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/vmalloc.h>
  23 #include <linux/rcupdate.h>
  24 #include <linux/ratelimit.h>
  25 #include <linux/err.h>
  26 #include <linux/irqflags.h>
  27 #include <linux/context_tracking.h>
  28 #include <linux/irqbypass.h>
  29 #include <linux/swait.h>
  30 #include <linux/refcount.h>
  31 #include <linux/nospec.h>
  32 #include <asm/signal.h>
  33
  34 #include <linux/kvm.h>
  35 #include <linux/kvm_para.h>
  36
  37 #include <linux/kvm_types.h>
  38
  39 #include <asm/kvm_host.h>
  40
  41 #ifndef KVM_MAX_VCPU_ID
  42 #define KVM_MAX_VCPU_ID KVM_MAX_VCPUS
  43 #endif
  44
  45 /*
  46  * The bit 16 ~ bit 31 of kvm_memory_region::flags are internally used
  47  * in kvm, other bits are visible for userspace which are defined in
  48  * include/linux/kvm_h.
  49  */
  50 #define KVM_MEMSLOT_INVALID     (1UL << 16)
  51
  52 /* Two fragments for cross MMIO pages. */
  53 #define KVM_MAX_MMIO_FRAGMENTS  2
  54
  55 #ifndef KVM_ADDRESS_SPACE_NUM
  56 #define KVM_ADDRESS_SPACE_NUM   1
  57 #endif
  58
  59 /*
  60  * For the normal pfn, the highest 12 bits should be zero,
  61  * so we can mask bit 62 ~ bit 52  to indicate the error pfn,
  62  * mask bit 63 to indicate the noslot pfn.
  63  */
  64 #define KVM_PFN_ERR_MASK        (0x7ffULL << 52)
  65 #define KVM_PFN_ERR_NOSLOT_MASK (0xfffULL << 52)
  66 #define KVM_PFN_NOSLOT          (0x1ULL << 63)
  67
  68 #define KVM_PFN_ERR_FAULT       (KVM_PFN_ERR_MASK)
  69 #define KVM_PFN_ERR_HWPOISON    (KVM_PFN_ERR_MASK + 1)
  70 #define KVM_PFN_ERR_RO_FAULT    (KVM_PFN_ERR_MASK + 2)
  71
  72 /*
  73  * error pfns indicate that the gfn is in slot but faild to
  74  * translate it to pfn on host.
  75  */
  76 static inline bool is_error_pfn(kvm_pfn_t pfn)
  77 {
  78         return !!(pfn & KVM_PFN_ERR_MASK);
  79 }
  80
  81 /*
  82  * error_noslot pfns indicate that the gfn can not be
  83  * translated to pfn - it is not in slot or failed to
  84  * translate it to pfn.
  85  */
  86 static inline bool is_error_noslot_pfn(kvm_pfn_t pfn)
  87 {
  88         return !!(pfn & KVM_PFN_ERR_NOSLOT_MASK);
  89 }
  90
  91 /* noslot pfn indicates that the gfn is not in slot. */
  92 static inline bool is_noslot_pfn(kvm_pfn_t pfn)
  93 {
  94         return pfn == KVM_PFN_NOSLOT;
  95 }
  96
  97 /*
  98  * architectures with KVM_HVA_ERR_BAD other than PAGE_OFFSET (e.g. s390)
  99  * provide own defines and kvm_is_error_hva
 100  */
 101 #ifndef KVM_HVA_ERR_BAD
 102
 103 #define KVM_HVA_ERR_BAD         (PAGE_OFFSET)
 104 #define KVM_HVA_ERR_RO_BAD      (PAGE_OFFSET + PAGE_SIZE)
 105
 106 static inline bool kvm_is_error_hva(unsigned long addr)
 107 {
 108         return addr >= PAGE_OFFSET;
 109 }
 110
 111 #endif
 112
 113 #define KVM_ERR_PTR_BAD_PAGE    (ERR_PTR(-ENOENT))
 114
 115 static inline bool is_error_page(struct page *page)
 116 {
 117         return IS_ERR(page);
 118 }
 119
 120 #define KVM_REQUEST_MASK           GENMASK(7,0)
 121 #define KVM_REQUEST_NO_WAKEUP      BIT(8)
 122 #define KVM_REQUEST_WAIT           BIT(9)
 123 /*
 124  * Architecture-independent vcpu->requests bit members
 125  * Bits 4-7 are reserved for more arch-independent bits.
 126  */
 127 #define KVM_REQ_TLB_FLUSH         (0 | KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
 128 #define KVM_REQ_MMU_RELOAD        (1 | KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
 129 #define KVM_REQ_PENDING_TIMER     2
 130 #define KVM_REQ_UNHALT            3
 131 #define KVM_REQUEST_ARCH_BASE     8
 132
 133 #define KVM_ARCH_REQ_FLAGS(nr, flags) ({ \
 134         BUILD_BUG_ON((unsigned)(nr) >= (FIELD_SIZEOF(struct kvm_vcpu, requests) * 8) - KVM_REQUEST_ARCH_BASE); \
 135         (unsigned)(((nr) + KVM_REQUEST_ARCH_BASE) | (flags)); \
 136 })
 137 #define KVM_ARCH_REQ(nr)           KVM_ARCH_REQ_FLAGS(nr, 0)
 138
 139 #define KVM_USERSPACE_IRQ_SOURCE_ID             0
 140 #define KVM_IRQFD_RESAMPLE_IRQ_SOURCE_ID        1
 141
 142 extern struct kmem_cache *kvm_vcpu_cache;
 143
 144 extern struct mutex kvm_lock;
 145 extern struct list_head vm_list;
 146
 147 struct kvm_io_range {
 148         gpa_t addr;
 149         int len;
 150         struct kvm_io_device *dev;
 151 };
 152
 153 #define NR_IOBUS_DEVS 1000
 154
 155 struct kvm_io_bus {
 156         int dev_count;
 157         int ioeventfd_count;
 158         struct kvm_io_range range[];
 159 };
 160
 161 enum kvm_bus {
 162         KVM_MMIO_BUS,
 163         KVM_PIO_BUS,
 164         KVM_VIRTIO_CCW_NOTIFY_BUS,
 165         KVM_FAST_MMIO_BUS,
 166         KVM_NR_BUSES
 167 };
 168
 169 int kvm_io_bus_write(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
 170                      int len, const void *val);
 171 int kvm_io_bus_write_cookie(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_bus bus_idx,
 172                             gpa_t addr, int len, const void *val, long cookie);
 173 int kvm_io_bus_read(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
 174                     int len, void *val);
 175 int kvm_io_bus_register_dev(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
 176                             int len, struct kvm_io_device *dev);
 177 void kvm_io_bus_unregister_dev(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx,
 178                                struct kvm_io_device *dev);
 179 struct kvm_io_device *kvm_io_bus_get_dev(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx,
 180                                          gpa_t addr);
 181
 182 #ifdef CONFIG_KVM_ASYNC_PF
 183 struct kvm_async_pf {
 184         struct work_struct work;
 185         struct list_head link;
 186         struct list_head queue;
 187         struct kvm_vcpu *vcpu;
 188         struct mm_struct *mm;
 189         gpa_t cr2_or_gpa;
 190         unsigned long addr;
 191         struct kvm_arch_async_pf arch;
 192         bool   wakeup_all;
 193 };
 194
 195 void kvm_clear_async_pf_completion_queue(struct kvm_vcpu *vcpu);
 196 void kvm_check_async_pf_completion(struct kvm_vcpu *vcpu);
 197 int kvm_setup_async_pf(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t cr2_or_gpa,
 198                        unsigned long hva, struct kvm_arch_async_pf *arch);
 199 int kvm_async_pf_wakeup_all(struct kvm_vcpu *vcpu);
 200 #endif
 201
 202 enum {
 203         OUTSIDE_GUEST_MODE,
 204         IN_GUEST_MODE,
 205         EXITING_GUEST_MODE,
 206         READING_SHADOW_PAGE_TABLES,
 207 };
 208
 209 #define KVM_UNMAPPED_PAGE       ((void *) 0x500 + POISON_POINTER_DELTA)
 210
 211 struct kvm_host_map {
 212         /*
 213          * Only valid if the 'pfn' is managed by the host kernel (i.e. There is
 214          * a 'struct page' for it. When using mem= kernel parameter some memory
 215          * can be used as guest memory but they are not managed by host
 216          * kernel).
 217          * If 'pfn' is not managed by the host kernel, this field is
 218          * initialized to KVM_UNMAPPED_PAGE.
 219          */
 220         struct page *page;
 221         void *hva;
 222         kvm_pfn_t pfn;
 223         kvm_pfn_t gfn;
 224 };
 225
 226 /*
 227  * Used to check if the mapping is valid or not. Never use 'kvm_host_map'
 228  * directly to check for that.
 229  */
 230 static inline bool kvm_vcpu_mapped(struct kvm_host_map *map)
 231 {
 232         return !!map->hva;
 233 }
 234
 235 /*
 236  * Sometimes a large or cross-page mmio needs to be broken up into separate
 237  * exits for userspace servicing.
 238  */
 239 struct kvm_mmio_fragment {
 240         gpa_t gpa;
 241         void *data;
 242         unsigned len;
 243 };
 244
 245 struct kvm_vcpu {
 246         struct kvm *kvm;
 247 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
 248         struct preempt_notifier preempt_notifier;
 249 #endif
 250         int cpu;
 251         int vcpu_id; /* id given by userspace at creation */
 252         int vcpu_idx; /* index in kvm->vcpus array */
 253         int srcu_idx;
 254         int mode;
 255         u64 requests;
 256         unsigned long guest_debug;
 257
 258         int pre_pcpu;
 259         struct list_head blocked_vcpu_list;
 260
 261         struct mutex mutex;
 262         struct kvm_run *run;
 263
 264         int guest_xcr0_loaded;
 265         struct swait_queue_head wq;
 266         struct pid __rcu *pid;
 267         int sigset_active;
 268         sigset_t sigset;
 269         struct kvm_vcpu_stat stat;
 270         unsigned int halt_poll_ns;
 271         bool valid_wakeup;
 272
 273 #ifdef CONFIG_HAS_IOMEM
 274         int mmio_needed;
 275         int mmio_read_completed;
 276         int mmio_is_write;
 277         int mmio_cur_fragment;
 278         int mmio_nr_fragments;
 279         struct kvm_mmio_fragment mmio_fragments[KVM_MAX_MMIO_FRAGMENTS];
 280 #endif
 281
 282 #ifdef CONFIG_KVM_ASYNC_PF
 283         struct {
 284                 u32 queued;
 285                 struct list_head queue;
 286                 struct list_head done;
 287                 spinlock_t lock;
 288         } async_pf;
 289 #endif
 290
 291 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
 292         /*
 293          * Cpu relax intercept or pause loop exit optimization
 294          * in_spin_loop: set when a vcpu does a pause loop exit
 295          *  or cpu relax intercepted.
 296          * dy_eligible: indicates whether vcpu is eligible for directed yield.
 297          */
 298         struct {
 299                 bool in_spin_loop;
 300                 bool dy_eligible;
 301         } spin_loop;
 302 #endif
 303         bool preempted;
 304         struct kvm_vcpu_arch arch;
 305         struct dentry *debugfs_dentry;
 306 };
 307
 308 static inline int kvm_vcpu_exiting_guest_mode(struct kvm_vcpu *vcpu)
 309 {
 310         /*
 311          * The memory barrier ensures a previous write to vcpu->requests cannot
 312          * be reordered with the read of vcpu->mode.  It pairs with the general
 313          * memory barrier following the write of vcpu->mode in VCPU RUN.
 314          */
 315         smp_mb__before_atomic();
 316         return cmpxchg(&vcpu->mode, IN_GUEST_MODE, EXITING_GUEST_MODE);
 317 }
 318
 319 /*
 320  * Some of the bitops functions do not support too long bitmaps.
 321  * This number must be determined not to exceed such limits.
 322  */
 323 #define KVM_MEM_MAX_NR_PAGES ((1UL << 31) - 1)
 324
 325 struct kvm_memory_slot {
 326         gfn_t base_gfn;
 327         unsigned long npages;
 328         unsigned long *dirty_bitmap;
 329         struct kvm_arch_memory_slot arch;
 330         unsigned long userspace_addr;
 331         u32 flags;
 332         short id;
 333 };
 334
 335 static inline unsigned long kvm_dirty_bitmap_bytes(struct kvm_memory_slot *memslot)
 336 {
 337         return ALIGN(memslot->npages, BITS_PER_LONG) / 8;
 338 }
 339
 340 static inline unsigned long *kvm_second_dirty_bitmap(struct kvm_memory_slot *memslot)
 341 {
 342         unsigned long len = kvm_dirty_bitmap_bytes(memslot);
 343
 344         return memslot->dirty_bitmap + len / sizeof(*memslot->dirty_bitmap);
 345 }
 346
 347 struct kvm_s390_adapter_int {
 348         u64 ind_addr;
 349         u64 summary_addr;
 350         u64 ind_offset;
 351         u32 summary_offset;
 352         u32 adapter_id;
 353 };
 354
 355 struct kvm_hv_sint {
 356         u32 vcpu;
 357         u32 sint;
 358 };
 359
 360 struct kvm_kernel_irq_routing_entry {
 361         u32 gsi;
 362         u32 type;
 363         int (*set)(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
 364                    struct kvm *kvm, int irq_source_id, int level,
 365                    bool line_status);
 366         union {
 367                 struct {
 368                         unsigned irqchip;
 369                         unsigned pin;
 370                 } irqchip;
 371                 struct {
 372                         u32 address_lo;
 373                         u32 address_hi;
 374                         u32 data;
 375                         u32 flags;
 376                         u32 devid;
 377                 } msi;
 378                 struct kvm_s390_adapter_int adapter;
 379                 struct kvm_hv_sint hv_sint;
 380         };
 381         struct hlist_node link;
 382 };
 383
 384 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_ROUTING
 385 struct kvm_irq_routing_table {
 386         int chip[KVM_NR_IRQCHIPS][KVM_IRQCHIP_NUM_PINS];
 387         u32 nr_rt_entries;
 388         /*
 389          * Array indexed by gsi. Each entry contains list of irq chips
 390          * the gsi is connected to.
 391          */
 392         struct hlist_head map[0];
 393 };
 394 #endif
 395
 396 #ifndef KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS
 397 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 0
 398 #endif
 399
 400 #ifndef KVM_MEM_SLOTS_NUM
 401 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
 402 #endif
 403
 404 #ifndef __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
 405 static inline int kvm_arch_vcpu_memslots_id(struct kvm_vcpu *vcpu)
 406 {
 407         return 0;
 408 }
 409 #endif
 410
 411 /*
 412  * Note:
 413  * memslots are not sorted by id anymore, please use id_to_memslot()
 414  * to get the memslot by its id.
 415  */
 416 struct kvm_memslots {
 417         u64 generation;
 418         struct kvm_memory_slot memslots[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
 419         /* The mapping table from slot id to the index in memslots[]. */
 420         short id_to_index[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
 421         atomic_t lru_slot;
 422         int used_slots;
 423 };
 424
 425 struct kvm {
 426         spinlock_t mmu_lock;
 427         struct mutex slots_lock;
 428         struct mm_struct *mm; /* userspace tied to this vm */
 429         struct kvm_memslots __rcu *memslots[KVM_ADDRESS_SPACE_NUM];
 430         struct kvm_vcpu *vcpus[KVM_MAX_VCPUS];
 431
 432         /*
 433          * created_vcpus is protected by kvm->lock, and is incremented
 434          * at the beginning of KVM_CREATE_VCPU.  online_vcpus is only
 435          * incremented after storing the kvm_vcpu pointer in vcpus,
 436          * and is accessed atomically.
 437          */
 438         atomic_t online_vcpus;
 439         int created_vcpus;
 440         int last_boosted_vcpu;
 441         struct list_head vm_list;
 442         struct mutex lock;
 443         struct kvm_io_bus __rcu *buses[KVM_NR_BUSES];
 444 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
 445         struct {
 446                 spinlock_t        lock;
 447                 struct list_head  items;
 448                 struct list_head  resampler_list;
 449                 struct mutex      resampler_lock;
 450         } irqfds;
 451         struct list_head ioeventfds;
 452 #endif
 453         struct kvm_vm_stat stat;
 454         struct kvm_arch arch;
 455         refcount_t users_count;
 456 #ifdef CONFIG_KVM_MMIO
 457         struct kvm_coalesced_mmio_ring *coalesced_mmio_ring;
 458         spinlock_t ring_lock;
 459         struct list_head coalesced_zones;
 460 #endif
 461
 462         struct mutex irq_lock;
 463 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
 464         /*
 465          * Update side is protected by irq_lock.
 466          */
 467         struct kvm_irq_routing_table __rcu *irq_routing;
 468 #endif
 469 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQFD
 470         struct hlist_head irq_ack_notifier_list;
 471 #endif
 472
 473 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
 474         struct mmu_notifier mmu_notifier;
 475         unsigned long mmu_notifier_seq;
 476         long mmu_notifier_count;
 477 #endif
 478         long tlbs_dirty;
 479         struct list_head devices;
 480         struct dentry *debugfs_dentry;
 481         struct kvm_stat_data **debugfs_stat_data;
 482         struct srcu_struct srcu;
 483         struct srcu_struct irq_srcu;
 484         pid_t userspace_pid;
 485 };
 486
 487 #define kvm_err(fmt, ...) \
 488         pr_err("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 489 #define kvm_info(fmt, ...) \
 490         pr_info("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 491 #define kvm_debug(fmt, ...) \
 492         pr_debug("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 493 #define kvm_debug_ratelimited(fmt, ...) \
 494         pr_debug_ratelimited("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), \
 495                              ## __VA_ARGS__)
 496 #define kvm_pr_unimpl(fmt, ...) \
 497         pr_err_ratelimited("kvm [%i]: " fmt, \
 498                            task_tgid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 499
 500 /* The guest did something we don't support. */
 501 #define vcpu_unimpl(vcpu, fmt, ...)                                     \
 502         kvm_pr_unimpl("vcpu%i, guest rIP: 0x%lx " fmt,                  \
 503                         (vcpu)->vcpu_id, kvm_rip_read(vcpu), ## __VA_ARGS__)
 504
 505 #define vcpu_debug(vcpu, fmt, ...)                                      \
 506         kvm_debug("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id, ## __VA_ARGS__)
 507 #define vcpu_debug_ratelimited(vcpu, fmt, ...)                          \
 508         kvm_debug_ratelimited("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id,           \
 509                               ## __VA_ARGS__)
 510 #define vcpu_err(vcpu, fmt, ...)                                        \
 511         kvm_err("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id, ## __VA_ARGS__)
 512
 513 static inline struct kvm_io_bus *kvm_get_bus(struct kvm *kvm, enum kvm_bus idx)
 514 {
 515         return srcu_dereference_check(kvm->buses[idx], &kvm->srcu,
 516                                       lockdep_is_held(&kvm->slots_lock) ||
 517                                       !refcount_read(&kvm->users_count));
 518 }
 519
 520 static inline struct kvm_vcpu *kvm_get_vcpu(struct kvm *kvm, int i)
 521 {
 522         int num_vcpus = atomic_read(&kvm->online_vcpus);
 523         i = array_index_nospec(i, num_vcpus);
 524
 525         /* Pairs with smp_wmb() in kvm_vm_ioctl_create_vcpu.  */
 526         smp_rmb();
 527         return kvm->vcpus[i];
 528 }
 529
 530 #define kvm_for_each_vcpu(idx, vcpup, kvm) \
 531         for (idx = 0; \
 532              idx < atomic_read(&kvm->online_vcpus) && \
 533              (vcpup = kvm_get_vcpu(kvm, idx)) != NULL; \
 534              idx++)
 535
 536 static inline struct kvm_vcpu *kvm_get_vcpu_by_id(struct kvm *kvm, int id)
 537 {
 538         struct kvm_vcpu *vcpu = NULL;
 539         int i;
 540
 541         if (id < 0)
 542                 return NULL;
 543         if (id < KVM_MAX_VCPUS)
 544                 vcpu = kvm_get_vcpu(kvm, id);
 545         if (vcpu && vcpu->vcpu_id == id)
 546                 return vcpu;
 547         kvm_for_each_vcpu(i, vcpu, kvm)
 548                 if (vcpu->vcpu_id == id)
 549                         return vcpu;
 550         return NULL;
 551 }
 552
 553 static inline int kvm_vcpu_get_idx(struct kvm_vcpu *vcpu)
 554 {
 555         return vcpu->vcpu_idx;
 556 }
 557
 558 #define kvm_for_each_memslot(memslot, slots)    \
 559         for (memslot = &slots->memslots[0];     \
 560               memslot < slots->memslots + KVM_MEM_SLOTS_NUM && memslot->npages;\
 561                 memslot++)
 562
 563 int kvm_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm *kvm, unsigned id);
 564 void kvm_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
 565
 566 void vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
 567 void vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 568
 569 #ifdef __KVM_HAVE_IOAPIC
 570 void kvm_arch_post_irq_ack_notifier_list_update(struct kvm *kvm);
 571 void kvm_arch_post_irq_routing_update(struct kvm *kvm);
 572 #else
 573 static inline void kvm_arch_post_irq_ack_notifier_list_update(struct kvm *kvm)
 574 {
 575 }
 576 static inline void kvm_arch_post_irq_routing_update(struct kvm *kvm)
 577 {
 578 }
 579 #endif
 580
 581 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQFD
 582 int kvm_irqfd_init(void);
 583 void kvm_irqfd_exit(void);
 584 #else
 585 static inline int kvm_irqfd_init(void)
 586 {
 587         return 0;
 588 }
 589
 590 static inline void kvm_irqfd_exit(void)
 591 {
 592 }
 593 #endif
 594 int kvm_init(void *opaque, unsigned vcpu_size, unsigned vcpu_align,
 595                   struct module *module);
 596 void kvm_exit(void);
 597
 598 void kvm_get_kvm(struct kvm *kvm);
 599 void kvm_put_kvm(struct kvm *kvm);
 600
 601 static inline struct kvm_memslots *__kvm_memslots(struct kvm *kvm, int as_id)
 602 {
 603         as_id = array_index_nospec(as_id, KVM_ADDRESS_SPACE_NUM);
 604         return srcu_dereference_check(kvm->memslots[as_id], &kvm->srcu,
 605                         lockdep_is_held(&kvm->slots_lock) ||
 606                         !refcount_read(&kvm->users_count));
 607 }
 608
 609 static inline struct kvm_memslots *kvm_memslots(struct kvm *kvm)
 610 {
 611         return __kvm_memslots(kvm, 0);
 612 }
 613
 614 static inline struct kvm_memslots *kvm_vcpu_memslots(struct kvm_vcpu *vcpu)
 615 {
 616         int as_id = kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu);
 617
 618         return __kvm_memslots(vcpu->kvm, as_id);
 619 }
 620
 621 static inline struct kvm_memory_slot *
 622 id_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, int id)
 623 {
 624         int index = slots->id_to_index[id];
 625         struct kvm_memory_slot *slot;
 626
 627         slot = &slots->memslots[index];
 628
 629         WARN_ON(slot->id != id);
 630         return slot;
 631 }
 632
 633 /*
 634  * KVM_SET_USER_MEMORY_REGION ioctl allows the following operations:
 635  * - create a new memory slot
 636  * - delete an existing memory slot
 637  * - modify an existing memory slot
 638  *   -- move it in the guest physical memory space
 639  *   -- just change its flags
 640  *
 641  * Since flags can be changed by some of these operations, the following
 642  * differentiation is the best we can do for __kvm_set_memory_region():
 643  */
 644 enum kvm_mr_change {
 645         KVM_MR_CREATE,
 646         KVM_MR_DELETE,
 647         KVM_MR_MOVE,
 648         KVM_MR_FLAGS_ONLY,
 649 };
 650
 651 int kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 652                           const struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 653 int __kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 654                             const struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 655 void kvm_arch_free_memslot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *free,
 656                            struct kvm_memory_slot *dont);
 657 int kvm_arch_create_memslot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot,
 658                             unsigned long npages);
 659 void kvm_arch_memslots_updated(struct kvm *kvm, u64 gen);
 660 int kvm_arch_prepare_memory_region(struct kvm *kvm,
 661                                 struct kvm_memory_slot *memslot,
 662                                 const struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 663                                 enum kvm_mr_change change);
 664 void kvm_arch_commit_memory_region(struct kvm *kvm,
 665                                 const struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 666                                 const struct kvm_memory_slot *old,
 667                                 const struct kvm_memory_slot *new,
 668                                 enum kvm_mr_change change);
 669 bool kvm_largepages_enabled(void);
 670 void kvm_disable_largepages(void);
 671 /* flush all memory translations */
 672 void kvm_arch_flush_shadow_all(struct kvm *kvm);
 673 /* flush memory translations pointing to 'slot' */
 674 void kvm_arch_flush_shadow_memslot(struct kvm *kvm,
 675                                    struct kvm_memory_slot *slot);
 676
 677 int gfn_to_page_many_atomic(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn,
 678                             struct page **pages, int nr_pages);
 679
 680 struct page *gfn_to_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 681 unsigned long gfn_to_hva(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 682 unsigned long gfn_to_hva_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool *writable);
 683 unsigned long gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 684 unsigned long gfn_to_hva_memslot_prot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn,
 685                                       bool *writable);
 686 void kvm_release_page_clean(struct page *page);
 687 void kvm_release_page_dirty(struct page *page);
 688 void kvm_set_page_accessed(struct page *page);
 689
 690 kvm_pfn_t gfn_to_pfn_atomic(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 691 kvm_pfn_t gfn_to_pfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 692 kvm_pfn_t gfn_to_pfn_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool write_fault,
 693                       bool *writable);
 694 kvm_pfn_t gfn_to_pfn_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 695 kvm_pfn_t gfn_to_pfn_memslot_atomic(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 696 kvm_pfn_t __gfn_to_pfn_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn,
 697                                bool atomic, bool *async, bool write_fault,
 698                                bool *writable);
 699
 700 void kvm_release_pfn_clean(kvm_pfn_t pfn);
 701 void kvm_release_pfn_dirty(kvm_pfn_t pfn);
 702 void kvm_set_pfn_dirty(kvm_pfn_t pfn);
 703 void kvm_set_pfn_accessed(kvm_pfn_t pfn);
 704 void kvm_get_pfn(kvm_pfn_t pfn);
 705
 706 void kvm_release_pfn(kvm_pfn_t pfn, bool dirty, struct gfn_to_pfn_cache *cache);
 707 int kvm_read_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, void *data, int offset,
 708                         int len);
 709 int kvm_read_guest_atomic(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data,
 710                           unsigned long len);
 711 int kvm_read_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data, unsigned long len);
 712 int kvm_read_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 713                            void *data, unsigned long len);
 714 int kvm_write_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, const void *data,
 715                          int offset, int len);
 716 int kvm_write_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, const void *data,
 717                     unsigned long len);
 718 int kvm_write_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 719                            void *data, unsigned long len);
 720 int kvm_write_guest_offset_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 721                                   void *data, unsigned int offset,
 722                                   unsigned long len);
 723 int kvm_gfn_to_hva_cache_init(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 724                               gpa_t gpa, unsigned long len);
 725 int kvm_clear_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, int offset, int len);
 726 int kvm_clear_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, unsigned long len);
 727 struct kvm_memory_slot *gfn_to_memslot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 728 bool kvm_is_visible_gfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 729 unsigned long kvm_host_page_size(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 730 void mark_page_dirty(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 731
 732 struct kvm_memslots *kvm_vcpu_memslots(struct kvm_vcpu *vcpu);
 733 struct kvm_memory_slot *kvm_vcpu_gfn_to_memslot(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 734 kvm_pfn_t kvm_vcpu_gfn_to_pfn_atomic(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 735 kvm_pfn_t kvm_vcpu_gfn_to_pfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 736 int kvm_vcpu_map(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, struct kvm_host_map *map);
 737 int kvm_map_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, struct kvm_host_map *map,
 738                 struct gfn_to_pfn_cache *cache, bool atomic);
 739 struct page *kvm_vcpu_gfn_to_page(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 740 void kvm_vcpu_unmap(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_host_map *map, bool dirty);
 741 int kvm_unmap_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_host_map *map,
 742                   struct gfn_to_pfn_cache *cache, bool dirty, bool atomic);
 743 unsigned long kvm_vcpu_gfn_to_hva(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 744 unsigned long kvm_vcpu_gfn_to_hva_prot(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool *writable);
 745 int kvm_vcpu_read_guest_page(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, void *data, int offset,
 746                              int len);
 747 int kvm_vcpu_read_guest_atomic(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, void *data,
 748                                unsigned long len);
 749 int kvm_vcpu_read_guest(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, void *data,
 750                         unsigned long len);
 751 int kvm_vcpu_write_guest_page(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, const void *data,
 752                               int offset, int len);
 753 int kvm_vcpu_write_guest(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, const void *data,
 754                          unsigned long len);
 755 void kvm_vcpu_mark_page_dirty(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 756
 757 void kvm_sigset_activate(struct kvm_vcpu *vcpu);
 758 void kvm_sigset_deactivate(struct kvm_vcpu *vcpu);
 759
 760 void kvm_vcpu_block(struct kvm_vcpu *vcpu);
 761 void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu);
 762 void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu);
 763 bool kvm_vcpu_wake_up(struct kvm_vcpu *vcpu);
 764 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 765 int kvm_vcpu_yield_to(struct kvm_vcpu *target);
 766 void kvm_vcpu_on_spin(struct kvm_vcpu *vcpu, bool usermode_vcpu_not_eligible);
 767
 768 void kvm_flush_remote_tlbs(struct kvm *kvm);
 769 void kvm_reload_remote_mmus(struct kvm *kvm);
 770
 771 bool kvm_make_vcpus_request_mask(struct kvm *kvm, unsigned int req,
 772                                  unsigned long *vcpu_bitmap, cpumask_var_t tmp);
 773 bool kvm_make_all_cpus_request(struct kvm *kvm, unsigned int req);
 774
 775 long kvm_arch_dev_ioctl(struct file *filp,
 776                         unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 777 long kvm_arch_vcpu_ioctl(struct file *filp,
 778                          unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 779 vm_fault_t kvm_arch_vcpu_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vm_fault *vmf);
 780
 781 int kvm_vm_ioctl_check_extension(struct kvm *kvm, long ext);
 782
 783 int kvm_get_dirty_log(struct kvm *kvm,
 784                         struct kvm_dirty_log *log, int *is_dirty);
 785
 786 int kvm_get_dirty_log_protect(struct kvm *kvm,
 787                         struct kvm_dirty_log *log, bool *is_dirty);
 788
 789 void kvm_arch_mmu_enable_log_dirty_pt_masked(struct kvm *kvm,
 790                                         struct kvm_memory_slot *slot,
 791                                         gfn_t gfn_offset,
 792                                         unsigned long mask);
 793
 794 int kvm_vm_ioctl_get_dirty_log(struct kvm *kvm,
 795                                 struct kvm_dirty_log *log);
 796
 797 int kvm_vm_ioctl_irq_line(struct kvm *kvm, struct kvm_irq_level *irq_level,
 798                         bool line_status);
 799 long kvm_arch_vm_ioctl(struct file *filp,
 800                        unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 801
 802 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
 803 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
 804
 805 int kvm_arch_vcpu_ioctl_translate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 806                                     struct kvm_translation *tr);
 807
 808 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
 809 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
 810 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 811                                   struct kvm_sregs *sregs);
 812 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 813                                   struct kvm_sregs *sregs);
 814 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 815                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
 816 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 817                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
 818 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_guest_debug(struct kvm_vcpu *vcpu,
 819                                         struct kvm_guest_debug *dbg);
 820 int kvm_arch_vcpu_ioctl_run(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *kvm_run);
 821
 822 int kvm_arch_init(void *opaque);
 823 void kvm_arch_exit(void);
 824
 825 int kvm_arch_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
 826 void kvm_arch_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
 827
 828 void kvm_arch_sched_in(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 829
 830 void kvm_arch_vcpu_free(struct kvm_vcpu *vcpu);
 831 void kvm_arch_vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 832 void kvm_arch_vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 833 struct kvm_vcpu *kvm_arch_vcpu_create(struct kvm *kvm, unsigned int id);
 834 int kvm_arch_vcpu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
 835 void kvm_arch_vcpu_postcreate(struct kvm_vcpu *vcpu);
 836 void kvm_arch_vcpu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
 837
 838 bool kvm_arch_has_vcpu_debugfs(void);
 839 int kvm_arch_create_vcpu_debugfs(struct kvm_vcpu *vcpu);
 840
 841 int kvm_arch_hardware_enable(void);
 842 void kvm_arch_hardware_disable(void);
 843 int kvm_arch_hardware_setup(void);
 844 void kvm_arch_hardware_unsetup(void);
 845 void kvm_arch_check_processor_compat(void *rtn);
 846 int kvm_arch_vcpu_runnable(struct kvm_vcpu *vcpu);
 847 bool kvm_arch_vcpu_in_kernel(struct kvm_vcpu *vcpu);
 848 int kvm_arch_vcpu_should_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 849 bool kvm_arch_dy_runnable(struct kvm_vcpu *vcpu);
 850
 851 #ifndef __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
 852 /*
 853  * All architectures that want to use vzalloc currently also
 854  * need their own kvm_arch_alloc_vm implementation.
 855  */
 856 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
 857 {
 858         return kzalloc(sizeof(struct kvm), GFP_KERNEL);
 859 }
 860
 861 static inline void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm)
 862 {
 863         kfree(kvm);
 864 }
 865 #endif
 866
 867 #ifndef __KVM_HAVE_ARCH_FLUSH_REMOTE_TLB
 868 static inline int kvm_arch_flush_remote_tlb(struct kvm *kvm)
 869 {
 870         return -ENOTSUPP;
 871 }
 872 #endif
 873
 874 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
 875 void kvm_arch_register_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 876 void kvm_arch_unregister_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 877 bool kvm_arch_has_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 878 #else
 879 static inline void kvm_arch_register_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 880 {
 881 }
 882
 883 static inline void kvm_arch_unregister_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 884 {
 885 }
 886
 887 static inline bool kvm_arch_has_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 888 {
 889         return false;
 890 }
 891 #endif
 892 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
 893 void kvm_arch_start_assignment(struct kvm *kvm);
 894 void kvm_arch_end_assignment(struct kvm *kvm);
 895 bool kvm_arch_has_assigned_device(struct kvm *kvm);
 896 #else
 897 static inline void kvm_arch_start_assignment(struct kvm *kvm)
 898 {
 899 }
 900
 901 static inline void kvm_arch_end_assignment(struct kvm *kvm)
 902 {
 903 }
 904
 905 static inline bool kvm_arch_has_assigned_device(struct kvm *kvm)
 906 {
 907         return false;
 908 }
 909 #endif
 910
 911 static inline struct swait_queue_head *kvm_arch_vcpu_wq(struct kvm_vcpu *vcpu)
 912 {
 913 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_WQP
 914         return vcpu->arch.wqp;
 915 #else
 916         return &vcpu->wq;
 917 #endif
 918 }
 919
 920 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_INTC_INITIALIZED
 921 /*
 922  * returns true if the virtual interrupt controller is initialized and
 923  * ready to accept virtual IRQ. On some architectures the virtual interrupt
 924  * controller is dynamically instantiated and this is not always true.
 925  */
 926 bool kvm_arch_intc_initialized(struct kvm *kvm);
 927 #else
 928 static inline bool kvm_arch_intc_initialized(struct kvm *kvm)
 929 {
 930         return true;
 931 }
 932 #endif
 933
 934 int kvm_arch_init_vm(struct kvm *kvm, unsigned long type);
 935 void kvm_arch_destroy_vm(struct kvm *kvm);
 936 void kvm_arch_sync_events(struct kvm *kvm);
 937
 938 int kvm_cpu_has_pending_timer(struct kvm_vcpu *vcpu);
 939 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 940
 941 bool kvm_is_reserved_pfn(kvm_pfn_t pfn);
 942 bool kvm_is_zone_device_pfn(kvm_pfn_t pfn);
 943
 944 struct kvm_irq_ack_notifier {
 945         struct hlist_node link;
 946         unsigned gsi;
 947         void (*irq_acked)(struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 948 };
 949
 950 int kvm_irq_map_gsi(struct kvm *kvm,
 951                     struct kvm_kernel_irq_routing_entry *entries, int gsi);
 952 int kvm_irq_map_chip_pin(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
 953
 954 int kvm_set_irq(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level,
 955                 bool line_status);
 956 int kvm_set_msi(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *irq_entry, struct kvm *kvm,
 957                 int irq_source_id, int level, bool line_status);
 958 int kvm_arch_set_irq_inatomic(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
 959                                struct kvm *kvm, int irq_source_id,
 960                                int level, bool line_status);
 961 bool kvm_irq_has_notifier(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
 962 void kvm_notify_acked_gsi(struct kvm *kvm, int gsi);
 963 void kvm_notify_acked_irq(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
 964 void kvm_register_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
 965                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 966 void kvm_unregister_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
 967                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 968 int kvm_request_irq_source_id(struct kvm *kvm);
 969 void kvm_free_irq_source_id(struct kvm *kvm, int irq_source_id);
 970
 971 /*
 972  * search_memslots() and __gfn_to_memslot() are here because they are
 973  * used in non-modular code in arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_mmu.c.
 974  * gfn_to_memslot() itself isn't here as an inline because that would
 975  * bloat other code too much.
 976  */
 977 static inline struct kvm_memory_slot *
 978 search_memslots(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
 979 {
 980         int start = 0, end = slots->used_slots;
 981         int slot = atomic_read(&slots->lru_slot);
 982         struct kvm_memory_slot *memslots = slots->memslots;
 983
 984         if (gfn >= memslots[slot].base_gfn &&
 985             gfn < memslots[slot].base_gfn + memslots[slot].npages)
 986                 return &memslots[slot];
 987
 988         while (start < end) {
 989                 slot = start + (end - start) / 2;
 990
 991                 if (gfn >= memslots[slot].base_gfn)
 992                         end = slot;
 993                 else
 994                         start = slot + 1;
 995         }
 996
 997         if (start < slots->used_slots && gfn >= memslots[start].base_gfn &&
 998             gfn < memslots[start].base_gfn + memslots[start].npages) {
 999                 atomic_set(&slots->lru_slot, start);
1000                 return &memslots[start];
1001         }
1002
1003         return NULL;
1004 }
1005
1006 static inline struct kvm_memory_slot *
1007 __gfn_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
1008 {
1009         return search_memslots(slots, gfn);
1010 }
1011
1012 static inline unsigned long
1013 __gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn)
1014 {
1015         /*
1016          * The index was checked originally in search_memslots.  To avoid
1017          * that a malicious guest builds a Spectre gadget out of e.g. page
1018          * table walks, do not let the processor speculate loads outside
1019          * the guest's registered memslots.
1020          */
1021         unsigned long offset = gfn - slot->base_gfn;
1022         offset = array_index_nospec(offset, slot->npages);
1023         return slot->userspace_addr + offset * PAGE_SIZE;
1024 }
1025
1026 static inline int memslot_id(struct kvm *kvm, gfn_t gfn)
1027 {
1028         return gfn_to_memslot(kvm, gfn)->id;
1029 }
1030
1031 static inline gfn_t
1032 hva_to_gfn_memslot(unsigned long hva, struct kvm_memory_slot *slot)
1033 {
1034         gfn_t gfn_offset = (hva - slot->userspace_addr) >> PAGE_SHIFT;
1035
1036         return slot->base_gfn + gfn_offset;
1037 }
1038
1039 static inline gpa_t gfn_to_gpa(gfn_t gfn)
1040 {
1041         return (gpa_t)gfn << PAGE_SHIFT;
1042 }
1043
1044 static inline gfn_t gpa_to_gfn(gpa_t gpa)
1045 {
1046         return (gfn_t)(gpa >> PAGE_SHIFT);
1047 }
1048
1049 static inline hpa_t pfn_to_hpa(kvm_pfn_t pfn)
1050 {
1051         return (hpa_t)pfn << PAGE_SHIFT;
1052 }
1053
1054 static inline struct page *kvm_vcpu_gpa_to_page(struct kvm_vcpu *vcpu,
1055                                                 gpa_t gpa)
1056 {
1057         return kvm_vcpu_gfn_to_page(vcpu, gpa_to_gfn(gpa));
1058 }
1059
1060 static inline bool kvm_is_error_gpa(struct kvm *kvm, gpa_t gpa)
1061 {
1062         unsigned long hva = gfn_to_hva(kvm, gpa_to_gfn(gpa));
1063
1064         return kvm_is_error_hva(hva);
1065 }
1066
1067 enum kvm_stat_kind {
1068         KVM_STAT_VM,
1069         KVM_STAT_VCPU,
1070 };
1071
1072 struct kvm_stat_data {
1073         int offset;
1074         int mode;
1075         struct kvm *kvm;
1076 };
1077
1078 struct kvm_stats_debugfs_item {
1079         const char *name;
1080         int offset;
1081         enum kvm_stat_kind kind;
1082         int mode;
1083 };
1084 extern struct kvm_stats_debugfs_item debugfs_entries[];
1085 extern struct dentry *kvm_debugfs_dir;
1086
1087 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
1088 static inline int mmu_notifier_retry(struct kvm *kvm, unsigned long mmu_seq)
1089 {
1090         if (unlikely(kvm->mmu_notifier_count))
1091                 return 1;
1092         /*
1093          * Ensure the read of mmu_notifier_count happens before the read
1094          * of mmu_notifier_seq.  This interacts with the smp_wmb() in
1095          * mmu_notifier_invalidate_range_end to make sure that the caller
1096          * either sees the old (non-zero) value of mmu_notifier_count or
1097          * the new (incremented) value of mmu_notifier_seq.
1098          * PowerPC Book3s HV KVM calls this under a per-page lock
1099          * rather than under kvm->mmu_lock, for scalability, so
1100          * can't rely on kvm->mmu_lock to keep things ordered.
1101          */
1102         smp_rmb();
1103         if (kvm->mmu_notifier_seq != mmu_seq)
1104                 return 1;
1105         return 0;
1106 }
1107 #endif
1108
1109 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_ROUTING
1110
1111 #define KVM_MAX_IRQ_ROUTES 4096 /* might need extension/rework in the future */
1112
1113 bool kvm_arch_can_set_irq_routing(struct kvm *kvm);
1114 int kvm_set_irq_routing(struct kvm *kvm,
1115                         const struct kvm_irq_routing_entry *entries,
1116                         unsigned nr,
1117                         unsigned flags);
1118 int kvm_set_routing_entry(struct kvm *kvm,
1119                           struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1120                           const struct kvm_irq_routing_entry *ue);
1121 void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm);
1122
1123 #else
1124
1125 static inline void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm) {}
1126
1127 #endif
1128
1129 int kvm_send_userspace_msi(struct kvm *kvm, struct kvm_msi *msi);
1130
1131 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
1132
1133 void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm);
1134 int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args);
1135
1136 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQFD
1137 int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args);
1138 void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm);
1139 void kvm_irq_routing_update(struct kvm *);
1140 #else
1141 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
1142 {
1143         return -EINVAL;
1144 }
1145
1146 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
1147 #endif
1148
1149 #else
1150
1151 static inline void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm) {}
1152
1153 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
1154 {
1155         return -EINVAL;
1156 }
1157
1158 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
1159
1160 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
1161 static inline void kvm_irq_routing_update(struct kvm *kvm)
1162 {
1163 }
1164 #endif
1165
1166 static inline int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args)
1167 {
1168         return -ENOSYS;
1169 }
1170
1171 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD */
1172
1173 void kvm_arch_irq_routing_update(struct kvm *kvm);
1174
1175 static inline void kvm_make_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1176 {
1177         /*
1178          * Ensure the rest of the request is published to kvm_check_request's
1179          * caller.  Paired with the smp_mb__after_atomic in kvm_check_request.
1180          */
1181         smp_wmb();
1182         set_bit(req & KVM_REQUEST_MASK, (void *)&vcpu->requests);
1183 }
1184
1185 static inline bool kvm_request_pending(struct kvm_vcpu *vcpu)
1186 {
1187         return READ_ONCE(vcpu->requests);
1188 }
1189
1190 static inline bool kvm_test_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1191 {
1192         return test_bit(req & KVM_REQUEST_MASK, (void *)&vcpu->requests);
1193 }
1194
1195 static inline void kvm_clear_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1196 {
1197         clear_bit(req & KVM_REQUEST_MASK, (void *)&vcpu->requests);
1198 }
1199
1200 static inline bool kvm_check_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1201 {
1202         if (kvm_test_request(req, vcpu)) {
1203                 kvm_clear_request(req, vcpu);
1204
1205                 /*
1206                  * Ensure the rest of the request is visible to kvm_check_request's
1207                  * caller.  Paired with the smp_wmb in kvm_make_request.
1208                  */
1209                 smp_mb__after_atomic();
1210                 return true;
1211         } else {
1212                 return false;
1213         }
1214 }
1215
1216 extern bool kvm_rebooting;
1217
1218 extern unsigned int halt_poll_ns;
1219 extern unsigned int halt_poll_ns_grow;
1220 extern unsigned int halt_poll_ns_shrink;
1221
1222 struct kvm_device {
1223         struct kvm_device_ops *ops;
1224         struct kvm *kvm;
1225         void *private;
1226         struct list_head vm_node;
1227 };
1228
1229 /* create, destroy, and name are mandatory */
1230 struct kvm_device_ops {
1231         const char *name;
1232
1233         /*
1234          * create is called holding kvm->lock and any operations not suitable
1235          * to do while holding the lock should be deferred to init (see
1236          * below).
1237          */
1238         int (*create)(struct kvm_device *dev, u32 type);
1239
1240         /*
1241          * init is called after create if create is successful and is called
1242          * outside of holding kvm->lock.
1243          */
1244         void (*init)(struct kvm_device *dev);
1245
1246         /*
1247          * Destroy is responsible for freeing dev.
1248          *
1249          * Destroy may be called before or after destructors are called
1250          * on emulated I/O regions, depending on whether a reference is
1251          * held by a vcpu or other kvm component that gets destroyed
1252          * after the emulated I/O.
1253          */
1254         void (*destroy)(struct kvm_device *dev);
1255
1256         int (*set_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1257         int (*get_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1258         int (*has_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1259         long (*ioctl)(struct kvm_device *dev, unsigned int ioctl,
1260                       unsigned long arg);
1261 };
1262
1263 void kvm_device_get(struct kvm_device *dev);
1264 void kvm_device_put(struct kvm_device *dev);
1265 struct kvm_device *kvm_device_from_filp(struct file *filp);
1266 int kvm_register_device_ops(struct kvm_device_ops *ops, u32 type);
1267 void kvm_unregister_device_ops(u32 type);
1268
1269 extern struct kvm_device_ops kvm_mpic_ops;
1270 extern struct kvm_device_ops kvm_arm_vgic_v2_ops;
1271 extern struct kvm_device_ops kvm_arm_vgic_v3_ops;
1272
1273 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
1274
1275 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1276 {
1277         vcpu->spin_loop.in_spin_loop = val;
1278 }
1279 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1280 {
1281         vcpu->spin_loop.dy_eligible = val;
1282 }
1283
1284 #else /* !CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1285
1286 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1287 {
1288 }
1289
1290 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1291 {
1292 }
1293 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1294
1295 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_BYPASS
1296 bool kvm_arch_has_irq_bypass(void);
1297 int kvm_arch_irq_bypass_add_producer(struct irq_bypass_consumer *,
1298                            struct irq_bypass_producer *);
1299 void kvm_arch_irq_bypass_del_producer(struct irq_bypass_consumer *,
1300                            struct irq_bypass_producer *);
1301 void kvm_arch_irq_bypass_stop(struct irq_bypass_consumer *);
1302 void kvm_arch_irq_bypass_start(struct irq_bypass_consumer *);
1303 int kvm_arch_update_irqfd_routing(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1304                                   uint32_t guest_irq, bool set);
1305 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_BYPASS */
1306
1307 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_INVALID_WAKEUPS
1308 /* If we wakeup during the poll time, was it a sucessful poll? */
1309 static inline bool vcpu_valid_wakeup(struct kvm_vcpu *vcpu)
1310 {
1311         return vcpu->valid_wakeup;
1312 }
1313
1314 #else
1315 static inline bool vcpu_valid_wakeup(struct kvm_vcpu *vcpu)
1316 {
1317         return true;
1318 }
1319 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_INVALID_WAKEUPS */
1320
1321 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_ASYNC_IOCTL
1322 long kvm_arch_vcpu_async_ioctl(struct file *filp,
1323                                unsigned int ioctl, unsigned long arg);
1324 #else
1325 static inline long kvm_arch_vcpu_async_ioctl(struct file *filp,
1326                                              unsigned int ioctl,
1327                                              unsigned long arg)
1328 {
1329         return -ENOIOCTLCMD;
1330 }
1331 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_ASYNC_IOCTL */
1332
1333 void kvm_arch_mmu_notifier_invalidate_range(struct kvm *kvm,
1334                                             unsigned long start, unsigned long end);
1335
1336 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_RUN_PID_CHANGE
1337 int kvm_arch_vcpu_run_pid_change(struct kvm_vcpu *vcpu);
1338 #else
1339 static inline int kvm_arch_vcpu_run_pid_change(struct kvm_vcpu *vcpu)
1340 {
1341         return 0;
1342 }
1343 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_RUN_PID_CHANGE */
1344
1345 typedef int (*kvm_vm_thread_fn_t)(struct kvm *kvm, uintptr_t data);
1346
1347 int kvm_vm_create_worker_thread(struct kvm *kvm, kvm_vm_thread_fn_t thread_fn,
1348                                 uintptr_t data, const char *name,
1349                                 struct task_struct **thread_ptr);
1350
1351 #endif