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/sched/stat.h>
  14 #include <linux/bug.h>
  15 #include <linux/minmax.h>
  16 #include <linux/mm.h>
  17 #include <linux/mmu_notifier.h>
  18 #include <linux/preempt.h>
  19 #include <linux/msi.h>
  20 #include <linux/slab.h>
  21 #include <linux/vmalloc.h>
  22 #include <linux/rcupdate.h>
  23 #include <linux/ratelimit.h>
  24 #include <linux/err.h>
  25 #include <linux/irqflags.h>
  26 #include <linux/context_tracking.h>
  27 #include <linux/irqbypass.h>
  28 #include <linux/rcuwait.h>
  29 #include <linux/refcount.h>
  30 #include <linux/nospec.h>
  31 #include <asm/signal.h>
  32
  33 #include <linux/kvm.h>
  34 #include <linux/kvm_para.h>
  35
  36 #include <linux/kvm_types.h>
  37
  38 #include <asm/kvm_host.h>
  39 #include <linux/kvm_dirty_ring.h>
  40
  41 #ifndef KVM_MAX_VCPU_ID
  42 #define KVM_MAX_VCPU_ID KVM_MAX_VCPUS
  43 #endif
  44
  45 /*
  46  * The bit 16 ~ bit 31 of kvm_memory_region::flags are internally used
  47  * in kvm, other bits are visible for userspace which are defined in
  48  * include/linux/kvm_h.
  49  */
  50 #define KVM_MEMSLOT_INVALID     (1UL << 16)
  51
  52 /*
  53  * Bit 63 of the memslot generation number is an "update in-progress flag",
  54  * e.g. is temporarily set for the duration of install_new_memslots().
  55  * This flag effectively creates a unique generation number that is used to
  56  * mark cached memslot data, e.g. MMIO accesses, as potentially being stale,
  57  * i.e. may (or may not) have come from the previous memslots generation.
  58  *
  59  * This is necessary because the actual memslots update is not atomic with
  60  * respect to the generation number update.  Updating the generation number
  61  * first would allow a vCPU to cache a spte from the old memslots using the
  62  * new generation number, and updating the generation number after switching
  63  * to the new memslots would allow cache hits using the old generation number
  64  * to reference the defunct memslots.
  65  *
  66  * This mechanism is used to prevent getting hits in KVM's caches while a
  67  * memslot update is in-progress, and to prevent cache hits *after* updating
  68  * the actual generation number against accesses that were inserted into the
  69  * cache *before* the memslots were updated.
  70  */
  71 #define KVM_MEMSLOT_GEN_UPDATE_IN_PROGRESS      BIT_ULL(63)
  72
  73 /* Two fragments for cross MMIO pages. */
  74 #define KVM_MAX_MMIO_FRAGMENTS  2
  75
  76 #ifndef KVM_ADDRESS_SPACE_NUM
  77 #define KVM_ADDRESS_SPACE_NUM   1
  78 #endif
  79
  80 /*
  81  * For the normal pfn, the highest 12 bits should be zero,
  82  * so we can mask bit 62 ~ bit 52  to indicate the error pfn,
  83  * mask bit 63 to indicate the noslot pfn.
  84  */
  85 #define KVM_PFN_ERR_MASK        (0x7ffULL << 52)
  86 #define KVM_PFN_ERR_NOSLOT_MASK (0xfffULL << 52)
  87 #define KVM_PFN_NOSLOT          (0x1ULL << 63)
  88
  89 #define KVM_PFN_ERR_FAULT       (KVM_PFN_ERR_MASK)
  90 #define KVM_PFN_ERR_HWPOISON    (KVM_PFN_ERR_MASK + 1)
  91 #define KVM_PFN_ERR_RO_FAULT    (KVM_PFN_ERR_MASK + 2)
  92
  93 /*
  94  * error pfns indicate that the gfn is in slot but faild to
  95  * translate it to pfn on host.
  96  */
  97 static inline bool is_error_pfn(kvm_pfn_t pfn)
  98 {
  99         return !!(pfn & KVM_PFN_ERR_MASK);
 100 }
 101
 102 /*
 103  * error_noslot pfns indicate that the gfn can not be
 104  * translated to pfn - it is not in slot or failed to
 105  * translate it to pfn.
 106  */
 107 static inline bool is_error_noslot_pfn(kvm_pfn_t pfn)
 108 {
 109         return !!(pfn & KVM_PFN_ERR_NOSLOT_MASK);
 110 }
 111
 112 /* noslot pfn indicates that the gfn is not in slot. */
 113 static inline bool is_noslot_pfn(kvm_pfn_t pfn)
 114 {
 115         return pfn == KVM_PFN_NOSLOT;
 116 }
 117
 118 /*
 119  * architectures with KVM_HVA_ERR_BAD other than PAGE_OFFSET (e.g. s390)
 120  * provide own defines and kvm_is_error_hva
 121  */
 122 #ifndef KVM_HVA_ERR_BAD
 123
 124 #define KVM_HVA_ERR_BAD         (PAGE_OFFSET)
 125 #define KVM_HVA_ERR_RO_BAD      (PAGE_OFFSET + PAGE_SIZE)
 126
 127 static inline bool kvm_is_error_hva(unsigned long addr)
 128 {
 129         return addr >= PAGE_OFFSET;
 130 }
 131
 132 #endif
 133
 134 #define KVM_ERR_PTR_BAD_PAGE    (ERR_PTR(-ENOENT))
 135
 136 static inline bool is_error_page(struct page *page)
 137 {
 138         return IS_ERR(page);
 139 }
 140
 141 #define KVM_REQUEST_MASK           GENMASK(7,0)
 142 #define KVM_REQUEST_NO_WAKEUP      BIT(8)
 143 #define KVM_REQUEST_WAIT           BIT(9)
 144 /*
 145  * Architecture-independent vcpu->requests bit members
 146  * Bits 4-7 are reserved for more arch-independent bits.
 147  */
 148 #define KVM_REQ_TLB_FLUSH         (0 | KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
 149 #define KVM_REQ_MMU_RELOAD        (1 | KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
 150 #define KVM_REQ_UNBLOCK           2
 151 #define KVM_REQ_UNHALT            3
 152 #define KVM_REQUEST_ARCH_BASE     8
 153
 154 #define KVM_ARCH_REQ_FLAGS(nr, flags) ({ \
 155         BUILD_BUG_ON((unsigned)(nr) >= (sizeof_field(struct kvm_vcpu, requests) * 8) - KVM_REQUEST_ARCH_BASE); \
 156         (unsigned)(((nr) + KVM_REQUEST_ARCH_BASE) | (flags)); \
 157 })
 158 #define KVM_ARCH_REQ(nr)           KVM_ARCH_REQ_FLAGS(nr, 0)
 159
 160 #define KVM_USERSPACE_IRQ_SOURCE_ID             0
 161 #define KVM_IRQFD_RESAMPLE_IRQ_SOURCE_ID        1
 162
 163 extern struct mutex kvm_lock;
 164 extern struct list_head vm_list;
 165
 166 struct kvm_io_range {
 167         gpa_t addr;
 168         int len;
 169         struct kvm_io_device *dev;
 170 };
 171
 172 #define NR_IOBUS_DEVS 1000
 173
 174 struct kvm_io_bus {
 175         int dev_count;
 176         int ioeventfd_count;
 177         struct kvm_io_range range[];
 178 };
 179
 180 enum kvm_bus {
 181         KVM_MMIO_BUS,
 182         KVM_PIO_BUS,
 183         KVM_VIRTIO_CCW_NOTIFY_BUS,
 184         KVM_FAST_MMIO_BUS,
 185         KVM_NR_BUSES
 186 };
 187
 188 int kvm_io_bus_write(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
 189                      int len, const void *val);
 190 int kvm_io_bus_write_cookie(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_bus bus_idx,
 191                             gpa_t addr, int len, const void *val, long cookie);
 192 int kvm_io_bus_read(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
 193                     int len, void *val);
 194 int kvm_io_bus_register_dev(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
 195                             int len, struct kvm_io_device *dev);
 196 int kvm_io_bus_unregister_dev(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx,
 197                               struct kvm_io_device *dev);
 198 struct kvm_io_device *kvm_io_bus_get_dev(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx,
 199                                          gpa_t addr);
 200
 201 #ifdef CONFIG_KVM_ASYNC_PF
 202 struct kvm_async_pf {
 203         struct work_struct work;
 204         struct list_head link;
 205         struct list_head queue;
 206         struct kvm_vcpu *vcpu;
 207         struct mm_struct *mm;
 208         gpa_t cr2_or_gpa;
 209         unsigned long addr;
 210         struct kvm_arch_async_pf arch;
 211         bool   wakeup_all;
 212         bool notpresent_injected;
 213 };
 214
 215 void kvm_clear_async_pf_completion_queue(struct kvm_vcpu *vcpu);
 216 void kvm_check_async_pf_completion(struct kvm_vcpu *vcpu);
 217 bool kvm_setup_async_pf(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t cr2_or_gpa,
 218                         unsigned long hva, struct kvm_arch_async_pf *arch);
 219 int kvm_async_pf_wakeup_all(struct kvm_vcpu *vcpu);
 220 #endif
 221
 222 #ifdef KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
 223 struct kvm_gfn_range {
 224         struct kvm_memory_slot *slot;
 225         gfn_t start;
 226         gfn_t end;
 227         pte_t pte;
 228         bool may_block;
 229 };
 230 bool kvm_unmap_gfn_range(struct kvm *kvm, struct kvm_gfn_range *range);
 231 bool kvm_age_gfn(struct kvm *kvm, struct kvm_gfn_range *range);
 232 bool kvm_test_age_gfn(struct kvm *kvm, struct kvm_gfn_range *range);
 233 bool kvm_set_spte_gfn(struct kvm *kvm, struct kvm_gfn_range *range);
 234 #endif
 235
 236 enum {
 237         OUTSIDE_GUEST_MODE,
 238         IN_GUEST_MODE,
 239         EXITING_GUEST_MODE,
 240         READING_SHADOW_PAGE_TABLES,
 241 };
 242
 243 #define KVM_UNMAPPED_PAGE       ((void *) 0x500 + POISON_POINTER_DELTA)
 244
 245 struct kvm_host_map {
 246         /*
 247          * Only valid if the 'pfn' is managed by the host kernel (i.e. There is
 248          * a 'struct page' for it. When using mem= kernel parameter some memory
 249          * can be used as guest memory but they are not managed by host
 250          * kernel).
 251          * If 'pfn' is not managed by the host kernel, this field is
 252          * initialized to KVM_UNMAPPED_PAGE.
 253          */
 254         struct page *page;
 255         void *hva;
 256         kvm_pfn_t pfn;
 257         kvm_pfn_t gfn;
 258 };
 259
 260 /*
 261  * Used to check if the mapping is valid or not. Never use 'kvm_host_map'
 262  * directly to check for that.
 263  */
 264 static inline bool kvm_vcpu_mapped(struct kvm_host_map *map)
 265 {
 266         return !!map->hva;
 267 }
 268
 269 static inline bool kvm_vcpu_can_poll(ktime_t cur, ktime_t stop)
 270 {
 271         return single_task_running() && !need_resched() && ktime_before(cur, stop);
 272 }
 273
 274 /*
 275  * Sometimes a large or cross-page mmio needs to be broken up into separate
 276  * exits for userspace servicing.
 277  */
 278 struct kvm_mmio_fragment {
 279         gpa_t gpa;
 280         void *data;
 281         unsigned len;
 282 };
 283
 284 struct kvm_vcpu {
 285         struct kvm *kvm;
 286 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
 287         struct preempt_notifier preempt_notifier;
 288 #endif
 289         int cpu;
 290         int vcpu_id; /* id given by userspace at creation */
 291         int vcpu_idx; /* index in kvm->vcpus array */
 292         int srcu_idx;
 293         int mode;
 294         u64 requests;
 295         unsigned long guest_debug;
 296
 297         int pre_pcpu;
 298         struct list_head blocked_vcpu_list;
 299
 300         struct mutex mutex;
 301         struct kvm_run *run;
 302
 303         struct rcuwait wait;
 304         struct pid __rcu *pid;
 305         int sigset_active;
 306         sigset_t sigset;
 307         struct kvm_vcpu_stat stat;
 308         unsigned int halt_poll_ns;
 309         bool valid_wakeup;
 310
 311 #ifdef CONFIG_HAS_IOMEM
 312         int mmio_needed;
 313         int mmio_read_completed;
 314         int mmio_is_write;
 315         int mmio_cur_fragment;
 316         int mmio_nr_fragments;
 317         struct kvm_mmio_fragment mmio_fragments[KVM_MAX_MMIO_FRAGMENTS];
 318 #endif
 319
 320 #ifdef CONFIG_KVM_ASYNC_PF
 321         struct {
 322                 u32 queued;
 323                 struct list_head queue;
 324                 struct list_head done;
 325                 spinlock_t lock;
 326         } async_pf;
 327 #endif
 328
 329 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
 330         /*
 331          * Cpu relax intercept or pause loop exit optimization
 332          * in_spin_loop: set when a vcpu does a pause loop exit
 333          *  or cpu relax intercepted.
 334          * dy_eligible: indicates whether vcpu is eligible for directed yield.
 335          */
 336         struct {
 337                 bool in_spin_loop;
 338                 bool dy_eligible;
 339         } spin_loop;
 340 #endif
 341         bool preempted;
 342         bool ready;
 343         struct kvm_vcpu_arch arch;
 344         struct kvm_dirty_ring dirty_ring;
 345 };
 346
 347 /* must be called with irqs disabled */
 348 static __always_inline void guest_enter_irqoff(void)
 349 {
 350         /*
 351          * This is running in ioctl context so its safe to assume that it's the
 352          * stime pending cputime to flush.
 353          */
 354         instrumentation_begin();
 355         vtime_account_guest_enter();
 356         instrumentation_end();
 357
 358         /*
 359          * KVM does not hold any references to rcu protected data when it
 360          * switches CPU into a guest mode. In fact switching to a guest mode
 361          * is very similar to exiting to userspace from rcu point of view. In
 362          * addition CPU may stay in a guest mode for quite a long time (up to
 363          * one time slice). Lets treat guest mode as quiescent state, just like
 364          * we do with user-mode execution.
 365          */
 366         if (!context_tracking_guest_enter()) {
 367                 instrumentation_begin();
 368                 rcu_virt_note_context_switch(smp_processor_id());
 369                 instrumentation_end();
 370         }
 371 }
 372
 373 static __always_inline void guest_exit_irqoff(void)
 374 {
 375         context_tracking_guest_exit();
 376
 377         instrumentation_begin();
 378         /* Flush the guest cputime we spent on the guest */
 379         vtime_account_guest_exit();
 380         instrumentation_end();
 381 }
 382
 383 static inline void guest_exit(void)
 384 {
 385         unsigned long flags;
 386
 387         local_irq_save(flags);
 388         guest_exit_irqoff();
 389         local_irq_restore(flags);
 390 }
 391
 392 static inline int kvm_vcpu_exiting_guest_mode(struct kvm_vcpu *vcpu)
 393 {
 394         /*
 395          * The memory barrier ensures a previous write to vcpu->requests cannot
 396          * be reordered with the read of vcpu->mode.  It pairs with the general
 397          * memory barrier following the write of vcpu->mode in VCPU RUN.
 398          */
 399         smp_mb__before_atomic();
 400         return cmpxchg(&vcpu->mode, IN_GUEST_MODE, EXITING_GUEST_MODE);
 401 }
 402
 403 /*
 404  * Some of the bitops functions do not support too long bitmaps.
 405  * This number must be determined not to exceed such limits.
 406  */
 407 #define KVM_MEM_MAX_NR_PAGES ((1UL << 31) - 1)
 408
 409 struct kvm_memory_slot {
 410         gfn_t base_gfn;
 411         unsigned long npages;
 412         unsigned long *dirty_bitmap;
 413         struct kvm_arch_memory_slot arch;
 414         unsigned long userspace_addr;
 415         u32 flags;
 416         short id;
 417         u16 as_id;
 418 };
 419
 420 static inline bool kvm_slot_dirty_track_enabled(struct kvm_memory_slot *slot)
 421 {
 422         return slot->flags & KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES;
 423 }
 424
 425 static inline unsigned long kvm_dirty_bitmap_bytes(struct kvm_memory_slot *memslot)
 426 {
 427         return ALIGN(memslot->npages, BITS_PER_LONG) / 8;
 428 }
 429
 430 static inline unsigned long *kvm_second_dirty_bitmap(struct kvm_memory_slot *memslot)
 431 {
 432         unsigned long len = kvm_dirty_bitmap_bytes(memslot);
 433
 434         return memslot->dirty_bitmap + len / sizeof(*memslot->dirty_bitmap);
 435 }
 436
 437 #ifndef KVM_DIRTY_LOG_MANUAL_CAPS
 438 #define KVM_DIRTY_LOG_MANUAL_CAPS KVM_DIRTY_LOG_MANUAL_PROTECT_ENABLE
 439 #endif
 440
 441 struct kvm_s390_adapter_int {
 442         u64 ind_addr;
 443         u64 summary_addr;
 444         u64 ind_offset;
 445         u32 summary_offset;
 446         u32 adapter_id;
 447 };
 448
 449 struct kvm_hv_sint {
 450         u32 vcpu;
 451         u32 sint;
 452 };
 453
 454 struct kvm_kernel_irq_routing_entry {
 455         u32 gsi;
 456         u32 type;
 457         int (*set)(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
 458                    struct kvm *kvm, int irq_source_id, int level,
 459                    bool line_status);
 460         union {
 461                 struct {
 462                         unsigned irqchip;
 463                         unsigned pin;
 464                 } irqchip;
 465                 struct {
 466                         u32 address_lo;
 467                         u32 address_hi;
 468                         u32 data;
 469                         u32 flags;
 470                         u32 devid;
 471                 } msi;
 472                 struct kvm_s390_adapter_int adapter;
 473                 struct kvm_hv_sint hv_sint;
 474         };
 475         struct hlist_node link;
 476 };
 477
 478 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_ROUTING
 479 struct kvm_irq_routing_table {
 480         int chip[KVM_NR_IRQCHIPS][KVM_IRQCHIP_NUM_PINS];
 481         u32 nr_rt_entries;
 482         /*
 483          * Array indexed by gsi. Each entry contains list of irq chips
 484          * the gsi is connected to.
 485          */
 486         struct hlist_head map[];
 487 };
 488 #endif
 489
 490 #ifndef KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS
 491 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 0
 492 #endif
 493
 494 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM SHRT_MAX
 495 #define KVM_USER_MEM_SLOTS (KVM_MEM_SLOTS_NUM - KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
 496
 497 #ifndef __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
 498 static inline int kvm_arch_vcpu_memslots_id(struct kvm_vcpu *vcpu)
 499 {
 500         return 0;
 501 }
 502 #endif
 503
 504 /*
 505  * Note:
 506  * memslots are not sorted by id anymore, please use id_to_memslot()
 507  * to get the memslot by its id.
 508  */
 509 struct kvm_memslots {
 510         u64 generation;
 511         /* The mapping table from slot id to the index in memslots[]. */
 512         short id_to_index[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
 513         atomic_t lru_slot;
 514         int used_slots;
 515         struct kvm_memory_slot memslots[];
 516 };
 517
 518 struct kvm {
 519 #ifdef KVM_HAVE_MMU_RWLOCK
 520         rwlock_t mmu_lock;
 521 #else
 522         spinlock_t mmu_lock;
 523 #endif /* KVM_HAVE_MMU_RWLOCK */
 524
 525         struct mutex slots_lock;
 526         struct mm_struct *mm; /* userspace tied to this vm */
 527         struct kvm_memslots __rcu *memslots[KVM_ADDRESS_SPACE_NUM];
 528         struct kvm_vcpu *vcpus[KVM_MAX_VCPUS];
 529
 530         /*
 531          * created_vcpus is protected by kvm->lock, and is incremented
 532          * at the beginning of KVM_CREATE_VCPU.  online_vcpus is only
 533          * incremented after storing the kvm_vcpu pointer in vcpus,
 534          * and is accessed atomically.
 535          */
 536         atomic_t online_vcpus;
 537         int created_vcpus;
 538         int last_boosted_vcpu;
 539         struct list_head vm_list;
 540         struct mutex lock;
 541         struct kvm_io_bus __rcu *buses[KVM_NR_BUSES];
 542 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
 543         struct {
 544                 spinlock_t        lock;
 545                 struct list_head  items;
 546                 struct list_head  resampler_list;
 547                 struct mutex      resampler_lock;
 548         } irqfds;
 549         struct list_head ioeventfds;
 550 #endif
 551         struct kvm_vm_stat stat;
 552         struct kvm_arch arch;
 553         refcount_t users_count;
 554 #ifdef CONFIG_KVM_MMIO
 555         struct kvm_coalesced_mmio_ring *coalesced_mmio_ring;
 556         spinlock_t ring_lock;
 557         struct list_head coalesced_zones;
 558 #endif
 559
 560         struct mutex irq_lock;
 561 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
 562         /*
 563          * Update side is protected by irq_lock.
 564          */
 565         struct kvm_irq_routing_table __rcu *irq_routing;
 566 #endif
 567 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQFD
 568         struct hlist_head irq_ack_notifier_list;
 569 #endif
 570
 571 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
 572         struct mmu_notifier mmu_notifier;
 573         unsigned long mmu_notifier_seq;
 574         long mmu_notifier_count;
 575         unsigned long mmu_notifier_range_start;
 576         unsigned long mmu_notifier_range_end;
 577 #endif
 578         long tlbs_dirty;
 579         struct list_head devices;
 580         u64 manual_dirty_log_protect;
 581         struct dentry *debugfs_dentry;
 582         struct kvm_stat_data **debugfs_stat_data;
 583         struct srcu_struct srcu;
 584         struct srcu_struct irq_srcu;
 585         pid_t userspace_pid;
 586         unsigned int max_halt_poll_ns;
 587         u32 dirty_ring_size;
 588 };
 589
 590 #define kvm_err(fmt, ...) \
 591         pr_err("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 592 #define kvm_info(fmt, ...) \
 593         pr_info("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 594 #define kvm_debug(fmt, ...) \
 595         pr_debug("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 596 #define kvm_debug_ratelimited(fmt, ...) \
 597         pr_debug_ratelimited("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), \
 598                              ## __VA_ARGS__)
 599 #define kvm_pr_unimpl(fmt, ...) \
 600         pr_err_ratelimited("kvm [%i]: " fmt, \
 601                            task_tgid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
 602
 603 /* The guest did something we don't support. */
 604 #define vcpu_unimpl(vcpu, fmt, ...)                                     \
 605         kvm_pr_unimpl("vcpu%i, guest rIP: 0x%lx " fmt,                  \
 606                         (vcpu)->vcpu_id, kvm_rip_read(vcpu), ## __VA_ARGS__)
 607
 608 #define vcpu_debug(vcpu, fmt, ...)                                      \
 609         kvm_debug("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id, ## __VA_ARGS__)
 610 #define vcpu_debug_ratelimited(vcpu, fmt, ...)                          \
 611         kvm_debug_ratelimited("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id,           \
 612                               ## __VA_ARGS__)
 613 #define vcpu_err(vcpu, fmt, ...)                                        \
 614         kvm_err("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id, ## __VA_ARGS__)
 615
 616 static inline bool kvm_dirty_log_manual_protect_and_init_set(struct kvm *kvm)
 617 {
 618         return !!(kvm->manual_dirty_log_protect & KVM_DIRTY_LOG_INITIALLY_SET);
 619 }
 620
 621 static inline struct kvm_io_bus *kvm_get_bus(struct kvm *kvm, enum kvm_bus idx)
 622 {
 623         return srcu_dereference_check(kvm->buses[idx], &kvm->srcu,
 624                                       lockdep_is_held(&kvm->slots_lock) ||
 625                                       !refcount_read(&kvm->users_count));
 626 }
 627
 628 static inline struct kvm_vcpu *kvm_get_vcpu(struct kvm *kvm, int i)
 629 {
 630         int num_vcpus = atomic_read(&kvm->online_vcpus);
 631         i = array_index_nospec(i, num_vcpus);
 632
 633         /* Pairs with smp_wmb() in kvm_vm_ioctl_create_vcpu.  */
 634         smp_rmb();
 635         return kvm->vcpus[i];
 636 }
 637
 638 #define kvm_for_each_vcpu(idx, vcpup, kvm) \
 639         for (idx = 0; \
 640              idx < atomic_read(&kvm->online_vcpus) && \
 641              (vcpup = kvm_get_vcpu(kvm, idx)) != NULL; \
 642              idx++)
 643
 644 static inline struct kvm_vcpu *kvm_get_vcpu_by_id(struct kvm *kvm, int id)
 645 {
 646         struct kvm_vcpu *vcpu = NULL;
 647         int i;
 648
 649         if (id < 0)
 650                 return NULL;
 651         if (id < KVM_MAX_VCPUS)
 652                 vcpu = kvm_get_vcpu(kvm, id);
 653         if (vcpu && vcpu->vcpu_id == id)
 654                 return vcpu;
 655         kvm_for_each_vcpu(i, vcpu, kvm)
 656                 if (vcpu->vcpu_id == id)
 657                         return vcpu;
 658         return NULL;
 659 }
 660
 661 static inline int kvm_vcpu_get_idx(struct kvm_vcpu *vcpu)
 662 {
 663         return vcpu->vcpu_idx;
 664 }
 665
 666 #define kvm_for_each_memslot(memslot, slots)                            \
 667         for (memslot = &slots->memslots[0];                             \
 668              memslot < slots->memslots + slots->used_slots; memslot++)  \
 669                 if (WARN_ON_ONCE(!memslot->npages)) {                   \
 670                 } else
 671
 672 void kvm_vcpu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
 673
 674 void vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
 675 void vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 676
 677 #ifdef __KVM_HAVE_IOAPIC
 678 void kvm_arch_post_irq_ack_notifier_list_update(struct kvm *kvm);
 679 void kvm_arch_post_irq_routing_update(struct kvm *kvm);
 680 #else
 681 static inline void kvm_arch_post_irq_ack_notifier_list_update(struct kvm *kvm)
 682 {
 683 }
 684 static inline void kvm_arch_post_irq_routing_update(struct kvm *kvm)
 685 {
 686 }
 687 #endif
 688
 689 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQFD
 690 int kvm_irqfd_init(void);
 691 void kvm_irqfd_exit(void);
 692 #else
 693 static inline int kvm_irqfd_init(void)
 694 {
 695         return 0;
 696 }
 697
 698 static inline void kvm_irqfd_exit(void)
 699 {
 700 }
 701 #endif
 702 int kvm_init(void *opaque, unsigned vcpu_size, unsigned vcpu_align,
 703                   struct module *module);
 704 void kvm_exit(void);
 705
 706 void kvm_get_kvm(struct kvm *kvm);
 707 void kvm_put_kvm(struct kvm *kvm);
 708 bool file_is_kvm(struct file *file);
 709 void kvm_put_kvm_no_destroy(struct kvm *kvm);
 710
 711 static inline struct kvm_memslots *__kvm_memslots(struct kvm *kvm, int as_id)
 712 {
 713         as_id = array_index_nospec(as_id, KVM_ADDRESS_SPACE_NUM);
 714         return srcu_dereference_check(kvm->memslots[as_id], &kvm->srcu,
 715                         lockdep_is_held(&kvm->slots_lock) ||
 716                         !refcount_read(&kvm->users_count));
 717 }
 718
 719 static inline struct kvm_memslots *kvm_memslots(struct kvm *kvm)
 720 {
 721         return __kvm_memslots(kvm, 0);
 722 }
 723
 724 static inline struct kvm_memslots *kvm_vcpu_memslots(struct kvm_vcpu *vcpu)
 725 {
 726         int as_id = kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu);
 727
 728         return __kvm_memslots(vcpu->kvm, as_id);
 729 }
 730
 731 static inline
 732 struct kvm_memory_slot *id_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, int id)
 733 {
 734         int index = slots->id_to_index[id];
 735         struct kvm_memory_slot *slot;
 736
 737         if (index < 0)
 738                 return NULL;
 739
 740         slot = &slots->memslots[index];
 741
 742         WARN_ON(slot->id != id);
 743         return slot;
 744 }
 745
 746 /*
 747  * KVM_SET_USER_MEMORY_REGION ioctl allows the following operations:
 748  * - create a new memory slot
 749  * - delete an existing memory slot
 750  * - modify an existing memory slot
 751  *   -- move it in the guest physical memory space
 752  *   -- just change its flags
 753  *
 754  * Since flags can be changed by some of these operations, the following
 755  * differentiation is the best we can do for __kvm_set_memory_region():
 756  */
 757 enum kvm_mr_change {
 758         KVM_MR_CREATE,
 759         KVM_MR_DELETE,
 760         KVM_MR_MOVE,
 761         KVM_MR_FLAGS_ONLY,
 762 };
 763
 764 int kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 765                           const struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 766 int __kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
 767                             const struct kvm_userspace_memory_region *mem);
 768 void kvm_arch_free_memslot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot);
 769 void kvm_arch_memslots_updated(struct kvm *kvm, u64 gen);
 770 int kvm_arch_prepare_memory_region(struct kvm *kvm,
 771                                 struct kvm_memory_slot *memslot,
 772                                 const struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 773                                 enum kvm_mr_change change);
 774 void kvm_arch_commit_memory_region(struct kvm *kvm,
 775                                 const struct kvm_userspace_memory_region *mem,
 776                                 struct kvm_memory_slot *old,
 777                                 const struct kvm_memory_slot *new,
 778                                 enum kvm_mr_change change);
 779 /* flush all memory translations */
 780 void kvm_arch_flush_shadow_all(struct kvm *kvm);
 781 /* flush memory translations pointing to 'slot' */
 782 void kvm_arch_flush_shadow_memslot(struct kvm *kvm,
 783                                    struct kvm_memory_slot *slot);
 784
 785 int gfn_to_page_many_atomic(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn,
 786                             struct page **pages, int nr_pages);
 787
 788 struct page *gfn_to_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 789 unsigned long gfn_to_hva(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 790 unsigned long gfn_to_hva_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool *writable);
 791 unsigned long gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 792 unsigned long gfn_to_hva_memslot_prot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn,
 793                                       bool *writable);
 794 void kvm_release_page_clean(struct page *page);
 795 void kvm_release_page_dirty(struct page *page);
 796 void kvm_set_page_accessed(struct page *page);
 797
 798 kvm_pfn_t gfn_to_pfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 799 kvm_pfn_t gfn_to_pfn_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool write_fault,
 800                       bool *writable);
 801 kvm_pfn_t gfn_to_pfn_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 802 kvm_pfn_t gfn_to_pfn_memslot_atomic(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
 803 kvm_pfn_t __gfn_to_pfn_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn,
 804                                bool atomic, bool *async, bool write_fault,
 805                                bool *writable, hva_t *hva);
 806
 807 void kvm_release_pfn_clean(kvm_pfn_t pfn);
 808 void kvm_release_pfn_dirty(kvm_pfn_t pfn);
 809 void kvm_set_pfn_dirty(kvm_pfn_t pfn);
 810 void kvm_set_pfn_accessed(kvm_pfn_t pfn);
 811 void kvm_get_pfn(kvm_pfn_t pfn);
 812
 813 void kvm_release_pfn(kvm_pfn_t pfn, bool dirty, struct gfn_to_pfn_cache *cache);
 814 int kvm_read_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, void *data, int offset,
 815                         int len);
 816 int kvm_read_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data, unsigned long len);
 817 int kvm_read_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 818                            void *data, unsigned long len);
 819 int kvm_read_guest_offset_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 820                                  void *data, unsigned int offset,
 821                                  unsigned long len);
 822 int kvm_write_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, const void *data,
 823                          int offset, int len);
 824 int kvm_write_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, const void *data,
 825                     unsigned long len);
 826 int kvm_write_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 827                            void *data, unsigned long len);
 828 int kvm_write_guest_offset_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 829                                   void *data, unsigned int offset,
 830                                   unsigned long len);
 831 int kvm_gfn_to_hva_cache_init(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
 832                               gpa_t gpa, unsigned long len);
 833
 834 #define __kvm_get_guest(kvm, gfn, offset, v)                            \
 835 ({                                                                      \
 836         unsigned long __addr = gfn_to_hva(kvm, gfn);                    \
 837         typeof(v) __user *__uaddr = (typeof(__uaddr))(__addr + offset); \
 838         int __ret = -EFAULT;                                            \
 839                                                                         \
 840         if (!kvm_is_error_hva(__addr))                                  \
 841                 __ret = get_user(v, __uaddr);                           \
 842         __ret;                                                          \
 843 })
 844
 845 #define kvm_get_guest(kvm, gpa, v)                                      \
 846 ({                                                                      \
 847         gpa_t __gpa = gpa;                                              \
 848         struct kvm *__kvm = kvm;                                        \
 849                                                                         \
 850         __kvm_get_guest(__kvm, __gpa >> PAGE_SHIFT,                     \
 851                         offset_in_page(__gpa), v);                      \
 852 })
 853
 854 #define __kvm_put_guest(kvm, gfn, offset, v)                            \
 855 ({                                                                      \
 856         unsigned long __addr = gfn_to_hva(kvm, gfn);                    \
 857         typeof(v) __user *__uaddr = (typeof(__uaddr))(__addr + offset); \
 858         int __ret = -EFAULT;                                            \
 859                                                                         \
 860         if (!kvm_is_error_hva(__addr))                                  \
 861                 __ret = put_user(v, __uaddr);                           \
 862         if (!__ret)                                                     \
 863                 mark_page_dirty(kvm, gfn);                              \
 864         __ret;                                                          \
 865 })
 866
 867 #define kvm_put_guest(kvm, gpa, v)                                      \
 868 ({                                                                      \
 869         gpa_t __gpa = gpa;                                              \
 870         struct kvm *__kvm = kvm;                                        \
 871                                                                         \
 872         __kvm_put_guest(__kvm, __gpa >> PAGE_SHIFT,                     \
 873                         offset_in_page(__gpa), v);                      \
 874 })
 875
 876 int kvm_clear_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, unsigned long len);
 877 struct kvm_memory_slot *gfn_to_memslot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 878 bool kvm_is_visible_gfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 879 bool kvm_vcpu_is_visible_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 880 unsigned long kvm_host_page_size(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 881 void mark_page_dirty_in_slot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *memslot, gfn_t gfn);
 882 void mark_page_dirty(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 883
 884 struct kvm_memslots *kvm_vcpu_memslots(struct kvm_vcpu *vcpu);
 885 struct kvm_memory_slot *kvm_vcpu_gfn_to_memslot(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 886 kvm_pfn_t kvm_vcpu_gfn_to_pfn_atomic(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 887 kvm_pfn_t kvm_vcpu_gfn_to_pfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 888 int kvm_vcpu_map(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, struct kvm_host_map *map);
 889 int kvm_map_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, struct kvm_host_map *map,
 890                 struct gfn_to_pfn_cache *cache, bool atomic);
 891 struct page *kvm_vcpu_gfn_to_page(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 892 void kvm_vcpu_unmap(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_host_map *map, bool dirty);
 893 int kvm_unmap_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_host_map *map,
 894                   struct gfn_to_pfn_cache *cache, bool dirty, bool atomic);
 895 unsigned long kvm_vcpu_gfn_to_hva(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 896 unsigned long kvm_vcpu_gfn_to_hva_prot(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool *writable);
 897 int kvm_vcpu_read_guest_page(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, void *data, int offset,
 898                              int len);
 899 int kvm_vcpu_read_guest_atomic(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, void *data,
 900                                unsigned long len);
 901 int kvm_vcpu_read_guest(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, void *data,
 902                         unsigned long len);
 903 int kvm_vcpu_write_guest_page(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, const void *data,
 904                               int offset, int len);
 905 int kvm_vcpu_write_guest(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, const void *data,
 906                          unsigned long len);
 907 void kvm_vcpu_mark_page_dirty(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 908
 909 void kvm_sigset_activate(struct kvm_vcpu *vcpu);
 910 void kvm_sigset_deactivate(struct kvm_vcpu *vcpu);
 911
 912 void kvm_vcpu_block(struct kvm_vcpu *vcpu);
 913 void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu);
 914 void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu);
 915 bool kvm_vcpu_wake_up(struct kvm_vcpu *vcpu);
 916 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
 917 int kvm_vcpu_yield_to(struct kvm_vcpu *target);
 918 void kvm_vcpu_on_spin(struct kvm_vcpu *vcpu, bool usermode_vcpu_not_eligible);
 919
 920 void kvm_flush_remote_tlbs(struct kvm *kvm);
 921 void kvm_reload_remote_mmus(struct kvm *kvm);
 922
 923 #ifdef KVM_ARCH_NR_OBJS_PER_MEMORY_CACHE
 924 int kvm_mmu_topup_memory_cache(struct kvm_mmu_memory_cache *mc, int min);
 925 int kvm_mmu_memory_cache_nr_free_objects(struct kvm_mmu_memory_cache *mc);
 926 void kvm_mmu_free_memory_cache(struct kvm_mmu_memory_cache *mc);
 927 void *kvm_mmu_memory_cache_alloc(struct kvm_mmu_memory_cache *mc);
 928 #endif
 929
 930 bool kvm_make_vcpus_request_mask(struct kvm *kvm, unsigned int req,
 931                                  struct kvm_vcpu *except,
 932                                  unsigned long *vcpu_bitmap, cpumask_var_t tmp);
 933 bool kvm_make_all_cpus_request(struct kvm *kvm, unsigned int req);
 934 bool kvm_make_all_cpus_request_except(struct kvm *kvm, unsigned int req,
 935                                       struct kvm_vcpu *except);
 936 bool kvm_make_cpus_request_mask(struct kvm *kvm, unsigned int req,
 937                                 unsigned long *vcpu_bitmap);
 938
 939 long kvm_arch_dev_ioctl(struct file *filp,
 940                         unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 941 long kvm_arch_vcpu_ioctl(struct file *filp,
 942                          unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 943 vm_fault_t kvm_arch_vcpu_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vm_fault *vmf);
 944
 945 int kvm_vm_ioctl_check_extension(struct kvm *kvm, long ext);
 946
 947 void kvm_arch_mmu_enable_log_dirty_pt_masked(struct kvm *kvm,
 948                                         struct kvm_memory_slot *slot,
 949                                         gfn_t gfn_offset,
 950                                         unsigned long mask);
 951 void kvm_arch_sync_dirty_log(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *memslot);
 952
 953 #ifdef CONFIG_KVM_GENERIC_DIRTYLOG_READ_PROTECT
 954 void kvm_arch_flush_remote_tlbs_memslot(struct kvm *kvm,
 955                                         const struct kvm_memory_slot *memslot);
 956 #else /* !CONFIG_KVM_GENERIC_DIRTYLOG_READ_PROTECT */
 957 int kvm_vm_ioctl_get_dirty_log(struct kvm *kvm, struct kvm_dirty_log *log);
 958 int kvm_get_dirty_log(struct kvm *kvm, struct kvm_dirty_log *log,
 959                       int *is_dirty, struct kvm_memory_slot **memslot);
 960 #endif
 961
 962 int kvm_vm_ioctl_irq_line(struct kvm *kvm, struct kvm_irq_level *irq_level,
 963                         bool line_status);
 964 int kvm_vm_ioctl_enable_cap(struct kvm *kvm,
 965                             struct kvm_enable_cap *cap);
 966 long kvm_arch_vm_ioctl(struct file *filp,
 967                        unsigned int ioctl, unsigned long arg);
 968
 969 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
 970 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
 971
 972 int kvm_arch_vcpu_ioctl_translate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 973                                     struct kvm_translation *tr);
 974
 975 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
 976 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
 977 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 978                                   struct kvm_sregs *sregs);
 979 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
 980                                   struct kvm_sregs *sregs);
 981 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 982                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
 983 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
 984                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
 985 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_guest_debug(struct kvm_vcpu *vcpu,
 986                                         struct kvm_guest_debug *dbg);
 987 int kvm_arch_vcpu_ioctl_run(struct kvm_vcpu *vcpu);
 988
 989 int kvm_arch_init(void *opaque);
 990 void kvm_arch_exit(void);
 991
 992 void kvm_arch_sched_in(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 993
 994 void kvm_arch_vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 995 void kvm_arch_vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 996 int kvm_arch_vcpu_precreate(struct kvm *kvm, unsigned int id);
 997 int kvm_arch_vcpu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
 998 void kvm_arch_vcpu_postcreate(struct kvm_vcpu *vcpu);
 999 void kvm_arch_vcpu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1000
1001 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_VCPU_DEBUGFS
1002 void kvm_arch_create_vcpu_debugfs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct dentry *debugfs_dentry);
1003 #endif
1004
1005 int kvm_arch_hardware_enable(void);
1006 void kvm_arch_hardware_disable(void);
1007 int kvm_arch_hardware_setup(void *opaque);
1008 void kvm_arch_hardware_unsetup(void);
1009 int kvm_arch_check_processor_compat(void *opaque);
1010 int kvm_arch_vcpu_runnable(struct kvm_vcpu *vcpu);
1011 bool kvm_arch_vcpu_in_kernel(struct kvm_vcpu *vcpu);
1012 int kvm_arch_vcpu_should_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
1013 bool kvm_arch_dy_runnable(struct kvm_vcpu *vcpu);
1014 bool kvm_arch_dy_has_pending_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1015 int kvm_arch_post_init_vm(struct kvm *kvm);
1016 void kvm_arch_pre_destroy_vm(struct kvm *kvm);
1017
1018 #ifndef __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
1019 /*
1020  * All architectures that want to use vzalloc currently also
1021  * need their own kvm_arch_alloc_vm implementation.
1022  */
1023 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
1024 {
1025         return kzalloc(sizeof(struct kvm), GFP_KERNEL);
1026 }
1027
1028 static inline void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm)
1029 {
1030         kfree(kvm);
1031 }
1032 #endif
1033
1034 #ifndef __KVM_HAVE_ARCH_FLUSH_REMOTE_TLB
1035 static inline int kvm_arch_flush_remote_tlb(struct kvm *kvm)
1036 {
1037         return -ENOTSUPP;
1038 }
1039 #endif
1040
1041 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
1042 void kvm_arch_register_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
1043 void kvm_arch_unregister_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
1044 bool kvm_arch_has_noncoherent_dma(struct kvm *kvm);
1045 #else
1046 static inline void kvm_arch_register_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
1047 {
1048 }
1049
1050 static inline void kvm_arch_unregister_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
1051 {
1052 }
1053
1054 static inline bool kvm_arch_has_noncoherent_dma(struct kvm *kvm)
1055 {
1056         return false;
1057 }
1058 #endif
1059 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
1060 void kvm_arch_start_assignment(struct kvm *kvm);
1061 void kvm_arch_end_assignment(struct kvm *kvm);
1062 bool kvm_arch_has_assigned_device(struct kvm *kvm);
1063 #else
1064 static inline void kvm_arch_start_assignment(struct kvm *kvm)
1065 {
1066 }
1067
1068 static inline void kvm_arch_end_assignment(struct kvm *kvm)
1069 {
1070 }
1071
1072 static inline bool kvm_arch_has_assigned_device(struct kvm *kvm)
1073 {
1074         return false;
1075 }
1076 #endif
1077
1078 static inline struct rcuwait *kvm_arch_vcpu_get_wait(struct kvm_vcpu *vcpu)
1079 {
1080 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_WQP
1081         return vcpu->arch.waitp;
1082 #else
1083         return &vcpu->wait;
1084 #endif
1085 }
1086
1087 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_INTC_INITIALIZED
1088 /*
1089  * returns true if the virtual interrupt controller is initialized and
1090  * ready to accept virtual IRQ. On some architectures the virtual interrupt
1091  * controller is dynamically instantiated and this is not always true.
1092  */
1093 bool kvm_arch_intc_initialized(struct kvm *kvm);
1094 #else
1095 static inline bool kvm_arch_intc_initialized(struct kvm *kvm)
1096 {
1097         return true;
1098 }
1099 #endif
1100
1101 int kvm_arch_init_vm(struct kvm *kvm, unsigned long type);
1102 void kvm_arch_destroy_vm(struct kvm *kvm);
1103 void kvm_arch_sync_events(struct kvm *kvm);
1104
1105 int kvm_cpu_has_pending_timer(struct kvm_vcpu *vcpu);
1106
1107 bool kvm_is_reserved_pfn(kvm_pfn_t pfn);
1108 bool kvm_is_zone_device_pfn(kvm_pfn_t pfn);
1109 bool kvm_is_transparent_hugepage(kvm_pfn_t pfn);
1110
1111 struct kvm_irq_ack_notifier {
1112         struct hlist_node link;
1113         unsigned gsi;
1114         void (*irq_acked)(struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
1115 };
1116
1117 int kvm_irq_map_gsi(struct kvm *kvm,
1118                     struct kvm_kernel_irq_routing_entry *entries, int gsi);
1119 int kvm_irq_map_chip_pin(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
1120
1121 int kvm_set_irq(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level,
1122                 bool line_status);
1123 int kvm_set_msi(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *irq_entry, struct kvm *kvm,
1124                 int irq_source_id, int level, bool line_status);
1125 int kvm_arch_set_irq_inatomic(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1126                                struct kvm *kvm, int irq_source_id,
1127                                int level, bool line_status);
1128 bool kvm_irq_has_notifier(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
1129 void kvm_notify_acked_gsi(struct kvm *kvm, int gsi);
1130 void kvm_notify_acked_irq(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
1131 void kvm_register_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
1132                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
1133 void kvm_unregister_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
1134                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
1135 int kvm_request_irq_source_id(struct kvm *kvm);
1136 void kvm_free_irq_source_id(struct kvm *kvm, int irq_source_id);
1137 bool kvm_arch_irqfd_allowed(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args);
1138
1139 /*
1140  * search_memslots() and __gfn_to_memslot() are here because they are
1141  * used in non-modular code in arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_mmu.c.
1142  * gfn_to_memslot() itself isn't here as an inline because that would
1143  * bloat other code too much.
1144  *
1145  * IMPORTANT: Slots are sorted from highest GFN to lowest GFN!
1146  */
1147 static inline struct kvm_memory_slot *
1148 search_memslots(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
1149 {
1150         int start = 0, end = slots->used_slots;
1151         int slot = atomic_read(&slots->lru_slot);
1152         struct kvm_memory_slot *memslots = slots->memslots;
1153
1154         if (unlikely(!slots->used_slots))
1155                 return NULL;
1156
1157         if (gfn >= memslots[slot].base_gfn &&
1158             gfn < memslots[slot].base_gfn + memslots[slot].npages)
1159                 return &memslots[slot];
1160
1161         while (start < end) {
1162                 slot = start + (end - start) / 2;
1163
1164                 if (gfn >= memslots[slot].base_gfn)
1165                         end = slot;
1166                 else
1167                         start = slot + 1;
1168         }
1169
1170         if (start < slots->used_slots && gfn >= memslots[start].base_gfn &&
1171             gfn < memslots[start].base_gfn + memslots[start].npages) {
1172                 atomic_set(&slots->lru_slot, start);
1173                 return &memslots[start];
1174         }
1175
1176         return NULL;
1177 }
1178
1179 static inline struct kvm_memory_slot *
1180 __gfn_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
1181 {
1182         return search_memslots(slots, gfn);
1183 }
1184
1185 static inline unsigned long
1186 __gfn_to_hva_memslot(const struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn)
1187 {
1188         /*
1189          * The index was checked originally in search_memslots.  To avoid
1190          * that a malicious guest builds a Spectre gadget out of e.g. page
1191          * table walks, do not let the processor speculate loads outside
1192          * the guest's registered memslots.
1193          */
1194         unsigned long offset = gfn - slot->base_gfn;
1195         offset = array_index_nospec(offset, slot->npages);
1196         return slot->userspace_addr + offset * PAGE_SIZE;
1197 }
1198
1199 static inline int memslot_id(struct kvm *kvm, gfn_t gfn)
1200 {
1201         return gfn_to_memslot(kvm, gfn)->id;
1202 }
1203
1204 static inline gfn_t
1205 hva_to_gfn_memslot(unsigned long hva, struct kvm_memory_slot *slot)
1206 {
1207         gfn_t gfn_offset = (hva - slot->userspace_addr) >> PAGE_SHIFT;
1208
1209         return slot->base_gfn + gfn_offset;
1210 }
1211
1212 static inline gpa_t gfn_to_gpa(gfn_t gfn)
1213 {
1214         return (gpa_t)gfn << PAGE_SHIFT;
1215 }
1216
1217 static inline gfn_t gpa_to_gfn(gpa_t gpa)
1218 {
1219         return (gfn_t)(gpa >> PAGE_SHIFT);
1220 }
1221
1222 static inline hpa_t pfn_to_hpa(kvm_pfn_t pfn)
1223 {
1224         return (hpa_t)pfn << PAGE_SHIFT;
1225 }
1226
1227 static inline struct page *kvm_vcpu_gpa_to_page(struct kvm_vcpu *vcpu,
1228                                                 gpa_t gpa)
1229 {
1230         return kvm_vcpu_gfn_to_page(vcpu, gpa_to_gfn(gpa));
1231 }
1232
1233 static inline bool kvm_is_error_gpa(struct kvm *kvm, gpa_t gpa)
1234 {
1235         unsigned long hva = gfn_to_hva(kvm, gpa_to_gfn(gpa));
1236
1237         return kvm_is_error_hva(hva);
1238 }
1239
1240 enum kvm_stat_kind {
1241         KVM_STAT_VM,
1242         KVM_STAT_VCPU,
1243 };
1244
1245 struct kvm_stat_data {
1246         struct kvm *kvm;
1247         struct kvm_stats_debugfs_item *dbgfs_item;
1248 };
1249
1250 struct kvm_stats_debugfs_item {
1251         const char *name;
1252         int offset;
1253         enum kvm_stat_kind kind;
1254         int mode;
1255 };
1256
1257 #define KVM_DBGFS_GET_MODE(dbgfs_item)                                         \
1258         ((dbgfs_item)->mode ? (dbgfs_item)->mode : 0644)
1259
1260 #define VM_STAT(n, x, ...)                                                      \
1261         { n, offsetof(struct kvm, stat.x), KVM_STAT_VM, ## __VA_ARGS__ }
1262 #define VCPU_STAT(n, x, ...)                                                    \
1263         { n, offsetof(struct kvm_vcpu, stat.x), KVM_STAT_VCPU, ## __VA_ARGS__ }
1264
1265 extern struct kvm_stats_debugfs_item debugfs_entries[];
1266 extern struct dentry *kvm_debugfs_dir;
1267
1268 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
1269 static inline int mmu_notifier_retry(struct kvm *kvm, unsigned long mmu_seq)
1270 {
1271         if (unlikely(kvm->mmu_notifier_count))
1272                 return 1;
1273         /*
1274          * Ensure the read of mmu_notifier_count happens before the read
1275          * of mmu_notifier_seq.  This interacts with the smp_wmb() in
1276          * mmu_notifier_invalidate_range_end to make sure that the caller
1277          * either sees the old (non-zero) value of mmu_notifier_count or
1278          * the new (incremented) value of mmu_notifier_seq.
1279          * PowerPC Book3s HV KVM calls this under a per-page lock
1280          * rather than under kvm->mmu_lock, for scalability, so
1281          * can't rely on kvm->mmu_lock to keep things ordered.
1282          */
1283         smp_rmb();
1284         if (kvm->mmu_notifier_seq != mmu_seq)
1285                 return 1;
1286         return 0;
1287 }
1288
1289 static inline int mmu_notifier_retry_hva(struct kvm *kvm,
1290                                          unsigned long mmu_seq,
1291                                          unsigned long hva)
1292 {
1293         lockdep_assert_held(&kvm->mmu_lock);
1294         /*
1295          * If mmu_notifier_count is non-zero, then the range maintained by
1296          * kvm_mmu_notifier_invalidate_range_start contains all addresses that
1297          * might be being invalidated. Note that it may include some false
1298          * positives, due to shortcuts when handing concurrent invalidations.
1299          */
1300         if (unlikely(kvm->mmu_notifier_count) &&
1301             hva >= kvm->mmu_notifier_range_start &&
1302             hva < kvm->mmu_notifier_range_end)
1303                 return 1;
1304         if (kvm->mmu_notifier_seq != mmu_seq)
1305                 return 1;
1306         return 0;
1307 }
1308 #endif
1309
1310 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_ROUTING
1311
1312 #define KVM_MAX_IRQ_ROUTES 4096 /* might need extension/rework in the future */
1313
1314 bool kvm_arch_can_set_irq_routing(struct kvm *kvm);
1315 int kvm_set_irq_routing(struct kvm *kvm,
1316                         const struct kvm_irq_routing_entry *entries,
1317                         unsigned nr,
1318                         unsigned flags);
1319 int kvm_set_routing_entry(struct kvm *kvm,
1320                           struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1321                           const struct kvm_irq_routing_entry *ue);
1322 void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm);
1323
1324 #else
1325
1326 static inline void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm) {}
1327
1328 #endif
1329
1330 int kvm_send_userspace_msi(struct kvm *kvm, struct kvm_msi *msi);
1331
1332 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
1333
1334 void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm);
1335 int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args);
1336
1337 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQFD
1338 int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args);
1339 void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm);
1340 void kvm_irq_routing_update(struct kvm *);
1341 #else
1342 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
1343 {
1344         return -EINVAL;
1345 }
1346
1347 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
1348 #endif
1349
1350 #else
1351
1352 static inline void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm) {}
1353
1354 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
1355 {
1356         return -EINVAL;
1357 }
1358
1359 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
1360
1361 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
1362 static inline void kvm_irq_routing_update(struct kvm *kvm)
1363 {
1364 }
1365 #endif
1366
1367 static inline int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args)
1368 {
1369         return -ENOSYS;
1370 }
1371
1372 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD */
1373
1374 void kvm_arch_irq_routing_update(struct kvm *kvm);
1375
1376 static inline void kvm_make_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1377 {
1378         /*
1379          * Ensure the rest of the request is published to kvm_check_request's
1380          * caller.  Paired with the smp_mb__after_atomic in kvm_check_request.
1381          */
1382         smp_wmb();
1383         set_bit(req & KVM_REQUEST_MASK, (void *)&vcpu->requests);
1384 }
1385
1386 static inline bool kvm_request_pending(struct kvm_vcpu *vcpu)
1387 {
1388         return READ_ONCE(vcpu->requests);
1389 }
1390
1391 static inline bool kvm_test_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1392 {
1393         return test_bit(req & KVM_REQUEST_MASK, (void *)&vcpu->requests);
1394 }
1395
1396 static inline void kvm_clear_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1397 {
1398         clear_bit(req & KVM_REQUEST_MASK, (void *)&vcpu->requests);
1399 }
1400
1401 static inline bool kvm_check_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
1402 {
1403         if (kvm_test_request(req, vcpu)) {
1404                 kvm_clear_request(req, vcpu);
1405
1406                 /*
1407                  * Ensure the rest of the request is visible to kvm_check_request's
1408                  * caller.  Paired with the smp_wmb in kvm_make_request.
1409                  */
1410                 smp_mb__after_atomic();
1411                 return true;
1412         } else {
1413                 return false;
1414         }
1415 }
1416
1417 extern bool kvm_rebooting;
1418
1419 extern unsigned int halt_poll_ns;
1420 extern unsigned int halt_poll_ns_grow;
1421 extern unsigned int halt_poll_ns_grow_start;
1422 extern unsigned int halt_poll_ns_shrink;
1423
1424 struct kvm_device {
1425         const struct kvm_device_ops *ops;
1426         struct kvm *kvm;
1427         void *private;
1428         struct list_head vm_node;
1429 };
1430
1431 /* create, destroy, and name are mandatory */
1432 struct kvm_device_ops {
1433         const char *name;
1434
1435         /*
1436          * create is called holding kvm->lock and any operations not suitable
1437          * to do while holding the lock should be deferred to init (see
1438          * below).
1439          */
1440         int (*create)(struct kvm_device *dev, u32 type);
1441
1442         /*
1443          * init is called after create if create is successful and is called
1444          * outside of holding kvm->lock.
1445          */
1446         void (*init)(struct kvm_device *dev);
1447
1448         /*
1449          * Destroy is responsible for freeing dev.
1450          *
1451          * Destroy may be called before or after destructors are called
1452          * on emulated I/O regions, depending on whether a reference is
1453          * held by a vcpu or other kvm component that gets destroyed
1454          * after the emulated I/O.
1455          */
1456         void (*destroy)(struct kvm_device *dev);
1457
1458         /*
1459          * Release is an alternative method to free the device. It is
1460          * called when the device file descriptor is closed. Once
1461          * release is called, the destroy method will not be called
1462          * anymore as the device is removed from the device list of
1463          * the VM. kvm->lock is held.
1464          */
1465         void (*release)(struct kvm_device *dev);
1466
1467         int (*set_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1468         int (*get_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1469         int (*has_attr)(struct kvm_device *dev, struct kvm_device_attr *attr);
1470         long (*ioctl)(struct kvm_device *dev, unsigned int ioctl,
1471                       unsigned long arg);
1472         int (*mmap)(struct kvm_device *dev, struct vm_area_struct *vma);
1473 };
1474
1475 void kvm_device_get(struct kvm_device *dev);
1476 void kvm_device_put(struct kvm_device *dev);
1477 struct kvm_device *kvm_device_from_filp(struct file *filp);
1478 int kvm_register_device_ops(const struct kvm_device_ops *ops, u32 type);
1479 void kvm_unregister_device_ops(u32 type);
1480
1481 extern struct kvm_device_ops kvm_mpic_ops;
1482 extern struct kvm_device_ops kvm_arm_vgic_v2_ops;
1483 extern struct kvm_device_ops kvm_arm_vgic_v3_ops;
1484
1485 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
1486
1487 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1488 {
1489         vcpu->spin_loop.in_spin_loop = val;
1490 }
1491 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1492 {
1493         vcpu->spin_loop.dy_eligible = val;
1494 }
1495
1496 #else /* !CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1497
1498 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1499 {
1500 }
1501
1502 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1503 {
1504 }
1505 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1506
1507 static inline bool kvm_is_visible_memslot(struct kvm_memory_slot *memslot)
1508 {
1509         return (memslot && memslot->id < KVM_USER_MEM_SLOTS &&
1510                 !(memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID));
1511 }
1512
1513 struct kvm_vcpu *kvm_get_running_vcpu(void);
1514 struct kvm_vcpu * __percpu *kvm_get_running_vcpus(void);
1515
1516 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_BYPASS
1517 bool kvm_arch_has_irq_bypass(void);
1518 int kvm_arch_irq_bypass_add_producer(struct irq_bypass_consumer *,
1519                            struct irq_bypass_producer *);
1520 void kvm_arch_irq_bypass_del_producer(struct irq_bypass_consumer *,
1521                            struct irq_bypass_producer *);
1522 void kvm_arch_irq_bypass_stop(struct irq_bypass_consumer *);
1523 void kvm_arch_irq_bypass_start(struct irq_bypass_consumer *);
1524 int kvm_arch_update_irqfd_routing(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1525                                   uint32_t guest_irq, bool set);
1526 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_IRQ_BYPASS */
1527
1528 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_INVALID_WAKEUPS
1529 /* If we wakeup during the poll time, was it a sucessful poll? */
1530 static inline bool vcpu_valid_wakeup(struct kvm_vcpu *vcpu)
1531 {
1532         return vcpu->valid_wakeup;
1533 }
1534
1535 #else
1536 static inline bool vcpu_valid_wakeup(struct kvm_vcpu *vcpu)
1537 {
1538         return true;
1539 }
1540 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_INVALID_WAKEUPS */
1541
1542 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_NO_POLL
1543 /* Callback that tells if we must not poll */
1544 bool kvm_arch_no_poll(struct kvm_vcpu *vcpu);
1545 #else
1546 static inline bool kvm_arch_no_poll(struct kvm_vcpu *vcpu)
1547 {
1548         return false;
1549 }
1550 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_NO_POLL */
1551
1552 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_ASYNC_IOCTL
1553 long kvm_arch_vcpu_async_ioctl(struct file *filp,
1554                                unsigned int ioctl, unsigned long arg);
1555 #else
1556 static inline long kvm_arch_vcpu_async_ioctl(struct file *filp,
1557                                              unsigned int ioctl,
1558                                              unsigned long arg)
1559 {
1560         return -ENOIOCTLCMD;
1561 }
1562 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_ASYNC_IOCTL */
1563
1564 void kvm_arch_mmu_notifier_invalidate_range(struct kvm *kvm,
1565                                             unsigned long start, unsigned long end);
1566
1567 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_RUN_PID_CHANGE
1568 int kvm_arch_vcpu_run_pid_change(struct kvm_vcpu *vcpu);
1569 #else
1570 static inline int kvm_arch_vcpu_run_pid_change(struct kvm_vcpu *vcpu)
1571 {
1572         return 0;
1573 }
1574 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_VCPU_RUN_PID_CHANGE */
1575
1576 typedef int (*kvm_vm_thread_fn_t)(struct kvm *kvm, uintptr_t data);
1577
1578 int kvm_vm_create_worker_thread(struct kvm *kvm, kvm_vm_thread_fn_t thread_fn,
1579                                 uintptr_t data, const char *name,
1580                                 struct task_struct **thread_ptr);
1581
1582 #ifdef CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK
1583 static inline void kvm_handle_signal_exit(struct kvm_vcpu *vcpu)
1584 {
1585         vcpu->run->exit_reason = KVM_EXIT_INTR;
1586         vcpu->stat.signal_exits++;
1587 }
1588 #endif /* CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK */
1589
1590 /*
1591  * This defines how many reserved entries we want to keep before we
1592  * kick the vcpu to the userspace to avoid dirty ring full.  This
1593  * value can be tuned to higher if e.g. PML is enabled on the host.
1594  */
1595 #define  KVM_DIRTY_RING_RSVD_ENTRIES  64
1596
1597 /* Max number of entries allowed for each kvm dirty ring */
1598 #define  KVM_DIRTY_RING_MAX_ENTRIES  65536
1599
1600 #endif