include/linux/kvm_host.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
   2 #ifndef __KVM_HOST_H
   3 #define __KVM_HOST_H
   4
   5
   6 #include <linux/types.h>
   7 #include <linux/hardirq.h>
   8 #include <linux/list.h>
   9 #include <linux/mutex.h>
  10 #include <linux/spinlock.h>
  11 #include <linux/signal.h>
  12 #include <linux/sched.h>
  13 #include <linux/bug.h>
  14 #include <linux/mm.h>
  15 #include <linux/mmu_notifier.h>
  16 #include <linux/preempt.h>
  17 #include <linux/msi.h>
  18 #include <linux/slab.h>
  19 #include <linux/vmalloc.h>
  20 #include <linux/rcupdate.h>
  21 #include <linux/ratelimit.h>
  22 #include <linux/err.h>
  23 #include <linux/irqflags.h>
  24 #include <linux/context_tracking.h>
  25 #include <linux/irqbypass.h>
  26 #include <linux/swait.h>
  27 #include <linux/refcount.h>
  28 #include <linux/nospec.h>
  29 #include <asm/signal.h>
  30
  31 #include <linux/kvm.h>
  32 #include <linux/kvm_para.h>
  33
  34 #include <linux/kvm_types.h>
  35
  36 #include <asm/kvm_host.h>
  37
  38 #ifndef KVM_MAX_VCPU_ID
  39 #define KVM_MAX_VCPU_ID KVM_MAX_VCPUS
  40 #endif
  41
  42 /*
  43  * The bit 16 ~ bit 31 of kvm_memory_region::flags are internally used
  44  * in kvm, other bits are visible for userspace which are defined in
  45  * include/linux/kvm_h.
  46  */
  47 #define KVM_MEMSLOT_INVALID     (1UL << 16)
  48
  49 /*
  50  * Bit 63 of the memslot generation number is an "update in-progress flag",
  51  * e.g. is temporarily set for the duration of install_new_memslots().
  52  * This flag effectively creates a unique generation number that is used to
  53  * mark cached memslot data, e.g. MMIO accesses, as potentially being stale,
  54  * i.e. may (or may not) have come from the previous memslots generation.
  55  *
  56  * This is necessary because the actual memslots update is not atomic with
  57  * respect to the generation number update.  Updating the generation number
  58  * first would allow a vCPU to cache a spte from the old memslots using the
  59  * new generation number, and updating the generation number after switching
  60  * to the new memslots would allow cache hits using the old generation number
  61  * to reference the defunct memslots.
  62  *
  63  * This mechanism is used to prevent getting hits in KVM's caches while a
  64  * memslot update is in-progress, and to prevent cache hits *after* updating
  65  * the actual generation number against accesses that were inserted into the
  66  * cache *before* the memslots were updated.
  67  */
  68 #define KVM_MEMSLOT_GEN_UPDATE_IN_PROGRESS      BIT_ULL(63)
  69
  70 /* Two fragments for cross MMIO pages. */
  71 #define KVM_MAX_MMIO_FRAGMENTS  2
  72
  73 #ifndef KVM_ADDRESS_SPACE_NUM
  74 #define KVM_ADDRESS_SPACE_NUM   1
  75 #endif
  76
  77 /*
  78  * For the normal pfn, the highest 12 bits should be zero,
  79  * so we can mask bit 62 ~ bit 52  to indicate the error pfn,
  80  * mask bit 63 to indicate the noslot pfn.
  81  */
  82 #define KVM_PFN_ERR_MASK        (0x7ffULL << 52)
  83 #define KVM_PFN_ERR_NOSLOT_MASK (0xfffULL << 52)
  84 #define KVM_PFN_NOSLOT          (0x1ULL << 63)
  85
  86 #define KVM_PFN_ERR_FAULT       (KVM_PFN_ERR_MASK)
  87 #define KVM_PFN_ERR_HWPOISON    (KVM_PFN_ERR_MASK + 1)
  88 #define KVM_PFN_ERR_RO_FAULT    (KVM_PFN_ERR_MASK + 2)
  89
  90 /*
  91  * error pfns indicate that the gfn is in slot but faild to
  92  * translate it to pfn on host.
  93  */
  94 static inline bool is_error_pfn(kvm_pfn_t pfn)
  95 {
  96         return !!(pfn & KVM_PFN_ERR_MASK);
  97 }
  98
  99 /*
 100  * error_noslot pfns indicate that the gfn can not be
 101  * translated to pfn - it is not in slot or failed to
 102  * translate it to pfn.
 103  */
 104 static inline bool is_error_noslot_pfn(kvm_pfn_t pfn)
 105 {
 106         return !!(pfn & KVM_PFN_ERR_NOSLOT_MASK);
 107 }
 108
 109 /* noslot pfn indicates that the gfn is not in slot. */
 110 static inline bool is_noslot_pfn(kvm_pfn_t pfn)
 111 {
 112         return pfn == KVM_PFN_NOSLOT;
 113 }
 114
 115 /*
 116  * architectures with KVM_HVA_ERR_BAD other than PAGE_OFFSET (e.g. s390)
 117  * provide own defines and kvm_is_error_hva
 118  */
 119 #ifndef KVM_HVA_ERR_BAD
 120
 121 #define KVM_HVA_ERR_BAD         (PAGE_OFFSET)
 122 #define KVM_HVA_ERR_RO_BAD      (PAGE_OFFSET + PAGE_SIZE)
 123
 124 static inline bool kvm_is_error_hva(unsigned long addr)
 125 {
 126         return addr >= PAGE_OFFSET;
 127 }
 128
 129 #endif
 130
 131 #define KVM_ERR_PTR_BAD_PAGE    (ERR_PTR(-ENOENT))
 132
 133 static inline bool is_error_page(struct page *page)
 134 {
 135         return IS_ERR(page);
 136 }
 137
 138 #define KVM_REQUEST_MASK           GENMASK(7,0)
 139 #define KVM_REQUEST_NO_WAKEUP      BIT(8)
 140 #define KVM_REQUEST_WAIT           BIT(9)
 141 /*
 142  * Architecture-independent vcpu->requests bit members
 143  * Bits 4-7 are reserved for more arch-independent bits.
 144  */
 145 #define KVM_REQ_TLB_FLUSH         (0 | KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
 146 #define KVM_REQ_MMU_RELOAD        (1 | KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
 147 #define KVM_REQ_PENDING_TIMER     2
 148 #define KVM_REQ_UNHALT            3
 149 #define KVM_REQ_VM_BUGGED         (4 | KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
 150 #define KVM_REQUEST_ARCH_BASE     8
 151
 152 #define KVM_ARCH_REQ_FLAGS(nr, flags) ({ \
 153         BUILD_BUG_ON((unsigned)(nr) >= (FIELD_SIZEOF(struct kvm_vcpu, requests) * 8) - KVM_REQUEST_ARCH_BASE); \
 154         (unsigned)(((nr) + KVM_REQUEST_ARCH_BASE) | (flags)); \
 155 })
 156 #define KVM_ARCH_REQ(nr)           KVM_ARCH_REQ_FLAGS(nr, 0)
 157
 158 #define KVM_USERSPACE_IRQ_SOURCE_ID             0
 159 #define KVM_IRQFD_RESAMPLE_IRQ_SOURCE_ID        1
 160
 161 extern struct kmem_cache *kvm_vcpu_cache;
 162
 163 extern struct mutex kvm_lock;
 164 extern struct list_head vm_list;
 165
 166 struct kvm_io_range {
 167         gpa_t addr;
 168         int len;
 169         struct kvm_io_device *dev;
 170 };
 171
 172 #define NR_IOBUS_DEVS 1000
 173
 174 struct kvm_io_bus {
 175         int dev_count;
 176         int ioeventfd_count;
 177         struct kvm_io_range range[];
 178 };
 179
 180 enum kvm_bus {
 181         KVM_MMIO_BUS,
 182         KVM_PIO_BUS,
 183         KVM_VIRTIO_CCW_NOTIFY_BUS,
 184         KVM_FAST_MMIO_BUS,
 185         KVM_NR_BUSES
 186 };
 187
 188 int kvm_io_bus_write(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
 189                      int len, const void *val);
 190 int kvm_io_bus_write_cookie(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_bus bus_idx,
 191                             gpa_t addr, int len, const void *val, long cookie);
 192 int kvm_io_bus_read(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
 193                     int len, void *val);
 194 int kvm_io_bus_register_dev(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
 195                             int len, struct kvm_io_device *dev);
 196 int kvm_io_bus_unregister_dev(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx,
 197                               struct kvm_io_device *dev);
 198 struct kvm_io_device *kvm_io_bus_get_dev(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx,
 199                                          gpa_t addr);
 200
 201 #ifdef CONFIG_KVM_ASYNC_PF
 202 struct kvm_async_pf {
 203         struct work_struct work;
 204         struct list_head link;
 205         struct list_head queue;
 206         struct kvm_vcpu *vcpu;
 207         struct mm_struct *mm;
 208         gpa_t cr2_or_gpa;
 209         unsigned long addr;
 210         struct kvm_arch_async_pf arch;
 211         bool   wakeup_all;
 212 };
 213
 214 void kvm_clear_async_pf_completion_queue(struct kvm_vcpu *vcpu);
 215 void kvm_check_async_pf_completion(struct kvm_vcpu *vcpu);
 216 int kvm_setup_async_pf(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t cr2_or_gpa,
 217                        unsigned long hva, struct kvm_arch_async_pf *arch);
 218 int kvm_async_pf_wakeup_all(struct kvm_vcpu *vcpu);
 219 #endif
 220
 221 enum {
 222         OUTSIDE_GUEST_MODE,
 223         IN_GUEST_MODE,
 224         EXITING_GUEST_MODE,
 225         READING_SHADOW_PAGE_TABLES,
 226 };
 227
 228 #define KVM_UNMAPPED_PAGE       ((void *) 0x500 + POISON_POINTER_DELTA)
 229
 230 struct kvm_host_map {
 231         /*
 232          * Only valid if the 'pfn' is managed by the host kernel (i.e. There is
 233          * a 'struct page' for it. When using mem= kernel parameter some memory
 234          * can be used as guest memory but they are not managed by host
 235          * kernel).
 236          * If 'pfn' is not managed by the host kernel, this field is
 237          * initialized to KVM_UNMAPPED_PAGE.
 238          */
 239         struct page *page;
 240         void *hva;
 241         kvm_pfn_t pfn;
 242         kvm_pfn_t gfn;
 243 };
 244
 245 /*
 246  * Used to check if the mapping is valid or not. Never use 'kvm_host_map'
 247  * directly to check for that.
 248  */
 249 static inline bool kvm_vcpu_mapped(struct kvm_host_map *map)
 250 {
 251         return !!map->hva;
 252 }
 253
 254 /*
 255  * Sometimes a large or cross-page mmio needs to be broken up into separate
 256  * exits for userspace servicing.
 257  */
 258 struct kvm_mmio_fragment {
 259         gpa_t gpa;
 260         void *data;
 261         unsigned len;
 262 };
 263
 264 struct kvm_vcpu {
 265         struct kvm *kvm;
 266 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
 267         struct preempt_notifier preempt_notifier;
 268 #endif
 269         int cpu;
 270         int vcpu_id; /* id given by userspace at creation */
 271         int vcpu_idx; /* index in kvm->vcpus array */
 272         int srcu_idx;
 273         int mode;
 274         u64 requests;
 275         unsigned long guest_debug;
 276
 277         int pre_pcpu;
 278         struct list_head blocked_vcpu_list;
 279
 280         struct mutex mutex;
 281         struct kvm_run *run;
 282
 283         int guest_xcr0_loaded;
 284         struct swait_queue_head wq;
 285         struct pid __rcu *pid;
 286         int sigset_active;
 287         sigset_t sigset;
 288         struct kvm_vcpu_stat stat;
 289         unsigned int halt_poll_ns;
 290         bool valid_wakeup;
 291
 292 #ifdef CONFIG_HAS_IOMEM
 293         int mmio_needed;
 294         int mmio_read_completed;
 295         int mmio_is_write;
 296         int mmio_cur_fragment;
 297         int mmio_nr_fragments;
 298         struct kvm_mmio_fragment mmio_fragments[KVM_MAX_MMIO_FRAGMENTS];
 299 #endif
 300
 301 #ifdef CONFIG_KVM_ASYNC_PF
 302         struct {
 303                 u32 queued;
 304                 struct list_head queue;
 305                 struct list_head done;
 306                 spinlock_t lock;
 307         } async_pf;
 308 #endif
 309
 310 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
 311         /*
 312          * Cpu relax intercept or pause loop exit optimization
 313          * in_spin_loop: set when a vcpu does a pause loop exit
 314          *  or cpu relax intercepted.
 315          * dy_eligible: indicates whether vcpu is eligible for directed yield.
 316          */
 317         struct {
 318                 bool in_spin_loop;
 319                 bool dy_eligible;
 320         } spin_loop;
 321 #endif
 322         bool preempted;
 323         bool ready;
 324         struct kvm_vcpu_arch arch;
 325         struct dentry *debugfs_dentry;
 326 };
 327
 328 static inline int kvm_vcpu_exiting_guest_mode(struct kvm_vcpu *vcpu)
 329 {
 330         /*
 331          * The memory barrier ensures a previous write to vcpu->requests cannot
 332          * be reordered with the read of vcpu->mode.  It pairs with the general
 333          * memory barrier following the write of vcpu->mode in VCPU RUN.
 334          */
 335         smp_mb__before_atomic();
 336         return cmpxchg(&vcpu->mode, IN_GUEST_MODE, EXITING_GUEST_MODE);
 337 }
 338
 339 /*
 340  * Some of the bitops functions do not support too long bitmaps.
 341  * This number must be determined not to exceed such limits.
 342  */
 343 #define KVM_MEM_MAX_NR_PAGES ((1UL << 31) - 1)
 344
 345 struct kvm_memory_slot {
 346         gfn_t base_gfn;
 347         unsigned long npages;
 348         unsigned long *dirty_bitmap;
 349         struct kvm_arch_memory_slot arch;
 350         unsigned long userspace_addr;
 351         u32 flags;
 352         short id;
 353 };
 354
 355 static inline unsigned long kvm_dirty_bitmap_bytes(struct kvm_memory_slot *memslot)
 356 {
 357         return ALIGN(memslot->npages, BITS_PER_LONG) / 8;
 358 }
 359
 360 static inline unsigned long *kvm_second_dirty_bitmap(struct kvm_memory_slot *memslot)
 361 {
 362         unsigned long len = kvm_dirty_bitmap_bytes(memslot);
 363
 364         return memslot->dirty_bitmap + len / sizeof(*memslot->dirty_bitmap);
 365 }
 366
 367 struct kvm_s390_adapter_int {
 368         u64 ind_addr;
 369         u64 summary_addr;
 370         u64 ind_offset;
 371         u32 summary_offset;
 372         u32 adapter_id;
 373 };
 374
 375 struct kvm_hv_sint {
 376         u32 vcpu;
 377         u32 sint;
 378 };
 379
 380 struct kvm_kernel_irq_routing_entry {
 381         u32 gsi;
 382         u32 type;
 383         int (*set)(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
 384                    struct kvm *kvm, int irq_source_id, int level,
 385                    bool line_status);
 386         union {
 387                 struct {
 388                         unsigned irqchip;
 389                         unsigned pin;
 390                 } irqchip;
 391                 struct {
 392                         u32 address_lo;
 393                         u32 address_hi;
 394                         u32 data;
 395                         u32 flags;
 396                         u32 devid;
 397                 } msi;
 398                 struct kvm_s390_adapter_int adapter;
 399                 struct kvm_hv_sint hv_sint;
 400         };
 401         struct hlist_node link;
 402 };
 403
 404 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_ROUTING
 405 struct kvm_irq_routing_table {
 406         int chip[KVM_NR_IRQCHIPS][KVM_IRQCHIP_NUM_PINS];
 407         u32 nr_rt_entries;
 408         /*
 409          * Array indexed by gsi. Each entry contains list of irq chips
 410          * the gsi is connected to.
 411          */
 412         struct hlist_head map[0];
 413 };
 414 #endif
 415
 416 #ifndef KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS
 417 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 0
 418 #endif
 419
 420 #ifndef KVM_MEM_SLOTS_NUM
 421 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
 422 #endif
 423
 424 #ifndef __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
 425 static inline int kvm_arch_vcpu_memslots_id(struct kvm_vcpu *vcpu)
 426 {
 427         return 0;
 428 }
 429 #endif
 430
 431 /*
 432  * Note:
 433  * memslots are not sorted by id anymore, please use id_to_memslot()
 434  * to get the memslot by its id.
 435  */
 436 struct kvm_memslots {
 437         u64 generation;
 438         struct kvm_memory_slot memslots[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
 439         /* The mapping table from slot id to the index in memslots[]. */
 440         short id_to_index[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
 441         atomic_t lru_slot;
 442         int used_slots;
 443 };
 444
 445 struct kvm {
 446         spinlock_t mmu_lock;
 447         struct mutex slots_lock;
 448         struct mm_struct *mm; /* userspace tied to this vm */
 449         struct kvm_memslots __rcu *memslots[KVM_ADDRESS_SPACE_NUM];
 450         struct kvm_vcpu *vcpus[KVM_MAX_VCPUS];
 451
 452         /*
 453          * created_vcpus is protected by kvm->lock, and is incremented
 454          * at the beginning of KVM_CREATE_VCPU.  online_vcpus is only
 455          * incremented after storing the kvm_vcpu pointer in vcpus,
 456          * and is accessed atomically.
 457          */
 458         atomic_t online_vcpus;
 459         int created_vcpus;
 460         int last_boosted_vcpu;
 461         struct list_head vm_list;
 462         struct mutex lock;
 463         struct kvm_io_bus __rcu *buses[KVM_NR_BUSES];
 464 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
 465         struct {
 466                 spinlock_t        lock;
 467                 struct list_head  items;
 468                 struct list_head  resampler_list;
 469                 struct mutex      resampler_lock;
 470         } irqfds;
 471         struct list_head ioeventfds;
 472 #endif
 473         struct kvm_vm_stat stat;
 474         struct kvm_arch arch;
 475         refcount_t users_count;
 476 #ifdef CONFIG_KVM_MMIO
 477         struct kvm_coalesced_mmio_ring *coalesced_mmio_ring;
 478         spinlock_t ring_lock;
 479         struct list_head coalesced_zones;
 480 #endif
 481
 482         struct mutex irq_lock;
 483 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
 484         /*
 485          * Update side is protected by irq_lock.
 486          */
 487         struct kvm_irq_routing_table __rcu *irq_routing;
 488 #endif
 489 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQFD
 490         struct hlist_head irq_ack_notifier_list;
 491 #endif
 492
 493 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
 494         struct mmu_notifier mmu_notifier;
 495         unsigned long mmu_notifier_seq;
 496         long mmu_notifier_count;
 497 #endif
 498         long tlbs_dirty;
 499         struct list_head devices;
 500         bool manual_dirty_log_protect;
 501         struct dentry *debugfs_dentry;
 502         struct kvm_stat_data **debugfs_stat_data;
 503         struct srcu_struct srcu;
 504         struct srcu_struct irq_srcu;
 505         pid_t userspace_pid;
 506         bool vm_bugged;
 507 };
 508
 509 #define kvm_err(fmt, ...) \
 510         pr_err("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 511 #define kvm_info(fmt, ...) \
 512         pr_info("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 513 #define kvm_debug(fmt, ...) \
 514         pr_debug("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 515 #define kvm_debug_ratelimited(fmt, ...) \
 516         pr_debug_ratelimited("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), \
 517                              ## __VA_ARGS__)
 518 #define kvm_pr_unimpl(fmt, ...) \
 519         pr_err_ratelimited("kvm [%i]: " fmt, \
 520                            task_tgid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 521
 522 /* The guest did something we don't support. */
 523 #define vcpu_unimpl(vcpu, fmt, ...)                                     \
 524         kvm_pr_unimpl("vcpu%i, guest rIP: 0x%lx " fmt,                  \
 525                         (vcpu)->vcpu_id, kvm_rip_read(vcpu), ## __VA_ARGS__)
 526
 527 #define vcpu_debug(vcpu, fmt, ...)                                      \
 528         kvm_debug("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id, ## __VA_ARGS__)
 529 #define vcpu_debug_ratelimited(vcpu, fmt, ...)                          \
 530         kvm_debug_ratelimited("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id,           \
 531                               ## __VA_ARGS__)
 532 #define vcpu_err(vcpu, fmt, ...)                                        \
 533         kvm_err("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id, ## __VA_ARGS__)
 534
 535 bool kvm_make_all_cpus_request(struct kvm *kvm, unsigned int req);
 536 static inline void kvm_vm_bugged(struct kvm *kvm)
 537 {
 538         kvm->vm_bugged = true;
 539         kvm_make_all_cpus_request(kvm, KVM_REQ_VM_BUGGED);
 540 }
 541
 542 #define KVM_BUG(cond, kvm, fmt...)                              \
 543 ({                                                              \
 544         int __ret = (cond);                                     \
 545                                                                 \
 546         if (WARN_ONCE(__ret && !(kvm)->vm_bugged, fmt))         \
 547                 kvm_vm_bugged(kvm);                             \
 548         unlikely(__ret);                                        \
 549 })
 550
 551 #define KVM_BUG_ON(cond, kvm)                                   \
 552 ({                                                              \
 553         int __ret = (cond);                                     \
 554                                                                 \
 555         if (WARN_ON_ONCE(__ret && !(kvm)->vm_bugged))           \
 556                 kvm_vm_bugged(kvm);                             \
 557         unlikely(__ret);                                        \
 558 })
 559
 560 static inline struct kvm_io_bus *kvm_get_bus(struct kvm *kvm, enum kvm_bus idx)
 561 {
 562         return srcu_dereference_check(kvm->buses[idx], &kvm->srcu,
 563                                       lockdep_is_held(&kvm->slots_lock) ||
 564                                       !refcount_read(&kvm->users_count));
 565 }
 566
 567 static inline struct kvm_vcpu *kvm_get_vcpu(struct kvm *kvm, int i)
 568 {
 569         int num_vcpus = atomic_read(&kvm->online_vcpus);
 570         i = array_index_nospec(i, num_vcpus);
 571
 572         /* Pairs with smp_wmb() in kvm_vm_ioctl_create_vcpu.  */
 573         smp_rmb();
 574         return kvm->vcpus[i];
 575 }
 576
 577 #define kvm_for_each_vcpu(idx, vcpup, kvm) \
 578         for (idx = 0; \
 579              idx < atomic_read(&kvm->online_vcpus) && \
 580              (vcpup = kvm_get_vcpu(kvm, idx)) != NULL; \
 581              idx++)
 582
 583 static inline struct kvm_vcpu *kvm_get_vcpu_by_id(struct kvm *kvm, int id)
 584 {
 585         struct kvm_vcpu *vcpu = NULL;
 586         int i;
 587
 588         if (id < 0)
 589                 return NULL;
 590         if (id < KVM_MAX_VCPUS)
 591                 vcpu = kvm_get_vcpu(kvm, id);
 592         if (vcpu && vcpu->vcpu_id == id)
 593                 return vcpu;
 594         kvm_for_each_vcpu(i, vcpu, kvm)
 595                 if (vcpu->vcpu_id == id)
 596                         return vcpu;
 597         return NULL;
 598 }
 599
 600 static inline int kvm_vcpu_get_idx(struct kvm_vcpu *vcpu)
 601 {
 602         return vcpu->vcpu_idx;
 603 }
 604
 605 #define kvm_for_each_memslot(memslot, slots)    \
 606         for (memslot = &slots->memslots[0];     \
 607               memslot < slots->memslots + KVM_MEM_SLOTS_NUM && memslot->npages;\
 608                 memslot++)
 609
 610 int kvm_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm *kvm, unsigned id);
 611 void kvm_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
 612
 613 void vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
 614 void vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 615
 616 #ifdef __KVM_HAVE_IOAPIC
 617 void kvm_arch_post_irq_ack_notifier_list_update(struct kvm *kvm);
 618 void kvm_arch_post_irq_routing_update(struct kvm *kvm);
 619 #else
 620 static inline void kvm_arch_post_irq_ack_notifier_list_update(struct kvm *kvm)
 621 {
 622 }
 623 static inline void kvm_arch_post_irq_routing_update(struct kvm *kvm)
 624 {
 625 }
 626 #endif
 627
 628 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQFD
 629 int kvm_irqfd_init(void);
 630 void kvm_irqfd_exit(void);
 631 #else
 632 static inline int kvm_irqfd_init(void)
 633 {
 634         return 0;
 635 }
 636
 637 static inline void kvm_irqfd_exit(void)
 638 {
 639 }
 640 #endif
 641 int kvm_init(void *opaque, unsigned vcpu_size, unsigned vcpu_align,
 642                   struct module *module);
 643 void kvm_exit(void);
 644
 645 void kvm_get_kvm(struct kvm *kvm);
 646 void kvm_put_kvm(struct kvm *kvm);
 647
 648 static inline struct kvm_memslots *__kvm_memslots(struct kvm *kvm, int as_id)
 649 {
 650         as_id = array_index_nospec(as_id, KVM_ADDRESS_SPACE_NUM);
 651         return srcu_dereference_check(kvm->memslots[as_id], &kvm->srcu,
 652                         lockdep_is_held(&kvm->slots_lock) ||
 653                         !refcount_read(&kvm->users_count));
 654 }
 655
 656 static inline struct kvm_memslots *kvm_memslots(struct kvm *kvm)
 657 {
 658         return __kvm_memslots(kvm, 0);
 659 }
 660
 661 static inline struct kvm_memslots *kvm_vcpu_memslots(struct kvm_vcpu *vcpu)
 662 {
 663         int as_id = kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu);
 664
 665         return __kvm_memslots(vcpu->kvm, as_id);
 666 }
 667
 668 static inline struct kvm_memory_slot *
 669 id_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, int id)
 670 {
 671         int index = slots->id_to_index[id];
 672         struct kvm_memory_slot *slot;
 673
 674         slot = &slots->memslots[index];
 675
 676         WARN_ON(slot->id != id);
 677         return slot;
 678 }
 679
 680 /*
 681  * KVM_SET_USER_MEMORY_REGION ioctl allows the following operations:
 682  * - create a new memory slot
 683  * - delete an existing memory slot
 684  * - modify an existing memory slot
 685  *   -- move it in the guest physical memory space
 686  *   -- just change its flags
 687  *
 688  * Since flags can be changed by some of these operations, the following
 689  * differentiation is the best we can do for __kvm_set_memory_region():
 690  */
 691 enum kvm_mr_change {
 692         KVM_MR_CREATE,
 693         KVM_MR_DELETE,
 694         KVM_MR_MOVE,
 695         KVM_MR_FLAGS_ONLY,
 696 };
 697
 698 int kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 699                           const struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 700 int __kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 701                             const struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 702 void kvm_arch_free_memslot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *free,
 703                            struct kvm_memory_slot *dont);
 704 int kvm_arch_create_memslot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot,
 705                             unsigned long npages);
 706 void kvm_arch_memslots_updated(struct kvm *kvm, u64 gen);
 707 int kvm_arch_prepare_memory_region(struct kvm *kvm,
 708                                 struct kvm_memory_slot *memslot,
 709                                 const struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 710                                 enum kvm_mr_change change);
 711 void kvm_arch_commit_memory_region(struct kvm *kvm,
 712                                 const struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 713                                 const struct kvm_memory_slot *old,
 714                                 const struct kvm_memory_slot *new,
 715                                 enum kvm_mr_change change);
 716 bool kvm_largepages_enabled(void);
 717 void kvm_disable_largepages(void);
 718 /* flush all memory translations */
 719 void kvm_arch_flush_shadow_all(struct kvm *kvm);
 720 /* flush memory translations pointing to 'slot' */
 721 void kvm_arch_flush_shadow_memslot(struct kvm *kvm,
 722                                    struct kvm_memory_slot *slot);
 723
 724 int gfn_to_page_many_atomic(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn,
 725                             struct page **pages, int nr_pages);
 726
 727 struct page *gfn_to_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 728 unsigned long gfn_to_hva(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 729 unsigned long gfn_to_hva_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool *writable);
 730 unsigned long gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 731 unsigned long gfn_to_hva_memslot_prot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn,
 732                                       bool *writable);
 733 void kvm_release_page_clean(struct page *page);
 734 void kvm_release_page_dirty(struct page *page);
 735 void kvm_set_page_accessed(struct page *page);
 736
 737 kvm_pfn_t gfn_to_pfn_atomic(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 738 kvm_pfn_t gfn_to_pfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 739 kvm_pfn_t gfn_to_pfn_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool write_fault,
 740                       bool *writable);
 741 kvm_pfn_t gfn_to_pfn_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 742 kvm_pfn_t gfn_to_pfn_memslot_atomic(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 743 kvm_pfn_t __gfn_to_pfn_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn,
 744                                bool atomic, bool *async, bool write_fault,
 745                                bool *writable);
 746
 747 void kvm_release_pfn_clean(kvm_pfn_t pfn);
 748 void kvm_release_pfn_dirty(kvm_pfn_t pfn);
 749 void kvm_set_pfn_dirty(kvm_pfn_t pfn);
 750 void kvm_set_pfn_accessed(kvm_pfn_t pfn);
 751 void kvm_get_pfn(kvm_pfn_t pfn);
 752
 753 void kvm_release_pfn(kvm_pfn_t pfn, bool dirty, struct gfn_to_pfn_cache *cache);
 754 int kvm_read_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, void *data, int offset,
 755                         int len);
 756 int kvm_read_guest_atomic(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data,
 757                           unsigned long len);
 758 int kvm_read_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data, unsigned long len);
 759 int kvm_read_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 760                            void *data, unsigned long len);
 761 int kvm_write_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, const void *data,
 762                          int offset, int len);
 763 int kvm_write_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, const void *data,
 764                     unsigned long len);
 765 int kvm_write_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 766                            void *data, unsigned long len);
 767 int kvm_write_guest_offset_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 768                                   void *data, unsigned int offset,
 769                                   unsigned long len);
 770 int kvm_gfn_to_hva_cache_init(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 771                               gpa_t gpa, unsigned long len);
 772 int kvm_clear_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, int offset, int len);
 773 int kvm_clear_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, unsigned long len);
 774 struct kvm_memory_slot *gfn_to_memslot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 775 bool kvm_is_visible_gfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 776 unsigned long kvm_host_page_size(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 777 void mark_page_dirty(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 778
 779 struct kvm_memslots *kvm_vcpu_memslots(struct kvm_vcpu *vcpu);
 780 struct kvm_memory_slot *kvm_vcpu_gfn_to_memslot(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 781 kvm_pfn_t kvm_vcpu_gfn_to_pfn_atomic(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 782 kvm_pfn_t kvm_vcpu_gfn_to_pfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 783 int kvm_vcpu_map(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, struct kvm_host_map *map);
 784 int kvm_map_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, struct kvm_host_map *map,
 785                 struct gfn_to_pfn_cache *cache, bool atomic);
 786 struct page *kvm_vcpu_gfn_to_page(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 787 void kvm_vcpu_unmap(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_host_map *map, bool dirty);
 788 int kvm_unmap_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_host_map *map,
 789                   struct gfn_to_pfn_cache *cache, bool dirty, bool atomic);
 790 unsigned long kvm_vcpu_gfn_to_hva(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 791 unsigned long kvm_vcpu_gfn_to_hva_prot(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool *writable);
 792 int kvm_vcpu_read_guest_page(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, void *data, int offset,
 793                              int len);
 794 int kvm_vcpu_read_guest_atomic(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, void *data,
 795                                unsigned long len);
 796 int kvm_vcpu_read_guest(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, void *data,
 797                         unsigned long len);
 798 int kvm_vcpu_write_guest_page(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, const void *data,
 799                               int offset, int len);
 800 int kvm_vcpu_write_guest(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, const void *data,
 801                          unsigned long len);
 802 void kvm_vcpu_mark_page_dirty(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 803
 804 void kvm_sigset_activate(struct kvm_vcpu *vcpu);
 805 void kvm_sigset_deactivate(struct kvm_vcpu *vcpu);
 806
 807 void kvm_vcpu_block(struct kvm_vcpu *vcpu);
 808 void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu);
 809 void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu);
 810 bool kvm_vcpu_wake_up(struct kvm_vcpu *vcpu);
 811 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 812 int kvm_vcpu_yield_to(struct kvm_vcpu *target);
 813 void kvm_vcpu_on_spin(struct kvm_vcpu *vcpu, bool usermode_vcpu_not_eligible);
 814
 815 void kvm_flush_remote_tlbs(struct kvm *kvm);
 816 void kvm_reload_remote_mmus(struct kvm *kvm);
 817
 818 bool kvm_make_vcpus_request_mask(struct kvm *kvm, unsigned int req,
 819                                  unsigned long *vcpu_bitmap, cpumask_var_t tmp);
 820
 821 long kvm_arch_dev_ioctl(struct file *filp,
 822                         unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 823 long kvm_arch_vcpu_ioctl(struct file *filp,
 824                          unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 825 vm_fault_t kvm_arch_vcpu_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vm_fault *vmf);
 826
 827 int kvm_vm_ioctl_check_extension(struct kvm *kvm, long ext);
 828
 829 int kvm_get_dirty_log(struct kvm *kvm,
 830                         struct kvm_dirty_log *log, int *is_dirty);
 831
 832 int kvm_get_dirty_log_protect(struct kvm *kvm,
 833                               struct kvm_dirty_log *log, bool *flush);
 834 int kvm_clear_dirty_log_protect(struct kvm *kvm,
 835                                 struct kvm_clear_dirty_log *log, bool *flush);
 836
 837 void kvm_arch_mmu_enable_log_dirty_pt_masked(struct kvm *kvm,
 838                                         struct kvm_memory_slot *slot,
 839                                         gfn_t gfn_offset,
 840                                         unsigned long mask);
 841
 842 int kvm_vm_ioctl_get_dirty_log(struct kvm *kvm,
 843                                 struct kvm_dirty_log *log);
 844 int kvm_vm_ioctl_clear_dirty_log(struct kvm *kvm,
 845                                   struct kvm_clear_dirty_log *log);
 846
 847 int kvm_vm_ioctl_irq_line(struct kvm *kvm, struct kvm_irq_level *irq_level,
 848                         bool line_status);
 849 int kvm_vm_ioctl_enable_cap(struct kvm *kvm,
 850                             struct kvm_enable_cap *cap);
 851 long kvm_arch_vm_ioctl(struct file *filp,
 852                        unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 853
 854 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
 855 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
 856
 857 int kvm_arch_vcpu_ioctl_translate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 858                                     struct kvm_translation *tr);
 859
 860 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
 861 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
 862 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 863                                   struct kvm_sregs *sregs);
 864 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 865                                   struct kvm_sregs *sregs);
 866 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 867                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
 868 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 869                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
 870 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_guest_debug(struct kvm_vcpu *vcpu,
 871                                         struct kvm_guest_debug *dbg);
 872 int kvm_arch_vcpu_ioctl_run(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *kvm_run);
 873
 874 int kvm_arch_init(void *opaque);
 875 void kvm_arch_exit(void);
 876
 877 int kvm_arch_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
 878 void kvm_arch_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
 879
 880 void kvm_arch_sched_in(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 881
 882 void kvm_arch_vcpu_free(struct kvm_vcpu *vcpu);
 883 void kvm_arch_vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 884 void kvm_arch_vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 885 struct kvm_vcpu *kvm_arch_vcpu_create(struct kvm *kvm, unsigned int id);
 886 int kvm_arch_vcpu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
 887 void kvm_arch_vcpu_postcreate(struct kvm_vcpu *vcpu);
 888 void kvm_arch_vcpu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
 889
 890 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_VCPU_DEBUGFS
 891 void kvm_arch_create_vcpu_debugfs(struct kvm_vcpu *vcpu);
 892 #endif
 893
 894 int kvm_arch_hardware_enable(void);
 895 void kvm_arch_hardware_disable(void);
 896 int kvm_arch_hardware_setup(void);
 897 void kvm_arch_hardware_unsetup(void);
 898 int kvm_arch_check_processor_compat(void);
 899 int kvm_arch_vcpu_runnable(struct kvm_vcpu *vcpu);
 900 bool kvm_arch_vcpu_in_kernel(struct kvm_vcpu *vcpu);
 901 int kvm_arch_vcpu_should_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 902 bool kvm_arch_dy_runnable(struct kvm_vcpu *vcpu);
 903
 904 #ifndef __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
 905 /*
 906  * All architectures that want to use vzalloc currently also
 907  * need their own kvm_arch_alloc_vm implementation.
 908  */
 909 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
 910 {
 911         return kzalloc(sizeof(struct kvm), GFP_KERNEL);
 912 }
 913
 914 static inline void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm)
 915 {
 916         kfree(kvm);
 917 }
 918 #endif
 919
 920 #ifndef __KVM_HAVE_ARCH_FLUSH_REMOTE_TLB
 921 static inline int kvm_arch_flush_remote_tlb(struct kvm *kvm)
 922 {
 923         return -ENOTSUPP;
 924 }
 925 #endif
 926
 927 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
 928 void kvm_arch_register_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 929 void kvm_arch_unregister_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 930 bool kvm_arch_has_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 931 #else
 932 static inline void kvm_arch_register_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 933 {
 934 }
 935
 936 static inline void kvm_arch_unregister_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 937 {
 938 }
 939
 940 static inline bool kvm_arch_has_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 941 {
 942         return false;
 943 }
 944 #endif
 945 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
 946 void kvm_arch_start_assignment(struct kvm *kvm);
 947 void kvm_arch_end_assignment(struct kvm *kvm);
 948 bool kvm_arch_has_assigned_device(struct kvm *kvm);
 949 #else
 950 static inline void kvm_arch_start_assignment(struct kvm *kvm)
 951 {
 952 }
 953
 954 static inline void kvm_arch_end_assignment(struct kvm *kvm)
 955 {
 956 }
 957
 958 static __always_inline bool kvm_arch_has_assigned_device(struct kvm *kvm)
 959 {
 960         return false;
 961 }
 962 #endif
 963
 964 static inline struct swait_queue_head *kvm_arch_vcpu_wq(struct kvm_vcpu *vcpu)
 965 {
 966 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_WQP
 967         return vcpu->arch.wqp;
 968 #else
 969         return &vcpu->wq;
 970 #endif
 971 }
 972
 973 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_INTC_INITIALIZED
 974 /*
 975  * returns true if the virtual interrupt controller is initialized and
 976  * ready to accept virtual IRQ. On some architectures the virtual interrupt
 977  * controller is dynamically instantiated and this is not always true.
 978  */
 979 bool kvm_arch_intc_initialized(struct kvm *kvm);
 980 #else
 981 static inline bool kvm_arch_intc_initialized(struct kvm *kvm)
 982 {
 983         return true;
 984 }
 985 #endif
 986
 987 int kvm_arch_init_vm(struct kvm *kvm, unsigned long type);
 988 void kvm_arch_destroy_vm(struct kvm *kvm);
 989 void kvm_arch_sync_events(struct kvm *kvm);
 990
 991 int kvm_cpu_has_pending_timer(struct kvm_vcpu *vcpu);
 992 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 993
 994 bool kvm_is_reserved_pfn(kvm_pfn_t pfn);
 995 bool kvm_is_zone_device_pfn(kvm_pfn_t pfn);
 996
 997 struct kvm_irq_ack_notifier {
 998         struct hlist_node link;
 999         unsigned gsi;
1000         void (*irq_acked)(struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
1001 };
1002
1003 int kvm_irq_map_gsi(struct kvm *kvm,
1004                     struct kvm_kernel_irq_routing_entry *entries, int gsi);
1005 int kvm_irq_map_chip_pin(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
1006
1007 int kvm_set_irq(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level,
1008                 bool line_status);
1009 int kvm_set_msi(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *irq_entry, struct kvm *kvm,
1010                 int irq_source_id, int level, bool line_status);
1011 int kvm_arch_set_irq_inatomic(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1012                                struct kvm *kvm, int irq_source_id,
1013                                int level, bool line_status);
1014 bool kvm_irq_has_notifier(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
1015 void kvm_notify_acked_gsi(struct kvm *kvm, int gsi);
1016 void kvm_notify_acked_irq(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
1017 void kvm_register_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
1018                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
1019 void kvm_unregister_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
1020                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
1021 int kvm_request_irq_source_id(struct kvm *kvm);
1022 void kvm_free_irq_source_id(struct kvm *kvm, int irq_source_id);
1023 bool kvm_arch_irqfd_allowed(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args);
1024
1025 /*
1026  * search_memslots() and __gfn_to_memslot() are here because they are
1027  * used in non-modular code in arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_mmu.c.
1028  * gfn_to_memslot() itself isn't here as an inline because that would
1029  * bloat other code too much.
1030  */
1031 static inline struct kvm_memory_slot *
1032 search_memslots(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
1033 {
1034         int start = 0, end = slots->used_slots;
1035         int slot = atomic_read(&slots->lru_slot);
1036         struct kvm_memory_slot *memslots = slots->memslots;
1037
1038         if (gfn >= memslots[slot].base_gfn &&
1039             gfn < memslots[slot].base_gfn + memslots[slot].npages)
1040                 return &memslots[slot];
1041
1042         while (start < end) {
1043                 slot = start + (end - start) / 2;
1044
1045                 if (gfn >= memslots[slot].base_gfn)
1046                         end = slot;
1047                 else
1048                         start = slot + 1;
1049         }
1050
1051         if (start < slots->used_slots && gfn >= memslots[start].base_gfn &&
1052             gfn < memslots[start].base_gfn + memslots[start].npages) {
1053                 atomic_set(&slots->lru_slot, start);
1054                 return &memslots[start];
1055         }
1056
1057         return NULL;
1058 }
1059
1060 static inline struct kvm_memory_slot *
1061 __gfn_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
1062 {
1063         return search_memslots(slots, gfn);
1064 }
1065
1066 static inline unsigned long
1067 __gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn)
1068 {
1069         /*
1070          * The index was checked originally in search_memslots.  To avoid
1071          * that a malicious guest builds a Spectre gadget out of e.g. page
1072          * table walks, do not let the processor speculate loads outside
1073          * the guest's registered memslots.
1074          */
1075         unsigned long offset = gfn - slot->base_gfn;
1076         offset = array_index_nospec(offset, slot->npages);
1077         return slot->userspace_addr + offset * PAGE_SIZE;
1078 }
1079
1080 static inline int memslot_id(struct kvm *kvm, gfn_t gfn)
1081 {
1082         return gfn_to_memslot(kvm, gfn)->id;
1083 }
1084
1085 static inline gfn_t
1086 hva_to_gfn_memslot(unsigned long hva, struct kvm_memory_slot *slot)
1087 {
1088         gfn_t gfn_offset = (hva - slot->userspace_addr) >> PAGE_SHIFT;
1089
1090         return slot->base_gfn + gfn_offset;
1091 }
1092
1093 static inline gpa_t gfn_to_gpa(gfn_t gfn)
1094 {
1095         return (gpa_t)gfn << PAGE_SHIFT;
1096 }
1097
1098 static inline gfn_t gpa_to_gfn(gpa_t gpa)
1099 {
1100         return (gfn_t)(gpa >> PAGE_SHIFT);
1101 }
1102
1103 static inline hpa_t pfn_to_hpa(kvm_pfn_t pfn)
1104 {
1105         return (hpa_t)pfn << PAGE_SHIFT;
1106 }
1107
1108 static inline struct page *kvm_vcpu_gpa_to_page(struct kvm_vcpu *vcpu,
1109                                                 gpa_t gpa)
1110 {
1111         return kvm_vcpu_gfn_to_page(vcpu, gpa_to_gfn(gpa));
1112 }
1113
1114 static inline bool kvm_is_error_gpa(struct kvm *kvm, gpa_t gpa)
1115 {
1116         unsigned long hva = gfn_to_hva(kvm, gpa_to_gfn(gpa));
1117
1118         return kvm_is_error_hva(hva);
1119 }
1120
1121 enum kvm_stat_kind {
1122         KVM_STAT_VM,
1123         KVM_STAT_VCPU,
1124 };
1125
1126 struct kvm_stat_data {
1127         int offset;
1128         int mode;
1129         struct kvm *kvm;
1130 };
1131
1132 struct kvm_stats_debugfs_item {
1133         const char *name;
1134         int offset;
1135         enum kvm_stat_kind kind;
1136         int mode;
1137 };
1138 extern struct kvm_stats_debugfs_item debugfs_entries[];
1139 extern struct dentry *kvm_debugfs_dir;
1140
1141 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
1142 static inline int mmu_notifier_retry(struct kvm *kvm, unsigned long mmu_seq)
1143 {
1144         if (unlikely(kvm->mmu_notifier_count))
1145                 return 1;
1146         /*
1147          * Ensure the read of mmu_notifier_count happens before the read
1148          * of mmu_notifier_seq.  This interacts with the smp_wmb() in
1149          * mmu_notifier_invalidate_range_end to make sure that the caller
1150          * either sees the old (non-zero) value of mmu_notifier_count or
1151          * the new (incremented) value of mmu_notifier_seq.
1152          * PowerPC Book3s HV KVM calls this under a per-page lock
1153          * rather than under kvm->mmu_lock, for scalability, so
1154          * can't rely on kvm->mmu_lock to keep things ordered.
1155          */
1156         smp_rmb();
1157         if (kvm->mmu_notifier_seq != mmu_seq)
1158                 return 1;
1159         return 0;
1160 }
1161 #endif
1162
1163 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_ROUTING
1164
1165 #define KVM_MAX_IRQ_ROUTES 4096 /* might need extension/rework in the future */
1166
1167 bool kvm_arch_can_set_irq_routing(struct kvm *kvm);
1168 int kvm_set_irq_routing(struct kvm *kvm,
1169                         const struct kvm_irq_routing_entry *entries,
1170                         unsigned nr,
1171                         unsigned flags);
1172 int kvm_set_routing_entry(struct kvm *kvm,
1173                           struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1174                           const struct kvm_irq_routing_entry *ue);
1175 void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm);
1176
1177 #else
1178
1179 static inline void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm) {}
1180
1181 #endif
1182
1183 int kvm_send_userspace_msi(struct kvm *kvm, struct kvm_msi *msi);
1184
1185 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
1186
1187 void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm);
1188 int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args);
1189
1190 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQFD
1191 int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args);
1192 void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm);
1193 void kvm_irq_routing_update(struct kvm *);
1194 #else
1195 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
1196 {
1197         return -EINVAL;
1198 }
1199
1200 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
1201 #endif
1202
1203 #else
1204
1205 static inline void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm) {}
1206
1207 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
1208 {
1209         return -EINVAL;
1210 }
1211
1212 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
1213
1214 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
1215 static inline void kvm_irq_routing_update(struct kvm *kvm)
1216 {
1217 }
1218 #endif
1219
1220 static inline int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args)
1221 {
1222         return -ENOSYS;
1223 }
1224
1225 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD */
1226
1227 void kvm_arch_irq_routing_update(struct kvm *kvm);
1228
1229 static inline void kvm_make_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1230 {
1231         /*
1232          * Ensure the rest of the request is published to kvm_check_request's
1233          * caller.  Paired with the smp_mb__after_atomic in kvm_check_request.
1234          */
1235         smp_wmb();
1236         set_bit(req & KVM_REQUEST_MASK, (void *)&vcpu->requests);
1237 }
1238
1239 static inline bool kvm_request_pending(struct kvm_vcpu *vcpu)
1240 {
1241         return READ_ONCE(vcpu->requests);
1242 }
1243
1244 static inline bool kvm_test_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1245 {
1246         return test_bit(req & KVM_REQUEST_MASK, (void *)&vcpu->requests);
1247 }
1248
1249 static inline void kvm_clear_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1250 {
1251         clear_bit(req & KVM_REQUEST_MASK, (void *)&vcpu->requests);
1252 }
1253
1254 static inline bool kvm_check_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1255 {
1256         if (kvm_test_request(req, vcpu)) {
1257                 kvm_clear_request(req, vcpu);
1258
1259                 /*
1260                  * Ensure the rest of the request is visible to kvm_check_request's
1261                  * caller.  Paired with the smp_wmb in kvm_make_request.
1262                  */
1263                 smp_mb__after_atomic();
1264                 return true;
1265         } else {
1266                 return false;
1267         }
1268 }
1269
1270 extern bool kvm_rebooting;
1271
1272 extern unsigned int halt_poll_ns;
1273 extern unsigned int halt_poll_ns_grow;
1274 extern unsigned int halt_poll_ns_grow_start;
1275 extern unsigned int halt_poll_ns_shrink;
1276
1277 struct kvm_device {
1278         struct kvm_device_ops *ops;
1279         struct kvm *kvm;
1280         void *private;
1281         struct list_head vm_node;
1282 };
1283
1284 /* create, destroy, and name are mandatory */
1285 struct kvm_device_ops {
1286         const char *name;
1287
1288         /*
1289          * create is called holding kvm->lock and any operations not suitable
1290          * to do while holding the lock should be deferred to init (see
1291          * below).
1292          */
1293         int (*create)(struct kvm_device *dev, u32 type);
1294
1295         /*
1296          * init is called after create if create is successful and is called
1297          * outside of holding kvm->lock.
1298          */
1299         void (*init)(struct kvm_device *dev);
1300
1301         /*
1302          * Destroy is responsible for freeing dev.
1303          *
1304          * Destroy may be called before or after destructors are called
1305          * on emulated I/O regions, depending on whether a reference is
1306          * held by a vcpu or other kvm component that gets destroyed
1307          * after the emulated I/O.
1308          */
1309         void (*destroy)(struct kvm_device *dev);
1310
1311         /*
1312          * Release is an alternative method to free the device. It is
1313          * called when the device file descriptor is closed. Once
1314          * release is called, the destroy method will not be called
1315          * anymore as the device is removed from the device list of
1316          * the VM. kvm->lock is held.
1317          */
1318         void (*release)(struct kvm_device *dev);
1319
1320         int (*set_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1321         int (*get_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1322         int (*has_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1323         long (*ioctl)(struct kvm_device *dev, unsigned int ioctl,
1324                       unsigned long arg);
1325         int (*mmap)(struct kvm_device *dev, struct vm_area_struct *vma);
1326 };
1327
1328 void kvm_device_get(struct kvm_device *dev);
1329 void kvm_device_put(struct kvm_device *dev);
1330 struct kvm_device *kvm_device_from_filp(struct file *filp);
1331 int kvm_register_device_ops(struct kvm_device_ops *ops, u32 type);
1332 void kvm_unregister_device_ops(u32 type);
1333
1334 extern struct kvm_device_ops kvm_mpic_ops;
1335 extern struct kvm_device_ops kvm_arm_vgic_v2_ops;
1336 extern struct kvm_device_ops kvm_arm_vgic_v3_ops;
1337
1338 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
1339
1340 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1341 {
1342         vcpu->spin_loop.in_spin_loop = val;
1343 }
1344 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1345 {
1346         vcpu->spin_loop.dy_eligible = val;
1347 }
1348
1349 #else /* !CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1350
1351 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1352 {
1353 }
1354
1355 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1356 {
1357 }
1358 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1359
1360 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_BYPASS
1361 bool kvm_arch_has_irq_bypass(void);
1362 int kvm_arch_irq_bypass_add_producer(struct irq_bypass_consumer *,
1363                            struct irq_bypass_producer *);
1364 void kvm_arch_irq_bypass_del_producer(struct irq_bypass_consumer *,
1365                            struct irq_bypass_producer *);
1366 void kvm_arch_irq_bypass_stop(struct irq_bypass_consumer *);
1367 void kvm_arch_irq_bypass_start(struct irq_bypass_consumer *);
1368 int kvm_arch_update_irqfd_routing(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1369                                   uint32_t guest_irq, bool set);
1370 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_BYPASS */
1371
1372 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_INVALID_WAKEUPS
1373 /* If we wakeup during the poll time, was it a sucessful poll? */
1374 static inline bool vcpu_valid_wakeup(struct kvm_vcpu *vcpu)
1375 {
1376         return vcpu->valid_wakeup;
1377 }
1378
1379 #else
1380 static inline bool vcpu_valid_wakeup(struct kvm_vcpu *vcpu)
1381 {
1382         return true;
1383 }
1384 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_INVALID_WAKEUPS */
1385
1386 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_NO_POLL
1387 /* Callback that tells if we must not poll */
1388 bool kvm_arch_no_poll(struct kvm_vcpu *vcpu);
1389 #else
1390 static inline bool kvm_arch_no_poll(struct kvm_vcpu *vcpu)
1391 {
1392         return false;
1393 }
1394 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_NO_POLL */
1395
1396 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_ASYNC_IOCTL
1397 long kvm_arch_vcpu_async_ioctl(struct file *filp,
1398                                unsigned int ioctl, unsigned long arg);
1399 #else
1400 static inline long kvm_arch_vcpu_async_ioctl(struct file *filp,
1401                                              unsigned int ioctl,
1402                                              unsigned long arg)
1403 {
1404         return -ENOIOCTLCMD;
1405 }
1406 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_ASYNC_IOCTL */
1407
1408 void kvm_arch_mmu_notifier_invalidate_range(struct kvm *kvm,
1409                                             unsigned long start, unsigned long end);
1410
1411 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_RUN_PID_CHANGE
1412 int kvm_arch_vcpu_run_pid_change(struct kvm_vcpu *vcpu);
1413 #else
1414 static inline int kvm_arch_vcpu_run_pid_change(struct kvm_vcpu *vcpu)
1415 {
1416         return 0;
1417 }
1418 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_RUN_PID_CHANGE */
1419
1420 typedef int (*kvm_vm_thread_fn_t)(struct kvm *kvm, uintptr_t data);
1421
1422 int kvm_vm_create_worker_thread(struct kvm *kvm, kvm_vm_thread_fn_t thread_fn,
1423                                 uintptr_t data, const char *name,
1424                                 struct task_struct **thread_ptr);
1425
1426 #endif