KVM: Add MSI-X interrupt injection logic
[linux-2.6.git] / include / linux / kvm_host.h
1 #ifndef __KVM_HOST_H
2 #define __KVM_HOST_H
3
4 /*
5  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
6  * the COPYING file in the top-level directory.
7  */
8
9 #include <linux/types.h>
10 #include <linux/hardirq.h>
11 #include <linux/list.h>
12 #include <linux/mutex.h>
13 #include <linux/spinlock.h>
14 #include <linux/signal.h>
15 #include <linux/sched.h>
16 #include <linux/mm.h>
17 #include <linux/preempt.h>
18 #include <linux/marker.h>
19 #include <linux/msi.h>
20 #include <asm/signal.h>
21
22 #include <linux/kvm.h>
23 #include <linux/kvm_para.h>
24
25 #include <linux/kvm_types.h>
26
27 #include <asm/kvm_host.h>
28
29 /*
30  * vcpu->requests bit members
31  */
32 #define KVM_REQ_TLB_FLUSH          0
33 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER      1
34 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS  2
35 #define KVM_REQ_MMU_RELOAD         3
36 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT       4
37 #define KVM_REQ_PENDING_TIMER      5
38 #define KVM_REQ_UNHALT             6
39 #define KVM_REQ_MMU_SYNC           7
40 #define KVM_REQ_KVMCLOCK_UPDATE    8
41
42 #define KVM_USERSPACE_IRQ_SOURCE_ID     0
43
44 struct kvm_vcpu;
45 extern struct kmem_cache *kvm_vcpu_cache;
46
47 /*
48  * It would be nice to use something smarter than a linear search, TBD...
49  * Thankfully we dont expect many devices to register (famous last words :),
50  * so until then it will suffice.  At least its abstracted so we can change
51  * in one place.
52  */
53 struct kvm_io_bus {
54         int                   dev_count;
55 #define NR_IOBUS_DEVS 6
56         struct kvm_io_device *devs[NR_IOBUS_DEVS];
57 };
58
59 void kvm_io_bus_init(struct kvm_io_bus *bus);
60 void kvm_io_bus_destroy(struct kvm_io_bus *bus);
61 struct kvm_io_device *kvm_io_bus_find_dev(struct kvm_io_bus *bus,
62                                           gpa_t addr, int len, int is_write);
63 void kvm_io_bus_register_dev(struct kvm_io_bus *bus,
64                              struct kvm_io_device *dev);
65
66 struct kvm_vcpu {
67         struct kvm *kvm;
68 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
69         struct preempt_notifier preempt_notifier;
70 #endif
71         int vcpu_id;
72         struct mutex mutex;
73         int   cpu;
74         struct kvm_run *run;
75         int guest_mode;
76         unsigned long requests;
77         unsigned long guest_debug;
78         int fpu_active;
79         int guest_fpu_loaded;
80         wait_queue_head_t wq;
81         int sigset_active;
82         sigset_t sigset;
83         struct kvm_vcpu_stat stat;
84
85 #ifdef CONFIG_HAS_IOMEM
86         int mmio_needed;
87         int mmio_read_completed;
88         int mmio_is_write;
89         int mmio_size;
90         unsigned char mmio_data[8];
91         gpa_t mmio_phys_addr;
92 #endif
93
94         struct kvm_vcpu_arch arch;
95 };
96
97 struct kvm_memory_slot {
98         gfn_t base_gfn;
99         unsigned long npages;
100         unsigned long flags;
101         unsigned long *rmap;
102         unsigned long *dirty_bitmap;
103         struct {
104                 unsigned long rmap_pde;
105                 int write_count;
106         } *lpage_info;
107         unsigned long userspace_addr;
108         int user_alloc;
109 };
110
111 struct kvm_kernel_irq_routing_entry {
112         u32 gsi;
113         int (*set)(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
114                     struct kvm *kvm, int level);
115         union {
116                 struct {
117                         unsigned irqchip;
118                         unsigned pin;
119                 } irqchip;
120                 struct msi_msg msi;
121         };
122         struct list_head link;
123 };
124
125 struct kvm {
126         struct mutex lock; /* protects the vcpus array and APIC accesses */
127         spinlock_t mmu_lock;
128         struct rw_semaphore slots_lock;
129         struct mm_struct *mm; /* userspace tied to this vm */
130         int nmemslots;
131         struct kvm_memory_slot memslots[KVM_MEMORY_SLOTS +
132                                         KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS];
133         struct kvm_vcpu *vcpus[KVM_MAX_VCPUS];
134         struct list_head vm_list;
135         struct kvm_io_bus mmio_bus;
136         struct kvm_io_bus pio_bus;
137         struct kvm_vm_stat stat;
138         struct kvm_arch arch;
139         atomic_t users_count;
140 #ifdef KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET
141         struct kvm_coalesced_mmio_dev *coalesced_mmio_dev;
142         struct kvm_coalesced_mmio_ring *coalesced_mmio_ring;
143 #endif
144
145 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
146         struct list_head irq_routing; /* of kvm_kernel_irq_routing_entry */
147         struct hlist_head mask_notifier_list;
148 #endif
149
150 #ifdef KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
151         struct mmu_notifier mmu_notifier;
152         unsigned long mmu_notifier_seq;
153         long mmu_notifier_count;
154 #endif
155 };
156
157 /* The guest did something we don't support. */
158 #define pr_unimpl(vcpu, fmt, ...)                                       \
159  do {                                                                   \
160         if (printk_ratelimit())                                         \
161                 printk(KERN_ERR "kvm: %i: cpu%i " fmt,                  \
162                        current->tgid, (vcpu)->vcpu_id , ## __VA_ARGS__); \
163  } while (0)
164
165 #define kvm_printf(kvm, fmt ...) printk(KERN_DEBUG fmt)
166 #define vcpu_printf(vcpu, fmt...) kvm_printf(vcpu->kvm, fmt)
167
168 int kvm_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm *kvm, unsigned id);
169 void kvm_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
170
171 void vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
172 void vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
173
174 int kvm_init(void *opaque, unsigned int vcpu_size,
175                   struct module *module);
176 void kvm_exit(void);
177
178 void kvm_get_kvm(struct kvm *kvm);
179 void kvm_put_kvm(struct kvm *kvm);
180
181 #define HPA_MSB ((sizeof(hpa_t) * 8) - 1)
182 #define HPA_ERR_MASK ((hpa_t)1 << HPA_MSB)
183 static inline int is_error_hpa(hpa_t hpa) { return hpa >> HPA_MSB; }
184 struct page *gva_to_page(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
185
186 extern struct page *bad_page;
187 extern pfn_t bad_pfn;
188
189 int is_error_page(struct page *page);
190 int is_error_pfn(pfn_t pfn);
191 int kvm_is_error_hva(unsigned long addr);
192 int kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
193                           struct kvm_userspace_memory_region *mem,
194                           int user_alloc);
195 int __kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
196                             struct kvm_userspace_memory_region *mem,
197                             int user_alloc);
198 int kvm_arch_set_memory_region(struct kvm *kvm,
199                                 struct kvm_userspace_memory_region *mem,
200                                 struct kvm_memory_slot old,
201                                 int user_alloc);
202 void kvm_arch_flush_shadow(struct kvm *kvm);
203 gfn_t unalias_gfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
204 struct page *gfn_to_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
205 unsigned long gfn_to_hva(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
206 void kvm_release_page_clean(struct page *page);
207 void kvm_release_page_dirty(struct page *page);
208 void kvm_set_page_dirty(struct page *page);
209 void kvm_set_page_accessed(struct page *page);
210
211 pfn_t gfn_to_pfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
212 void kvm_release_pfn_dirty(pfn_t);
213 void kvm_release_pfn_clean(pfn_t pfn);
214 void kvm_set_pfn_dirty(pfn_t pfn);
215 void kvm_set_pfn_accessed(pfn_t pfn);
216 void kvm_get_pfn(pfn_t pfn);
217
218 int kvm_read_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, void *data, int offset,
219                         int len);
220 int kvm_read_guest_atomic(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data,
221                           unsigned long len);
222 int kvm_read_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data, unsigned long len);
223 int kvm_write_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, const void *data,
224                          int offset, int len);
225 int kvm_write_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, const void *data,
226                     unsigned long len);
227 int kvm_clear_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, int offset, int len);
228 int kvm_clear_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, unsigned long len);
229 struct kvm_memory_slot *gfn_to_memslot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
230 int kvm_is_visible_gfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
231 void mark_page_dirty(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
232
233 void kvm_vcpu_block(struct kvm_vcpu *vcpu);
234 void kvm_resched(struct kvm_vcpu *vcpu);
235 void kvm_load_guest_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
236 void kvm_put_guest_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
237 void kvm_flush_remote_tlbs(struct kvm *kvm);
238 void kvm_reload_remote_mmus(struct kvm *kvm);
239
240 long kvm_arch_dev_ioctl(struct file *filp,
241                         unsigned int ioctl, unsigned long arg);
242 long kvm_arch_vcpu_ioctl(struct file *filp,
243                          unsigned int ioctl, unsigned long arg);
244 void kvm_arch_vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
245 void kvm_arch_vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
246
247 int kvm_dev_ioctl_check_extension(long ext);
248
249 int kvm_get_dirty_log(struct kvm *kvm,
250                         struct kvm_dirty_log *log, int *is_dirty);
251 int kvm_vm_ioctl_get_dirty_log(struct kvm *kvm,
252                                 struct kvm_dirty_log *log);
253
254 int kvm_vm_ioctl_set_memory_region(struct kvm *kvm,
255                                    struct
256                                    kvm_userspace_memory_region *mem,
257                                    int user_alloc);
258 long kvm_arch_vm_ioctl(struct file *filp,
259                        unsigned int ioctl, unsigned long arg);
260
261 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
262 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
263
264 int kvm_arch_vcpu_ioctl_translate(struct kvm_vcpu *vcpu,
265                                     struct kvm_translation *tr);
266
267 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
268 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
269 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
270                                   struct kvm_sregs *sregs);
271 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
272                                   struct kvm_sregs *sregs);
273 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
274                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
275 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
276                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
277 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_guest_debug(struct kvm_vcpu *vcpu,
278                                         struct kvm_guest_debug *dbg);
279 int kvm_arch_vcpu_ioctl_run(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *kvm_run);
280
281 int kvm_arch_init(void *opaque);
282 void kvm_arch_exit(void);
283
284 int kvm_arch_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
285 void kvm_arch_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
286
287 void kvm_arch_vcpu_free(struct kvm_vcpu *vcpu);
288 void kvm_arch_vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
289 void kvm_arch_vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
290 struct kvm_vcpu *kvm_arch_vcpu_create(struct kvm *kvm, unsigned int id);
291 int kvm_arch_vcpu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
292 void kvm_arch_vcpu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
293
294 int kvm_arch_vcpu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu);
295 void kvm_arch_hardware_enable(void *garbage);
296 void kvm_arch_hardware_disable(void *garbage);
297 int kvm_arch_hardware_setup(void);
298 void kvm_arch_hardware_unsetup(void);
299 void kvm_arch_check_processor_compat(void *rtn);
300 int kvm_arch_vcpu_runnable(struct kvm_vcpu *vcpu);
301
302 void kvm_free_physmem(struct kvm *kvm);
303
304 struct  kvm *kvm_arch_create_vm(void);
305 void kvm_arch_destroy_vm(struct kvm *kvm);
306 void kvm_free_all_assigned_devices(struct kvm *kvm);
307 void kvm_arch_sync_events(struct kvm *kvm);
308
309 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
310 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
311 int kvm_cpu_has_pending_timer(struct kvm_vcpu *vcpu);
312 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
313
314 int kvm_is_mmio_pfn(pfn_t pfn);
315
316 struct kvm_irq_ack_notifier {
317         struct hlist_node link;
318         unsigned gsi;
319         void (*irq_acked)(struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
320 };
321
322 #define KVM_ASSIGNED_MSIX_PENDING               0x1
323 struct kvm_guest_msix_entry {
324         u32 vector;
325         u16 entry;
326         u16 flags;
327 };
328
329 struct kvm_assigned_dev_kernel {
330         struct kvm_irq_ack_notifier ack_notifier;
331         struct work_struct interrupt_work;
332         struct list_head list;
333         int assigned_dev_id;
334         int host_busnr;
335         int host_devfn;
336         unsigned int entries_nr;
337         int host_irq;
338         bool host_irq_disabled;
339         struct msix_entry *host_msix_entries;
340         int guest_irq;
341         struct kvm_guest_msix_entry *guest_msix_entries;
342 #define KVM_ASSIGNED_DEV_GUEST_INTX     (1 << 0)
343 #define KVM_ASSIGNED_DEV_GUEST_MSI      (1 << 1)
344 #define KVM_ASSIGNED_DEV_HOST_INTX      (1 << 8)
345 #define KVM_ASSIGNED_DEV_HOST_MSI       (1 << 9)
346 #define KVM_ASSIGNED_DEV_MSIX           ((1 << 2) | (1 << 10))
347         unsigned long irq_requested_type;
348         int irq_source_id;
349         int flags;
350         struct pci_dev *dev;
351         struct kvm *kvm;
352 };
353
354 struct kvm_irq_mask_notifier {
355         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
356         int irq;
357         struct hlist_node link;
358 };
359
360 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
361                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
362 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
363                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
364 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, int irq, bool mask);
365
366 void kvm_get_intr_delivery_bitmask(struct kvm_ioapic *ioapic,
367                                    union kvm_ioapic_redirect_entry *entry,
368                                    unsigned long *deliver_bitmask);
369 int kvm_set_irq(struct kvm *kvm, int irq_source_id, int irq, int level);
370 void kvm_notify_acked_irq(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
371 void kvm_register_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
372                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
373 void kvm_unregister_irq_ack_notifier(struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
374 int kvm_request_irq_source_id(struct kvm *kvm);
375 void kvm_free_irq_source_id(struct kvm *kvm, int irq_source_id);
376
377 #ifdef CONFIG_IOMMU_API
378 int kvm_iommu_map_pages(struct kvm *kvm, gfn_t base_gfn,
379                         unsigned long npages);
380 int kvm_iommu_map_guest(struct kvm *kvm);
381 int kvm_iommu_unmap_guest(struct kvm *kvm);
382 int kvm_assign_device(struct kvm *kvm,
383                       struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev);
384 int kvm_deassign_device(struct kvm *kvm,
385                         struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev);
386 #else /* CONFIG_IOMMU_API */
387 static inline int kvm_iommu_map_pages(struct kvm *kvm,
388                                       gfn_t base_gfn,
389                                       unsigned long npages)
390 {
391         return 0;
392 }
393
394 static inline int kvm_iommu_map_guest(struct kvm *kvm)
395 {
396         return -ENODEV;
397 }
398
399 static inline int kvm_iommu_unmap_guest(struct kvm *kvm)
400 {
401         return 0;
402 }
403
404 static inline int kvm_assign_device(struct kvm *kvm,
405                 struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev)
406 {
407         return 0;
408 }
409
410 static inline int kvm_deassign_device(struct kvm *kvm,
411                 struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev)
412 {
413         return 0;
414 }
415 #endif /* CONFIG_IOMMU_API */
416
417 static inline void kvm_guest_enter(void)
418 {
419         account_system_vtime(current);
420         current->flags |= PF_VCPU;
421 }
422
423 static inline void kvm_guest_exit(void)
424 {
425         account_system_vtime(current);
426         current->flags &= ~PF_VCPU;
427 }
428
429 static inline int memslot_id(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot)
430 {
431         return slot - kvm->memslots;
432 }
433
434 static inline gpa_t gfn_to_gpa(gfn_t gfn)
435 {
436         return (gpa_t)gfn << PAGE_SHIFT;
437 }
438
439 static inline hpa_t pfn_to_hpa(pfn_t pfn)
440 {
441         return (hpa_t)pfn << PAGE_SHIFT;
442 }
443
444 static inline void kvm_migrate_timers(struct kvm_vcpu *vcpu)
445 {
446         set_bit(KVM_REQ_MIGRATE_TIMER, &vcpu->requests);
447 }
448
449 enum kvm_stat_kind {
450         KVM_STAT_VM,
451         KVM_STAT_VCPU,
452 };
453
454 struct kvm_stats_debugfs_item {
455         const char *name;
456         int offset;
457         enum kvm_stat_kind kind;
458         struct dentry *dentry;
459 };
460 extern struct kvm_stats_debugfs_item debugfs_entries[];
461 extern struct dentry *kvm_debugfs_dir;
462
463 #define KVMTRACE_5D(evt, vcpu, d1, d2, d3, d4, d5, name) \
464         trace_mark(kvm_trace_##name, "%u %p %u %u %u %u %u %u", KVM_TRC_##evt, \
465                                                 vcpu, 5, d1, d2, d3, d4, d5)
466 #define KVMTRACE_4D(evt, vcpu, d1, d2, d3, d4, name) \
467         trace_mark(kvm_trace_##name, "%u %p %u %u %u %u %u %u", KVM_TRC_##evt, \
468                                                 vcpu, 4, d1, d2, d3, d4, 0)
469 #define KVMTRACE_3D(evt, vcpu, d1, d2, d3, name) \
470         trace_mark(kvm_trace_##name, "%u %p %u %u %u %u %u %u", KVM_TRC_##evt, \
471                                                 vcpu, 3, d1, d2, d3, 0, 0)
472 #define KVMTRACE_2D(evt, vcpu, d1, d2, name) \
473         trace_mark(kvm_trace_##name, "%u %p %u %u %u %u %u %u", KVM_TRC_##evt, \
474                                                 vcpu, 2, d1, d2, 0, 0, 0)
475 #define KVMTRACE_1D(evt, vcpu, d1, name) \
476         trace_mark(kvm_trace_##name, "%u %p %u %u %u %u %u %u", KVM_TRC_##evt, \
477                                                 vcpu, 1, d1, 0, 0, 0, 0)
478 #define KVMTRACE_0D(evt, vcpu, name) \
479         trace_mark(kvm_trace_##name, "%u %p %u %u %u %u %u %u", KVM_TRC_##evt, \
480                                                 vcpu, 0, 0, 0, 0, 0, 0)
481
482 #ifdef CONFIG_KVM_TRACE
483 int kvm_trace_ioctl(unsigned int ioctl, unsigned long arg);
484 void kvm_trace_cleanup(void);
485 #else
486 static inline
487 int kvm_trace_ioctl(unsigned int ioctl, unsigned long arg)
488 {
489         return -EINVAL;
490 }
491 #define kvm_trace_cleanup() ((void)0)
492 #endif
493
494 #ifdef KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
495 static inline int mmu_notifier_retry(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long mmu_seq)
496 {
497         if (unlikely(vcpu->kvm->mmu_notifier_count))
498                 return 1;
499         /*
500          * Both reads happen under the mmu_lock and both values are
501          * modified under mmu_lock, so there's no need of smb_rmb()
502          * here in between, otherwise mmu_notifier_count should be
503          * read before mmu_notifier_seq, see
504          * mmu_notifier_invalidate_range_end write side.
505          */
506         if (vcpu->kvm->mmu_notifier_seq != mmu_seq)
507                 return 1;
508         return 0;
509 }
510 #endif
511
512 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
513
514 #define KVM_MAX_IRQ_ROUTES 1024
515
516 int kvm_setup_default_irq_routing(struct kvm *kvm);
517 int kvm_set_irq_routing(struct kvm *kvm,
518                         const struct kvm_irq_routing_entry *entries,
519                         unsigned nr,
520                         unsigned flags);
521 void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm);
522
523 #else
524
525 static inline void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm) {}
526
527 #endif
528
529 #endif