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/rcuwait.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 mutex kvm_lock;
 161 extern struct list_head vm_list;
 162
 163 struct kvm_io_range {
 164         gpa_t addr;
 165         int len;
 166         struct kvm_io_device *dev;
 167 };
 168
 169 #define NR_IOBUS_DEVS 1000
 170
 171 struct kvm_io_bus {
 172         int dev_count;
 173         int ioeventfd_count;
 174         struct kvm_io_range range[];
 175 };
 176
 177 enum kvm_bus {
 178         KVM_MMIO_BUS,
 179         KVM_PIO_BUS,
 180         KVM_VIRTIO_CCW_NOTIFY_BUS,
 181         KVM_FAST_MMIO_BUS,
 182         KVM_NR_BUSES
 183 };
 184
 185 int kvm_io_bus_write(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
 186                      int len, const void *val);
 187 int kvm_io_bus_write_cookie(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_bus bus_idx,
 188                             gpa_t addr, int len, const void *val, long cookie);
 189 int kvm_io_bus_read(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
 190                     int len, void *val);
 191 int kvm_io_bus_register_dev(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
 192                             int len, struct kvm_io_device *dev);
 193 void kvm_io_bus_unregister_dev(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx,
 194                                struct kvm_io_device *dev);
 195 struct kvm_io_device *kvm_io_bus_get_dev(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx,
 196                                          gpa_t addr);
 197
 198 #ifdef CONFIG_KVM_ASYNC_PF
 199 struct kvm_async_pf {
 200         struct work_struct work;
 201         struct list_head link;
 202         struct list_head queue;
 203         struct kvm_vcpu *vcpu;
 204         struct mm_struct *mm;
 205         gpa_t cr2_or_gpa;
 206         unsigned long addr;
 207         struct kvm_arch_async_pf arch;
 208         bool   wakeup_all;
 209 };
 210
 211 void kvm_clear_async_pf_completion_queue(struct kvm_vcpu *vcpu);
 212 void kvm_check_async_pf_completion(struct kvm_vcpu *vcpu);
 213 int kvm_setup_async_pf(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t cr2_or_gpa,
 214                        unsigned long hva, struct kvm_arch_async_pf *arch);
 215 int kvm_async_pf_wakeup_all(struct kvm_vcpu *vcpu);
 216 #endif
 217
 218 enum {
 219         OUTSIDE_GUEST_MODE,
 220         IN_GUEST_MODE,
 221         EXITING_GUEST_MODE,
 222         READING_SHADOW_PAGE_TABLES,
 223 };
 224
 225 #define KVM_UNMAPPED_PAGE       ((void *) 0x500 + POISON_POINTER_DELTA)
 226
 227 struct kvm_host_map {
 228         /*
 229          * Only valid if the 'pfn' is managed by the host kernel (i.e. There is
 230          * a 'struct page' for it. When using mem= kernel parameter some memory
 231          * can be used as guest memory but they are not managed by host
 232          * kernel).
 233          * If 'pfn' is not managed by the host kernel, this field is
 234          * initialized to KVM_UNMAPPED_PAGE.
 235          */
 236         struct page *page;
 237         void *hva;
 238         kvm_pfn_t pfn;
 239         kvm_pfn_t gfn;
 240 };
 241
 242 /*
 243  * Used to check if the mapping is valid or not. Never use 'kvm_host_map'
 244  * directly to check for that.
 245  */
 246 static inline bool kvm_vcpu_mapped(struct kvm_host_map *map)
 247 {
 248         return !!map->hva;
 249 }
 250
 251 /*
 252  * Sometimes a large or cross-page mmio needs to be broken up into separate
 253  * exits for userspace servicing.
 254  */
 255 struct kvm_mmio_fragment {
 256         gpa_t gpa;
 257         void *data;
 258         unsigned len;
 259 };
 260
 261 struct kvm_vcpu {
 262         struct kvm *kvm;
 263 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
 264         struct preempt_notifier preempt_notifier;
 265 #endif
 266         int cpu;
 267         int vcpu_id; /* id given by userspace at creation */
 268         int vcpu_idx; /* index in kvm->vcpus array */
 269         int srcu_idx;
 270         int mode;
 271         u64 requests;
 272         unsigned long guest_debug;
 273
 274         int pre_pcpu;
 275         struct list_head blocked_vcpu_list;
 276
 277         struct mutex mutex;
 278         struct kvm_run *run;
 279
 280         struct rcuwait wait;
 281         struct pid __rcu *pid;
 282         int sigset_active;
 283         sigset_t sigset;
 284         struct kvm_vcpu_stat stat;
 285         unsigned int halt_poll_ns;
 286         bool valid_wakeup;
 287
 288 #ifdef CONFIG_HAS_IOMEM
 289         int mmio_needed;
 290         int mmio_read_completed;
 291         int mmio_is_write;
 292         int mmio_cur_fragment;
 293         int mmio_nr_fragments;
 294         struct kvm_mmio_fragment mmio_fragments[KVM_MAX_MMIO_FRAGMENTS];
 295 #endif
 296
 297 #ifdef CONFIG_KVM_ASYNC_PF
 298         struct {
 299                 u32 queued;
 300                 struct list_head queue;
 301                 struct list_head done;
 302                 spinlock_t lock;
 303         } async_pf;
 304 #endif
 305
 306 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
 307         /*
 308          * Cpu relax intercept or pause loop exit optimization
 309          * in_spin_loop: set when a vcpu does a pause loop exit
 310          *  or cpu relax intercepted.
 311          * dy_eligible: indicates whether vcpu is eligible for directed yield.
 312          */
 313         struct {
 314                 bool in_spin_loop;
 315                 bool dy_eligible;
 316         } spin_loop;
 317 #endif
 318         bool preempted;
 319         bool ready;
 320         struct kvm_vcpu_arch arch;
 321 };
 322
 323 static inline int kvm_vcpu_exiting_guest_mode(struct kvm_vcpu *vcpu)
 324 {
 325         /*
 326          * The memory barrier ensures a previous write to vcpu->requests cannot
 327          * be reordered with the read of vcpu->mode.  It pairs with the general
 328          * memory barrier following the write of vcpu->mode in VCPU RUN.
 329          */
 330         smp_mb__before_atomic();
 331         return cmpxchg(&vcpu->mode, IN_GUEST_MODE, EXITING_GUEST_MODE);
 332 }
 333
 334 /*
 335  * Some of the bitops functions do not support too long bitmaps.
 336  * This number must be determined not to exceed such limits.
 337  */
 338 #define KVM_MEM_MAX_NR_PAGES ((1UL << 31) - 1)
 339
 340 struct kvm_memory_slot {
 341         gfn_t base_gfn;
 342         unsigned long npages;
 343         unsigned long *dirty_bitmap;
 344         struct kvm_arch_memory_slot arch;
 345         unsigned long userspace_addr;
 346         u32 flags;
 347         short id;
 348 };
 349
 350 static inline unsigned long kvm_dirty_bitmap_bytes(struct kvm_memory_slot *memslot)
 351 {
 352         return ALIGN(memslot->npages, BITS_PER_LONG) / 8;
 353 }
 354
 355 static inline unsigned long *kvm_second_dirty_bitmap(struct kvm_memory_slot *memslot)
 356 {
 357         unsigned long len = kvm_dirty_bitmap_bytes(memslot);
 358
 359         return memslot->dirty_bitmap + len / sizeof(*memslot->dirty_bitmap);
 360 }
 361
 362 #ifndef KVM_DIRTY_LOG_MANUAL_CAPS
 363 #define KVM_DIRTY_LOG_MANUAL_CAPS KVM_DIRTY_LOG_MANUAL_PROTECT_ENABLE
 364 #endif
 365
 366 struct kvm_s390_adapter_int {
 367         u64 ind_addr;
 368         u64 summary_addr;
 369         u64 ind_offset;
 370         u32 summary_offset;
 371         u32 adapter_id;
 372 };
 373
 374 struct kvm_hv_sint {
 375         u32 vcpu;
 376         u32 sint;
 377 };
 378
 379 struct kvm_kernel_irq_routing_entry {
 380         u32 gsi;
 381         u32 type;
 382         int (*set)(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
 383                    struct kvm *kvm, int irq_source_id, int level,
 384                    bool line_status);
 385         union {
 386                 struct {
 387                         unsigned irqchip;
 388                         unsigned pin;
 389                 } irqchip;
 390                 struct {
 391                         u32 address_lo;
 392                         u32 address_hi;
 393                         u32 data;
 394                         u32 flags;
 395                         u32 devid;
 396                 } msi;
 397                 struct kvm_s390_adapter_int adapter;
 398                 struct kvm_hv_sint hv_sint;
 399         };
 400         struct hlist_node link;
 401 };
 402
 403 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_ROUTING
 404 struct kvm_irq_routing_table {
 405         int chip[KVM_NR_IRQCHIPS][KVM_IRQCHIP_NUM_PINS];
 406         u32 nr_rt_entries;
 407         /*
 408          * Array indexed by gsi. Each entry contains list of irq chips
 409          * the gsi is connected to.
 410          */
 411         struct hlist_head map[0];
 412 };
 413 #endif
 414
 415 #ifndef KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS
 416 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 0
 417 #endif
 418
 419 #ifndef KVM_MEM_SLOTS_NUM
 420 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
 421 #endif
 422
 423 #ifndef __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
 424 static inline int kvm_arch_vcpu_memslots_id(struct kvm_vcpu *vcpu)
 425 {
 426         return 0;
 427 }
 428 #endif
 429
 430 /*
 431  * Note:
 432  * memslots are not sorted by id anymore, please use id_to_memslot()
 433  * to get the memslot by its id.
 434  */
 435 struct kvm_memslots {
 436         u64 generation;
 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         struct kvm_memory_slot memslots[];
 442 };
 443
 444 struct kvm {
 445         spinlock_t mmu_lock;
 446         struct mutex slots_lock;
 447         struct mm_struct *mm; /* userspace tied to this vm */
 448         struct kvm_memslots __rcu *memslots[KVM_ADDRESS_SPACE_NUM];
 449         struct kvm_vcpu *vcpus[KVM_MAX_VCPUS];
 450
 451         /*
 452          * created_vcpus is protected by kvm->lock, and is incremented
 453          * at the beginning of KVM_CREATE_VCPU.  online_vcpus is only
 454          * incremented after storing the kvm_vcpu pointer in vcpus,
 455          * and is accessed atomically.
 456          */
 457         atomic_t online_vcpus;
 458         int created_vcpus;
 459         int last_boosted_vcpu;
 460         struct list_head vm_list;
 461         struct mutex lock;
 462         struct kvm_io_bus __rcu *buses[KVM_NR_BUSES];
 463 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
 464         struct {
 465                 spinlock_t        lock;
 466                 struct list_head  items;
 467                 struct list_head  resampler_list;
 468                 struct mutex      resampler_lock;
 469         } irqfds;
 470         struct list_head ioeventfds;
 471 #endif
 472         struct kvm_vm_stat stat;
 473         struct kvm_arch arch;
 474         refcount_t users_count;
 475 #ifdef CONFIG_KVM_MMIO
 476         struct kvm_coalesced_mmio_ring *coalesced_mmio_ring;
 477         spinlock_t ring_lock;
 478         struct list_head coalesced_zones;
 479 #endif
 480
 481         struct mutex irq_lock;
 482 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
 483         /*
 484          * Update side is protected by irq_lock.
 485          */
 486         struct kvm_irq_routing_table __rcu *irq_routing;
 487 #endif
 488 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQFD
 489         struct hlist_head irq_ack_notifier_list;
 490 #endif
 491
 492 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
 493         struct mmu_notifier mmu_notifier;
 494         unsigned long mmu_notifier_seq;
 495         long mmu_notifier_count;
 496 #endif
 497         long tlbs_dirty;
 498         struct list_head devices;
 499         u64 manual_dirty_log_protect;
 500         struct dentry *debugfs_dentry;
 501         struct kvm_stat_data **debugfs_stat_data;
 502         struct srcu_struct srcu;
 503         struct srcu_struct irq_srcu;
 504         pid_t userspace_pid;
 505         unsigned int max_halt_poll_ns;
 506 };
 507
 508 #define kvm_err(fmt, ...) \
 509         pr_err("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 510 #define kvm_info(fmt, ...) \
 511         pr_info("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 512 #define kvm_debug(fmt, ...) \
 513         pr_debug("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 514 #define kvm_debug_ratelimited(fmt, ...) \
 515         pr_debug_ratelimited("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), \
 516                              ## __VA_ARGS__)
 517 #define kvm_pr_unimpl(fmt, ...) \
 518         pr_err_ratelimited("kvm [%i]: " fmt, \
 519                            task_tgid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 520
 521 /* The guest did something we don't support. */
 522 #define vcpu_unimpl(vcpu, fmt, ...)                                     \
 523         kvm_pr_unimpl("vcpu%i, guest rIP: 0x%lx " fmt,                  \
 524                         (vcpu)->vcpu_id, kvm_rip_read(vcpu), ## __VA_ARGS__)
 525
 526 #define vcpu_debug(vcpu, fmt, ...)                                      \
 527         kvm_debug("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id, ## __VA_ARGS__)
 528 #define vcpu_debug_ratelimited(vcpu, fmt, ...)                          \
 529         kvm_debug_ratelimited("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id,           \
 530                               ## __VA_ARGS__)
 531 #define vcpu_err(vcpu, fmt, ...)                                        \
 532         kvm_err("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id, ## __VA_ARGS__)
 533
 534 static inline bool kvm_dirty_log_manual_protect_and_init_set(struct kvm *kvm)
 535 {
 536         return !!(kvm->manual_dirty_log_protect & KVM_DIRTY_LOG_INITIALLY_SET);
 537 }
 538
 539 static inline struct kvm_io_bus *kvm_get_bus(struct kvm *kvm, enum kvm_bus idx)
 540 {
 541         return srcu_dereference_check(kvm->buses[idx], &kvm->srcu,
 542                                       lockdep_is_held(&kvm->slots_lock) ||
 543                                       !refcount_read(&kvm->users_count));
 544 }
 545
 546 static inline struct kvm_vcpu *kvm_get_vcpu(struct kvm *kvm, int i)
 547 {
 548         int num_vcpus = atomic_read(&kvm->online_vcpus);
 549         i = array_index_nospec(i, num_vcpus);
 550
 551         /* Pairs with smp_wmb() in kvm_vm_ioctl_create_vcpu.  */
 552         smp_rmb();
 553         return kvm->vcpus[i];
 554 }
 555
 556 #define kvm_for_each_vcpu(idx, vcpup, kvm) \
 557         for (idx = 0; \
 558              idx < atomic_read(&kvm->online_vcpus) && \
 559              (vcpup = kvm_get_vcpu(kvm, idx)) != NULL; \
 560              idx++)
 561
 562 static inline struct kvm_vcpu *kvm_get_vcpu_by_id(struct kvm *kvm, int id)
 563 {
 564         struct kvm_vcpu *vcpu = NULL;
 565         int i;
 566
 567         if (id < 0)
 568                 return NULL;
 569         if (id < KVM_MAX_VCPUS)
 570                 vcpu = kvm_get_vcpu(kvm, id);
 571         if (vcpu && vcpu->vcpu_id == id)
 572                 return vcpu;
 573         kvm_for_each_vcpu(i, vcpu, kvm)
 574                 if (vcpu->vcpu_id == id)
 575                         return vcpu;
 576         return NULL;
 577 }
 578
 579 static inline int kvm_vcpu_get_idx(struct kvm_vcpu *vcpu)
 580 {
 581         return vcpu->vcpu_idx;
 582 }
 583
 584 #define kvm_for_each_memslot(memslot, slots)                            \
 585         for (memslot = &slots->memslots[0];                             \
 586              memslot < slots->memslots + slots->used_slots; memslot++)  \
 587                 if (WARN_ON_ONCE(!memslot->npages)) {                   \
 588                 } else
 589
 590 void kvm_vcpu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
 591
 592 void vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
 593 void vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 594
 595 #ifdef __KVM_HAVE_IOAPIC
 596 void kvm_arch_post_irq_ack_notifier_list_update(struct kvm *kvm);
 597 void kvm_arch_post_irq_routing_update(struct kvm *kvm);
 598 #else
 599 static inline void kvm_arch_post_irq_ack_notifier_list_update(struct kvm *kvm)
 600 {
 601 }
 602 static inline void kvm_arch_post_irq_routing_update(struct kvm *kvm)
 603 {
 604 }
 605 #endif
 606
 607 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQFD
 608 int kvm_irqfd_init(void);
 609 void kvm_irqfd_exit(void);
 610 #else
 611 static inline int kvm_irqfd_init(void)
 612 {
 613         return 0;
 614 }
 615
 616 static inline void kvm_irqfd_exit(void)
 617 {
 618 }
 619 #endif
 620 int kvm_init(void *opaque, unsigned vcpu_size, unsigned vcpu_align,
 621                   struct module *module);
 622 void kvm_exit(void);
 623
 624 void kvm_get_kvm(struct kvm *kvm);
 625 void kvm_put_kvm(struct kvm *kvm);
 626 void kvm_put_kvm_no_destroy(struct kvm *kvm);
 627
 628 static inline struct kvm_memslots *__kvm_memslots(struct kvm *kvm, int as_id)
 629 {
 630         as_id = array_index_nospec(as_id, KVM_ADDRESS_SPACE_NUM);
 631         return srcu_dereference_check(kvm->memslots[as_id], &kvm->srcu,
 632                         lockdep_is_held(&kvm->slots_lock) ||
 633                         !refcount_read(&kvm->users_count));
 634 }
 635
 636 static inline struct kvm_memslots *kvm_memslots(struct kvm *kvm)
 637 {
 638         return __kvm_memslots(kvm, 0);
 639 }
 640
 641 static inline struct kvm_memslots *kvm_vcpu_memslots(struct kvm_vcpu *vcpu)
 642 {
 643         int as_id = kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu);
 644
 645         return __kvm_memslots(vcpu->kvm, as_id);
 646 }
 647
 648 static inline
 649 struct kvm_memory_slot *id_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, int id)
 650 {
 651         int index = slots->id_to_index[id];
 652         struct kvm_memory_slot *slot;
 653
 654         if (index < 0)
 655                 return NULL;
 656
 657         slot = &slots->memslots[index];
 658
 659         WARN_ON(slot->id != id);
 660         return slot;
 661 }
 662
 663 /*
 664  * KVM_SET_USER_MEMORY_REGION ioctl allows the following operations:
 665  * - create a new memory slot
 666  * - delete an existing memory slot
 667  * - modify an existing memory slot
 668  *   -- move it in the guest physical memory space
 669  *   -- just change its flags
 670  *
 671  * Since flags can be changed by some of these operations, the following
 672  * differentiation is the best we can do for __kvm_set_memory_region():
 673  */
 674 enum kvm_mr_change {
 675         KVM_MR_CREATE,
 676         KVM_MR_DELETE,
 677         KVM_MR_MOVE,
 678         KVM_MR_FLAGS_ONLY,
 679 };
 680
 681 int kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 682                           const struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 683 int __kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 684                             const struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 685 void kvm_arch_free_memslot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot);
 686 void kvm_arch_memslots_updated(struct kvm *kvm, u64 gen);
 687 int kvm_arch_prepare_memory_region(struct kvm *kvm,
 688                                 struct kvm_memory_slot *memslot,
 689                                 const struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 690                                 enum kvm_mr_change change);
 691 void kvm_arch_commit_memory_region(struct kvm *kvm,
 692                                 const struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 693                                 struct kvm_memory_slot *old,
 694                                 const struct kvm_memory_slot *new,
 695                                 enum kvm_mr_change change);
 696 /* flush all memory translations */
 697 void kvm_arch_flush_shadow_all(struct kvm *kvm);
 698 /* flush memory translations pointing to 'slot' */
 699 void kvm_arch_flush_shadow_memslot(struct kvm *kvm,
 700                                    struct kvm_memory_slot *slot);
 701
 702 int gfn_to_page_many_atomic(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn,
 703                             struct page **pages, int nr_pages);
 704
 705 struct page *gfn_to_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 706 unsigned long gfn_to_hva(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 707 unsigned long gfn_to_hva_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool *writable);
 708 unsigned long gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 709 unsigned long gfn_to_hva_memslot_prot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn,
 710                                       bool *writable);
 711 void kvm_release_page_clean(struct page *page);
 712 void kvm_release_page_dirty(struct page *page);
 713 void kvm_set_page_accessed(struct page *page);
 714
 715 kvm_pfn_t gfn_to_pfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 716 kvm_pfn_t gfn_to_pfn_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool write_fault,
 717                       bool *writable);
 718 kvm_pfn_t gfn_to_pfn_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 719 kvm_pfn_t gfn_to_pfn_memslot_atomic(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 720 kvm_pfn_t __gfn_to_pfn_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn,
 721                                bool atomic, bool *async, bool write_fault,
 722                                bool *writable);
 723
 724 void kvm_release_pfn_clean(kvm_pfn_t pfn);
 725 void kvm_release_pfn_dirty(kvm_pfn_t pfn);
 726 void kvm_set_pfn_dirty(kvm_pfn_t pfn);
 727 void kvm_set_pfn_accessed(kvm_pfn_t pfn);
 728 void kvm_get_pfn(kvm_pfn_t pfn);
 729
 730 void kvm_release_pfn(kvm_pfn_t pfn, bool dirty, struct gfn_to_pfn_cache *cache);
 731 int kvm_read_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, void *data, int offset,
 732                         int len);
 733 int kvm_read_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data, unsigned long len);
 734 int kvm_read_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 735                            void *data, unsigned long len);
 736 int kvm_read_guest_offset_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 737                                  void *data, unsigned int offset,
 738                                  unsigned long len);
 739 int kvm_write_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, const void *data,
 740                          int offset, int len);
 741 int kvm_write_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, const void *data,
 742                     unsigned long len);
 743 int kvm_write_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 744                            void *data, unsigned long len);
 745 int kvm_write_guest_offset_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 746                                   void *data, unsigned int offset,
 747                                   unsigned long len);
 748 int kvm_gfn_to_hva_cache_init(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 749                               gpa_t gpa, unsigned long len);
 750
 751 #define __kvm_put_guest(kvm, gfn, offset, value, type)                  \
 752 ({                                                                      \
 753         unsigned long __addr = gfn_to_hva(kvm, gfn);                    \
 754         type __user *__uaddr = (type __user *)(__addr + offset);        \
 755         int __ret = -EFAULT;                                            \
 756                                                                         \
 757         if (!kvm_is_error_hva(__addr))                                  \
 758                 __ret = put_user(value, __uaddr);                       \
 759         if (!__ret)                                                     \
 760                 mark_page_dirty(kvm, gfn);                              \
 761         __ret;                                                          \
 762 })
 763
 764 #define kvm_put_guest(kvm, gpa, value, type)                            \
 765 ({                                                                      \
 766         gpa_t __gpa = gpa;                                              \
 767         struct kvm *__kvm = kvm;                                        \
 768         __kvm_put_guest(__kvm, __gpa >> PAGE_SHIFT,                     \
 769                         offset_in_page(__gpa), (value), type);          \
 770 })
 771
 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                                  struct kvm_vcpu *except,
 820                                  unsigned long *vcpu_bitmap, cpumask_var_t tmp);
 821 bool kvm_make_all_cpus_request(struct kvm *kvm, unsigned int req);
 822 bool kvm_make_all_cpus_request_except(struct kvm *kvm, unsigned int req,
 823                                       struct kvm_vcpu *except);
 824 bool kvm_make_cpus_request_mask(struct kvm *kvm, unsigned int req,
 825                                 unsigned long *vcpu_bitmap);
 826
 827 long kvm_arch_dev_ioctl(struct file *filp,
 828                         unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 829 long kvm_arch_vcpu_ioctl(struct file *filp,
 830                          unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 831 vm_fault_t kvm_arch_vcpu_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vm_fault *vmf);
 832
 833 int kvm_vm_ioctl_check_extension(struct kvm *kvm, long ext);
 834
 835 void kvm_arch_mmu_enable_log_dirty_pt_masked(struct kvm *kvm,
 836                                         struct kvm_memory_slot *slot,
 837                                         gfn_t gfn_offset,
 838                                         unsigned long mask);
 839 void kvm_arch_sync_dirty_log(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *memslot);
 840
 841 #ifdef CONFIG_KVM_GENERIC_DIRTYLOG_READ_PROTECT
 842 void kvm_arch_flush_remote_tlbs_memslot(struct kvm *kvm,
 843                                         struct kvm_memory_slot *memslot);
 844 #else /* !CONFIG_KVM_GENERIC_DIRTYLOG_READ_PROTECT */
 845 int kvm_vm_ioctl_get_dirty_log(struct kvm *kvm, struct kvm_dirty_log *log);
 846 int kvm_get_dirty_log(struct kvm *kvm, struct kvm_dirty_log *log,
 847                       int *is_dirty, struct kvm_memory_slot **memslot);
 848 #endif
 849
 850 int kvm_vm_ioctl_irq_line(struct kvm *kvm, struct kvm_irq_level *irq_level,
 851                         bool line_status);
 852 int kvm_vm_ioctl_enable_cap(struct kvm *kvm,
 853                             struct kvm_enable_cap *cap);
 854 long kvm_arch_vm_ioctl(struct file *filp,
 855                        unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 856
 857 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
 858 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
 859
 860 int kvm_arch_vcpu_ioctl_translate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 861                                     struct kvm_translation *tr);
 862
 863 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
 864 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
 865 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 866                                   struct kvm_sregs *sregs);
 867 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 868                                   struct kvm_sregs *sregs);
 869 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 870                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
 871 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 872                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
 873 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_guest_debug(struct kvm_vcpu *vcpu,
 874                                         struct kvm_guest_debug *dbg);
 875 int kvm_arch_vcpu_ioctl_run(struct kvm_vcpu *vcpu);
 876
 877 int kvm_arch_init(void *opaque);
 878 void kvm_arch_exit(void);
 879
 880 void kvm_arch_sched_in(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 881
 882 void kvm_arch_vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 883 void kvm_arch_vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 884 int kvm_arch_vcpu_precreate(struct kvm *kvm, unsigned int id);
 885 int kvm_arch_vcpu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
 886 void kvm_arch_vcpu_postcreate(struct kvm_vcpu *vcpu);
 887 void kvm_arch_vcpu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
 888
 889 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_VCPU_DEBUGFS
 890 void kvm_arch_create_vcpu_debugfs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct dentry *debugfs_dentry);
 891 #endif
 892
 893 int kvm_arch_hardware_enable(void);
 894 void kvm_arch_hardware_disable(void);
 895 int kvm_arch_hardware_setup(void *opaque);
 896 void kvm_arch_hardware_unsetup(void);
 897 int kvm_arch_check_processor_compat(void *opaque);
 898 int kvm_arch_vcpu_runnable(struct kvm_vcpu *vcpu);
 899 bool kvm_arch_vcpu_in_kernel(struct kvm_vcpu *vcpu);
 900 int kvm_arch_vcpu_should_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 901 bool kvm_arch_dy_runnable(struct kvm_vcpu *vcpu);
 902 int kvm_arch_post_init_vm(struct kvm *kvm);
 903 void kvm_arch_pre_destroy_vm(struct kvm *kvm);
 904
 905 #ifndef __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
 906 /*
 907  * All architectures that want to use vzalloc currently also
 908  * need their own kvm_arch_alloc_vm implementation.
 909  */
 910 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
 911 {
 912         return kzalloc(sizeof(struct kvm), GFP_KERNEL);
 913 }
 914
 915 static inline void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm)
 916 {
 917         kfree(kvm);
 918 }
 919 #endif
 920
 921 #ifndef __KVM_HAVE_ARCH_FLUSH_REMOTE_TLB
 922 static inline int kvm_arch_flush_remote_tlb(struct kvm *kvm)
 923 {
 924         return -ENOTSUPP;
 925 }
 926 #endif
 927
 928 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
 929 void kvm_arch_register_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 930 void kvm_arch_unregister_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 931 bool kvm_arch_has_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 932 #else
 933 static inline void kvm_arch_register_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 934 {
 935 }
 936
 937 static inline void kvm_arch_unregister_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 938 {
 939 }
 940
 941 static inline bool kvm_arch_has_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 942 {
 943         return false;
 944 }
 945 #endif
 946 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
 947 void kvm_arch_start_assignment(struct kvm *kvm);
 948 void kvm_arch_end_assignment(struct kvm *kvm);
 949 bool kvm_arch_has_assigned_device(struct kvm *kvm);
 950 #else
 951 static inline void kvm_arch_start_assignment(struct kvm *kvm)
 952 {
 953 }
 954
 955 static inline void kvm_arch_end_assignment(struct kvm *kvm)
 956 {
 957 }
 958
 959 static inline bool kvm_arch_has_assigned_device(struct kvm *kvm)
 960 {
 961         return false;
 962 }
 963 #endif
 964
 965 static inline struct rcuwait *kvm_arch_vcpu_get_wait(struct kvm_vcpu *vcpu)
 966 {
 967 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_WQP
 968         return vcpu->arch.waitp;
 969 #else
 970         return &vcpu->wait;
 971 #endif
 972 }
 973
 974 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_INTC_INITIALIZED
 975 /*
 976  * returns true if the virtual interrupt controller is initialized and
 977  * ready to accept virtual IRQ. On some architectures the virtual interrupt
 978  * controller is dynamically instantiated and this is not always true.
 979  */
 980 bool kvm_arch_intc_initialized(struct kvm *kvm);
 981 #else
 982 static inline bool kvm_arch_intc_initialized(struct kvm *kvm)
 983 {
 984         return true;
 985 }
 986 #endif
 987
 988 int kvm_arch_init_vm(struct kvm *kvm, unsigned long type);
 989 void kvm_arch_destroy_vm(struct kvm *kvm);
 990 void kvm_arch_sync_events(struct kvm *kvm);
 991
 992 int kvm_cpu_has_pending_timer(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 bool kvm_is_transparent_hugepage(kvm_pfn_t pfn);
 997
 998 struct kvm_irq_ack_notifier {
 999         struct hlist_node link;
1000         unsigned gsi;
1001         void (*irq_acked)(struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
1002 };
1003
1004 int kvm_irq_map_gsi(struct kvm *kvm,
1005                     struct kvm_kernel_irq_routing_entry *entries, int gsi);
1006 int kvm_irq_map_chip_pin(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
1007
1008 int kvm_set_irq(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level,
1009                 bool line_status);
1010 int kvm_set_msi(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *irq_entry, struct kvm *kvm,
1011                 int irq_source_id, int level, bool line_status);
1012 int kvm_arch_set_irq_inatomic(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1013                                struct kvm *kvm, int irq_source_id,
1014                                int level, bool line_status);
1015 bool kvm_irq_has_notifier(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
1016 void kvm_notify_acked_gsi(struct kvm *kvm, int gsi);
1017 void kvm_notify_acked_irq(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
1018 void kvm_register_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
1019                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
1020 void kvm_unregister_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
1021                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
1022 int kvm_request_irq_source_id(struct kvm *kvm);
1023 void kvm_free_irq_source_id(struct kvm *kvm, int irq_source_id);
1024 bool kvm_arch_irqfd_allowed(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args);
1025
1026 /*
1027  * search_memslots() and __gfn_to_memslot() are here because they are
1028  * used in non-modular code in arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_mmu.c.
1029  * gfn_to_memslot() itself isn't here as an inline because that would
1030  * bloat other code too much.
1031  *
1032  * IMPORTANT: Slots are sorted from highest GFN to lowest GFN!
1033  */
1034 static inline struct kvm_memory_slot *
1035 search_memslots(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
1036 {
1037         int start = 0, end = slots->used_slots;
1038         int slot = atomic_read(&slots->lru_slot);
1039         struct kvm_memory_slot *memslots = slots->memslots;
1040
1041         if (unlikely(!slots->used_slots))
1042                 return NULL;
1043
1044         if (gfn >= memslots[slot].base_gfn &&
1045             gfn < memslots[slot].base_gfn + memslots[slot].npages)
1046                 return &memslots[slot];
1047
1048         while (start < end) {
1049                 slot = start + (end - start) / 2;
1050
1051                 if (gfn >= memslots[slot].base_gfn)
1052                         end = slot;
1053                 else
1054                         start = slot + 1;
1055         }
1056
1057         if (start < slots->used_slots && gfn >= memslots[start].base_gfn &&
1058             gfn < memslots[start].base_gfn + memslots[start].npages) {
1059                 atomic_set(&slots->lru_slot, start);
1060                 return &memslots[start];
1061         }
1062
1063         return NULL;
1064 }
1065
1066 static inline struct kvm_memory_slot *
1067 __gfn_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
1068 {
1069         return search_memslots(slots, gfn);
1070 }
1071
1072 static inline unsigned long
1073 __gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn)
1074 {
1075         return slot->userspace_addr + (gfn - slot->base_gfn) * PAGE_SIZE;
1076 }
1077
1078 static inline int memslot_id(struct kvm *kvm, gfn_t gfn)
1079 {
1080         return gfn_to_memslot(kvm, gfn)->id;
1081 }
1082
1083 static inline gfn_t
1084 hva_to_gfn_memslot(unsigned long hva, struct kvm_memory_slot *slot)
1085 {
1086         gfn_t gfn_offset = (hva - slot->userspace_addr) >> PAGE_SHIFT;
1087
1088         return slot->base_gfn + gfn_offset;
1089 }
1090
1091 static inline gpa_t gfn_to_gpa(gfn_t gfn)
1092 {
1093         return (gpa_t)gfn << PAGE_SHIFT;
1094 }
1095
1096 static inline gfn_t gpa_to_gfn(gpa_t gpa)
1097 {
1098         return (gfn_t)(gpa >> PAGE_SHIFT);
1099 }
1100
1101 static inline hpa_t pfn_to_hpa(kvm_pfn_t pfn)
1102 {
1103         return (hpa_t)pfn << PAGE_SHIFT;
1104 }
1105
1106 static inline struct page *kvm_vcpu_gpa_to_page(struct kvm_vcpu *vcpu,
1107                                                 gpa_t gpa)
1108 {
1109         return kvm_vcpu_gfn_to_page(vcpu, gpa_to_gfn(gpa));
1110 }
1111
1112 static inline bool kvm_is_error_gpa(struct kvm *kvm, gpa_t gpa)
1113 {
1114         unsigned long hva = gfn_to_hva(kvm, gpa_to_gfn(gpa));
1115
1116         return kvm_is_error_hva(hva);
1117 }
1118
1119 enum kvm_stat_kind {
1120         KVM_STAT_VM,
1121         KVM_STAT_VCPU,
1122 };
1123
1124 struct kvm_stat_data {
1125         struct kvm *kvm;
1126         struct kvm_stats_debugfs_item *dbgfs_item;
1127 };
1128
1129 struct kvm_stats_debugfs_item {
1130         const char *name;
1131         int offset;
1132         enum kvm_stat_kind kind;
1133         int mode;
1134 };
1135
1136 #define KVM_DBGFS_GET_MODE(dbgfs_item)                                         \
1137         ((dbgfs_item)->mode ? (dbgfs_item)->mode : 0644)
1138
1139 #define VM_STAT(n, x, ...)                                                      \
1140         { n, offsetof(struct kvm, stat.x), KVM_STAT_VM, ## __VA_ARGS__ }
1141 #define VCPU_STAT(n, x, ...)                                                    \
1142         { n, offsetof(struct kvm_vcpu, stat.x), KVM_STAT_VCPU, ## __VA_ARGS__ }
1143
1144 extern struct kvm_stats_debugfs_item debugfs_entries[];
1145 extern struct dentry *kvm_debugfs_dir;
1146
1147 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
1148 static inline int mmu_notifier_retry(struct kvm *kvm, unsigned long mmu_seq)
1149 {
1150         if (unlikely(kvm->mmu_notifier_count))
1151                 return 1;
1152         /*
1153          * Ensure the read of mmu_notifier_count happens before the read
1154          * of mmu_notifier_seq.  This interacts with the smp_wmb() in
1155          * mmu_notifier_invalidate_range_end to make sure that the caller
1156          * either sees the old (non-zero) value of mmu_notifier_count or
1157          * the new (incremented) value of mmu_notifier_seq.
1158          * PowerPC Book3s HV KVM calls this under a per-page lock
1159          * rather than under kvm->mmu_lock, for scalability, so
1160          * can't rely on kvm->mmu_lock to keep things ordered.
1161          */
1162         smp_rmb();
1163         if (kvm->mmu_notifier_seq != mmu_seq)
1164                 return 1;
1165         return 0;
1166 }
1167 #endif
1168
1169 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_ROUTING
1170
1171 #define KVM_MAX_IRQ_ROUTES 4096 /* might need extension/rework in the future */
1172
1173 bool kvm_arch_can_set_irq_routing(struct kvm *kvm);
1174 int kvm_set_irq_routing(struct kvm *kvm,
1175                         const struct kvm_irq_routing_entry *entries,
1176                         unsigned nr,
1177                         unsigned flags);
1178 int kvm_set_routing_entry(struct kvm *kvm,
1179                           struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1180                           const struct kvm_irq_routing_entry *ue);
1181 void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm);
1182
1183 #else
1184
1185 static inline void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm) {}
1186
1187 #endif
1188
1189 int kvm_send_userspace_msi(struct kvm *kvm, struct kvm_msi *msi);
1190
1191 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
1192
1193 void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm);
1194 int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args);
1195
1196 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQFD
1197 int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args);
1198 void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm);
1199 void kvm_irq_routing_update(struct kvm *);
1200 #else
1201 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
1202 {
1203         return -EINVAL;
1204 }
1205
1206 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
1207 #endif
1208
1209 #else
1210
1211 static inline void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm) {}
1212
1213 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
1214 {
1215         return -EINVAL;
1216 }
1217
1218 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
1219
1220 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
1221 static inline void kvm_irq_routing_update(struct kvm *kvm)
1222 {
1223 }
1224 #endif
1225
1226 static inline int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args)
1227 {
1228         return -ENOSYS;
1229 }
1230
1231 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD */
1232
1233 void kvm_arch_irq_routing_update(struct kvm *kvm);
1234
1235 static inline void kvm_make_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1236 {
1237         /*
1238          * Ensure the rest of the request is published to kvm_check_request's
1239          * caller.  Paired with the smp_mb__after_atomic in kvm_check_request.
1240          */
1241         smp_wmb();
1242         set_bit(req & KVM_REQUEST_MASK, (void *)&vcpu->requests);
1243 }
1244
1245 static inline bool kvm_request_pending(struct kvm_vcpu *vcpu)
1246 {
1247         return READ_ONCE(vcpu->requests);
1248 }
1249
1250 static inline bool kvm_test_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1251 {
1252         return test_bit(req & KVM_REQUEST_MASK, (void *)&vcpu->requests);
1253 }
1254
1255 static inline void kvm_clear_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1256 {
1257         clear_bit(req & KVM_REQUEST_MASK, (void *)&vcpu->requests);
1258 }
1259
1260 static inline bool kvm_check_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1261 {
1262         if (kvm_test_request(req, vcpu)) {
1263                 kvm_clear_request(req, vcpu);
1264
1265                 /*
1266                  * Ensure the rest of the request is visible to kvm_check_request's
1267                  * caller.  Paired with the smp_wmb in kvm_make_request.
1268                  */
1269                 smp_mb__after_atomic();
1270                 return true;
1271         } else {
1272                 return false;
1273         }
1274 }
1275
1276 extern bool kvm_rebooting;
1277
1278 extern unsigned int halt_poll_ns;
1279 extern unsigned int halt_poll_ns_grow;
1280 extern unsigned int halt_poll_ns_grow_start;
1281 extern unsigned int halt_poll_ns_shrink;
1282
1283 struct kvm_device {
1284         const struct kvm_device_ops *ops;
1285         struct kvm *kvm;
1286         void *private;
1287         struct list_head vm_node;
1288 };
1289
1290 /* create, destroy, and name are mandatory */
1291 struct kvm_device_ops {
1292         const char *name;
1293
1294         /*
1295          * create is called holding kvm->lock and any operations not suitable
1296          * to do while holding the lock should be deferred to init (see
1297          * below).
1298          */
1299         int (*create)(struct kvm_device *dev, u32 type);
1300
1301         /*
1302          * init is called after create if create is successful and is called
1303          * outside of holding kvm->lock.
1304          */
1305         void (*init)(struct kvm_device *dev);
1306
1307         /*
1308          * Destroy is responsible for freeing dev.
1309          *
1310          * Destroy may be called before or after destructors are called
1311          * on emulated I/O regions, depending on whether a reference is
1312          * held by a vcpu or other kvm component that gets destroyed
1313          * after the emulated I/O.
1314          */
1315         void (*destroy)(struct kvm_device *dev);
1316
1317         /*
1318          * Release is an alternative method to free the device. It is
1319          * called when the device file descriptor is closed. Once
1320          * release is called, the destroy method will not be called
1321          * anymore as the device is removed from the device list of
1322          * the VM. kvm->lock is held.
1323          */
1324         void (*release)(struct kvm_device *dev);
1325
1326         int (*set_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1327         int (*get_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1328         int (*has_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1329         long (*ioctl)(struct kvm_device *dev, unsigned int ioctl,
1330                       unsigned long arg);
1331         int (*mmap)(struct kvm_device *dev, struct vm_area_struct *vma);
1332 };
1333
1334 void kvm_device_get(struct kvm_device *dev);
1335 void kvm_device_put(struct kvm_device *dev);
1336 struct kvm_device *kvm_device_from_filp(struct file *filp);
1337 int kvm_register_device_ops(const struct kvm_device_ops *ops, u32 type);
1338 void kvm_unregister_device_ops(u32 type);
1339
1340 extern struct kvm_device_ops kvm_mpic_ops;
1341 extern struct kvm_device_ops kvm_arm_vgic_v2_ops;
1342 extern struct kvm_device_ops kvm_arm_vgic_v3_ops;
1343
1344 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
1345
1346 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1347 {
1348         vcpu->spin_loop.in_spin_loop = val;
1349 }
1350 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1351 {
1352         vcpu->spin_loop.dy_eligible = val;
1353 }
1354
1355 #else /* !CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1356
1357 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1358 {
1359 }
1360
1361 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1362 {
1363 }
1364 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1365
1366 static inline bool kvm_is_visible_memslot(struct kvm_memory_slot *memslot)
1367 {
1368         return (memslot && memslot->id < KVM_USER_MEM_SLOTS &&
1369                 !(memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID));
1370 }
1371
1372 struct kvm_vcpu *kvm_get_running_vcpu(void);
1373 struct kvm_vcpu * __percpu *kvm_get_running_vcpus(void);
1374
1375 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_BYPASS
1376 bool kvm_arch_has_irq_bypass(void);
1377 int kvm_arch_irq_bypass_add_producer(struct irq_bypass_consumer *,
1378                            struct irq_bypass_producer *);
1379 void kvm_arch_irq_bypass_del_producer(struct irq_bypass_consumer *,
1380                            struct irq_bypass_producer *);
1381 void kvm_arch_irq_bypass_stop(struct irq_bypass_consumer *);
1382 void kvm_arch_irq_bypass_start(struct irq_bypass_consumer *);
1383 int kvm_arch_update_irqfd_routing(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1384                                   uint32_t guest_irq, bool set);
1385 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_BYPASS */
1386
1387 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_INVALID_WAKEUPS
1388 /* If we wakeup during the poll time, was it a sucessful poll? */
1389 static inline bool vcpu_valid_wakeup(struct kvm_vcpu *vcpu)
1390 {
1391         return vcpu->valid_wakeup;
1392 }
1393
1394 #else
1395 static inline bool vcpu_valid_wakeup(struct kvm_vcpu *vcpu)
1396 {
1397         return true;
1398 }
1399 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_INVALID_WAKEUPS */
1400
1401 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_NO_POLL
1402 /* Callback that tells if we must not poll */
1403 bool kvm_arch_no_poll(struct kvm_vcpu *vcpu);
1404 #else
1405 static inline bool kvm_arch_no_poll(struct kvm_vcpu *vcpu)
1406 {
1407         return false;
1408 }
1409 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_NO_POLL */
1410
1411 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_ASYNC_IOCTL
1412 long kvm_arch_vcpu_async_ioctl(struct file *filp,
1413                                unsigned int ioctl, unsigned long arg);
1414 #else
1415 static inline long kvm_arch_vcpu_async_ioctl(struct file *filp,
1416                                              unsigned int ioctl,
1417                                              unsigned long arg)
1418 {
1419         return -ENOIOCTLCMD;
1420 }
1421 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_ASYNC_IOCTL */
1422
1423 void kvm_arch_mmu_notifier_invalidate_range(struct kvm *kvm,
1424                                             unsigned long start, unsigned long end);
1425
1426 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_RUN_PID_CHANGE
1427 int kvm_arch_vcpu_run_pid_change(struct kvm_vcpu *vcpu);
1428 #else
1429 static inline int kvm_arch_vcpu_run_pid_change(struct kvm_vcpu *vcpu)
1430 {
1431         return 0;
1432 }
1433 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_RUN_PID_CHANGE */
1434
1435 typedef int (*kvm_vm_thread_fn_t)(struct kvm *kvm, uintptr_t data);
1436
1437 int kvm_vm_create_worker_thread(struct kvm *kvm, kvm_vm_thread_fn_t thread_fn,
1438                                 uintptr_t data, const char *name,
1439                                 struct task_struct **thread_ptr);
1440
1441 #endif