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 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 swait_queue_head wq;
 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         struct dentry *debugfs_dentry;
 322 };
 323
 324 static inline int kvm_vcpu_exiting_guest_mode(struct kvm_vcpu *vcpu)
 325 {
 326         /*
 327          * The memory barrier ensures a previous write to vcpu->requests cannot
 328          * be reordered with the read of vcpu->mode.  It pairs with the general
 329          * memory barrier following the write of vcpu->mode in VCPU RUN.
 330          */
 331         smp_mb__before_atomic();
 332         return cmpxchg(&vcpu->mode, IN_GUEST_MODE, EXITING_GUEST_MODE);
 333 }
 334
 335 /*
 336  * Some of the bitops functions do not support too long bitmaps.
 337  * This number must be determined not to exceed such limits.
 338  */
 339 #define KVM_MEM_MAX_NR_PAGES ((1UL << 31) - 1)
 340
 341 struct kvm_memory_slot {
 342         gfn_t base_gfn;
 343         unsigned long npages;
 344         unsigned long *dirty_bitmap;
 345         struct kvm_arch_memory_slot arch;
 346         unsigned long userspace_addr;
 347         u32 flags;
 348         short id;
 349 };
 350
 351 static inline unsigned long kvm_dirty_bitmap_bytes(struct kvm_memory_slot *memslot)
 352 {
 353         return ALIGN(memslot->npages, BITS_PER_LONG) / 8;
 354 }
 355
 356 static inline unsigned long *kvm_second_dirty_bitmap(struct kvm_memory_slot *memslot)
 357 {
 358         unsigned long len = kvm_dirty_bitmap_bytes(memslot);
 359
 360         return memslot->dirty_bitmap + len / sizeof(*memslot->dirty_bitmap);
 361 }
 362
 363 struct kvm_s390_adapter_int {
 364         u64 ind_addr;
 365         u64 summary_addr;
 366         u64 ind_offset;
 367         u32 summary_offset;
 368         u32 adapter_id;
 369 };
 370
 371 struct kvm_hv_sint {
 372         u32 vcpu;
 373         u32 sint;
 374 };
 375
 376 struct kvm_kernel_irq_routing_entry {
 377         u32 gsi;
 378         u32 type;
 379         int (*set)(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
 380                    struct kvm *kvm, int irq_source_id, int level,
 381                    bool line_status);
 382         union {
 383                 struct {
 384                         unsigned irqchip;
 385                         unsigned pin;
 386                 } irqchip;
 387                 struct {
 388                         u32 address_lo;
 389                         u32 address_hi;
 390                         u32 data;
 391                         u32 flags;
 392                         u32 devid;
 393                 } msi;
 394                 struct kvm_s390_adapter_int adapter;
 395                 struct kvm_hv_sint hv_sint;
 396         };
 397         struct hlist_node link;
 398 };
 399
 400 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_ROUTING
 401 struct kvm_irq_routing_table {
 402         int chip[KVM_NR_IRQCHIPS][KVM_IRQCHIP_NUM_PINS];
 403         u32 nr_rt_entries;
 404         /*
 405          * Array indexed by gsi. Each entry contains list of irq chips
 406          * the gsi is connected to.
 407          */
 408         struct hlist_head map[0];
 409 };
 410 #endif
 411
 412 #ifndef KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS
 413 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 0
 414 #endif
 415
 416 #ifndef KVM_MEM_SLOTS_NUM
 417 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
 418 #endif
 419
 420 #ifndef __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
 421 static inline int kvm_arch_vcpu_memslots_id(struct kvm_vcpu *vcpu)
 422 {
 423         return 0;
 424 }
 425 #endif
 426
 427 /*
 428  * Note:
 429  * memslots are not sorted by id anymore, please use id_to_memslot()
 430  * to get the memslot by its id.
 431  */
 432 struct kvm_memslots {
 433         u64 generation;
 434         struct kvm_memory_slot memslots[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
 435         /* The mapping table from slot id to the index in memslots[]. */
 436         short id_to_index[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
 437         atomic_t lru_slot;
 438         int used_slots;
 439 };
 440
 441 struct kvm {
 442         spinlock_t mmu_lock;
 443         struct mutex slots_lock;
 444         struct mm_struct *mm; /* userspace tied to this vm */
 445         struct kvm_memslots __rcu *memslots[KVM_ADDRESS_SPACE_NUM];
 446         struct kvm_vcpu *vcpus[KVM_MAX_VCPUS];
 447
 448         /*
 449          * created_vcpus is protected by kvm->lock, and is incremented
 450          * at the beginning of KVM_CREATE_VCPU.  online_vcpus is only
 451          * incremented after storing the kvm_vcpu pointer in vcpus,
 452          * and is accessed atomically.
 453          */
 454         atomic_t online_vcpus;
 455         int created_vcpus;
 456         int last_boosted_vcpu;
 457         struct list_head vm_list;
 458         struct mutex lock;
 459         struct kvm_io_bus __rcu *buses[KVM_NR_BUSES];
 460 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
 461         struct {
 462                 spinlock_t        lock;
 463                 struct list_head  items;
 464                 struct list_head  resampler_list;
 465                 struct mutex      resampler_lock;
 466         } irqfds;
 467         struct list_head ioeventfds;
 468 #endif
 469         struct kvm_vm_stat stat;
 470         struct kvm_arch arch;
 471         refcount_t users_count;
 472 #ifdef CONFIG_KVM_MMIO
 473         struct kvm_coalesced_mmio_ring *coalesced_mmio_ring;
 474         spinlock_t ring_lock;
 475         struct list_head coalesced_zones;
 476 #endif
 477
 478         struct mutex irq_lock;
 479 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
 480         /*
 481          * Update side is protected by irq_lock.
 482          */
 483         struct kvm_irq_routing_table __rcu *irq_routing;
 484 #endif
 485 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQFD
 486         struct hlist_head irq_ack_notifier_list;
 487 #endif
 488
 489 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
 490         struct mmu_notifier mmu_notifier;
 491         unsigned long mmu_notifier_seq;
 492         long mmu_notifier_count;
 493 #endif
 494         long tlbs_dirty;
 495         struct list_head devices;
 496         bool manual_dirty_log_protect;
 497         struct dentry *debugfs_dentry;
 498         struct kvm_stat_data **debugfs_stat_data;
 499         struct srcu_struct srcu;
 500         struct srcu_struct irq_srcu;
 501         pid_t userspace_pid;
 502 };
 503
 504 #define kvm_err(fmt, ...) \
 505         pr_err("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 506 #define kvm_info(fmt, ...) \
 507         pr_info("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 508 #define kvm_debug(fmt, ...) \
 509         pr_debug("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 510 #define kvm_debug_ratelimited(fmt, ...) \
 511         pr_debug_ratelimited("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), \
 512                              ## __VA_ARGS__)
 513 #define kvm_pr_unimpl(fmt, ...) \
 514         pr_err_ratelimited("kvm [%i]: " fmt, \
 515                            task_tgid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 516
 517 /* The guest did something we don't support. */
 518 #define vcpu_unimpl(vcpu, fmt, ...)                                     \
 519         kvm_pr_unimpl("vcpu%i, guest rIP: 0x%lx " fmt,                  \
 520                         (vcpu)->vcpu_id, kvm_rip_read(vcpu), ## __VA_ARGS__)
 521
 522 #define vcpu_debug(vcpu, fmt, ...)                                      \
 523         kvm_debug("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id, ## __VA_ARGS__)
 524 #define vcpu_debug_ratelimited(vcpu, fmt, ...)                          \
 525         kvm_debug_ratelimited("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id,           \
 526                               ## __VA_ARGS__)
 527 #define vcpu_err(vcpu, fmt, ...)                                        \
 528         kvm_err("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id, ## __VA_ARGS__)
 529
 530 static inline struct kvm_io_bus *kvm_get_bus(struct kvm *kvm, enum kvm_bus idx)
 531 {
 532         return srcu_dereference_check(kvm->buses[idx], &kvm->srcu,
 533                                       lockdep_is_held(&kvm->slots_lock) ||
 534                                       !refcount_read(&kvm->users_count));
 535 }
 536
 537 static inline struct kvm_vcpu *kvm_get_vcpu(struct kvm *kvm, int i)
 538 {
 539         int num_vcpus = atomic_read(&kvm->online_vcpus);
 540         i = array_index_nospec(i, num_vcpus);
 541
 542         /* Pairs with smp_wmb() in kvm_vm_ioctl_create_vcpu.  */
 543         smp_rmb();
 544         return kvm->vcpus[i];
 545 }
 546
 547 #define kvm_for_each_vcpu(idx, vcpup, kvm) \
 548         for (idx = 0; \
 549              idx < atomic_read(&kvm->online_vcpus) && \
 550              (vcpup = kvm_get_vcpu(kvm, idx)) != NULL; \
 551              idx++)
 552
 553 static inline struct kvm_vcpu *kvm_get_vcpu_by_id(struct kvm *kvm, int id)
 554 {
 555         struct kvm_vcpu *vcpu = NULL;
 556         int i;
 557
 558         if (id < 0)
 559                 return NULL;
 560         if (id < KVM_MAX_VCPUS)
 561                 vcpu = kvm_get_vcpu(kvm, id);
 562         if (vcpu && vcpu->vcpu_id == id)
 563                 return vcpu;
 564         kvm_for_each_vcpu(i, vcpu, kvm)
 565                 if (vcpu->vcpu_id == id)
 566                         return vcpu;
 567         return NULL;
 568 }
 569
 570 static inline int kvm_vcpu_get_idx(struct kvm_vcpu *vcpu)
 571 {
 572         return vcpu->vcpu_idx;
 573 }
 574
 575 #define kvm_for_each_memslot(memslot, slots)    \
 576         for (memslot = &slots->memslots[0];     \
 577               memslot < slots->memslots + KVM_MEM_SLOTS_NUM && memslot->npages;\
 578                 memslot++)
 579
 580 void kvm_vcpu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
 581
 582 void vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
 583 void vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 584
 585 #ifdef __KVM_HAVE_IOAPIC
 586 void kvm_arch_post_irq_ack_notifier_list_update(struct kvm *kvm);
 587 void kvm_arch_post_irq_routing_update(struct kvm *kvm);
 588 #else
 589 static inline void kvm_arch_post_irq_ack_notifier_list_update(struct kvm *kvm)
 590 {
 591 }
 592 static inline void kvm_arch_post_irq_routing_update(struct kvm *kvm)
 593 {
 594 }
 595 #endif
 596
 597 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQFD
 598 int kvm_irqfd_init(void);
 599 void kvm_irqfd_exit(void);
 600 #else
 601 static inline int kvm_irqfd_init(void)
 602 {
 603         return 0;
 604 }
 605
 606 static inline void kvm_irqfd_exit(void)
 607 {
 608 }
 609 #endif
 610 int kvm_init(void *opaque, unsigned vcpu_size, unsigned vcpu_align,
 611                   struct module *module);
 612 void kvm_exit(void);
 613
 614 void kvm_get_kvm(struct kvm *kvm);
 615 void kvm_put_kvm(struct kvm *kvm);
 616 void kvm_put_kvm_no_destroy(struct kvm *kvm);
 617
 618 static inline struct kvm_memslots *__kvm_memslots(struct kvm *kvm, int as_id)
 619 {
 620         as_id = array_index_nospec(as_id, KVM_ADDRESS_SPACE_NUM);
 621         return srcu_dereference_check(kvm->memslots[as_id], &kvm->srcu,
 622                         lockdep_is_held(&kvm->slots_lock) ||
 623                         !refcount_read(&kvm->users_count));
 624 }
 625
 626 static inline struct kvm_memslots *kvm_memslots(struct kvm *kvm)
 627 {
 628         return __kvm_memslots(kvm, 0);
 629 }
 630
 631 static inline struct kvm_memslots *kvm_vcpu_memslots(struct kvm_vcpu *vcpu)
 632 {
 633         int as_id = kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu);
 634
 635         return __kvm_memslots(vcpu->kvm, as_id);
 636 }
 637
 638 static inline struct kvm_memory_slot *
 639 id_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, int id)
 640 {
 641         int index = slots->id_to_index[id];
 642         struct kvm_memory_slot *slot;
 643
 644         slot = &slots->memslots[index];
 645
 646         WARN_ON(slot->id != id);
 647         return slot;
 648 }
 649
 650 /*
 651  * KVM_SET_USER_MEMORY_REGION ioctl allows the following operations:
 652  * - create a new memory slot
 653  * - delete an existing memory slot
 654  * - modify an existing memory slot
 655  *   -- move it in the guest physical memory space
 656  *   -- just change its flags
 657  *
 658  * Since flags can be changed by some of these operations, the following
 659  * differentiation is the best we can do for __kvm_set_memory_region():
 660  */
 661 enum kvm_mr_change {
 662         KVM_MR_CREATE,
 663         KVM_MR_DELETE,
 664         KVM_MR_MOVE,
 665         KVM_MR_FLAGS_ONLY,
 666 };
 667
 668 int kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 669                           const struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 670 int __kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 671                             const struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 672 void kvm_arch_free_memslot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *free,
 673                            struct kvm_memory_slot *dont);
 674 int kvm_arch_create_memslot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot,
 675                             unsigned long npages);
 676 void kvm_arch_memslots_updated(struct kvm *kvm, u64 gen);
 677 int kvm_arch_prepare_memory_region(struct kvm *kvm,
 678                                 struct kvm_memory_slot *memslot,
 679                                 const struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 680                                 enum kvm_mr_change change);
 681 void kvm_arch_commit_memory_region(struct kvm *kvm,
 682                                 const struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 683                                 const struct kvm_memory_slot *old,
 684                                 const struct kvm_memory_slot *new,
 685                                 enum kvm_mr_change change);
 686 bool kvm_largepages_enabled(void);
 687 void kvm_disable_largepages(void);
 688 /* flush all memory translations */
 689 void kvm_arch_flush_shadow_all(struct kvm *kvm);
 690 /* flush memory translations pointing to 'slot' */
 691 void kvm_arch_flush_shadow_memslot(struct kvm *kvm,
 692                                    struct kvm_memory_slot *slot);
 693
 694 int gfn_to_page_many_atomic(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn,
 695                             struct page **pages, int nr_pages);
 696
 697 struct page *gfn_to_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 698 unsigned long gfn_to_hva(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 699 unsigned long gfn_to_hva_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool *writable);
 700 unsigned long gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 701 unsigned long gfn_to_hva_memslot_prot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn,
 702                                       bool *writable);
 703 void kvm_release_page_clean(struct page *page);
 704 void kvm_release_page_dirty(struct page *page);
 705 void kvm_set_page_accessed(struct page *page);
 706
 707 kvm_pfn_t gfn_to_pfn_atomic(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 708 kvm_pfn_t gfn_to_pfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 709 kvm_pfn_t gfn_to_pfn_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool write_fault,
 710                       bool *writable);
 711 kvm_pfn_t gfn_to_pfn_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 712 kvm_pfn_t gfn_to_pfn_memslot_atomic(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 713 kvm_pfn_t __gfn_to_pfn_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn,
 714                                bool atomic, bool *async, bool write_fault,
 715                                bool *writable);
 716
 717 void kvm_release_pfn_clean(kvm_pfn_t pfn);
 718 void kvm_release_pfn_dirty(kvm_pfn_t pfn);
 719 void kvm_set_pfn_dirty(kvm_pfn_t pfn);
 720 void kvm_set_pfn_accessed(kvm_pfn_t pfn);
 721 void kvm_get_pfn(kvm_pfn_t pfn);
 722
 723 void kvm_release_pfn(kvm_pfn_t pfn, bool dirty, struct gfn_to_pfn_cache *cache);
 724 int kvm_read_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, void *data, int offset,
 725                         int len);
 726 int kvm_read_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data, unsigned long len);
 727 int kvm_read_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 728                            void *data, unsigned long len);
 729 int kvm_write_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, const void *data,
 730                          int offset, int len);
 731 int kvm_write_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, const void *data,
 732                     unsigned long len);
 733 int kvm_write_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 734                            void *data, unsigned long len);
 735 int kvm_write_guest_offset_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 736                                   void *data, unsigned int offset,
 737                                   unsigned long len);
 738 int kvm_gfn_to_hva_cache_init(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 739                               gpa_t gpa, unsigned long len);
 740
 741 #define __kvm_put_guest(kvm, gfn, offset, value, type)                  \
 742 ({                                                                      \
 743         unsigned long __addr = gfn_to_hva(kvm, gfn);                    \
 744         type __user *__uaddr = (type __user *)(__addr + offset);        \
 745         int __ret = -EFAULT;                                            \
 746                                                                         \
 747         if (!kvm_is_error_hva(__addr))                                  \
 748                 __ret = put_user(value, __uaddr);                       \
 749         if (!__ret)                                                     \
 750                 mark_page_dirty(kvm, gfn);                              \
 751         __ret;                                                          \
 752 })
 753
 754 #define kvm_put_guest(kvm, gpa, value, type)                            \
 755 ({                                                                      \
 756         gpa_t __gpa = gpa;                                              \
 757         struct kvm *__kvm = kvm;                                        \
 758         __kvm_put_guest(__kvm, __gpa >> PAGE_SHIFT,                     \
 759                         offset_in_page(__gpa), (value), type);          \
 760 })
 761
 762 int kvm_clear_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, int offset, int len);
 763 int kvm_clear_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, unsigned long len);
 764 struct kvm_memory_slot *gfn_to_memslot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 765 bool kvm_is_visible_gfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 766 unsigned long kvm_host_page_size(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 767 void mark_page_dirty(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 768
 769 struct kvm_memslots *kvm_vcpu_memslots(struct kvm_vcpu *vcpu);
 770 struct kvm_memory_slot *kvm_vcpu_gfn_to_memslot(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 771 kvm_pfn_t kvm_vcpu_gfn_to_pfn_atomic(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 772 kvm_pfn_t kvm_vcpu_gfn_to_pfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 773 int kvm_vcpu_map(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, struct kvm_host_map *map);
 774 int kvm_map_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, struct kvm_host_map *map,
 775                 struct gfn_to_pfn_cache *cache, bool atomic);
 776 struct page *kvm_vcpu_gfn_to_page(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 777 void kvm_vcpu_unmap(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_host_map *map, bool dirty);
 778 int kvm_unmap_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_host_map *map,
 779                   struct gfn_to_pfn_cache *cache, bool dirty, bool atomic);
 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 void kvm_arch_sched_in(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 871
 872 void kvm_arch_vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 873 void kvm_arch_vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 874 int kvm_arch_vcpu_precreate(struct kvm *kvm, unsigned int id);
 875 int kvm_arch_vcpu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
 876 void kvm_arch_vcpu_postcreate(struct kvm_vcpu *vcpu);
 877 void kvm_arch_vcpu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
 878
 879 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_VCPU_DEBUGFS
 880 void kvm_arch_create_vcpu_debugfs(struct kvm_vcpu *vcpu);
 881 #endif
 882
 883 int kvm_arch_hardware_enable(void);
 884 void kvm_arch_hardware_disable(void);
 885 int kvm_arch_hardware_setup(void);
 886 void kvm_arch_hardware_unsetup(void);
 887 int kvm_arch_check_processor_compat(void);
 888 int kvm_arch_vcpu_runnable(struct kvm_vcpu *vcpu);
 889 bool kvm_arch_vcpu_in_kernel(struct kvm_vcpu *vcpu);
 890 int kvm_arch_vcpu_should_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 891 bool kvm_arch_dy_runnable(struct kvm_vcpu *vcpu);
 892 int kvm_arch_post_init_vm(struct kvm *kvm);
 893 void kvm_arch_pre_destroy_vm(struct kvm *kvm);
 894
 895 #ifndef __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
 896 /*
 897  * All architectures that want to use vzalloc currently also
 898  * need their own kvm_arch_alloc_vm implementation.
 899  */
 900 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
 901 {
 902         return kzalloc(sizeof(struct kvm), GFP_KERNEL);
 903 }
 904
 905 static inline void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm)
 906 {
 907         kfree(kvm);
 908 }
 909 #endif
 910
 911 #ifndef __KVM_HAVE_ARCH_FLUSH_REMOTE_TLB
 912 static inline int kvm_arch_flush_remote_tlb(struct kvm *kvm)
 913 {
 914         return -ENOTSUPP;
 915 }
 916 #endif
 917
 918 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
 919 void kvm_arch_register_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 920 void kvm_arch_unregister_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 921 bool kvm_arch_has_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 922 #else
 923 static inline void kvm_arch_register_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 924 {
 925 }
 926
 927 static inline void kvm_arch_unregister_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 928 {
 929 }
 930
 931 static inline bool kvm_arch_has_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 932 {
 933         return false;
 934 }
 935 #endif
 936 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
 937 void kvm_arch_start_assignment(struct kvm *kvm);
 938 void kvm_arch_end_assignment(struct kvm *kvm);
 939 bool kvm_arch_has_assigned_device(struct kvm *kvm);
 940 #else
 941 static inline void kvm_arch_start_assignment(struct kvm *kvm)
 942 {
 943 }
 944
 945 static inline void kvm_arch_end_assignment(struct kvm *kvm)
 946 {
 947 }
 948
 949 static inline bool kvm_arch_has_assigned_device(struct kvm *kvm)
 950 {
 951         return false;
 952 }
 953 #endif
 954
 955 static inline struct swait_queue_head *kvm_arch_vcpu_wq(struct kvm_vcpu *vcpu)
 956 {
 957 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_WQP
 958         return vcpu->arch.wqp;
 959 #else
 960         return &vcpu->wq;
 961 #endif
 962 }
 963
 964 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_INTC_INITIALIZED
 965 /*
 966  * returns true if the virtual interrupt controller is initialized and
 967  * ready to accept virtual IRQ. On some architectures the virtual interrupt
 968  * controller is dynamically instantiated and this is not always true.
 969  */
 970 bool kvm_arch_intc_initialized(struct kvm *kvm);
 971 #else
 972 static inline bool kvm_arch_intc_initialized(struct kvm *kvm)
 973 {
 974         return true;
 975 }
 976 #endif
 977
 978 int kvm_arch_init_vm(struct kvm *kvm, unsigned long type);
 979 void kvm_arch_destroy_vm(struct kvm *kvm);
 980 void kvm_arch_sync_events(struct kvm *kvm);
 981
 982 int kvm_cpu_has_pending_timer(struct kvm_vcpu *vcpu);
 983
 984 bool kvm_is_reserved_pfn(kvm_pfn_t pfn);
 985 bool kvm_is_zone_device_pfn(kvm_pfn_t pfn);
 986 bool kvm_is_transparent_hugepage(kvm_pfn_t pfn);
 987
 988 struct kvm_irq_ack_notifier {
 989         struct hlist_node link;
 990         unsigned gsi;
 991         void (*irq_acked)(struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
 992 };
 993
 994 int kvm_irq_map_gsi(struct kvm *kvm,
 995                     struct kvm_kernel_irq_routing_entry *entries, int gsi);
 996 int kvm_irq_map_chip_pin(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
 997
 998 int kvm_set_irq(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level,
 999                 bool line_status);
1000 int kvm_set_msi(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *irq_entry, struct kvm *kvm,
1001                 int irq_source_id, int level, bool line_status);
1002 int kvm_arch_set_irq_inatomic(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1003                                struct kvm *kvm, int irq_source_id,
1004                                int level, bool line_status);
1005 bool kvm_irq_has_notifier(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
1006 void kvm_notify_acked_gsi(struct kvm *kvm, int gsi);
1007 void kvm_notify_acked_irq(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
1008 void kvm_register_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
1009                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
1010 void kvm_unregister_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
1011                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
1012 int kvm_request_irq_source_id(struct kvm *kvm);
1013 void kvm_free_irq_source_id(struct kvm *kvm, int irq_source_id);
1014 bool kvm_arch_irqfd_allowed(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args);
1015
1016 /*
1017  * search_memslots() and __gfn_to_memslot() are here because they are
1018  * used in non-modular code in arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_mmu.c.
1019  * gfn_to_memslot() itself isn't here as an inline because that would
1020  * bloat other code too much.
1021  */
1022 static inline struct kvm_memory_slot *
1023 search_memslots(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
1024 {
1025         int start = 0, end = slots->used_slots;
1026         int slot = atomic_read(&slots->lru_slot);
1027         struct kvm_memory_slot *memslots = slots->memslots;
1028
1029         if (gfn >= memslots[slot].base_gfn &&
1030             gfn < memslots[slot].base_gfn + memslots[slot].npages)
1031                 return &memslots[slot];
1032
1033         while (start < end) {
1034                 slot = start + (end - start) / 2;
1035
1036                 if (gfn >= memslots[slot].base_gfn)
1037                         end = slot;
1038                 else
1039                         start = slot + 1;
1040         }
1041
1042         if (gfn >= memslots[start].base_gfn &&
1043             gfn < memslots[start].base_gfn + memslots[start].npages) {
1044                 atomic_set(&slots->lru_slot, start);
1045                 return &memslots[start];
1046         }
1047
1048         return NULL;
1049 }
1050
1051 static inline struct kvm_memory_slot *
1052 __gfn_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
1053 {
1054         return search_memslots(slots, gfn);
1055 }
1056
1057 static inline unsigned long
1058 __gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn)
1059 {
1060         return slot->userspace_addr + (gfn - slot->base_gfn) * PAGE_SIZE;
1061 }
1062
1063 static inline int memslot_id(struct kvm *kvm, gfn_t gfn)
1064 {
1065         return gfn_to_memslot(kvm, gfn)->id;
1066 }
1067
1068 static inline gfn_t
1069 hva_to_gfn_memslot(unsigned long hva, struct kvm_memory_slot *slot)
1070 {
1071         gfn_t gfn_offset = (hva - slot->userspace_addr) >> PAGE_SHIFT;
1072
1073         return slot->base_gfn + gfn_offset;
1074 }
1075
1076 static inline gpa_t gfn_to_gpa(gfn_t gfn)
1077 {
1078         return (gpa_t)gfn << PAGE_SHIFT;
1079 }
1080
1081 static inline gfn_t gpa_to_gfn(gpa_t gpa)
1082 {
1083         return (gfn_t)(gpa >> PAGE_SHIFT);
1084 }
1085
1086 static inline hpa_t pfn_to_hpa(kvm_pfn_t pfn)
1087 {
1088         return (hpa_t)pfn << PAGE_SHIFT;
1089 }
1090
1091 static inline struct page *kvm_vcpu_gpa_to_page(struct kvm_vcpu *vcpu,
1092                                                 gpa_t gpa)
1093 {
1094         return kvm_vcpu_gfn_to_page(vcpu, gpa_to_gfn(gpa));
1095 }
1096
1097 static inline bool kvm_is_error_gpa(struct kvm *kvm, gpa_t gpa)
1098 {
1099         unsigned long hva = gfn_to_hva(kvm, gpa_to_gfn(gpa));
1100
1101         return kvm_is_error_hva(hva);
1102 }
1103
1104 enum kvm_stat_kind {
1105         KVM_STAT_VM,
1106         KVM_STAT_VCPU,
1107 };
1108
1109 struct kvm_stat_data {
1110         struct kvm *kvm;
1111         struct kvm_stats_debugfs_item *dbgfs_item;
1112 };
1113
1114 struct kvm_stats_debugfs_item {
1115         const char *name;
1116         int offset;
1117         enum kvm_stat_kind kind;
1118         int mode;
1119 };
1120
1121 #define KVM_DBGFS_GET_MODE(dbgfs_item)                                         \
1122         ((dbgfs_item)->mode ? (dbgfs_item)->mode : 0644)
1123
1124 extern struct kvm_stats_debugfs_item debugfs_entries[];
1125 extern struct dentry *kvm_debugfs_dir;
1126
1127 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
1128 static inline int mmu_notifier_retry(struct kvm *kvm, unsigned long mmu_seq)
1129 {
1130         if (unlikely(kvm->mmu_notifier_count))
1131                 return 1;
1132         /*
1133          * Ensure the read of mmu_notifier_count happens before the read
1134          * of mmu_notifier_seq.  This interacts with the smp_wmb() in
1135          * mmu_notifier_invalidate_range_end to make sure that the caller
1136          * either sees the old (non-zero) value of mmu_notifier_count or
1137          * the new (incremented) value of mmu_notifier_seq.
1138          * PowerPC Book3s HV KVM calls this under a per-page lock
1139          * rather than under kvm->mmu_lock, for scalability, so
1140          * can't rely on kvm->mmu_lock to keep things ordered.
1141          */
1142         smp_rmb();
1143         if (kvm->mmu_notifier_seq != mmu_seq)
1144                 return 1;
1145         return 0;
1146 }
1147 #endif
1148
1149 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_ROUTING
1150
1151 #define KVM_MAX_IRQ_ROUTES 4096 /* might need extension/rework in the future */
1152
1153 bool kvm_arch_can_set_irq_routing(struct kvm *kvm);
1154 int kvm_set_irq_routing(struct kvm *kvm,
1155                         const struct kvm_irq_routing_entry *entries,
1156                         unsigned nr,
1157                         unsigned flags);
1158 int kvm_set_routing_entry(struct kvm *kvm,
1159                           struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1160                           const struct kvm_irq_routing_entry *ue);
1161 void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm);
1162
1163 #else
1164
1165 static inline void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm) {}
1166
1167 #endif
1168
1169 int kvm_send_userspace_msi(struct kvm *kvm, struct kvm_msi *msi);
1170
1171 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
1172
1173 void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm);
1174 int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args);
1175
1176 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQFD
1177 int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args);
1178 void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm);
1179 void kvm_irq_routing_update(struct kvm *);
1180 #else
1181 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
1182 {
1183         return -EINVAL;
1184 }
1185
1186 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
1187 #endif
1188
1189 #else
1190
1191 static inline void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm) {}
1192
1193 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
1194 {
1195         return -EINVAL;
1196 }
1197
1198 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
1199
1200 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
1201 static inline void kvm_irq_routing_update(struct kvm *kvm)
1202 {
1203 }
1204 #endif
1205
1206 static inline int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args)
1207 {
1208         return -ENOSYS;
1209 }
1210
1211 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD */
1212
1213 void kvm_arch_irq_routing_update(struct kvm *kvm);
1214
1215 static inline void kvm_make_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1216 {
1217         /*
1218          * Ensure the rest of the request is published to kvm_check_request's
1219          * caller.  Paired with the smp_mb__after_atomic in kvm_check_request.
1220          */
1221         smp_wmb();
1222         set_bit(req & KVM_REQUEST_MASK, (void *)&vcpu->requests);
1223 }
1224
1225 static inline bool kvm_request_pending(struct kvm_vcpu *vcpu)
1226 {
1227         return READ_ONCE(vcpu->requests);
1228 }
1229
1230 static inline bool kvm_test_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1231 {
1232         return test_bit(req & KVM_REQUEST_MASK, (void *)&vcpu->requests);
1233 }
1234
1235 static inline void kvm_clear_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1236 {
1237         clear_bit(req & KVM_REQUEST_MASK, (void *)&vcpu->requests);
1238 }
1239
1240 static inline bool kvm_check_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1241 {
1242         if (kvm_test_request(req, vcpu)) {
1243                 kvm_clear_request(req, vcpu);
1244
1245                 /*
1246                  * Ensure the rest of the request is visible to kvm_check_request's
1247                  * caller.  Paired with the smp_wmb in kvm_make_request.
1248                  */
1249                 smp_mb__after_atomic();
1250                 return true;
1251         } else {
1252                 return false;
1253         }
1254 }
1255
1256 extern bool kvm_rebooting;
1257
1258 extern unsigned int halt_poll_ns;
1259 extern unsigned int halt_poll_ns_grow;
1260 extern unsigned int halt_poll_ns_grow_start;
1261 extern unsigned int halt_poll_ns_shrink;
1262
1263 struct kvm_device {
1264         const struct kvm_device_ops *ops;
1265         struct kvm *kvm;
1266         void *private;
1267         struct list_head vm_node;
1268 };
1269
1270 /* create, destroy, and name are mandatory */
1271 struct kvm_device_ops {
1272         const char *name;
1273
1274         /*
1275          * create is called holding kvm->lock and any operations not suitable
1276          * to do while holding the lock should be deferred to init (see
1277          * below).
1278          */
1279         int (*create)(struct kvm_device *dev, u32 type);
1280
1281         /*
1282          * init is called after create if create is successful and is called
1283          * outside of holding kvm->lock.
1284          */
1285         void (*init)(struct kvm_device *dev);
1286
1287         /*
1288          * Destroy is responsible for freeing dev.
1289          *
1290          * Destroy may be called before or after destructors are called
1291          * on emulated I/O regions, depending on whether a reference is
1292          * held by a vcpu or other kvm component that gets destroyed
1293          * after the emulated I/O.
1294          */
1295         void (*destroy)(struct kvm_device *dev);
1296
1297         /*
1298          * Release is an alternative method to free the device. It is
1299          * called when the device file descriptor is closed. Once
1300          * release is called, the destroy method will not be called
1301          * anymore as the device is removed from the device list of
1302          * the VM. kvm->lock is held.
1303          */
1304         void (*release)(struct kvm_device *dev);
1305
1306         int (*set_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1307         int (*get_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1308         int (*has_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1309         long (*ioctl)(struct kvm_device *dev, unsigned int ioctl,
1310                       unsigned long arg);
1311         int (*mmap)(struct kvm_device *dev, struct vm_area_struct *vma);
1312 };
1313
1314 void kvm_device_get(struct kvm_device *dev);
1315 void kvm_device_put(struct kvm_device *dev);
1316 struct kvm_device *kvm_device_from_filp(struct file *filp);
1317 int kvm_register_device_ops(const struct kvm_device_ops *ops, u32 type);
1318 void kvm_unregister_device_ops(u32 type);
1319
1320 extern struct kvm_device_ops kvm_mpic_ops;
1321 extern struct kvm_device_ops kvm_arm_vgic_v2_ops;
1322 extern struct kvm_device_ops kvm_arm_vgic_v3_ops;
1323
1324 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
1325
1326 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1327 {
1328         vcpu->spin_loop.in_spin_loop = val;
1329 }
1330 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1331 {
1332         vcpu->spin_loop.dy_eligible = val;
1333 }
1334
1335 #else /* !CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1336
1337 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1338 {
1339 }
1340
1341 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1342 {
1343 }
1344 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1345
1346 struct kvm_vcpu *kvm_get_running_vcpu(void);
1347 struct kvm_vcpu __percpu **kvm_get_running_vcpus(void);
1348
1349 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_BYPASS
1350 bool kvm_arch_has_irq_bypass(void);
1351 int kvm_arch_irq_bypass_add_producer(struct irq_bypass_consumer *,
1352                            struct irq_bypass_producer *);
1353 void kvm_arch_irq_bypass_del_producer(struct irq_bypass_consumer *,
1354                            struct irq_bypass_producer *);
1355 void kvm_arch_irq_bypass_stop(struct irq_bypass_consumer *);
1356 void kvm_arch_irq_bypass_start(struct irq_bypass_consumer *);
1357 int kvm_arch_update_irqfd_routing(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1358                                   uint32_t guest_irq, bool set);
1359 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_BYPASS */
1360
1361 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_INVALID_WAKEUPS
1362 /* If we wakeup during the poll time, was it a sucessful poll? */
1363 static inline bool vcpu_valid_wakeup(struct kvm_vcpu *vcpu)
1364 {
1365         return vcpu->valid_wakeup;
1366 }
1367
1368 #else
1369 static inline bool vcpu_valid_wakeup(struct kvm_vcpu *vcpu)
1370 {
1371         return true;
1372 }
1373 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_INVALID_WAKEUPS */
1374
1375 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_NO_POLL
1376 /* Callback that tells if we must not poll */
1377 bool kvm_arch_no_poll(struct kvm_vcpu *vcpu);
1378 #else
1379 static inline bool kvm_arch_no_poll(struct kvm_vcpu *vcpu)
1380 {
1381         return false;
1382 }
1383 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_NO_POLL */
1384
1385 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_ASYNC_IOCTL
1386 long kvm_arch_vcpu_async_ioctl(struct file *filp,
1387                                unsigned int ioctl, unsigned long arg);
1388 #else
1389 static inline long kvm_arch_vcpu_async_ioctl(struct file *filp,
1390                                              unsigned int ioctl,
1391                                              unsigned long arg)
1392 {
1393         return -ENOIOCTLCMD;
1394 }
1395 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_ASYNC_IOCTL */
1396
1397 int kvm_arch_mmu_notifier_invalidate_range(struct kvm *kvm,
1398                 unsigned long start, unsigned long end, bool blockable);
1399
1400 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_RUN_PID_CHANGE
1401 int kvm_arch_vcpu_run_pid_change(struct kvm_vcpu *vcpu);
1402 #else
1403 static inline int kvm_arch_vcpu_run_pid_change(struct kvm_vcpu *vcpu)
1404 {
1405         return 0;
1406 }
1407 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_RUN_PID_CHANGE */
1408
1409 typedef int (*kvm_vm_thread_fn_t)(struct kvm *kvm, uintptr_t data);
1410
1411 int kvm_vm_create_worker_thread(struct kvm *kvm, kvm_vm_thread_fn_t thread_fn,
1412                                 uintptr_t data, const char *name,
1413                                 struct task_struct **thread_ptr);
1414
1415 #endif