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