include/linux/kvm_host.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
   2 #ifndef __KVM_HOST_H
   3 #define __KVM_HOST_H
   4
   5
   6 #include <linux/types.h>
   7 #include <linux/hardirq.h>
   8 #include <linux/list.h>
   9 #include <linux/mutex.h>
  10 #include <linux/spinlock.h>
  11 #include <linux/signal.h>
  12 #include <linux/sched.h>
  13 #include <linux/bug.h>
  14 #include <linux/mm.h>
  15 #include <linux/mmu_notifier.h>
  16 #include <linux/preempt.h>
  17 #include <linux/msi.h>
  18 #include <linux/slab.h>
  19 #include <linux/vmalloc.h>
  20 #include <linux/rcupdate.h>
  21 #include <linux/ratelimit.h>
  22 #include <linux/err.h>
  23 #include <linux/irqflags.h>
  24 #include <linux/context_tracking.h>
  25 #include <linux/irqbypass.h>
  26 #include <linux/rcuwait.h>
  27 #include <linux/refcount.h>
  28 #include <linux/nospec.h>
  29 #include <asm/signal.h>
  30
  31 #include <linux/kvm.h>
  32 #include <linux/kvm_para.h>
  33
  34 #include <linux/kvm_types.h>
  35
  36 #include <asm/kvm_host.h>
  37
  38 #ifndef KVM_MAX_VCPU_ID
  39 #define KVM_MAX_VCPU_ID KVM_MAX_VCPUS
  40 #endif
  41
  42 /*
  43  * The bit 16 ~ bit 31 of kvm_memory_region::flags are internally used
  44  * in kvm, other bits are visible for userspace which are defined in
  45  * include/linux/kvm_h.
  46  */
  47 #define KVM_MEMSLOT_INVALID     (1UL << 16)
  48
  49 /*
  50  * Bit 63 of the memslot generation number is an "update in-progress flag",
  51  * e.g. is temporarily set for the duration of install_new_memslots().
  52  * This flag effectively creates a unique generation number that is used to
  53  * mark cached memslot data, e.g. MMIO accesses, as potentially being stale,
  54  * i.e. may (or may not) have come from the previous memslots generation.
  55  *
  56  * This is necessary because the actual memslots update is not atomic with
  57  * respect to the generation number update.  Updating the generation number
  58  * first would allow a vCPU to cache a spte from the old memslots using the
  59  * new generation number, and updating the generation number after switching
  60  * to the new memslots would allow cache hits using the old generation number
  61  * to reference the defunct memslots.
  62  *
  63  * This mechanism is used to prevent getting hits in KVM's caches while a
  64  * memslot update is in-progress, and to prevent cache hits *after* updating
  65  * the actual generation number against accesses that were inserted into the
  66  * cache *before* the memslots were updated.
  67  */
  68 #define KVM_MEMSLOT_GEN_UPDATE_IN_PROGRESS      BIT_ULL(63)
  69
  70 /* Two fragments for cross MMIO pages. */
  71 #define KVM_MAX_MMIO_FRAGMENTS  2
  72
  73 #ifndef KVM_ADDRESS_SPACE_NUM
  74 #define KVM_ADDRESS_SPACE_NUM   1
  75 #endif
  76
  77 /*
  78  * For the normal pfn, the highest 12 bits should be zero,
  79  * so we can mask bit 62 ~ bit 52  to indicate the error pfn,
  80  * mask bit 63 to indicate the noslot pfn.
  81  */
  82 #define KVM_PFN_ERR_MASK        (0x7ffULL << 52)
  83 #define KVM_PFN_ERR_NOSLOT_MASK (0xfffULL << 52)
  84 #define KVM_PFN_NOSLOT          (0x1ULL << 63)
  85
  86 #define KVM_PFN_ERR_FAULT       (KVM_PFN_ERR_MASK)
  87 #define KVM_PFN_ERR_HWPOISON    (KVM_PFN_ERR_MASK + 1)
  88 #define KVM_PFN_ERR_RO_FAULT    (KVM_PFN_ERR_MASK + 2)
  89
  90 /*
  91  * error pfns indicate that the gfn is in slot but faild to
  92  * translate it to pfn on host.
  93  */
  94 static inline bool is_error_pfn(kvm_pfn_t pfn)
  95 {
  96         return !!(pfn & KVM_PFN_ERR_MASK);
  97 }
  98
  99 /*
 100  * error_noslot pfns indicate that the gfn can not be
 101  * translated to pfn - it is not in slot or failed to
 102  * translate it to pfn.
 103  */
 104 static inline bool is_error_noslot_pfn(kvm_pfn_t pfn)
 105 {
 106         return !!(pfn & KVM_PFN_ERR_NOSLOT_MASK);
 107 }
 108
 109 /* noslot pfn indicates that the gfn is not in slot. */
 110 static inline bool is_noslot_pfn(kvm_pfn_t pfn)
 111 {
 112         return pfn == KVM_PFN_NOSLOT;
 113 }
 114
 115 /*
 116  * architectures with KVM_HVA_ERR_BAD other than PAGE_OFFSET (e.g. s390)
 117  * provide own defines and kvm_is_error_hva
 118  */
 119 #ifndef KVM_HVA_ERR_BAD
 120
 121 #define KVM_HVA_ERR_BAD         (PAGE_OFFSET)
 122 #define KVM_HVA_ERR_RO_BAD      (PAGE_OFFSET + PAGE_SIZE)
 123
 124 static inline bool kvm_is_error_hva(unsigned long addr)
 125 {
 126         return addr >= PAGE_OFFSET;
 127 }
 128
 129 #endif
 130
 131 #define KVM_ERR_PTR_BAD_PAGE    (ERR_PTR(-ENOENT))
 132
 133 static inline bool is_error_page(struct page *page)
 134 {
 135         return IS_ERR(page);
 136 }
 137
 138 #define KVM_REQUEST_MASK           GENMASK(7,0)
 139 #define KVM_REQUEST_NO_WAKEUP      BIT(8)
 140 #define KVM_REQUEST_WAIT           BIT(9)
 141 /*
 142  * Architecture-independent vcpu->requests bit members
 143  * Bits 4-7 are reserved for more arch-independent bits.
 144  */
 145 #define KVM_REQ_TLB_FLUSH         (0 | KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
 146 #define KVM_REQ_MMU_RELOAD        (1 | KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
 147 #define KVM_REQ_PENDING_TIMER     2
 148 #define KVM_REQ_UNHALT            3
 149 #define KVM_REQUEST_ARCH_BASE     8
 150
 151 #define KVM_ARCH_REQ_FLAGS(nr, flags) ({ \
 152         BUILD_BUG_ON((unsigned)(nr) >= (sizeof_field(struct kvm_vcpu, requests) * 8) - KVM_REQUEST_ARCH_BASE); \
 153         (unsigned)(((nr) + KVM_REQUEST_ARCH_BASE) | (flags)); \
 154 })
 155 #define KVM_ARCH_REQ(nr)           KVM_ARCH_REQ_FLAGS(nr, 0)
 156
 157 #define KVM_USERSPACE_IRQ_SOURCE_ID             0
 158 #define KVM_IRQFD_RESAMPLE_IRQ_SOURCE_ID        1
 159
 160 extern struct mutex kvm_lock;
 161 extern struct list_head vm_list;
 162
 163 struct kvm_io_range {
 164         gpa_t addr;
 165         int len;
 166         struct kvm_io_device *dev;
 167 };
 168
 169 #define NR_IOBUS_DEVS 1000
 170
 171 struct kvm_io_bus {
 172         int dev_count;
 173         int ioeventfd_count;
 174         struct kvm_io_range range[];
 175 };
 176
 177 enum kvm_bus {
 178         KVM_MMIO_BUS,
 179         KVM_PIO_BUS,
 180         KVM_VIRTIO_CCW_NOTIFY_BUS,
 181         KVM_FAST_MMIO_BUS,
 182         KVM_NR_BUSES
 183 };
 184
 185 int kvm_io_bus_write(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
 186                      int len, const void *val);
 187 int kvm_io_bus_write_cookie(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_bus bus_idx,
 188                             gpa_t addr, int len, const void *val, long cookie);
 189 int kvm_io_bus_read(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
 190                     int len, void *val);
 191 int kvm_io_bus_register_dev(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
 192                             int len, struct kvm_io_device *dev);
 193 void kvm_io_bus_unregister_dev(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx,
 194                                struct kvm_io_device *dev);
 195 struct kvm_io_device *kvm_io_bus_get_dev(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx,
 196                                          gpa_t addr);
 197
 198 #ifdef CONFIG_KVM_ASYNC_PF
 199 struct kvm_async_pf {
 200         struct work_struct work;
 201         struct list_head link;
 202         struct list_head queue;
 203         struct kvm_vcpu *vcpu;
 204         struct mm_struct *mm;
 205         gpa_t cr2_or_gpa;
 206         unsigned long addr;
 207         struct kvm_arch_async_pf arch;
 208         bool   wakeup_all;
 209         bool notpresent_injected;
 210 };
 211
 212 void kvm_clear_async_pf_completion_queue(struct kvm_vcpu *vcpu);
 213 void kvm_check_async_pf_completion(struct kvm_vcpu *vcpu);
 214 int kvm_setup_async_pf(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t cr2_or_gpa,
 215                        unsigned long hva, struct kvm_arch_async_pf *arch);
 216 int kvm_async_pf_wakeup_all(struct kvm_vcpu *vcpu);
 217 #endif
 218
 219 enum {
 220         OUTSIDE_GUEST_MODE,
 221         IN_GUEST_MODE,
 222         EXITING_GUEST_MODE,
 223         READING_SHADOW_PAGE_TABLES,
 224 };
 225
 226 #define KVM_UNMAPPED_PAGE       ((void *) 0x500 + POISON_POINTER_DELTA)
 227
 228 struct kvm_host_map {
 229         /*
 230          * Only valid if the 'pfn' is managed by the host kernel (i.e. There is
 231          * a 'struct page' for it. When using mem= kernel parameter some memory
 232          * can be used as guest memory but they are not managed by host
 233          * kernel).
 234          * If 'pfn' is not managed by the host kernel, this field is
 235          * initialized to KVM_UNMAPPED_PAGE.
 236          */
 237         struct page *page;
 238         void *hva;
 239         kvm_pfn_t pfn;
 240         kvm_pfn_t gfn;
 241 };
 242
 243 /*
 244  * Used to check if the mapping is valid or not. Never use 'kvm_host_map'
 245  * directly to check for that.
 246  */
 247 static inline bool kvm_vcpu_mapped(struct kvm_host_map *map)
 248 {
 249         return !!map->hva;
 250 }
 251
 252 /*
 253  * Sometimes a large or cross-page mmio needs to be broken up into separate
 254  * exits for userspace servicing.
 255  */
 256 struct kvm_mmio_fragment {
 257         gpa_t gpa;
 258         void *data;
 259         unsigned len;
 260 };
 261
 262 struct kvm_vcpu {
 263         struct kvm *kvm;
 264 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
 265         struct preempt_notifier preempt_notifier;
 266 #endif
 267         int cpu;
 268         int vcpu_id; /* id given by userspace at creation */
 269         int vcpu_idx; /* index in kvm->vcpus array */
 270         int srcu_idx;
 271         int mode;
 272         u64 requests;
 273         unsigned long guest_debug;
 274
 275         int pre_pcpu;
 276         struct list_head blocked_vcpu_list;
 277
 278         struct mutex mutex;
 279         struct kvm_run *run;
 280
 281         struct rcuwait wait;
 282         struct pid __rcu *pid;
 283         int sigset_active;
 284         sigset_t sigset;
 285         struct kvm_vcpu_stat stat;
 286         unsigned int halt_poll_ns;
 287         bool valid_wakeup;
 288
 289 #ifdef CONFIG_HAS_IOMEM
 290         int mmio_needed;
 291         int mmio_read_completed;
 292         int mmio_is_write;
 293         int mmio_cur_fragment;
 294         int mmio_nr_fragments;
 295         struct kvm_mmio_fragment mmio_fragments[KVM_MAX_MMIO_FRAGMENTS];
 296 #endif
 297
 298 #ifdef CONFIG_KVM_ASYNC_PF
 299         struct {
 300                 u32 queued;
 301                 struct list_head queue;
 302                 struct list_head done;
 303                 spinlock_t lock;
 304         } async_pf;
 305 #endif
 306
 307 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
 308         /*
 309          * Cpu relax intercept or pause loop exit optimization
 310          * in_spin_loop: set when a vcpu does a pause loop exit
 311          *  or cpu relax intercepted.
 312          * dy_eligible: indicates whether vcpu is eligible for directed yield.
 313          */
 314         struct {
 315                 bool in_spin_loop;
 316                 bool dy_eligible;
 317         } spin_loop;
 318 #endif
 319         bool preempted;
 320         bool ready;
 321         struct kvm_vcpu_arch arch;
 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[];
 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_read_guest_offset_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 738                                  void *data, unsigned int offset,
 739                                  unsigned long len);
 740 int kvm_write_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, const void *data,
 741                          int offset, int len);
 742 int kvm_write_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, const void *data,
 743                     unsigned long len);
 744 int kvm_write_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 745                            void *data, unsigned long len);
 746 int kvm_write_guest_offset_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 747                                   void *data, unsigned int offset,
 748                                   unsigned long len);
 749 int kvm_gfn_to_hva_cache_init(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 750                               gpa_t gpa, unsigned long len);
 751
 752 #define __kvm_put_guest(kvm, gfn, offset, value, type)                  \
 753 ({                                                                      \
 754         unsigned long __addr = gfn_to_hva(kvm, gfn);                    \
 755         type __user *__uaddr = (type __user *)(__addr + offset);        \
 756         int __ret = -EFAULT;                                            \
 757                                                                         \
 758         if (!kvm_is_error_hva(__addr))                                  \
 759                 __ret = put_user(value, __uaddr);                       \
 760         if (!__ret)                                                     \
 761                 mark_page_dirty(kvm, gfn);                              \
 762         __ret;                                                          \
 763 })
 764
 765 #define kvm_put_guest(kvm, gpa, value, type)                            \
 766 ({                                                                      \
 767         gpa_t __gpa = gpa;                                              \
 768         struct kvm *__kvm = kvm;                                        \
 769         __kvm_put_guest(__kvm, __gpa >> PAGE_SHIFT,                     \
 770                         offset_in_page(__gpa), (value), type);          \
 771 })
 772
 773 int kvm_clear_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, int offset, int len);
 774 int kvm_clear_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, unsigned long len);
 775 struct kvm_memory_slot *gfn_to_memslot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 776 bool kvm_is_visible_gfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 777 unsigned long kvm_host_page_size(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 778 void mark_page_dirty(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 779
 780 struct kvm_memslots *kvm_vcpu_memslots(struct kvm_vcpu *vcpu);
 781 struct kvm_memory_slot *kvm_vcpu_gfn_to_memslot(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 782 kvm_pfn_t kvm_vcpu_gfn_to_pfn_atomic(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 783 kvm_pfn_t kvm_vcpu_gfn_to_pfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 784 int kvm_vcpu_map(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, struct kvm_host_map *map);
 785 int kvm_map_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, struct kvm_host_map *map,
 786                 struct gfn_to_pfn_cache *cache, bool atomic);
 787 struct page *kvm_vcpu_gfn_to_page(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 788 void kvm_vcpu_unmap(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_host_map *map, bool dirty);
 789 int kvm_unmap_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_host_map *map,
 790                   struct gfn_to_pfn_cache *cache, bool dirty, bool atomic);
 791 unsigned long kvm_vcpu_gfn_to_hva(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 792 unsigned long kvm_vcpu_gfn_to_hva_prot(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool *writable);
 793 int kvm_vcpu_read_guest_page(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, void *data, int offset,
 794                              int len);
 795 int kvm_vcpu_read_guest_atomic(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, void *data,
 796                                unsigned long len);
 797 int kvm_vcpu_read_guest(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, void *data,
 798                         unsigned long len);
 799 int kvm_vcpu_write_guest_page(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, const void *data,
 800                               int offset, int len);
 801 int kvm_vcpu_write_guest(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, const void *data,
 802                          unsigned long len);
 803 void kvm_vcpu_mark_page_dirty(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 804
 805 void kvm_sigset_activate(struct kvm_vcpu *vcpu);
 806 void kvm_sigset_deactivate(struct kvm_vcpu *vcpu);
 807
 808 void kvm_vcpu_block(struct kvm_vcpu *vcpu);
 809 void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu);
 810 void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu);
 811 bool kvm_vcpu_wake_up(struct kvm_vcpu *vcpu);
 812 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 813 int kvm_vcpu_yield_to(struct kvm_vcpu *target);
 814 void kvm_vcpu_on_spin(struct kvm_vcpu *vcpu, bool usermode_vcpu_not_eligible);
 815
 816 void kvm_flush_remote_tlbs(struct kvm *kvm);
 817 void kvm_reload_remote_mmus(struct kvm *kvm);
 818
 819 bool kvm_make_vcpus_request_mask(struct kvm *kvm, unsigned int req,
 820                                  struct kvm_vcpu *except,
 821                                  unsigned long *vcpu_bitmap, cpumask_var_t tmp);
 822 bool kvm_make_all_cpus_request(struct kvm *kvm, unsigned int req);
 823 bool kvm_make_all_cpus_request_except(struct kvm *kvm, unsigned int req,
 824                                       struct kvm_vcpu *except);
 825 bool kvm_make_cpus_request_mask(struct kvm *kvm, unsigned int req,
 826                                 unsigned long *vcpu_bitmap);
 827
 828 long kvm_arch_dev_ioctl(struct file *filp,
 829                         unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 830 long kvm_arch_vcpu_ioctl(struct file *filp,
 831                          unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 832 vm_fault_t kvm_arch_vcpu_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vm_fault *vmf);
 833
 834 int kvm_vm_ioctl_check_extension(struct kvm *kvm, long ext);
 835
 836 void kvm_arch_mmu_enable_log_dirty_pt_masked(struct kvm *kvm,
 837                                         struct kvm_memory_slot *slot,
 838                                         gfn_t gfn_offset,
 839                                         unsigned long mask);
 840 void kvm_arch_sync_dirty_log(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *memslot);
 841
 842 #ifdef CONFIG_KVM_GENERIC_DIRTYLOG_READ_PROTECT
 843 void kvm_arch_flush_remote_tlbs_memslot(struct kvm *kvm,
 844                                         struct kvm_memory_slot *memslot);
 845 #else /* !CONFIG_KVM_GENERIC_DIRTYLOG_READ_PROTECT */
 846 int kvm_vm_ioctl_get_dirty_log(struct kvm *kvm, struct kvm_dirty_log *log);
 847 int kvm_get_dirty_log(struct kvm *kvm, struct kvm_dirty_log *log,
 848                       int *is_dirty, struct kvm_memory_slot **memslot);
 849 #endif
 850
 851 int kvm_vm_ioctl_irq_line(struct kvm *kvm, struct kvm_irq_level *irq_level,
 852                         bool line_status);
 853 int kvm_vm_ioctl_enable_cap(struct kvm *kvm,
 854                             struct kvm_enable_cap *cap);
 855 long kvm_arch_vm_ioctl(struct file *filp,
 856                        unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 857
 858 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
 859 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
 860
 861 int kvm_arch_vcpu_ioctl_translate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 862                                     struct kvm_translation *tr);
 863
 864 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
 865 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
 866 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 867                                   struct kvm_sregs *sregs);
 868 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 869                                   struct kvm_sregs *sregs);
 870 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 871                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
 872 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 873                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
 874 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_guest_debug(struct kvm_vcpu *vcpu,
 875                                         struct kvm_guest_debug *dbg);
 876 int kvm_arch_vcpu_ioctl_run(struct kvm_vcpu *vcpu);
 877
 878 int kvm_arch_init(void *opaque);
 879 void kvm_arch_exit(void);
 880
 881 void kvm_arch_sched_in(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 882
 883 void kvm_arch_vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 884 void kvm_arch_vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 885 int kvm_arch_vcpu_precreate(struct kvm *kvm, unsigned int id);
 886 int kvm_arch_vcpu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
 887 void kvm_arch_vcpu_postcreate(struct kvm_vcpu *vcpu);
 888 void kvm_arch_vcpu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
 889
 890 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_VCPU_DEBUGFS
 891 void kvm_arch_create_vcpu_debugfs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct dentry *debugfs_dentry);
 892 #endif
 893
 894 int kvm_arch_hardware_enable(void);
 895 void kvm_arch_hardware_disable(void);
 896 int kvm_arch_hardware_setup(void *opaque);
 897 void kvm_arch_hardware_unsetup(void);
 898 int kvm_arch_check_processor_compat(void *opaque);
 899 int kvm_arch_vcpu_runnable(struct kvm_vcpu *vcpu);
 900 bool kvm_arch_vcpu_in_kernel(struct kvm_vcpu *vcpu);
 901 int kvm_arch_vcpu_should_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 902 bool kvm_arch_dy_runnable(struct kvm_vcpu *vcpu);
 903 int kvm_arch_post_init_vm(struct kvm *kvm);
 904 void kvm_arch_pre_destroy_vm(struct kvm *kvm);
 905
 906 #ifndef __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
 907 /*
 908  * All architectures that want to use vzalloc currently also
 909  * need their own kvm_arch_alloc_vm implementation.
 910  */
 911 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
 912 {
 913         return kzalloc(sizeof(struct kvm), GFP_KERNEL);
 914 }
 915
 916 static inline void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm)
 917 {
 918         kfree(kvm);
 919 }
 920 #endif
 921
 922 #ifndef __KVM_HAVE_ARCH_FLUSH_REMOTE_TLB
 923 static inline int kvm_arch_flush_remote_tlb(struct kvm *kvm)
 924 {
 925         return -ENOTSUPP;
 926 }
 927 #endif
 928
 929 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
 930 void kvm_arch_register_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 931 void kvm_arch_unregister_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 932 bool kvm_arch_has_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
 933 #else
 934 static inline void kvm_arch_register_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 935 {
 936 }
 937
 938 static inline void kvm_arch_unregister_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 939 {
 940 }
 941
 942 static inline bool kvm_arch_has_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
 943 {
 944         return false;
 945 }
 946 #endif
 947 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
 948 void kvm_arch_start_assignment(struct kvm *kvm);
 949 void kvm_arch_end_assignment(struct kvm *kvm);
 950 bool kvm_arch_has_assigned_device(struct kvm *kvm);
 951 #else
 952 static inline void kvm_arch_start_assignment(struct kvm *kvm)
 953 {
 954 }
 955
 956 static inline void kvm_arch_end_assignment(struct kvm *kvm)
 957 {
 958 }
 959
 960 static inline bool kvm_arch_has_assigned_device(struct kvm *kvm)
 961 {
 962         return false;
 963 }
 964 #endif
 965
 966 static inline struct rcuwait *kvm_arch_vcpu_get_wait(struct kvm_vcpu *vcpu)
 967 {
 968 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_WQP
 969         return vcpu->arch.waitp;
 970 #else
 971         return &vcpu->wait;
 972 #endif
 973 }
 974
 975 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_INTC_INITIALIZED
 976 /*
 977  * returns true if the virtual interrupt controller is initialized and
 978  * ready to accept virtual IRQ. On some architectures the virtual interrupt
 979  * controller is dynamically instantiated and this is not always true.
 980  */
 981 bool kvm_arch_intc_initialized(struct kvm *kvm);
 982 #else
 983 static inline bool kvm_arch_intc_initialized(struct kvm *kvm)
 984 {
 985         return true;
 986 }
 987 #endif
 988
 989 int kvm_arch_init_vm(struct kvm *kvm, unsigned long type);
 990 void kvm_arch_destroy_vm(struct kvm *kvm);
 991 void kvm_arch_sync_events(struct kvm *kvm);
 992
 993 int kvm_cpu_has_pending_timer(struct kvm_vcpu *vcpu);
 994
 995 bool kvm_is_reserved_pfn(kvm_pfn_t pfn);
 996 bool kvm_is_zone_device_pfn(kvm_pfn_t pfn);
 997 bool kvm_is_transparent_hugepage(kvm_pfn_t pfn);
 998
 999 struct kvm_irq_ack_notifier {
1000         struct hlist_node link;
1001         unsigned gsi;
1002         void (*irq_acked)(struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
1003 };
1004
1005 int kvm_irq_map_gsi(struct kvm *kvm,
1006                     struct kvm_kernel_irq_routing_entry *entries, int gsi);
1007 int kvm_irq_map_chip_pin(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
1008
1009 int kvm_set_irq(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level,
1010                 bool line_status);
1011 int kvm_set_msi(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *irq_entry, struct kvm *kvm,
1012                 int irq_source_id, int level, bool line_status);
1013 int kvm_arch_set_irq_inatomic(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1014                                struct kvm *kvm, int irq_source_id,
1015                                int level, bool line_status);
1016 bool kvm_irq_has_notifier(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
1017 void kvm_notify_acked_gsi(struct kvm *kvm, int gsi);
1018 void kvm_notify_acked_irq(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
1019 void kvm_register_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
1020                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
1021 void kvm_unregister_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
1022                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
1023 int kvm_request_irq_source_id(struct kvm *kvm);
1024 void kvm_free_irq_source_id(struct kvm *kvm, int irq_source_id);
1025 bool kvm_arch_irqfd_allowed(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args);
1026
1027 /*
1028  * search_memslots() and __gfn_to_memslot() are here because they are
1029  * used in non-modular code in arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_mmu.c.
1030  * gfn_to_memslot() itself isn't here as an inline because that would
1031  * bloat other code too much.
1032  *
1033  * IMPORTANT: Slots are sorted from highest GFN to lowest GFN!
1034  */
1035 static inline struct kvm_memory_slot *
1036 search_memslots(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
1037 {
1038         int start = 0, end = slots->used_slots;
1039         int slot = atomic_read(&slots->lru_slot);
1040         struct kvm_memory_slot *memslots = slots->memslots;
1041
1042         if (unlikely(!slots->used_slots))
1043                 return NULL;
1044
1045         if (gfn >= memslots[slot].base_gfn &&
1046             gfn < memslots[slot].base_gfn + memslots[slot].npages)
1047                 return &memslots[slot];
1048
1049         while (start < end) {
1050                 slot = start + (end - start) / 2;
1051
1052                 if (gfn >= memslots[slot].base_gfn)
1053                         end = slot;
1054                 else
1055                         start = slot + 1;
1056         }
1057
1058         if (start < slots->used_slots && gfn >= memslots[start].base_gfn &&
1059             gfn < memslots[start].base_gfn + memslots[start].npages) {
1060                 atomic_set(&slots->lru_slot, start);
1061                 return &memslots[start];
1062         }
1063
1064         return NULL;
1065 }
1066
1067 static inline struct kvm_memory_slot *
1068 __gfn_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
1069 {
1070         return search_memslots(slots, gfn);
1071 }
1072
1073 static inline unsigned long
1074 __gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn)
1075 {
1076         return slot->userspace_addr + (gfn - slot->base_gfn) * PAGE_SIZE;
1077 }
1078
1079 static inline int memslot_id(struct kvm *kvm, gfn_t gfn)
1080 {
1081         return gfn_to_memslot(kvm, gfn)->id;
1082 }
1083
1084 static inline gfn_t
1085 hva_to_gfn_memslot(unsigned long hva, struct kvm_memory_slot *slot)
1086 {
1087         gfn_t gfn_offset = (hva - slot->userspace_addr) >> PAGE_SHIFT;
1088
1089         return slot->base_gfn + gfn_offset;
1090 }
1091
1092 static inline gpa_t gfn_to_gpa(gfn_t gfn)
1093 {
1094         return (gpa_t)gfn << PAGE_SHIFT;
1095 }
1096
1097 static inline gfn_t gpa_to_gfn(gpa_t gpa)
1098 {
1099         return (gfn_t)(gpa >> PAGE_SHIFT);
1100 }
1101
1102 static inline hpa_t pfn_to_hpa(kvm_pfn_t pfn)
1103 {
1104         return (hpa_t)pfn << PAGE_SHIFT;
1105 }
1106
1107 static inline struct page *kvm_vcpu_gpa_to_page(struct kvm_vcpu *vcpu,
1108                                                 gpa_t gpa)
1109 {
1110         return kvm_vcpu_gfn_to_page(vcpu, gpa_to_gfn(gpa));
1111 }
1112
1113 static inline bool kvm_is_error_gpa(struct kvm *kvm, gpa_t gpa)
1114 {
1115         unsigned long hva = gfn_to_hva(kvm, gpa_to_gfn(gpa));
1116
1117         return kvm_is_error_hva(hva);
1118 }
1119
1120 enum kvm_stat_kind {
1121         KVM_STAT_VM,
1122         KVM_STAT_VCPU,
1123 };
1124
1125 struct kvm_stat_data {
1126         struct kvm *kvm;
1127         struct kvm_stats_debugfs_item *dbgfs_item;
1128 };
1129
1130 struct kvm_stats_debugfs_item {
1131         const char *name;
1132         int offset;
1133         enum kvm_stat_kind kind;
1134         int mode;
1135 };
1136
1137 #define KVM_DBGFS_GET_MODE(dbgfs_item)                                         \
1138         ((dbgfs_item)->mode ? (dbgfs_item)->mode : 0644)
1139
1140 #define VM_STAT(n, x, ...)                                                      \
1141         { n, offsetof(struct kvm, stat.x), KVM_STAT_VM, ## __VA_ARGS__ }
1142 #define VCPU_STAT(n, x, ...)                                                    \
1143         { n, offsetof(struct kvm_vcpu, stat.x), KVM_STAT_VCPU, ## __VA_ARGS__ }
1144
1145 extern struct kvm_stats_debugfs_item debugfs_entries[];
1146 extern struct dentry *kvm_debugfs_dir;
1147
1148 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
1149 static inline int mmu_notifier_retry(struct kvm *kvm, unsigned long mmu_seq)
1150 {
1151         if (unlikely(kvm->mmu_notifier_count))
1152                 return 1;
1153         /*
1154          * Ensure the read of mmu_notifier_count happens before the read
1155          * of mmu_notifier_seq.  This interacts with the smp_wmb() in
1156          * mmu_notifier_invalidate_range_end to make sure that the caller
1157          * either sees the old (non-zero) value of mmu_notifier_count or
1158          * the new (incremented) value of mmu_notifier_seq.
1159          * PowerPC Book3s HV KVM calls this under a per-page lock
1160          * rather than under kvm->mmu_lock, for scalability, so
1161          * can't rely on kvm->mmu_lock to keep things ordered.
1162          */
1163         smp_rmb();
1164         if (kvm->mmu_notifier_seq != mmu_seq)
1165                 return 1;
1166         return 0;
1167 }
1168 #endif
1169
1170 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_ROUTING
1171
1172 #define KVM_MAX_IRQ_ROUTES 4096 /* might need extension/rework in the future */
1173
1174 bool kvm_arch_can_set_irq_routing(struct kvm *kvm);
1175 int kvm_set_irq_routing(struct kvm *kvm,
1176                         const struct kvm_irq_routing_entry *entries,
1177                         unsigned nr,
1178                         unsigned flags);
1179 int kvm_set_routing_entry(struct kvm *kvm,
1180                           struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1181                           const struct kvm_irq_routing_entry *ue);
1182 void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm);
1183
1184 #else
1185
1186 static inline void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm) {}
1187
1188 #endif
1189
1190 int kvm_send_userspace_msi(struct kvm *kvm, struct kvm_msi *msi);
1191
1192 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
1193
1194 void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm);
1195 int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args);
1196
1197 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQFD
1198 int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args);
1199 void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm);
1200 void kvm_irq_routing_update(struct kvm *);
1201 #else
1202 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
1203 {
1204         return -EINVAL;
1205 }
1206
1207 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
1208 #endif
1209
1210 #else
1211
1212 static inline void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm) {}
1213
1214 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
1215 {
1216         return -EINVAL;
1217 }
1218
1219 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
1220
1221 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
1222 static inline void kvm_irq_routing_update(struct kvm *kvm)
1223 {
1224 }
1225 #endif
1226
1227 static inline int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args)
1228 {
1229         return -ENOSYS;
1230 }
1231
1232 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD */
1233
1234 void kvm_arch_irq_routing_update(struct kvm *kvm);
1235
1236 static inline void kvm_make_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1237 {
1238         /*
1239          * Ensure the rest of the request is published to kvm_check_request's
1240          * caller.  Paired with the smp_mb__after_atomic in kvm_check_request.
1241          */
1242         smp_wmb();
1243         set_bit(req & KVM_REQUEST_MASK, (void *)&vcpu->requests);
1244 }
1245
1246 static inline bool kvm_request_pending(struct kvm_vcpu *vcpu)
1247 {
1248         return READ_ONCE(vcpu->requests);
1249 }
1250
1251 static inline bool kvm_test_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1252 {
1253         return test_bit(req & KVM_REQUEST_MASK, (void *)&vcpu->requests);
1254 }
1255
1256 static inline void kvm_clear_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1257 {
1258         clear_bit(req & KVM_REQUEST_MASK, (void *)&vcpu->requests);
1259 }
1260
1261 static inline bool kvm_check_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1262 {
1263         if (kvm_test_request(req, vcpu)) {
1264                 kvm_clear_request(req, vcpu);
1265
1266                 /*
1267                  * Ensure the rest of the request is visible to kvm_check_request's
1268                  * caller.  Paired with the smp_wmb in kvm_make_request.
1269                  */
1270                 smp_mb__after_atomic();
1271                 return true;
1272         } else {
1273                 return false;
1274         }
1275 }
1276
1277 extern bool kvm_rebooting;
1278
1279 extern unsigned int halt_poll_ns;
1280 extern unsigned int halt_poll_ns_grow;
1281 extern unsigned int halt_poll_ns_grow_start;
1282 extern unsigned int halt_poll_ns_shrink;
1283
1284 struct kvm_device {
1285         const struct kvm_device_ops *ops;
1286         struct kvm *kvm;
1287         void *private;
1288         struct list_head vm_node;
1289 };
1290
1291 /* create, destroy, and name are mandatory */
1292 struct kvm_device_ops {
1293         const char *name;
1294
1295         /*
1296          * create is called holding kvm->lock and any operations not suitable
1297          * to do while holding the lock should be deferred to init (see
1298          * below).
1299          */
1300         int (*create)(struct kvm_device *dev, u32 type);
1301
1302         /*
1303          * init is called after create if create is successful and is called
1304          * outside of holding kvm->lock.
1305          */
1306         void (*init)(struct kvm_device *dev);
1307
1308         /*
1309          * Destroy is responsible for freeing dev.
1310          *
1311          * Destroy may be called before or after destructors are called
1312          * on emulated I/O regions, depending on whether a reference is
1313          * held by a vcpu or other kvm component that gets destroyed
1314          * after the emulated I/O.
1315          */
1316         void (*destroy)(struct kvm_device *dev);
1317
1318         /*
1319          * Release is an alternative method to free the device. It is
1320          * called when the device file descriptor is closed. Once
1321          * release is called, the destroy method will not be called
1322          * anymore as the device is removed from the device list of
1323          * the VM. kvm->lock is held.
1324          */
1325         void (*release)(struct kvm_device *dev);
1326
1327         int (*set_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1328         int (*get_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1329         int (*has_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1330         long (*ioctl)(struct kvm_device *dev, unsigned int ioctl,
1331                       unsigned long arg);
1332         int (*mmap)(struct kvm_device *dev, struct vm_area_struct *vma);
1333 };
1334
1335 void kvm_device_get(struct kvm_device *dev);
1336 void kvm_device_put(struct kvm_device *dev);
1337 struct kvm_device *kvm_device_from_filp(struct file *filp);
1338 int kvm_register_device_ops(const struct kvm_device_ops *ops, u32 type);
1339 void kvm_unregister_device_ops(u32 type);
1340
1341 extern struct kvm_device_ops kvm_mpic_ops;
1342 extern struct kvm_device_ops kvm_arm_vgic_v2_ops;
1343 extern struct kvm_device_ops kvm_arm_vgic_v3_ops;
1344
1345 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
1346
1347 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1348 {
1349         vcpu->spin_loop.in_spin_loop = val;
1350 }
1351 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1352 {
1353         vcpu->spin_loop.dy_eligible = val;
1354 }
1355
1356 #else /* !CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1357
1358 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1359 {
1360 }
1361
1362 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1363 {
1364 }
1365 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1366
1367 static inline bool kvm_is_visible_memslot(struct kvm_memory_slot *memslot)
1368 {
1369         return (memslot && memslot->id < KVM_USER_MEM_SLOTS &&
1370                 !(memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID));
1371 }
1372
1373 struct kvm_vcpu *kvm_get_running_vcpu(void);
1374 struct kvm_vcpu * __percpu *kvm_get_running_vcpus(void);
1375
1376 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_BYPASS
1377 bool kvm_arch_has_irq_bypass(void);
1378 int kvm_arch_irq_bypass_add_producer(struct irq_bypass_consumer *,
1379                            struct irq_bypass_producer *);
1380 void kvm_arch_irq_bypass_del_producer(struct irq_bypass_consumer *,
1381                            struct irq_bypass_producer *);
1382 void kvm_arch_irq_bypass_stop(struct irq_bypass_consumer *);
1383 void kvm_arch_irq_bypass_start(struct irq_bypass_consumer *);
1384 int kvm_arch_update_irqfd_routing(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1385                                   uint32_t guest_irq, bool set);
1386 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_BYPASS */
1387
1388 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_INVALID_WAKEUPS
1389 /* If we wakeup during the poll time, was it a sucessful poll? */
1390 static inline bool vcpu_valid_wakeup(struct kvm_vcpu *vcpu)
1391 {
1392         return vcpu->valid_wakeup;
1393 }
1394
1395 #else
1396 static inline bool vcpu_valid_wakeup(struct kvm_vcpu *vcpu)
1397 {
1398         return true;
1399 }
1400 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_INVALID_WAKEUPS */
1401
1402 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_NO_POLL
1403 /* Callback that tells if we must not poll */
1404 bool kvm_arch_no_poll(struct kvm_vcpu *vcpu);
1405 #else
1406 static inline bool kvm_arch_no_poll(struct kvm_vcpu *vcpu)
1407 {
1408         return false;
1409 }
1410 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_NO_POLL */
1411
1412 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_ASYNC_IOCTL
1413 long kvm_arch_vcpu_async_ioctl(struct file *filp,
1414                                unsigned int ioctl, unsigned long arg);
1415 #else
1416 static inline long kvm_arch_vcpu_async_ioctl(struct file *filp,
1417                                              unsigned int ioctl,
1418                                              unsigned long arg)
1419 {
1420         return -ENOIOCTLCMD;
1421 }
1422 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_ASYNC_IOCTL */
1423
1424 void kvm_arch_mmu_notifier_invalidate_range(struct kvm *kvm,
1425                                             unsigned long start, unsigned long end);
1426
1427 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_RUN_PID_CHANGE
1428 int kvm_arch_vcpu_run_pid_change(struct kvm_vcpu *vcpu);
1429 #else
1430 static inline int kvm_arch_vcpu_run_pid_change(struct kvm_vcpu *vcpu)
1431 {
1432         return 0;
1433 }
1434 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_RUN_PID_CHANGE */
1435
1436 typedef int (*kvm_vm_thread_fn_t)(struct kvm *kvm, uintptr_t data);
1437
1438 int kvm_vm_create_worker_thread(struct kvm *kvm, kvm_vm_thread_fn_t thread_fn,
1439                                 uintptr_t data, const char *name,
1440                                 struct task_struct **thread_ptr);
1441
1442 #endif