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 #ifndef KVM_DIRTY_LOG_MANUAL_CAPS
 364 #define KVM_DIRTY_LOG_MANUAL_CAPS KVM_DIRTY_LOG_MANUAL_PROTECT_ENABLE
 365 #endif
 366
 367 struct kvm_s390_adapter_int {
 368         u64 ind_addr;
 369         u64 summary_addr;
 370         u64 ind_offset;
 371         u32 summary_offset;
 372         u32 adapter_id;
 373 };
 374
 375 struct kvm_hv_sint {
 376         u32 vcpu;
 377         u32 sint;
 378 };
 379
 380 struct kvm_kernel_irq_routing_entry {
 381         u32 gsi;
 382         u32 type;
 383         int (*set)(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
 384                    struct kvm *kvm, int irq_source_id, int level,
 385                    bool line_status);
 386         union {
 387                 struct {
 388                         unsigned irqchip;
 389                         unsigned pin;
 390                 } irqchip;
 391                 struct {
 392                         u32 address_lo;
 393                         u32 address_hi;
 394                         u32 data;
 395                         u32 flags;
 396                         u32 devid;
 397                 } msi;
 398                 struct kvm_s390_adapter_int adapter;
 399                 struct kvm_hv_sint hv_sint;
 400         };
 401         struct hlist_node link;
 402 };
 403
 404 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_ROUTING
 405 struct kvm_irq_routing_table {
 406         int chip[KVM_NR_IRQCHIPS][KVM_IRQCHIP_NUM_PINS];
 407         u32 nr_rt_entries;
 408         /*
 409          * Array indexed by gsi. Each entry contains list of irq chips
 410          * the gsi is connected to.
 411          */
 412         struct hlist_head map[0];
 413 };
 414 #endif
 415
 416 #ifndef KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS
 417 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 0
 418 #endif
 419
 420 #ifndef KVM_MEM_SLOTS_NUM
 421 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
 422 #endif
 423
 424 #ifndef __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
 425 static inline int kvm_arch_vcpu_memslots_id(struct kvm_vcpu *vcpu)
 426 {
 427         return 0;
 428 }
 429 #endif
 430
 431 /*
 432  * Note:
 433  * memslots are not sorted by id anymore, please use id_to_memslot()
 434  * to get the memslot by its id.
 435  */
 436 struct kvm_memslots {
 437         u64 generation;
 438         /* The mapping table from slot id to the index in memslots[]. */
 439         short id_to_index[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
 440         atomic_t lru_slot;
 441         int used_slots;
 442         struct kvm_memory_slot memslots[];
 443 };
 444
 445 struct kvm {
 446         spinlock_t mmu_lock;
 447         struct mutex slots_lock;
 448         struct mm_struct *mm; /* userspace tied to this vm */
 449         struct kvm_memslots __rcu *memslots[KVM_ADDRESS_SPACE_NUM];
 450         struct kvm_vcpu *vcpus[KVM_MAX_VCPUS];
 451
 452         /*
 453          * created_vcpus is protected by kvm->lock, and is incremented
 454          * at the beginning of KVM_CREATE_VCPU.  online_vcpus is only
 455          * incremented after storing the kvm_vcpu pointer in vcpus,
 456          * and is accessed atomically.
 457          */
 458         atomic_t online_vcpus;
 459         int created_vcpus;
 460         int last_boosted_vcpu;
 461         struct list_head vm_list;
 462         struct mutex lock;
 463         struct kvm_io_bus __rcu *buses[KVM_NR_BUSES];
 464 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
 465         struct {
 466                 spinlock_t        lock;
 467                 struct list_head  items;
 468                 struct list_head  resampler_list;
 469                 struct mutex      resampler_lock;
 470         } irqfds;
 471         struct list_head ioeventfds;
 472 #endif
 473         struct kvm_vm_stat stat;
 474         struct kvm_arch arch;
 475         refcount_t users_count;
 476 #ifdef CONFIG_KVM_MMIO
 477         struct kvm_coalesced_mmio_ring *coalesced_mmio_ring;
 478         spinlock_t ring_lock;
 479         struct list_head coalesced_zones;
 480 #endif
 481
 482         struct mutex irq_lock;
 483 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
 484         /*
 485          * Update side is protected by irq_lock.
 486          */
 487         struct kvm_irq_routing_table __rcu *irq_routing;
 488 #endif
 489 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQFD
 490         struct hlist_head irq_ack_notifier_list;
 491 #endif
 492
 493 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
 494         struct mmu_notifier mmu_notifier;
 495         unsigned long mmu_notifier_seq;
 496         long mmu_notifier_count;
 497 #endif
 498         long tlbs_dirty;
 499         struct list_head devices;
 500         u64 manual_dirty_log_protect;
 501         struct dentry *debugfs_dentry;
 502         struct kvm_stat_data **debugfs_stat_data;
 503         struct srcu_struct srcu;
 504         struct srcu_struct irq_srcu;
 505         pid_t userspace_pid;
 506         unsigned int max_halt_poll_ns;
 507 };
 508
 509 #define kvm_err(fmt, ...) \
 510         pr_err("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 511 #define kvm_info(fmt, ...) \
 512         pr_info("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 513 #define kvm_debug(fmt, ...) \
 514         pr_debug("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 515 #define kvm_debug_ratelimited(fmt, ...) \
 516         pr_debug_ratelimited("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), \
 517                              ## __VA_ARGS__)
 518 #define kvm_pr_unimpl(fmt, ...) \
 519         pr_err_ratelimited("kvm [%i]: " fmt, \
 520                            task_tgid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 521
 522 /* The guest did something we don't support. */
 523 #define vcpu_unimpl(vcpu, fmt, ...)                                     \
 524         kvm_pr_unimpl("vcpu%i, guest rIP: 0x%lx " fmt,                  \
 525                         (vcpu)->vcpu_id, kvm_rip_read(vcpu), ## __VA_ARGS__)
 526
 527 #define vcpu_debug(vcpu, fmt, ...)                                      \
 528         kvm_debug("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id, ## __VA_ARGS__)
 529 #define vcpu_debug_ratelimited(vcpu, fmt, ...)                          \
 530         kvm_debug_ratelimited("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id,           \
 531                               ## __VA_ARGS__)
 532 #define vcpu_err(vcpu, fmt, ...)                                        \
 533         kvm_err("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id, ## __VA_ARGS__)
 534
 535 static inline bool kvm_dirty_log_manual_protect_and_init_set(struct kvm *kvm)
 536 {
 537         return !!(kvm->manual_dirty_log_protect & KVM_DIRTY_LOG_INITIALLY_SET);
 538 }
 539
 540 static inline struct kvm_io_bus *kvm_get_bus(struct kvm *kvm, enum kvm_bus idx)
 541 {
 542         return srcu_dereference_check(kvm->buses[idx], &kvm->srcu,
 543                                       lockdep_is_held(&kvm->slots_lock) ||
 544                                       !refcount_read(&kvm->users_count));
 545 }
 546
 547 static inline struct kvm_vcpu *kvm_get_vcpu(struct kvm *kvm, int i)
 548 {
 549         int num_vcpus = atomic_read(&kvm->online_vcpus);
 550         i = array_index_nospec(i, num_vcpus);
 551
 552         /* Pairs with smp_wmb() in kvm_vm_ioctl_create_vcpu.  */
 553         smp_rmb();
 554         return kvm->vcpus[i];
 555 }
 556
 557 #define kvm_for_each_vcpu(idx, vcpup, kvm) \
 558         for (idx = 0; \
 559              idx < atomic_read(&kvm->online_vcpus) && \
 560              (vcpup = kvm_get_vcpu(kvm, idx)) != NULL; \
 561              idx++)
 562
 563 static inline struct kvm_vcpu *kvm_get_vcpu_by_id(struct kvm *kvm, int id)
 564 {
 565         struct kvm_vcpu *vcpu = NULL;
 566         int i;
 567
 568         if (id < 0)
 569                 return NULL;
 570         if (id < KVM_MAX_VCPUS)
 571                 vcpu = kvm_get_vcpu(kvm, id);
 572         if (vcpu && vcpu->vcpu_id == id)
 573                 return vcpu;
 574         kvm_for_each_vcpu(i, vcpu, kvm)
 575                 if (vcpu->vcpu_id == id)
 576                         return vcpu;
 577         return NULL;
 578 }
 579
 580 static inline int kvm_vcpu_get_idx(struct kvm_vcpu *vcpu)
 581 {
 582         return vcpu->vcpu_idx;
 583 }
 584
 585 #define kvm_for_each_memslot(memslot, slots)                            \
 586         for (memslot = &slots->memslots[0];                             \
 587              memslot < slots->memslots + slots->used_slots; memslot++)  \
 588                 if (WARN_ON_ONCE(!memslot->npages)) {                   \
 589                 } else
 590
 591 void kvm_vcpu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
 592
 593 void vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
 594 void vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 595
 596 #ifdef __KVM_HAVE_IOAPIC
 597 void kvm_arch_post_irq_ack_notifier_list_update(struct kvm *kvm);
 598 void kvm_arch_post_irq_routing_update(struct kvm *kvm);
 599 #else
 600 static inline void kvm_arch_post_irq_ack_notifier_list_update(struct kvm *kvm)
 601 {
 602 }
 603 static inline void kvm_arch_post_irq_routing_update(struct kvm *kvm)
 604 {
 605 }
 606 #endif
 607
 608 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQFD
 609 int kvm_irqfd_init(void);
 610 void kvm_irqfd_exit(void);
 611 #else
 612 static inline int kvm_irqfd_init(void)
 613 {
 614         return 0;
 615 }
 616
 617 static inline void kvm_irqfd_exit(void)
 618 {
 619 }
 620 #endif
 621 int kvm_init(void *opaque, unsigned vcpu_size, unsigned vcpu_align,
 622                   struct module *module);
 623 void kvm_exit(void);
 624
 625 void kvm_get_kvm(struct kvm *kvm);
 626 void kvm_put_kvm(struct kvm *kvm);
 627 void kvm_put_kvm_no_destroy(struct kvm *kvm);
 628
 629 static inline struct kvm_memslots *__kvm_memslots(struct kvm *kvm, int as_id)
 630 {
 631         as_id = array_index_nospec(as_id, KVM_ADDRESS_SPACE_NUM);
 632         return srcu_dereference_check(kvm->memslots[as_id], &kvm->srcu,
 633                         lockdep_is_held(&kvm->slots_lock) ||
 634                         !refcount_read(&kvm->users_count));
 635 }
 636
 637 static inline struct kvm_memslots *kvm_memslots(struct kvm *kvm)
 638 {
 639         return __kvm_memslots(kvm, 0);
 640 }
 641
 642 static inline struct kvm_memslots *kvm_vcpu_memslots(struct kvm_vcpu *vcpu)
 643 {
 644         int as_id = kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu);
 645
 646         return __kvm_memslots(vcpu->kvm, as_id);
 647 }
 648
 649 static inline
 650 struct kvm_memory_slot *id_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, int id)
 651 {
 652         int index = slots->id_to_index[id];
 653         struct kvm_memory_slot *slot;
 654
 655         if (index < 0)
 656                 return NULL;
 657
 658         slot = &slots->memslots[index];
 659
 660         WARN_ON(slot->id != id);
 661         return slot;
 662 }
 663
 664 /*
 665  * KVM_SET_USER_MEMORY_REGION ioctl allows the following operations:
 666  * - create a new memory slot
 667  * - delete an existing memory slot
 668  * - modify an existing memory slot
 669  *   -- move it in the guest physical memory space
 670  *   -- just change its flags
 671  *
 672  * Since flags can be changed by some of these operations, the following
 673  * differentiation is the best we can do for __kvm_set_memory_region():
 674  */
 675 enum kvm_mr_change {
 676         KVM_MR_CREATE,
 677         KVM_MR_DELETE,
 678         KVM_MR_MOVE,
 679         KVM_MR_FLAGS_ONLY,
 680 };
 681
 682 int kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 683                           const struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 684 int __kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 685                             const struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 686 void kvm_arch_free_memslot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot);
 687 void kvm_arch_memslots_updated(struct kvm *kvm, u64 gen);
 688 int kvm_arch_prepare_memory_region(struct kvm *kvm,
 689                                 struct kvm_memory_slot *memslot,
 690                                 const struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 691                                 enum kvm_mr_change change);
 692 void kvm_arch_commit_memory_region(struct kvm *kvm,
 693                                 const struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 694                                 struct kvm_memory_slot *old,
 695                                 const struct kvm_memory_slot *new,
 696                                 enum kvm_mr_change change);
 697 /* flush all memory translations */
 698 void kvm_arch_flush_shadow_all(struct kvm *kvm);
 699 /* flush memory translations pointing to 'slot' */
 700 void kvm_arch_flush_shadow_memslot(struct kvm *kvm,
 701                                    struct kvm_memory_slot *slot);
 702
 703 int gfn_to_page_many_atomic(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn,
 704                             struct page **pages, int nr_pages);
 705
 706 struct page *gfn_to_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 707 unsigned long gfn_to_hva(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 708 unsigned long gfn_to_hva_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool *writable);
 709 unsigned long gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 710 unsigned long gfn_to_hva_memslot_prot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn,
 711                                       bool *writable);
 712 void kvm_release_page_clean(struct page *page);
 713 void kvm_release_page_dirty(struct page *page);
 714 void kvm_set_page_accessed(struct page *page);
 715
 716 kvm_pfn_t gfn_to_pfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 717 kvm_pfn_t gfn_to_pfn_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool write_fault,
 718                       bool *writable);
 719 kvm_pfn_t gfn_to_pfn_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 720 kvm_pfn_t gfn_to_pfn_memslot_atomic(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 721 kvm_pfn_t __gfn_to_pfn_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn,
 722                                bool atomic, bool *async, bool write_fault,
 723                                bool *writable);
 724
 725 void kvm_release_pfn_clean(kvm_pfn_t pfn);
 726 void kvm_release_pfn_dirty(kvm_pfn_t pfn);
 727 void kvm_set_pfn_dirty(kvm_pfn_t pfn);
 728 void kvm_set_pfn_accessed(kvm_pfn_t pfn);
 729 void kvm_get_pfn(kvm_pfn_t pfn);
 730
 731 void kvm_release_pfn(kvm_pfn_t pfn, bool dirty, struct gfn_to_pfn_cache *cache);
 732 int kvm_read_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, void *data, int offset,
 733                         int len);
 734 int kvm_read_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data, unsigned long len);
 735 int kvm_read_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 736                            void *data, unsigned long len);
 737 int kvm_write_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, const void *data,
 738                          int offset, int len);
 739 int kvm_write_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, const void *data,
 740                     unsigned long len);
 741 int kvm_write_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 742                            void *data, unsigned long len);
 743 int kvm_write_guest_offset_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 744                                   void *data, unsigned int offset,
 745                                   unsigned long len);
 746 int kvm_gfn_to_hva_cache_init(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 747                               gpa_t gpa, unsigned long len);
 748
 749 #define __kvm_put_guest(kvm, gfn, offset, value, type)                  \
 750 ({                                                                      \
 751         unsigned long __addr = gfn_to_hva(kvm, gfn);                    \
 752         type __user *__uaddr = (type __user *)(__addr + offset);        \
 753         int __ret = -EFAULT;                                            \
 754                                                                         \
 755         if (!kvm_is_error_hva(__addr))                                  \
 756                 __ret = put_user(value, __uaddr);                       \
 757         if (!__ret)                                                     \
 758                 mark_page_dirty(kvm, gfn);                              \
 759         __ret;                                                          \
 760 })
 761
 762 #define kvm_put_guest(kvm, gpa, value, type)                            \
 763 ({                                                                      \
 764         gpa_t __gpa = gpa;                                              \
 765         struct kvm *__kvm = kvm;                                        \
 766         __kvm_put_guest(__kvm, __gpa >> PAGE_SHIFT,                     \
 767                         offset_in_page(__gpa), (value), type);          \
 768 })
 769
 770 int kvm_clear_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, int offset, int len);
 771 int kvm_clear_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, unsigned long len);
 772 struct kvm_memory_slot *gfn_to_memslot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 773 bool kvm_is_visible_gfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 774 unsigned long kvm_host_page_size(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 775 void mark_page_dirty(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 776
 777 struct kvm_memslots *kvm_vcpu_memslots(struct kvm_vcpu *vcpu);
 778 struct kvm_memory_slot *kvm_vcpu_gfn_to_memslot(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 779 kvm_pfn_t kvm_vcpu_gfn_to_pfn_atomic(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 780 kvm_pfn_t kvm_vcpu_gfn_to_pfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 781 int kvm_vcpu_map(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, struct kvm_host_map *map);
 782 int kvm_map_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, struct kvm_host_map *map,
 783                 struct gfn_to_pfn_cache *cache, bool atomic);
 784 struct page *kvm_vcpu_gfn_to_page(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 785 void kvm_vcpu_unmap(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_host_map *map, bool dirty);
 786 int kvm_unmap_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_host_map *map,
 787                   struct gfn_to_pfn_cache *cache, bool dirty, bool atomic);
 788 unsigned long kvm_vcpu_gfn_to_hva(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 789 unsigned long kvm_vcpu_gfn_to_hva_prot(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool *writable);
 790 int kvm_vcpu_read_guest_page(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, void *data, int offset,
 791                              int len);
 792 int kvm_vcpu_read_guest_atomic(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, void *data,
 793                                unsigned long len);
 794 int kvm_vcpu_read_guest(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, void *data,
 795                         unsigned long len);
 796 int kvm_vcpu_write_guest_page(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, const void *data,
 797                               int offset, int len);
 798 int kvm_vcpu_write_guest(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, const void *data,
 799                          unsigned long len);
 800 void kvm_vcpu_mark_page_dirty(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 801
 802 void kvm_sigset_activate(struct kvm_vcpu *vcpu);
 803 void kvm_sigset_deactivate(struct kvm_vcpu *vcpu);
 804
 805 void kvm_vcpu_block(struct kvm_vcpu *vcpu);
 806 void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu);
 807 void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu);
 808 bool kvm_vcpu_wake_up(struct kvm_vcpu *vcpu);
 809 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 810 int kvm_vcpu_yield_to(struct kvm_vcpu *target);
 811 void kvm_vcpu_on_spin(struct kvm_vcpu *vcpu, bool usermode_vcpu_not_eligible);
 812
 813 void kvm_flush_remote_tlbs(struct kvm *kvm);
 814 void kvm_reload_remote_mmus(struct kvm *kvm);
 815
 816 bool kvm_make_vcpus_request_mask(struct kvm *kvm, unsigned int req,
 817                                  struct kvm_vcpu *except,
 818                                  unsigned long *vcpu_bitmap, cpumask_var_t tmp);
 819 bool kvm_make_all_cpus_request(struct kvm *kvm, unsigned int req);
 820 bool kvm_make_all_cpus_request_except(struct kvm *kvm, unsigned int req,
 821                                       struct kvm_vcpu *except);
 822 bool kvm_make_cpus_request_mask(struct kvm *kvm, unsigned int req,
 823                                 unsigned long *vcpu_bitmap);
 824
 825 long kvm_arch_dev_ioctl(struct file *filp,
 826                         unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 827 long kvm_arch_vcpu_ioctl(struct file *filp,
 828                          unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 829 vm_fault_t kvm_arch_vcpu_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vm_fault *vmf);
 830
 831 int kvm_vm_ioctl_check_extension(struct kvm *kvm, long ext);
 832
 833 void kvm_arch_mmu_enable_log_dirty_pt_masked(struct kvm *kvm,
 834                                         struct kvm_memory_slot *slot,
 835                                         gfn_t gfn_offset,
 836                                         unsigned long mask);
 837 void kvm_arch_sync_dirty_log(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *memslot);
 838
 839 #ifdef CONFIG_KVM_GENERIC_DIRTYLOG_READ_PROTECT
 840 void kvm_arch_flush_remote_tlbs_memslot(struct kvm *kvm,
 841                                         struct kvm_memory_slot *memslot);
 842 #else /* !CONFIG_KVM_GENERIC_DIRTYLOG_READ_PROTECT */
 843 int kvm_vm_ioctl_get_dirty_log(struct kvm *kvm, struct kvm_dirty_log *log);
 844 int kvm_get_dirty_log(struct kvm *kvm, struct kvm_dirty_log *log,
 845                       int *is_dirty, struct kvm_memory_slot **memslot);
 846 #endif
 847
 848 int kvm_vm_ioctl_irq_line(struct kvm *kvm, struct kvm_irq_level *irq_level,
 849                         bool line_status);
 850 int kvm_vm_ioctl_enable_cap(struct kvm *kvm,
 851                             struct kvm_enable_cap *cap);
 852 long kvm_arch_vm_ioctl(struct file *filp,
 853                        unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 854
 855 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
 856 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
 857
 858 int kvm_arch_vcpu_ioctl_translate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 859                                     struct kvm_translation *tr);
 860
 861 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
 862 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
 863 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 864                                   struct kvm_sregs *sregs);
 865 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 866                                   struct kvm_sregs *sregs);
 867 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 868                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
 869 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 870                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
 871 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_guest_debug(struct kvm_vcpu *vcpu,
 872                                         struct kvm_guest_debug *dbg);
 873 int kvm_arch_vcpu_ioctl_run(struct kvm_vcpu *vcpu);
 874
 875 int kvm_arch_init(void *opaque);
 876 void kvm_arch_exit(void);
 877
 878 void kvm_arch_sched_in(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 879
 880 void kvm_arch_vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 881 void kvm_arch_vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 882 int kvm_arch_vcpu_precreate(struct kvm *kvm, unsigned int id);
 883 int kvm_arch_vcpu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
 884 void kvm_arch_vcpu_postcreate(struct kvm_vcpu *vcpu);
 885 void kvm_arch_vcpu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
 886
 887 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_VCPU_DEBUGFS
 888 void kvm_arch_create_vcpu_debugfs(struct kvm_vcpu *vcpu);
 889 #endif
 890
 891 int kvm_arch_hardware_enable(void);
 892 void kvm_arch_hardware_disable(void);
 893 int kvm_arch_hardware_setup(void *opaque);
 894 void kvm_arch_hardware_unsetup(void);
 895 int kvm_arch_check_processor_compat(void *opaque);
 896 int kvm_arch_vcpu_runnable(struct kvm_vcpu *vcpu);
 897 bool kvm_arch_vcpu_in_kernel(struct kvm_vcpu *vcpu);
 898 int kvm_arch_vcpu_should_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 899 bool kvm_arch_dy_runnable(struct kvm_vcpu *vcpu);
 900 int kvm_arch_post_init_vm(struct kvm *kvm);
 901 void kvm_arch_pre_destroy_vm(struct kvm *kvm);
 902
 903 #ifndef __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
 904 /*
 905  * All architectures that want to use vzalloc currently also
 906  * need their own kvm_arch_alloc_vm implementation.
 907  */
 908 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
 909 {
 910         return kzalloc(sizeof(struct kvm), GFP_KERNEL);
 911 }
 912
 913 static inline void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm)
 914 {
 915         kfree(kvm);
 916 }
 917 #endif
 918
 919 #ifndef __KVM_HAVE_ARCH_FLUSH_REMOTE_TLB
 920 static inline int kvm_arch_flush_remote_tlb(struct kvm *kvm)
 921 {
 922         return -ENOTSUPP;
 923 }
 924 #endif
 925
 926 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
 927 void kvm_arch_register_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 928 void kvm_arch_unregister_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 929 bool kvm_arch_has_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 930 #else
 931 static inline void kvm_arch_register_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 932 {
 933 }
 934
 935 static inline void kvm_arch_unregister_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 936 {
 937 }
 938
 939 static inline bool kvm_arch_has_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 940 {
 941         return false;
 942 }
 943 #endif
 944 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
 945 void kvm_arch_start_assignment(struct kvm *kvm);
 946 void kvm_arch_end_assignment(struct kvm *kvm);
 947 bool kvm_arch_has_assigned_device(struct kvm *kvm);
 948 #else
 949 static inline void kvm_arch_start_assignment(struct kvm *kvm)
 950 {
 951 }
 952
 953 static inline void kvm_arch_end_assignment(struct kvm *kvm)
 954 {
 955 }
 956
 957 static inline bool kvm_arch_has_assigned_device(struct kvm *kvm)
 958 {
 959         return false;
 960 }
 961 #endif
 962
 963 static inline struct swait_queue_head *kvm_arch_vcpu_wq(struct kvm_vcpu *vcpu)
 964 {
 965 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_WQP
 966         return vcpu->arch.wqp;
 967 #else
 968         return &vcpu->wq;
 969 #endif
 970 }
 971
 972 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_INTC_INITIALIZED
 973 /*
 974  * returns true if the virtual interrupt controller is initialized and
 975  * ready to accept virtual IRQ. On some architectures the virtual interrupt
 976  * controller is dynamically instantiated and this is not always true.
 977  */
 978 bool kvm_arch_intc_initialized(struct kvm *kvm);
 979 #else
 980 static inline bool kvm_arch_intc_initialized(struct kvm *kvm)
 981 {
 982         return true;
 983 }
 984 #endif
 985
 986 int kvm_arch_init_vm(struct kvm *kvm, unsigned long type);
 987 void kvm_arch_destroy_vm(struct kvm *kvm);
 988 void kvm_arch_sync_events(struct kvm *kvm);
 989
 990 int kvm_cpu_has_pending_timer(struct kvm_vcpu *vcpu);
 991
 992 bool kvm_is_reserved_pfn(kvm_pfn_t pfn);
 993 bool kvm_is_zone_device_pfn(kvm_pfn_t pfn);
 994 bool kvm_is_transparent_hugepage(kvm_pfn_t pfn);
 995
 996 struct kvm_irq_ack_notifier {
 997         struct hlist_node link;
 998         unsigned gsi;
 999         void (*irq_acked)(struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
1000 };
1001
1002 int kvm_irq_map_gsi(struct kvm *kvm,
1003                     struct kvm_kernel_irq_routing_entry *entries, int gsi);
1004 int kvm_irq_map_chip_pin(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
1005
1006 int kvm_set_irq(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level,
1007                 bool line_status);
1008 int kvm_set_msi(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *irq_entry, struct kvm *kvm,
1009                 int irq_source_id, int level, bool line_status);
1010 int kvm_arch_set_irq_inatomic(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1011                                struct kvm *kvm, int irq_source_id,
1012                                int level, bool line_status);
1013 bool kvm_irq_has_notifier(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
1014 void kvm_notify_acked_gsi(struct kvm *kvm, int gsi);
1015 void kvm_notify_acked_irq(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
1016 void kvm_register_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
1017                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
1018 void kvm_unregister_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
1019                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
1020 int kvm_request_irq_source_id(struct kvm *kvm);
1021 void kvm_free_irq_source_id(struct kvm *kvm, int irq_source_id);
1022 bool kvm_arch_irqfd_allowed(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args);
1023
1024 /*
1025  * search_memslots() and __gfn_to_memslot() are here because they are
1026  * used in non-modular code in arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_mmu.c.
1027  * gfn_to_memslot() itself isn't here as an inline because that would
1028  * bloat other code too much.
1029  *
1030  * IMPORTANT: Slots are sorted from highest GFN to lowest GFN!
1031  */
1032 static inline struct kvm_memory_slot *
1033 search_memslots(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
1034 {
1035         int start = 0, end = slots->used_slots;
1036         int slot = atomic_read(&slots->lru_slot);
1037         struct kvm_memory_slot *memslots = slots->memslots;
1038
1039         if (unlikely(!slots->used_slots))
1040                 return NULL;
1041
1042         if (gfn >= memslots[slot].base_gfn &&
1043             gfn < memslots[slot].base_gfn + memslots[slot].npages)
1044                 return &memslots[slot];
1045
1046         while (start < end) {
1047                 slot = start + (end - start) / 2;
1048
1049                 if (gfn >= memslots[slot].base_gfn)
1050                         end = slot;
1051                 else
1052                         start = slot + 1;
1053         }
1054
1055         if (start < slots->used_slots && gfn >= memslots[start].base_gfn &&
1056             gfn < memslots[start].base_gfn + memslots[start].npages) {
1057                 atomic_set(&slots->lru_slot, start);
1058                 return &memslots[start];
1059         }
1060
1061         return NULL;
1062 }
1063
1064 static inline struct kvm_memory_slot *
1065 __gfn_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
1066 {
1067         return search_memslots(slots, gfn);
1068 }
1069
1070 static inline unsigned long
1071 __gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn)
1072 {
1073         return slot->userspace_addr + (gfn - slot->base_gfn) * PAGE_SIZE;
1074 }
1075
1076 static inline int memslot_id(struct kvm *kvm, gfn_t gfn)
1077 {
1078         return gfn_to_memslot(kvm, gfn)->id;
1079 }
1080
1081 static inline gfn_t
1082 hva_to_gfn_memslot(unsigned long hva, struct kvm_memory_slot *slot)
1083 {
1084         gfn_t gfn_offset = (hva - slot->userspace_addr) >> PAGE_SHIFT;
1085
1086         return slot->base_gfn + gfn_offset;
1087 }
1088
1089 static inline gpa_t gfn_to_gpa(gfn_t gfn)
1090 {
1091         return (gpa_t)gfn << PAGE_SHIFT;
1092 }
1093
1094 static inline gfn_t gpa_to_gfn(gpa_t gpa)
1095 {
1096         return (gfn_t)(gpa >> PAGE_SHIFT);
1097 }
1098
1099 static inline hpa_t pfn_to_hpa(kvm_pfn_t pfn)
1100 {
1101         return (hpa_t)pfn << PAGE_SHIFT;
1102 }
1103
1104 static inline struct page *kvm_vcpu_gpa_to_page(struct kvm_vcpu *vcpu,
1105                                                 gpa_t gpa)
1106 {
1107         return kvm_vcpu_gfn_to_page(vcpu, gpa_to_gfn(gpa));
1108 }
1109
1110 static inline bool kvm_is_error_gpa(struct kvm *kvm, gpa_t gpa)
1111 {
1112         unsigned long hva = gfn_to_hva(kvm, gpa_to_gfn(gpa));
1113
1114         return kvm_is_error_hva(hva);
1115 }
1116
1117 enum kvm_stat_kind {
1118         KVM_STAT_VM,
1119         KVM_STAT_VCPU,
1120 };
1121
1122 struct kvm_stat_data {
1123         struct kvm *kvm;
1124         struct kvm_stats_debugfs_item *dbgfs_item;
1125 };
1126
1127 struct kvm_stats_debugfs_item {
1128         const char *name;
1129         int offset;
1130         enum kvm_stat_kind kind;
1131         int mode;
1132 };
1133
1134 #define KVM_DBGFS_GET_MODE(dbgfs_item)                                         \
1135         ((dbgfs_item)->mode ? (dbgfs_item)->mode : 0644)
1136
1137 #define VM_STAT(n, x, ...)                                                      \
1138         { n, offsetof(struct kvm, stat.x), KVM_STAT_VM, ## __VA_ARGS__ }
1139 #define VCPU_STAT(n, x, ...)                                                    \
1140         { n, offsetof(struct kvm_vcpu, stat.x), KVM_STAT_VCPU, ## __VA_ARGS__ }
1141
1142 extern struct kvm_stats_debugfs_item debugfs_entries[];
1143 extern struct dentry *kvm_debugfs_dir;
1144
1145 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
1146 static inline int mmu_notifier_retry(struct kvm *kvm, unsigned long mmu_seq)
1147 {
1148         if (unlikely(kvm->mmu_notifier_count))
1149                 return 1;
1150         /*
1151          * Ensure the read of mmu_notifier_count happens before the read
1152          * of mmu_notifier_seq.  This interacts with the smp_wmb() in
1153          * mmu_notifier_invalidate_range_end to make sure that the caller
1154          * either sees the old (non-zero) value of mmu_notifier_count or
1155          * the new (incremented) value of mmu_notifier_seq.
1156          * PowerPC Book3s HV KVM calls this under a per-page lock
1157          * rather than under kvm->mmu_lock, for scalability, so
1158          * can't rely on kvm->mmu_lock to keep things ordered.
1159          */
1160         smp_rmb();
1161         if (kvm->mmu_notifier_seq != mmu_seq)
1162                 return 1;
1163         return 0;
1164 }
1165 #endif
1166
1167 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_ROUTING
1168
1169 #define KVM_MAX_IRQ_ROUTES 4096 /* might need extension/rework in the future */
1170
1171 bool kvm_arch_can_set_irq_routing(struct kvm *kvm);
1172 int kvm_set_irq_routing(struct kvm *kvm,
1173                         const struct kvm_irq_routing_entry *entries,
1174                         unsigned nr,
1175                         unsigned flags);
1176 int kvm_set_routing_entry(struct kvm *kvm,
1177                           struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1178                           const struct kvm_irq_routing_entry *ue);
1179 void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm);
1180
1181 #else
1182
1183 static inline void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm) {}
1184
1185 #endif
1186
1187 int kvm_send_userspace_msi(struct kvm *kvm, struct kvm_msi *msi);
1188
1189 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
1190
1191 void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm);
1192 int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args);
1193
1194 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQFD
1195 int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args);
1196 void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm);
1197 void kvm_irq_routing_update(struct kvm *);
1198 #else
1199 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
1200 {
1201         return -EINVAL;
1202 }
1203
1204 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
1205 #endif
1206
1207 #else
1208
1209 static inline void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm) {}
1210
1211 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
1212 {
1213         return -EINVAL;
1214 }
1215
1216 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
1217
1218 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
1219 static inline void kvm_irq_routing_update(struct kvm *kvm)
1220 {
1221 }
1222 #endif
1223
1224 static inline int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args)
1225 {
1226         return -ENOSYS;
1227 }
1228
1229 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD */
1230
1231 void kvm_arch_irq_routing_update(struct kvm *kvm);
1232
1233 static inline void kvm_make_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1234 {
1235         /*
1236          * Ensure the rest of the request is published to kvm_check_request's
1237          * caller.  Paired with the smp_mb__after_atomic in kvm_check_request.
1238          */
1239         smp_wmb();
1240         set_bit(req & KVM_REQUEST_MASK, (void *)&vcpu->requests);
1241 }
1242
1243 static inline bool kvm_request_pending(struct kvm_vcpu *vcpu)
1244 {
1245         return READ_ONCE(vcpu->requests);
1246 }
1247
1248 static inline bool kvm_test_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1249 {
1250         return test_bit(req & KVM_REQUEST_MASK, (void *)&vcpu->requests);
1251 }
1252
1253 static inline void kvm_clear_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1254 {
1255         clear_bit(req & KVM_REQUEST_MASK, (void *)&vcpu->requests);
1256 }
1257
1258 static inline bool kvm_check_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1259 {
1260         if (kvm_test_request(req, vcpu)) {
1261                 kvm_clear_request(req, vcpu);
1262
1263                 /*
1264                  * Ensure the rest of the request is visible to kvm_check_request's
1265                  * caller.  Paired with the smp_wmb in kvm_make_request.
1266                  */
1267                 smp_mb__after_atomic();
1268                 return true;
1269         } else {
1270                 return false;
1271         }
1272 }
1273
1274 extern bool kvm_rebooting;
1275
1276 extern unsigned int halt_poll_ns;
1277 extern unsigned int halt_poll_ns_grow;
1278 extern unsigned int halt_poll_ns_grow_start;
1279 extern unsigned int halt_poll_ns_shrink;
1280
1281 struct kvm_device {
1282         const struct kvm_device_ops *ops;
1283         struct kvm *kvm;
1284         void *private;
1285         struct list_head vm_node;
1286 };
1287
1288 /* create, destroy, and name are mandatory */
1289 struct kvm_device_ops {
1290         const char *name;
1291
1292         /*
1293          * create is called holding kvm->lock and any operations not suitable
1294          * to do while holding the lock should be deferred to init (see
1295          * below).
1296          */
1297         int (*create)(struct kvm_device *dev, u32 type);
1298
1299         /*
1300          * init is called after create if create is successful and is called
1301          * outside of holding kvm->lock.
1302          */
1303         void (*init)(struct kvm_device *dev);
1304
1305         /*
1306          * Destroy is responsible for freeing dev.
1307          *
1308          * Destroy may be called before or after destructors are called
1309          * on emulated I/O regions, depending on whether a reference is
1310          * held by a vcpu or other kvm component that gets destroyed
1311          * after the emulated I/O.
1312          */
1313         void (*destroy)(struct kvm_device *dev);
1314
1315         /*
1316          * Release is an alternative method to free the device. It is
1317          * called when the device file descriptor is closed. Once
1318          * release is called, the destroy method will not be called
1319          * anymore as the device is removed from the device list of
1320          * the VM. kvm->lock is held.
1321          */
1322         void (*release)(struct kvm_device *dev);
1323
1324         int (*set_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1325         int (*get_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1326         int (*has_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1327         long (*ioctl)(struct kvm_device *dev, unsigned int ioctl,
1328                       unsigned long arg);
1329         int (*mmap)(struct kvm_device *dev, struct vm_area_struct *vma);
1330 };
1331
1332 void kvm_device_get(struct kvm_device *dev);
1333 void kvm_device_put(struct kvm_device *dev);
1334 struct kvm_device *kvm_device_from_filp(struct file *filp);
1335 int kvm_register_device_ops(const struct kvm_device_ops *ops, u32 type);
1336 void kvm_unregister_device_ops(u32 type);
1337
1338 extern struct kvm_device_ops kvm_mpic_ops;
1339 extern struct kvm_device_ops kvm_arm_vgic_v2_ops;
1340 extern struct kvm_device_ops kvm_arm_vgic_v3_ops;
1341
1342 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
1343
1344 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1345 {
1346         vcpu->spin_loop.in_spin_loop = val;
1347 }
1348 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1349 {
1350         vcpu->spin_loop.dy_eligible = val;
1351 }
1352
1353 #else /* !CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1354
1355 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1356 {
1357 }
1358
1359 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1360 {
1361 }
1362 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1363
1364 static inline bool kvm_is_visible_memslot(struct kvm_memory_slot *memslot)
1365 {
1366         return (memslot && memslot->id < KVM_USER_MEM_SLOTS &&
1367                 !(memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID));
1368 }
1369
1370 struct kvm_vcpu *kvm_get_running_vcpu(void);
1371 struct kvm_vcpu * __percpu *kvm_get_running_vcpus(void);
1372
1373 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_BYPASS
1374 bool kvm_arch_has_irq_bypass(void);
1375 int kvm_arch_irq_bypass_add_producer(struct irq_bypass_consumer *,
1376                            struct irq_bypass_producer *);
1377 void kvm_arch_irq_bypass_del_producer(struct irq_bypass_consumer *,
1378                            struct irq_bypass_producer *);
1379 void kvm_arch_irq_bypass_stop(struct irq_bypass_consumer *);
1380 void kvm_arch_irq_bypass_start(struct irq_bypass_consumer *);
1381 int kvm_arch_update_irqfd_routing(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1382                                   uint32_t guest_irq, bool set);
1383 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_BYPASS */
1384
1385 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_INVALID_WAKEUPS
1386 /* If we wakeup during the poll time, was it a sucessful poll? */
1387 static inline bool vcpu_valid_wakeup(struct kvm_vcpu *vcpu)
1388 {
1389         return vcpu->valid_wakeup;
1390 }
1391
1392 #else
1393 static inline bool vcpu_valid_wakeup(struct kvm_vcpu *vcpu)
1394 {
1395         return true;
1396 }
1397 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_INVALID_WAKEUPS */
1398
1399 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_NO_POLL
1400 /* Callback that tells if we must not poll */
1401 bool kvm_arch_no_poll(struct kvm_vcpu *vcpu);
1402 #else
1403 static inline bool kvm_arch_no_poll(struct kvm_vcpu *vcpu)
1404 {
1405         return false;
1406 }
1407 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_NO_POLL */
1408
1409 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_ASYNC_IOCTL
1410 long kvm_arch_vcpu_async_ioctl(struct file *filp,
1411                                unsigned int ioctl, unsigned long arg);
1412 #else
1413 static inline long kvm_arch_vcpu_async_ioctl(struct file *filp,
1414                                              unsigned int ioctl,
1415                                              unsigned long arg)
1416 {
1417         return -ENOIOCTLCMD;
1418 }
1419 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_ASYNC_IOCTL */
1420
1421 int kvm_arch_mmu_notifier_invalidate_range(struct kvm *kvm,
1422                 unsigned long start, unsigned long end, bool blockable);
1423
1424 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_RUN_PID_CHANGE
1425 int kvm_arch_vcpu_run_pid_change(struct kvm_vcpu *vcpu);
1426 #else
1427 static inline int kvm_arch_vcpu_run_pid_change(struct kvm_vcpu *vcpu)
1428 {
1429         return 0;
1430 }
1431 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_RUN_PID_CHANGE */
1432
1433 typedef int (*kvm_vm_thread_fn_t)(struct kvm *kvm, uintptr_t data);
1434
1435 int kvm_vm_create_worker_thread(struct kvm *kvm, kvm_vm_thread_fn_t thread_fn,
1436                                 uintptr_t data, const char *name,
1437                                 struct task_struct **thread_ptr);
1438
1439 #endif