1;
 922         return 0;
 923 }
 924 #endif
 925
 926 #ifdef KVM_CAP_IRQ_ROUTING
 927
 928 #define KVM_MAX_IRQ_ROUTES 1024
 929
 930 int kvm_setup_default_irq_routing(struct kvm *kvm);
 931 int kvm_set_irq_routing(struct kvm *kvm,
 932                         const struct kvm_irq_routing_entry *entries,
 933                         unsigned nr,
 934                         unsigned flags);
 935 void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm);
 936
 937 int kvm_send_userspace_msi(struct kvm *kvm, struct kvm_msi *msi);
 938
 939 #else
 940
 941 static inline void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm) {}
 942
 943 #endif
 944
 945 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
 946
 947 void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm);
 948 int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args);
 949
 950 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
 951 int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args);
 952 void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm);
 953 void kvm_irq_routing_update(struct kvm *, struct kvm_irq_routing_table *);
 954 #else
 955 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
 956 {
 957         return -EINVAL;
 958 }
 959
 960 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
 961 #endif
 962
 963 #else
 964
 965 static inline void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm) {}
 966
 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
 974 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
 975 static inline void kvm_irq_routing_update(struct kvm *kvm,
 976                                           struct kvm_irq_routing_table *irq_rt)
 977 {
 978         rcu_assign_pointer(kvm->irq_routing, irq_rt);
 979 }
 980 #endif
 981
 982 static inline int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args)
 983 {
 984         return -ENOSYS;
 985 }
 986
 987 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD */
 988
 989 #ifdef CONFIG_KVM_APIC_ARCHITECTURE
 990 static inline bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu)
 991 {
 992         return vcpu->kvm->bsp_vcpu_id == vcpu->vcpu_id;
 993 }
 994
 995 bool kvm_vcpu_compatible(struct kvm_vcpu *vcpu);
 996
 997 #else
 998
 999 static inline bool kvm_vcpu_compatible(struct kvm_vcpu *vcpu) { return true; }
1000
1001 #endif
1002
1003 #ifdef __KVM_HAVE_DEVICE_ASSIGNMENT
1004
1005 long kvm_vm_ioctl_assigned_device(struct kvm *kvm, unsigned ioctl,
1006                                   unsigned long arg);
1007
1008 #else
1009
1010 static inline long kvm_vm_ioctl_assigned_device(struct kvm *kvm, unsigned ioctl,
1011                                                 unsigned long arg)
1012 {
1013         return -ENOTTY;
1014 }
1015
1016 #endif
1017
1018 static inline void kvm_make_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1019 {
1020         set_bit(req, &vcpu->requests);
1021 }
1022
1023 static inline bool kvm_check_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1024 {
1025         if (test_bit(req, &vcpu->requests)) {
1026                 clear_bit(req, &vcpu->requests);
1027                 return true;
1028         } else {
1029                 return false;
1030         }
1031 }
1032
1033 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
1034
1035 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1036 {
1037         vcpu->spin_loop.in_spin_loop = val;
1038 }
1039 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1040 {
1041         vcpu->spin_loop.dy_eligible = val;
1042 }
1043
1044 #else /* !CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1045
1046 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1047 {
1048 }
1049
1050 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1051 {
1052 }
1053
1054 static inline bool kvm_vcpu_eligible_for_directed_yield(struct kvm_vcpu *vcpu)
1055 {
1056         return true;
1057 }
1058
1059 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1060 #else
1061 static inline void __guest_enter(void) { return; }
1062 static inline void __guest_exit(void) { return; }
1063 #endif /* IS_ENABLED(CONFIG_KVM) */
1064 #endif