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