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;
 252         int srcu_idx;
 253         int mode;
 254         u64 requests;
 255         unsigned long guest_debug;
 256
 257         int pre_pcpu;
 258         struct list_head blocked_vcpu_list;
 259
 260         struct mutex mutex;
 261         struct kvm_run *run;
 262
 263         int guest_xcr0_loaded;
 264         struct swait_queue_head wq;
 265         struct pid __rcu *pid;
 266         int sigset_active;
 267         sigset_t sigset;
 268         struct kvm_vcpu_stat stat;
 269         unsigned int halt_poll_ns;
 270         bool valid_wakeup;
 271
 272 #ifdef CONFIG_HAS_IOMEM
 273         int mmio_needed;
 274         int mmio_read_completed;
 275         int mmio_is_write;
 276         int mmio_cur_fragment;
 277         int mmio_nr_fragments;
 278         struct kvm_mmio_fragment mmio_fragments[KVM_MAX_MMIO_FRAGMENTS];
 279 #endif
 280
 281 #ifdef CONFIG_KVM_ASYNC_PF
 282         struct {
 283                 u32 queued;
 284                 struct list_head queue;
 285                 struct list_head done;
 286                 spinlock_t lock;
 287         } async_pf;
 288 #endif
 289
 290 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
 291         /*
 292          * Cpu relax intercept or pause loop exit optimization
 293          * in_spin_loop: set when a vcpu does a pause loop exit
 294          *  or cpu relax intercepted.
 295          * dy_eligible: indicates whether vcpu is eligible for directed yield.
 296          */
 297         struct {
 298                 bool in_spin_loop;
 299                 bool dy_eligible;
 300         } spin_loop;
 301 #endif
 302         bool preempted;
 303         struct kvm_vcpu_arch arch;
 304         struct dentry *debugfs_dentry;
 305 };
 306
 307 static inline int kvm_vcpu_exiting_guest_mode(struct kvm_vcpu *vcpu)
 308 {
 309         /*
 310          * The memory barrier ensures a previous write to vcpu->requests cannot
 311          * be reordered with the read of vcpu->mode.  It pairs with the general
 312          * memory barrier following the write of vcpu->mode in VCPU RUN.
 313          */
 314         smp_mb__before_atomic();
 315         return cmpxchg(&vcpu->mode, IN_GUEST_MODE, EXITING_GUEST_MODE);
 316 }
 317
 318 /*
 319  * Some of the bitops functions do not support too long bitmaps.
 320  * This number must be determined not to exceed such limits.
 321  */
 322 #define KVM_MEM_MAX_NR_PAGES ((1UL << 31) - 1)
 323
 324 struct kvm_memory_slot {
 325         gfn_t base_gfn;
 326         unsigned long npages;
 327         unsigned long *dirty_bitmap;
 328         struct kvm_arch_memory_slot arch;
 329         unsigned long userspace_addr;
 330         u32 flags;
 331         short id;
 332 };
 333
 334 static inline unsigned long kvm_dirty_bitmap_bytes(struct kvm_memory_slot *memslot)
 335 {
 336         return ALIGN(memslot->npages, BITS_PER_LONG) / 8;
 337 }
 338
 339 static inline unsigned long *kvm_second_dirty_bitmap(struct kvm_memory_slot *memslot)
 340 {
 341         unsigned long len = kvm_dirty_bitmap_bytes(memslot);
 342
 343         return memslot->dirty_bitmap + len / sizeof(*memslot->dirty_bitmap);
 344 }
 345
 346 struct kvm_s390_adapter_int {
 347         u64 ind_addr;
 348         u64 summary_addr;
 349         u64 ind_offset;
 350         u32 summary_offset;
 351         u32 adapter_id;
 352 };
 353
 354 struct kvm_hv_sint {
 355         u32 vcpu;
 356         u32 sint;
 357 };
 358
 359 struct kvm_kernel_irq_routing_entry {
 360         u32 gsi;
 361         u32 type;
 362         int (*set)(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
 363                    struct kvm *kvm, int irq_source_id, int level,
 364                    bool line_status);
 365         union {
 366                 struct {
 367                         unsigned irqchip;
 368                         unsigned pin;
 369                 } irqchip;
 370                 struct {
 371                         u32 address_lo;
 372                         u32 address_hi;
 373                         u32 data;
 374                         u32 flags;
 375                         u32 devid;
 376                 } msi;
 377                 struct kvm_s390_adapter_int adapter;
 378                 struct kvm_hv_sint hv_sint;
 379         };
 380         struct hlist_node link;
 381 };
 382
 383 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_ROUTING
 384 struct kvm_irq_routing_table {
 385         int chip[KVM_NR_IRQCHIPS][KVM_IRQCHIP_NUM_PINS];
 386         u32 nr_rt_entries;
 387         /*
 388          * Array indexed by gsi. Each entry contains list of irq chips
 389          * the gsi is connected to.
 390          */
 391         struct hlist_head map[0];
 392 };
 393 #endif
 394
 395 #ifndef KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS
 396 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 0
 397 #endif
 398
 399 #ifndef KVM_MEM_SLOTS_NUM
 400 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
 401 #endif
 402
 403 #ifndef __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
 404 static inline int kvm_arch_vcpu_memslots_id(struct kvm_vcpu *vcpu)
 405 {
 406         return 0;
 407 }
 408 #endif
 409
 410 /*
 411  * Note:
 412  * memslots are not sorted by id anymore, please use id_to_memslot()
 413  * to get the memslot by its id.
 414  */
 415 struct kvm_memslots {
 416         u64 generation;
 417         struct kvm_memory_slot memslots[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
 418         /* The mapping table from slot id to the index in memslots[]. */
 419         short id_to_index[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
 420         atomic_t lru_slot;
 421         int used_slots;
 422 };
 423
 424 struct kvm {
 425         spinlock_t mmu_lock;
 426         struct mutex slots_lock;
 427         struct mm_struct *mm; /* userspace tied to this vm */
 428         struct kvm_memslots __rcu *memslots[KVM_ADDRESS_SPACE_NUM];
 429         struct kvm_vcpu *vcpus[KVM_MAX_VCPUS];
 430
 431         /*
 432          * created_vcpus is protected by kvm->lock, and is incremented
 433          * at the beginning of KVM_CREATE_VCPU.  online_vcpus is only
 434          * incremented after storing the kvm_vcpu pointer in vcpus,
 435          * and is accessed atomically.
 436          */
 437         atomic_t online_vcpus;
 438         int created_vcpus;
 439         int last_boosted_vcpu;
 440         struct list_head vm_list;
 441         struct mutex lock;
 442         struct kvm_io_bus __rcu *buses[KVM_NR_BUSES];
 443 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
 444         struct {
 445                 spinlock_t        lock;
 446                 struct list_head  items;
 447                 struct list_head  resampler_list;
 448                 struct mutex      resampler_lock;
 449         } irqfds;
 450         struct list_head ioeventfds;
 451 #endif
 452         struct kvm_vm_stat stat;
 453         struct kvm_arch arch;
 454         refcount_t users_count;
 455 #ifdef CONFIG_KVM_MMIO
 456         struct kvm_coalesced_mmio_ring *coalesced_mmio_ring;
 457         spinlock_t ring_lock;
 458         struct list_head coalesced_zones;
 459 #endif
 460
 461         struct mutex irq_lock;
 462 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
 463         /*
 464          * Update side is protected by irq_lock.
 465          */
 466         struct kvm_irq_routing_table __rcu *irq_routing;
 467 #endif
 468 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQFD
 469         struct hlist_head irq_ack_notifier_list;
 470 #endif
 471
 472 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
 473         struct mmu_notifier mmu_notifier;
 474         unsigned long mmu_notifier_seq;
 475         long mmu_notifier_count;
 476 #endif
 477         long tlbs_dirty;
 478         struct list_head devices;
 479         struct dentry *debugfs_dentry;
 480         struct kvm_stat_data **debugfs_stat_data;
 481         struct srcu_struct srcu;
 482         struct srcu_struct irq_srcu;
 483         pid_t userspace_pid;
 484 };
 485
 486 #define kvm_err(fmt, ...) \
 487         pr_err("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 488 #define kvm_info(fmt, ...) \
 489         pr_info("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 490 #define kvm_debug(fmt, ...) \
 491         pr_debug("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 492 #define kvm_debug_ratelimited(fmt, ...) \
 493         pr_debug_ratelimited("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), \
 494                              ## __VA_ARGS__)
 495 #define kvm_pr_unimpl(fmt, ...) \
 496         pr_err_ratelimited("kvm [%i]: " fmt, \
 497                            task_tgid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 498
 499 /* The guest did something we don't support. */
 500 #define vcpu_unimpl(vcpu, fmt, ...)                                     \
 501         kvm_pr_unimpl("vcpu%i, guest rIP: 0x%lx " fmt,                  \
 502                         (vcpu)->vcpu_id, kvm_rip_read(vcpu), ## __VA_ARGS__)
 503
 504 #define vcpu_debug(vcpu, fmt, ...)                                      \
 505         kvm_debug("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id, ## __VA_ARGS__)
 506 #define vcpu_debug_ratelimited(vcpu, fmt, ...)                          \
 507         kvm_debug_ratelimited("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id,           \
 508                               ## __VA_ARGS__)
 509 #define vcpu_err(vcpu, fmt, ...)                                        \
 510         kvm_err("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id, ## __VA_ARGS__)
 511
 512 static inline struct kvm_io_bus *kvm_get_bus(struct kvm *kvm, enum kvm_bus idx)
 513 {
 514         return srcu_dereference_check(kvm->buses[idx], &kvm->srcu,
 515                                       lockdep_is_held(&kvm->slots_lock) ||
 516                                       !refcount_read(&kvm->users_count));
 517 }
 518
 519 static inline struct kvm_vcpu *kvm_get_vcpu(struct kvm *kvm, int i)
 520 {
 521         int num_vcpus = atomic_read(&kvm->online_vcpus);
 522         i = array_index_nospec(i, num_vcpus);
 523
 524         /* Pairs with smp_wmb() in kvm_vm_ioctl_create_vcpu.  */
 525         smp_rmb();
 526         return kvm->vcpus[i];
 527 }
 528
 529 #define kvm_for_each_vcpu(idx, vcpup, kvm) \
 530         for (idx = 0; \
 531              idx < atomic_read(&kvm->online_vcpus) && \
 532              (vcpup = kvm_get_vcpu(kvm, idx)) != NULL; \
 533              idx++)
 534
 535 static inline struct kvm_vcpu *kvm_get_vcpu_by_id(struct kvm *kvm, int id)
 536 {
 537         struct kvm_vcpu *vcpu = NULL;
 538         int i;
 539
 540         if (id < 0)
 541                 return NULL;
 542         if (id < KVM_MAX_VCPUS)
 543                 vcpu = kvm_get_vcpu(kvm, id);
 544         if (vcpu && vcpu->vcpu_id == id)
 545                 return vcpu;
 546         kvm_for_each_vcpu(i, vcpu, kvm)
 547                 if (vcpu->vcpu_id == id)
 548                         return vcpu;
 549         return NULL;
 550 }
 551
 552 static inline int kvm_vcpu_get_idx(struct kvm_vcpu *vcpu)
 553 {
 554         struct kvm_vcpu *tmp;
 555         int idx;
 556
 557         kvm_for_each_vcpu(idx, tmp, vcpu->kvm)
 558                 if (tmp == vcpu)
 559                         return idx;
 560         BUG();
 561 }
 562
 563 #define kvm_for_each_memslot(memslot, slots)    \
 564         for (memslot = &slots->memslots[0];     \
 565               memslot < slots->memslots + KVM_MEM_SLOTS_NUM && memslot->npages;\
 566                 memslot++)
 567
 568 int kvm_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm *kvm, unsigned id);
 569 void kvm_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
 570
 571 void vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
 572 void vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 573
 574 #ifdef __KVM_HAVE_IOAPIC
 575 void kvm_arch_post_irq_ack_notifier_list_update(struct kvm *kvm);
 576 void kvm_arch_post_irq_routing_update(struct kvm *kvm);
 577 #else
 578 static inline void kvm_arch_post_irq_ack_notifier_list_update(struct kvm *kvm)
 579 {
 580 }
 581 static inline void kvm_arch_post_irq_routing_update(struct kvm *kvm)
 582 {
 583 }
 584 #endif
 585
 586 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQFD
 587 int kvm_irqfd_init(void);
 588 void kvm_irqfd_exit(void);
 589 #else
 590 static inline int kvm_irqfd_init(void)
 591 {
 592         return 0;
 593 }
 594
 595 static inline void kvm_irqfd_exit(void)
 596 {
 597 }
 598 #endif
 599 int kvm_init(void *opaque, unsigned vcpu_size, unsigned vcpu_align,
 600                   struct module *module);
 601 void kvm_exit(void);
 602
 603 void kvm_get_kvm(struct kvm *kvm);
 604 void kvm_put_kvm(struct kvm *kvm);
 605
 606 static inline struct kvm_memslots *__kvm_memslots(struct kvm *kvm, int as_id)
 607 {
 608         as_id = array_index_nospec(as_id, KVM_ADDRESS_SPACE_NUM);
 609         return srcu_dereference_check(kvm->memslots[as_id], &kvm->srcu,
 610                         lockdep_is_held(&kvm->slots_lock) ||
 611                         !refcount_read(&kvm->users_count));
 612 }
 613
 614 static inline struct kvm_memslots *kvm_memslots(struct kvm *kvm)
 615 {
 616         return __kvm_memslots(kvm, 0);
 617 }
 618
 619 static inline struct kvm_memslots *kvm_vcpu_memslots(struct kvm_vcpu *vcpu)
 620 {
 621         int as_id = kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu);
 622
 623         return __kvm_memslots(vcpu->kvm, as_id);
 624 }
 625
 626 static inline struct kvm_memory_slot *
 627 id_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, int id)
 628 {
 629         int index = slots->id_to_index[id];
 630         struct kvm_memory_slot *slot;
 631
 632         slot = &slots->memslots[index];
 633
 634         WARN_ON(slot->id != id);
 635         return slot;
 636 }
 637
 638 /*
 639  * KVM_SET_USER_MEMORY_REGION ioctl allows the following operations:
 640  * - create a new memory slot
 641  * - delete an existing memory slot
 642  * - modify an existing memory slot
 643  *   -- move it in the guest physical memory space
 644  *   -- just change its flags
 645  *
 646  * Since flags can be changed by some of these operations, the following
 647  * differentiation is the best we can do for __kvm_set_memory_region():
 648  */
 649 enum kvm_mr_change {
 650         KVM_MR_CREATE,
 651         KVM_MR_DELETE,
 652         KVM_MR_MOVE,
 653         KVM_MR_FLAGS_ONLY,
 654 };
 655
 656 int kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 657                           const struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 658 int __kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 659                             const struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 660 void kvm_arch_free_memslot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *free,
 661                            struct kvm_memory_slot *dont);
 662 int kvm_arch_create_memslot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot,
 663                             unsigned long npages);
 664 void kvm_arch_memslots_updated(struct kvm *kvm, u64 gen);
 665 int kvm_arch_prepare_memory_region(struct kvm *kvm,
 666                                 struct kvm_memory_slot *memslot,
 667                                 const struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 668                                 enum kvm_mr_change change);
 669 void kvm_arch_commit_memory_region(struct kvm *kvm,
 670                                 const struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 671                                 const struct kvm_memory_slot *old,
 672                                 const struct kvm_memory_slot *new,
 673                                 enum kvm_mr_change change);
 674 bool kvm_largepages_enabled(void);
 675 void kvm_disable_largepages(void);
 676 /* flush all memory translations */
 677 void kvm_arch_flush_shadow_all(struct kvm *kvm);
 678 /* flush memory translations pointing to 'slot' */
 679 void kvm_arch_flush_shadow_memslot(struct kvm *kvm,
 680                                    struct kvm_memory_slot *slot);
 681
 682 int gfn_to_page_many_atomic(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn,
 683                             struct page **pages, int nr_pages);
 684
 685 struct page *gfn_to_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 686 unsigned long gfn_to_hva(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 687 unsigned long gfn_to_hva_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool *writable);
 688 unsigned long gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 689 unsigned long gfn_to_hva_memslot_prot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn,
 690                                       bool *writable);
 691 void kvm_release_page_clean(struct page *page);
 692 void kvm_release_page_dirty(struct page *page);
 693 void kvm_set_page_accessed(struct page *page);
 694
 695 kvm_pfn_t gfn_to_pfn_atomic(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 696 kvm_pfn_t gfn_to_pfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 697 kvm_pfn_t gfn_to_pfn_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool write_fault,
 698                       bool *writable);
 699 kvm_pfn_t gfn_to_pfn_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 700 kvm_pfn_t gfn_to_pfn_memslot_atomic(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 701 kvm_pfn_t __gfn_to_pfn_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn,
 702                                bool atomic, bool *async, bool write_fault,
 703                                bool *writable);
 704
 705 void kvm_release_pfn_clean(kvm_pfn_t pfn);
 706 void kvm_release_pfn_dirty(kvm_pfn_t pfn);
 707 void kvm_set_pfn_dirty(kvm_pfn_t pfn);
 708 void kvm_set_pfn_accessed(kvm_pfn_t pfn);
 709 void kvm_get_pfn(kvm_pfn_t pfn);
 710
 711 void kvm_release_pfn(kvm_pfn_t pfn, bool dirty, struct gfn_to_pfn_cache *cache);
 712 int kvm_read_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, void *data, int offset,
 713                         int len);
 714 int kvm_read_guest_atomic(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data,
 715                           unsigned long len);
 716 int kvm_read_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data, unsigned long len);
 717 int kvm_read_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 718                            void *data, unsigned long len);
 719 int kvm_write_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, const void *data,
 720                          int offset, int len);
 721 int kvm_write_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, const void *data,
 722                     unsigned long len);
 723 int kvm_write_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 724                            void *data, unsigned long len);
 725 int kvm_write_guest_offset_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 726                                   void *data, unsigned int offset,
 727                                   unsigned long len);
 728 int kvm_gfn_to_hva_cache_init(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 729                               gpa_t gpa, unsigned long len);
 730 int kvm_clear_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, int offset, int len);
 731 int kvm_clear_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, unsigned long len);
 732 struct kvm_memory_slot *gfn_to_memslot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 733 bool kvm_is_visible_gfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 734 unsigned long kvm_host_page_size(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 735 void mark_page_dirty(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 736
 737 struct kvm_memslots *kvm_vcpu_memslots(struct kvm_vcpu *vcpu);
 738 struct kvm_memory_slot *kvm_vcpu_gfn_to_memslot(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 739 kvm_pfn_t kvm_vcpu_gfn_to_pfn_atomic(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 740 kvm_pfn_t kvm_vcpu_gfn_to_pfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 741 int kvm_vcpu_map(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, struct kvm_host_map *map);
 742 int kvm_map_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, struct kvm_host_map *map,
 743                 struct gfn_to_pfn_cache *cache, bool atomic);
 744 struct page *kvm_vcpu_gfn_to_page(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 745 void kvm_vcpu_unmap(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_host_map *map, bool dirty);
 746 int kvm_unmap_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_host_map *map,
 747                   struct gfn_to_pfn_cache *cache, bool dirty, bool atomic);
 748 unsigned long kvm_vcpu_gfn_to_hva(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 749 unsigned long kvm_vcpu_gfn_to_hva_prot(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool *writable);
 750 int kvm_vcpu_read_guest_page(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, void *data, int offset,
 751                              int len);
 752 int kvm_vcpu_read_guest_atomic(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, void *data,
 753                                unsigned long len);
 754 int kvm_vcpu_read_guest(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, void *data,
 755                         unsigned long len);
 756 int kvm_vcpu_write_guest_page(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, const void *data,
 757                               int offset, int len);
 758 int kvm_vcpu_write_guest(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, const void *data,
 759                          unsigned long len);
 760 void kvm_vcpu_mark_page_dirty(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 761
 762 void kvm_sigset_activate(struct kvm_vcpu *vcpu);
 763 void kvm_sigset_deactivate(struct kvm_vcpu *vcpu);
 764
 765 void kvm_vcpu_block(struct kvm_vcpu *vcpu);
 766 void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu);
 767 void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu);
 768 bool kvm_vcpu_wake_up(struct kvm_vcpu *vcpu);
 769 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 770 int kvm_vcpu_yield_to(struct kvm_vcpu *target);
 771 void kvm_vcpu_on_spin(struct kvm_vcpu *vcpu, bool usermode_vcpu_not_eligible);
 772
 773 void kvm_flush_remote_tlbs(struct kvm *kvm);
 774 void kvm_reload_remote_mmus(struct kvm *kvm);
 775
 776 bool kvm_make_vcpus_request_mask(struct kvm *kvm, unsigned int req,
 777                                  unsigned long *vcpu_bitmap, cpumask_var_t tmp);
 778 bool kvm_make_all_cpus_request(struct kvm *kvm, unsigned int req);
 779
 780 long kvm_arch_dev_ioctl(struct file *filp,
 781                         unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 782 long kvm_arch_vcpu_ioctl(struct file *filp,
 783                          unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 784 vm_fault_t kvm_arch_vcpu_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vm_fault *vmf);
 785
 786 int kvm_vm_ioctl_check_extension(struct kvm *kvm, long ext);
 787
 788 int kvm_get_dirty_log(struct kvm *kvm,
 789                         struct kvm_dirty_log *log, int *is_dirty);
 790
 791 int kvm_get_dirty_log_protect(struct kvm *kvm,
 792                         struct kvm_dirty_log *log, bool *is_dirty);
 793
 794 void kvm_arch_mmu_enable_log_dirty_pt_masked(struct kvm *kvm,
 795                                         struct kvm_memory_slot *slot,
 796                                         gfn_t gfn_offset,
 797                                         unsigned long mask);
 798
 799 int kvm_vm_ioctl_get_dirty_log(struct kvm *kvm,
 800                                 struct kvm_dirty_log *log);
 801
 802 int kvm_vm_ioctl_irq_line(struct kvm *kvm, struct kvm_irq_level *irq_level,
 803                         bool line_status);
 804 long kvm_arch_vm_ioctl(struct file *filp,
 805                        unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 806
 807 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
 808 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
 809
 810 int kvm_arch_vcpu_ioctl_translate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 811                                     struct kvm_translation *tr);
 812
 813 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
 814 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
 815 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 816                                   struct kvm_sregs *sregs);
 817 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 818                                   struct kvm_sregs *sregs);
 819 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 820                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
 821 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 822                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
 823 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_guest_debug(struct kvm_vcpu *vcpu,
 824                                         struct kvm_guest_debug *dbg);
 825 int kvm_arch_vcpu_ioctl_run(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *kvm_run);
 826
 827 int kvm_arch_init(void *opaque);
 828 void kvm_arch_exit(void);
 829
 830 int kvm_arch_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
 831 void kvm_arch_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
 832
 833 void kvm_arch_sched_in(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 834
 835 void kvm_arch_vcpu_free(struct kvm_vcpu *vcpu);
 836 void kvm_arch_vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 837 void kvm_arch_vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 838 struct kvm_vcpu *kvm_arch_vcpu_create(struct kvm *kvm, unsigned int id);
 839 int kvm_arch_vcpu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
 840 void kvm_arch_vcpu_postcreate(struct kvm_vcpu *vcpu);
 841 void kvm_arch_vcpu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
 842
 843 bool kvm_arch_has_vcpu_debugfs(void);
 844 int kvm_arch_create_vcpu_debugfs(struct kvm_vcpu *vcpu);
 845
 846 int kvm_arch_hardware_enable(void);
 847 void kvm_arch_hardware_disable(void);
 848 int kvm_arch_hardware_setup(void);
 849 void kvm_arch_hardware_unsetup(void);
 850 void kvm_arch_check_processor_compat(void *rtn);
 851 int kvm_arch_vcpu_runnable(struct kvm_vcpu *vcpu);
 852 bool kvm_arch_vcpu_in_kernel(struct kvm_vcpu *vcpu);
 853 int kvm_arch_vcpu_should_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 854 bool kvm_arch_dy_runnable(struct kvm_vcpu *vcpu);
 855
 856 #ifndef __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
 857 /*
 858  * All architectures that want to use vzalloc currently also
 859  * need their own kvm_arch_alloc_vm implementation.
 860  */
 861 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
 862 {
 863         return kzalloc(sizeof(struct kvm), GFP_KERNEL);
 864 }
 865
 866 static inline void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm)
 867 {
 868         kfree(kvm);
 869 }
 870 #endif
 871
 872 #ifndef __KVM_HAVE_ARCH_FLUSH_REMOTE_TLB
 873 static inline int kvm_arch_flush_remote_tlb(struct kvm *kvm)
 874 {
 875         return -ENOTSUPP;
 876 }
 877 #endif
 878
 879 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
 880 void kvm_arch_register_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 881 void kvm_arch_unregister_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 882 bool kvm_arch_has_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 883 #else
 884 static inline void kvm_arch_register_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 885 {
 886 }
 887
 888 static inline void kvm_arch_unregister_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 889 {
 890 }
 891
 892 static inline bool kvm_arch_has_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 893 {
 894         return false;
 895 }
 896 #endif
 897 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
 898 void kvm_arch_start_assignment(struct kvm *kvm);
 899 void kvm_arch_end_assignment(struct kvm *kvm);
 900 bool kvm_arch_has_assigned_device(struct kvm *kvm);
 901 #else
 902 static inline void kvm_arch_start_assignment(struct kvm *kvm)
 903 {
 904 }
 905
 906 static inline void kvm_arch_end_assignment(struct kvm *kvm)
 907 {
 908 }
 909
 910 static inline bool kvm_arch_has_assigned_device(struct kvm *kvm)
 911 {
 912         return false;
 913 }
 914 #endif
 915
 916 static inline struct swait_queue_head *kvm_arch_vcpu_wq(struct kvm_vcpu *vcpu)
 917 {
 918 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_WQP
 919         return vcpu->arch.wqp;
 920 #else
 921         return &vcpu->wq;
 922 #endif
 923 }
 924
 925 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_INTC_INITIALIZED
 926 /*
 927  * returns true if the virtual interrupt controller is initialized and
 928  * ready to accept virtual IRQ. On some architectures the virtual interrupt
 929  * controller is dynamically instantiated and this is not always true.
 930  */
 931 bool kvm_arch_intc_initialized(struct kvm *kvm);
 932 #else
 933 static inline bool kvm_arch_intc_initialized(struct kvm *kvm)
 934 {
 935         return true;
 936 }
 937 #endif
 938
 939 int kvm_arch_init_vm(struct kvm *kvm, unsigned long type);
 940 void kvm_arch_destroy_vm(struct kvm *kvm);
 941 void kvm_arch_sync_events(struct kvm *kvm);
 942
 943 int kvm_cpu_has_pending_timer(struct kvm_vcpu *vcpu);
 944 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 945
 946 bool kvm_is_reserved_pfn(kvm_pfn_t pfn);
 947 bool kvm_is_zone_device_pfn(kvm_pfn_t pfn);
 948
 949 struct kvm_irq_ack_notifier {
 950         struct hlist_node link;
 951         unsigned gsi;
 952         void (*irq_acked)(struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 953 };
 954
 955 int kvm_irq_map_gsi(struct kvm *kvm,
 956                     struct kvm_kernel_irq_routing_entry *entries, int gsi);
 957 int kvm_irq_map_chip_pin(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
 958
 959 int kvm_set_irq(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level,
 960                 bool line_status);
 961 int kvm_set_msi(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *irq_entry, struct kvm *kvm,
 962                 int irq_source_id, int level, bool line_status);
 963 int kvm_arch_set_irq_inatomic(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
 964                                struct kvm *kvm, int irq_source_id,
 965                                int level, bool line_status);
 966 bool kvm_irq_has_notifier(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
 967 void kvm_notify_acked_gsi(struct kvm *kvm, int gsi);
 968 void kvm_notify_acked_irq(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
 969 void kvm_register_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
 970                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 971 void kvm_unregister_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
 972                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 973 int kvm_request_irq_source_id(struct kvm *kvm);
 974 void kvm_free_irq_source_id(struct kvm *kvm, int irq_source_id);
 975
 976 /*
 977  * search_memslots() and __gfn_to_memslot() are here because they are
 978  * used in non-modular code in arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_mmu.c.
 979  * gfn_to_memslot() itself isn't here as an inline because that would
 980  * bloat other code too much.
 981  */
 982 static inline struct kvm_memory_slot *
 983 search_memslots(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
 984 {
 985         int start = 0, end = slots->used_slots;
 986         int slot = atomic_read(&slots->lru_slot);
 987         struct kvm_memory_slot *memslots = slots->memslots;
 988
 989         if (gfn >= memslots[slot].base_gfn &&
 990             gfn < memslots[slot].base_gfn + memslots[slot].npages)
 991                 return &memslots[slot];
 992
 993         while (start < end) {
 994                 slot = start + (end - start) / 2;
 995
 996                 if (gfn >= memslots[slot].base_gfn)
 997                         end = slot;
 998                 else
 999                         start = slot + 1;
1000         }
1001
1002         if (start < slots->used_slots && gfn >= memslots[start].base_gfn &&
1003             gfn < memslots[start].base_gfn + memslots[start].npages) {
1004                 atomic_set(&slots->lru_slot, start);
1005                 return &memslots[start];
1006         }
1007
1008         return NULL;
1009 }
1010
1011 static inline struct kvm_memory_slot *
1012 __gfn_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
1013 {
1014         return search_memslots(slots, gfn);
1015 }
1016
1017 static inline unsigned long
1018 __gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn)
1019 {
1020         /*
1021          * The index was checked originally in search_memslots.  To avoid
1022          * that a malicious guest builds a Spectre gadget out of e.g. page
1023          * table walks, do not let the processor speculate loads outside
1024          * the guest's registered memslots.
1025          */
1026         unsigned long offset = gfn - slot->base_gfn;
1027         offset = array_index_nospec(offset, slot->npages);
1028         return slot->userspace_addr + offset * PAGE_SIZE;
1029 }
1030
1031 static inline int memslot_id(struct kvm *kvm, gfn_t gfn)
1032 {
1033         return gfn_to_memslot(kvm, gfn)->id;
1034 }
1035
1036 static inline gfn_t
1037 hva_to_gfn_memslot(unsigned long hva, struct kvm_memory_slot *slot)
1038 {
1039         gfn_t gfn_offset = (hva - slot->userspace_addr) >> PAGE_SHIFT;
1040
1041         return slot->base_gfn + gfn_offset;
1042 }
1043
1044 static inline gpa_t gfn_to_gpa(gfn_t gfn)
1045 {
1046         return (gpa_t)gfn << PAGE_SHIFT;
1047 }
1048
1049 static inline gfn_t gpa_to_gfn(gpa_t gpa)
1050 {
1051         return (gfn_t)(gpa >> PAGE_SHIFT);
1052 }
1053
1054 static inline hpa_t pfn_to_hpa(kvm_pfn_t pfn)
1055 {
1056         return (hpa_t)pfn << PAGE_SHIFT;
1057 }
1058
1059 static inline struct page *kvm_vcpu_gpa_to_page(struct kvm_vcpu *vcpu,
1060                                                 gpa_t gpa)
1061 {
1062         return kvm_vcpu_gfn_to_page(vcpu, gpa_to_gfn(gpa));
1063 }
1064
1065 static inline bool kvm_is_error_gpa(struct kvm *kvm, gpa_t gpa)
1066 {
1067         unsigned long hva = gfn_to_hva(kvm, gpa_to_gfn(gpa));
1068
1069         return kvm_is_error_hva(hva);
1070 }
1071
1072 enum kvm_stat_kind {
1073         KVM_STAT_VM,
1074         KVM_STAT_VCPU,
1075 };
1076
1077 struct kvm_stat_data {
1078         int offset;
1079         int mode;
1080         struct kvm *kvm;
1081 };
1082
1083 struct kvm_stats_debugfs_item {
1084         const char *name;
1085         int offset;
1086         enum kvm_stat_kind kind;
1087         int mode;
1088 };
1089 extern struct kvm_stats_debugfs_item debugfs_entries[];
1090 extern struct dentry *kvm_debugfs_dir;
1091
1092 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
1093 static inline int mmu_notifier_retry(struct kvm *kvm, unsigned long mmu_seq)
1094 {
1095         if (unlikely(kvm->mmu_notifier_count))
1096                 return 1;
1097         /*
1098          * Ensure the read of mmu_notifier_count happens before the read
1099          * of mmu_notifier_seq.  This interacts with the smp_wmb() in
1100          * mmu_notifier_invalidate_range_end to make sure that the caller
1101          * either sees the old (non-zero) value of mmu_notifier_count or
1102          * the new (incremented) value of mmu_notifier_seq.
1103          * PowerPC Book3s HV KVM calls this under a per-page lock
1104          * rather than under kvm->mmu_lock, for scalability, so
1105          * can't rely on kvm->mmu_lock to keep things ordered.
1106          */
1107         smp_rmb();
1108         if (kvm->mmu_notifier_seq != mmu_seq)
1109                 return 1;
1110         return 0;
1111 }
1112 #endif
1113
1114 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_ROUTING
1115
1116 #define KVM_MAX_IRQ_ROUTES 4096 /* might need extension/rework in the future */
1117
1118 bool kvm_arch_can_set_irq_routing(struct kvm *kvm);
1119 int kvm_set_irq_routing(struct kvm *kvm,
1120                         const struct kvm_irq_routing_entry *entries,
1121                         unsigned nr,
1122                         unsigned flags);
1123 int kvm_set_routing_entry(struct kvm *kvm,
1124                           struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1125                           const struct kvm_irq_routing_entry *ue);
1126 void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm);
1127
1128 #else
1129
1130 static inline void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm) {}
1131
1132 #endif
1133
1134 int kvm_send_userspace_msi(struct kvm *kvm, struct kvm_msi *msi);
1135
1136 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
1137
1138 void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm);
1139 int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args);
1140
1141 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQFD
1142 int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args);
1143 void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm);
1144 void kvm_irq_routing_update(struct kvm *);
1145 #else
1146 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
1147 {
1148         return -EINVAL;
1149 }
1150
1151 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
1152 #endif
1153
1154 #else
1155
1156 static inline void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm) {}
1157
1158 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
1159 {
1160         return -EINVAL;
1161 }
1162
1163 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
1164
1165 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
1166 static inline void kvm_irq_routing_update(struct kvm *kvm)
1167 {
1168 }
1169 #endif
1170
1171 static inline int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args)
1172 {
1173         return -ENOSYS;
1174 }
1175
1176 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD */
1177
1178 void kvm_arch_irq_routing_update(struct kvm *kvm);
1179
1180 static inline void kvm_make_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1181 {
1182         /*
1183          * Ensure the rest of the request is published to kvm_check_request's
1184          * caller.  Paired with the smp_mb__after_atomic in kvm_check_request.
1185          */
1186         smp_wmb();
1187         set_bit(req & KVM_REQUEST_MASK, (void *)&vcpu->requests);
1188 }
1189
1190 static inline bool kvm_request_pending(struct kvm_vcpu *vcpu)
1191 {
1192         return READ_ONCE(vcpu->requests);
1193 }
1194
1195 static inline bool kvm_test_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1196 {
1197         return test_bit(req & KVM_REQUEST_MASK, (void *)&vcpu->requests);
1198 }
1199
1200 static inline void kvm_clear_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1201 {
1202         clear_bit(req & KVM_REQUEST_MASK, (void *)&vcpu->requests);
1203 }
1204
1205 static inline bool kvm_check_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1206 {
1207         if (kvm_test_request(req, vcpu)) {
1208                 kvm_clear_request(req, vcpu);
1209
1210                 /*
1211                  * Ensure the rest of the request is visible to kvm_check_request's
1212                  * caller.  Paired with the smp_wmb in kvm_make_request.
1213                  */
1214                 smp_mb__after_atomic();
1215                 return true;
1216         } else {
1217                 return false;
1218         }
1219 }
1220
1221 extern bool kvm_rebooting;
1222
1223 extern unsigned int halt_poll_ns;
1224 extern unsigned int halt_poll_ns_grow;
1225 extern unsigned int halt_poll_ns_shrink;
1226
1227 struct kvm_device {
1228         struct kvm_device_ops *ops;
1229         struct kvm *kvm;
1230         void *private;
1231         struct list_head vm_node;
1232 };
1233
1234 /* create, destroy, and name are mandatory */
1235 struct kvm_device_ops {
1236         const char *name;
1237
1238         /*
1239          * create is called holding kvm->lock and any operations not suitable
1240          * to do while holding the lock should be deferred to init (see
1241          * below).
1242          */
1243         int (*create)(struct kvm_device *dev, u32 type);
1244
1245         /*
1246          * init is called after create if create is successful and is called
1247          * outside of holding kvm->lock.
1248          */
1249         void (*init)(struct kvm_device *dev);
1250
1251         /*
1252          * Destroy is responsible for freeing dev.
1253          *
1254          * Destroy may be called before or after destructors are called
1255          * on emulated I/O regions, depending on whether a reference is
1256          * held by a vcpu or other kvm component that gets destroyed
1257          * after the emulated I/O.
1258          */
1259         void (*destroy)(struct kvm_device *dev);
1260
1261         int (*set_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1262         int (*get_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1263         int (*has_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1264         long (*ioctl)(struct kvm_device *dev, unsigned int ioctl,
1265                       unsigned long arg);
1266 };
1267
1268 void kvm_device_get(struct kvm_device *dev);
1269 void kvm_device_put(struct kvm_device *dev);
1270 struct kvm_device *kvm_device_from_filp(struct file *filp);
1271 int kvm_register_device_ops(struct kvm_device_ops *ops, u32 type);
1272 void kvm_unregister_device_ops(u32 type);
1273
1274 extern struct kvm_device_ops kvm_mpic_ops;
1275 extern struct kvm_device_ops kvm_arm_vgic_v2_ops;
1276 extern struct kvm_device_ops kvm_arm_vgic_v3_ops;
1277
1278 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
1279
1280 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1281 {
1282         vcpu->spin_loop.in_spin_loop = val;
1283 }
1284 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1285 {
1286         vcpu->spin_loop.dy_eligible = val;
1287 }
1288
1289 #else /* !CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1290
1291 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1292 {
1293 }
1294
1295 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1296 {
1297 }
1298 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1299
1300 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_BYPASS
1301 bool kvm_arch_has_irq_bypass(void);
1302 int kvm_arch_irq_bypass_add_producer(struct irq_bypass_consumer *,
1303                            struct irq_bypass_producer *);
1304 void kvm_arch_irq_bypass_del_producer(struct irq_bypass_consumer *,
1305                            struct irq_bypass_producer *);
1306 void kvm_arch_irq_bypass_stop(struct irq_bypass_consumer *);
1307 void kvm_arch_irq_bypass_start(struct irq_bypass_consumer *);
1308 int kvm_arch_update_irqfd_routing(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1309                                   uint32_t guest_irq, bool set);
1310 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_BYPASS */
1311
1312 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_INVALID_WAKEUPS
1313 /* If we wakeup during the poll time, was it a sucessful poll? */
1314 static inline bool vcpu_valid_wakeup(struct kvm_vcpu *vcpu)
1315 {
1316         return vcpu->valid_wakeup;
1317 }
1318
1319 #else
1320 static inline bool vcpu_valid_wakeup(struct kvm_vcpu *vcpu)
1321 {
1322         return true;
1323 }
1324 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_INVALID_WAKEUPS */
1325
1326 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_ASYNC_IOCTL
1327 long kvm_arch_vcpu_async_ioctl(struct file *filp,
1328                                unsigned int ioctl, unsigned long arg);
1329 #else
1330 static inline long kvm_arch_vcpu_async_ioctl(struct file *filp,
1331                                              unsigned int ioctl,
1332                                              unsigned long arg)
1333 {
1334         return -ENOIOCTLCMD;
1335 }
1336 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_ASYNC_IOCTL */
1337
1338 void kvm_arch_mmu_notifier_invalidate_range(struct kvm *kvm,
1339                                             unsigned long start, unsigned long end);
1340
1341 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_RUN_PID_CHANGE
1342 int kvm_arch_vcpu_run_pid_change(struct kvm_vcpu *vcpu);
1343 #else
1344 static inline int kvm_arch_vcpu_run_pid_change(struct kvm_vcpu *vcpu)
1345 {
1346         return 0;
1347 }
1348 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_RUN_PID_CHANGE */
1349
1350 typedef int (*kvm_vm_thread_fn_t)(struct kvm *kvm, uintptr_t data);
1351
1352 int kvm_vm_create_worker_thread(struct kvm *kvm, kvm_vm_thread_fn_t thread_fn,
1353                                 uintptr_t data, const char *name,
1354                                 struct task_struct **thread_ptr);
1355
1356 #endif