KVM: Separate irq ack notification out of arch/x86/kvm/irq.c
[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 <asm/signal.h>
20
21 #include <linux/kvm.h>
22 #include <linux/kvm_para.h>
23
24 #include <linux/kvm_types.h>
25
26 #include <asm/kvm_host.h>
27
28 /*
29  * vcpu->requests bit members
30  */
31 #define KVM_REQ_TLB_FLUSH          0
32 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER      1
33 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS  2
34 #define KVM_REQ_MMU_RELOAD         3
35 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT       4
36 #define KVM_REQ_PENDING_TIMER      5
37 #define KVM_REQ_UNHALT             6
38 #define KVM_REQ_MMU_SYNC           7
39
40 struct kvm_vcpu;
41 extern struct kmem_cache *kvm_vcpu_cache;
42
43 /*
44  * It would be nice to use something smarter than a linear search, TBD...
45  * Thankfully we dont expect many devices to register (famous last words :),
46  * so until then it will suffice.  At least its abstracted so we can change
47  * in one place.
48  */
49 struct kvm_io_bus {
50         int                   dev_count;
51 #define NR_IOBUS_DEVS 6
52         struct kvm_io_device *devs[NR_IOBUS_DEVS];
53 };
54
55 void kvm_io_bus_init(struct kvm_io_bus *bus);
56 void kvm_io_bus_destroy(struct kvm_io_bus *bus);
57 struct kvm_io_device *kvm_io_bus_find_dev(struct kvm_io_bus *bus,
58                                           gpa_t addr, int len, int is_write);
59 void kvm_io_bus_register_dev(struct kvm_io_bus *bus,
60                              struct kvm_io_device *dev);
61
62 struct kvm_vcpu {
63         struct kvm *kvm;
64 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
65         struct preempt_notifier preempt_notifier;
66 #endif
67         int vcpu_id;
68         struct mutex mutex;
69         int   cpu;
70         struct kvm_run *run;
71         int guest_mode;
72         unsigned long requests;
73         struct kvm_guest_debug guest_debug;
74         int fpu_active;
75         int guest_fpu_loaded;
76         wait_queue_head_t wq;
77         int sigset_active;
78         sigset_t sigset;
79         struct kvm_vcpu_stat stat;
80
81 #ifdef CONFIG_HAS_IOMEM
82         int mmio_needed;
83         int mmio_read_completed;
84         int mmio_is_write;
85         int mmio_size;
86         unsigned char mmio_data[8];
87         gpa_t mmio_phys_addr;
88 #endif
89
90         struct kvm_vcpu_arch arch;
91 };
92
93 struct kvm_memory_slot {
94         gfn_t base_gfn;
95         unsigned long npages;
96         unsigned long flags;
97         unsigned long *rmap;
98         unsigned long *dirty_bitmap;
99         struct {
100                 unsigned long rmap_pde;
101                 int write_count;
102         } *lpage_info;
103         unsigned long userspace_addr;
104         int user_alloc;
105 };
106
107 struct kvm {
108         struct mutex lock; /* protects the vcpus array and APIC accesses */
109         spinlock_t mmu_lock;
110         struct rw_semaphore slots_lock;
111         struct mm_struct *mm; /* userspace tied to this vm */
112         int nmemslots;
113         struct kvm_memory_slot memslots[KVM_MEMORY_SLOTS +
114                                         KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS];
115         struct kvm_vcpu *vcpus[KVM_MAX_VCPUS];
116         struct list_head vm_list;
117         struct kvm_io_bus mmio_bus;
118         struct kvm_io_bus pio_bus;
119         struct kvm_vm_stat stat;
120         struct kvm_arch arch;
121         atomic_t users_count;
122 #ifdef KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET
123         struct kvm_coalesced_mmio_dev *coalesced_mmio_dev;
124         struct kvm_coalesced_mmio_ring *coalesced_mmio_ring;
125 #endif
126
127 #ifdef KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
128         struct mmu_notifier mmu_notifier;
129         unsigned long mmu_notifier_seq;
130         long mmu_notifier_count;
131 #endif
132 };
133
134 /* The guest did something we don't support. */
135 #define pr_unimpl(vcpu, fmt, ...)                                       \
136  do {                                                                   \
137         if (printk_ratelimit())                                         \
138                 printk(KERN_ERR "kvm: %i: cpu%i " fmt,                  \
139                        current->tgid, (vcpu)->vcpu_id , ## __VA_ARGS__); \
140  } while (0)
141
142 #define kvm_printf(kvm, fmt ...) printk(KERN_DEBUG fmt)
143 #define vcpu_printf(vcpu, fmt...) kvm_printf(vcpu->kvm, fmt)
144
145 int kvm_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm *kvm, unsigned id);
146 void kvm_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
147
148 void vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
149 void vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
150
151 int kvm_init(void *opaque, unsigned int vcpu_size,
152                   struct module *module);
153 void kvm_exit(void);
154
155 void kvm_get_kvm(struct kvm *kvm);
156 void kvm_put_kvm(struct kvm *kvm);
157
158 #define HPA_MSB ((sizeof(hpa_t) * 8) - 1)
159 #define HPA_ERR_MASK ((hpa_t)1 << HPA_MSB)
160 static inline int is_error_hpa(hpa_t hpa) { return hpa >> HPA_MSB; }
161 struct page *gva_to_page(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
162
163 extern struct page *bad_page;
164 extern pfn_t bad_pfn;
165
166 int is_error_page(struct page *page);
167 int is_error_pfn(pfn_t pfn);
168 int kvm_is_error_hva(unsigned long addr);
169 int kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
170                           struct kvm_userspace_memory_region *mem,
171                           int user_alloc);
172 int __kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
173                             struct kvm_userspace_memory_region *mem,
174                             int user_alloc);
175 int kvm_arch_set_memory_region(struct kvm *kvm,
176                                 struct kvm_userspace_memory_region *mem,
177                                 struct kvm_memory_slot old,
178                                 int user_alloc);
179 void kvm_arch_flush_shadow(struct kvm *kvm);
180 gfn_t unalias_gfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
181 struct page *gfn_to_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
182 unsigned long gfn_to_hva(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
183 void kvm_release_page_clean(struct page *page);
184 void kvm_release_page_dirty(struct page *page);
185 void kvm_set_page_dirty(struct page *page);
186 void kvm_set_page_accessed(struct page *page);
187
188 pfn_t gfn_to_pfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
189 void kvm_release_pfn_dirty(pfn_t);
190 void kvm_release_pfn_clean(pfn_t pfn);
191 void kvm_set_pfn_dirty(pfn_t pfn);
192 void kvm_set_pfn_accessed(pfn_t pfn);
193 void kvm_get_pfn(pfn_t pfn);
194
195 int kvm_read_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, void *data, int offset,
196                         int len);
197 int kvm_read_guest_atomic(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data,
198                           unsigned long len);
199 int kvm_read_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data, unsigned long len);
200 int kvm_write_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, const void *data,
201                          int offset, int len);
202 int kvm_write_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, const void *data,
203                     unsigned long len);
204 int kvm_clear_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, int offset, int len);
205 int kvm_clear_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, unsigned long len);
206 struct kvm_memory_slot *gfn_to_memslot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
207 int kvm_is_visible_gfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
208 void mark_page_dirty(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
209
210 void kvm_vcpu_block(struct kvm_vcpu *vcpu);
211 void kvm_resched(struct kvm_vcpu *vcpu);
212 void kvm_load_guest_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
213 void kvm_put_guest_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
214 void kvm_flush_remote_tlbs(struct kvm *kvm);
215 void kvm_reload_remote_mmus(struct kvm *kvm);
216
217 long kvm_arch_dev_ioctl(struct file *filp,
218                         unsigned int ioctl, unsigned long arg);
219 long kvm_arch_vcpu_ioctl(struct file *filp,
220                          unsigned int ioctl, unsigned long arg);
221 void kvm_arch_vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
222 void kvm_arch_vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
223
224 int kvm_dev_ioctl_check_extension(long ext);
225
226 int kvm_get_dirty_log(struct kvm *kvm,
227                         struct kvm_dirty_log *log, int *is_dirty);
228 int kvm_vm_ioctl_get_dirty_log(struct kvm *kvm,
229                                 struct kvm_dirty_log *log);
230
231 int kvm_vm_ioctl_set_memory_region(struct kvm *kvm,
232                                    struct
233                                    kvm_userspace_memory_region *mem,
234                                    int user_alloc);
235 long kvm_arch_vm_ioctl(struct file *filp,
236                        unsigned int ioctl, unsigned long arg);
237 void kvm_arch_destroy_vm(struct kvm *kvm);
238
239 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
240 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
241
242 int kvm_arch_vcpu_ioctl_translate(struct kvm_vcpu *vcpu,
243                                     struct kvm_translation *tr);
244
245 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
246 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
247 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
248                                   struct kvm_sregs *sregs);
249 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
250                                   struct kvm_sregs *sregs);
251 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
252                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
253 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
254                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
255 int kvm_arch_vcpu_ioctl_debug_guest(struct kvm_vcpu *vcpu,
256                                     struct kvm_debug_guest *dbg);
257 int kvm_arch_vcpu_ioctl_run(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *kvm_run);
258
259 int kvm_arch_init(void *opaque);
260 void kvm_arch_exit(void);
261
262 int kvm_arch_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
263 void kvm_arch_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
264
265 void kvm_arch_vcpu_free(struct kvm_vcpu *vcpu);
266 void kvm_arch_vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
267 void kvm_arch_vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
268 struct kvm_vcpu *kvm_arch_vcpu_create(struct kvm *kvm, unsigned int id);
269 int kvm_arch_vcpu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
270 void kvm_arch_vcpu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
271
272 int kvm_arch_vcpu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu);
273 void kvm_arch_hardware_enable(void *garbage);
274 void kvm_arch_hardware_disable(void *garbage);
275 int kvm_arch_hardware_setup(void);
276 void kvm_arch_hardware_unsetup(void);
277 void kvm_arch_check_processor_compat(void *rtn);
278 int kvm_arch_vcpu_runnable(struct kvm_vcpu *vcpu);
279
280 void kvm_free_physmem(struct kvm *kvm);
281
282 struct  kvm *kvm_arch_create_vm(void);
283 void kvm_arch_destroy_vm(struct kvm *kvm);
284 void kvm_free_all_assigned_devices(struct kvm *kvm);
285
286 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
287 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
288 int kvm_cpu_has_pending_timer(struct kvm_vcpu *vcpu);
289 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
290
291 int kvm_is_mmio_pfn(pfn_t pfn);
292
293 struct kvm_irq_ack_notifier {
294         struct hlist_node link;
295         unsigned gsi;
296         void (*irq_acked)(struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
297 };
298
299 struct kvm_assigned_dev_kernel {
300         struct kvm_irq_ack_notifier ack_notifier;
301         struct work_struct interrupt_work;
302         struct list_head list;
303         int assigned_dev_id;
304         int host_busnr;
305         int host_devfn;
306         int host_irq;
307         int guest_irq;
308         int irq_requested;
309         struct pci_dev *dev;
310         struct kvm *kvm;
311 };
312 void kvm_set_irq(struct kvm *kvm, int irq, int level);
313 void kvm_notify_acked_irq(struct kvm *kvm, unsigned gsi);
314 void kvm_register_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
315                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
316 void kvm_unregister_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
317                                      struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
318
319 #ifdef CONFIG_DMAR
320 int kvm_iommu_map_pages(struct kvm *kvm, gfn_t base_gfn,
321                         unsigned long npages);
322 int kvm_iommu_map_guest(struct kvm *kvm,
323                         struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev);
324 int kvm_iommu_unmap_guest(struct kvm *kvm);
325 #else /* CONFIG_DMAR */
326 static inline int kvm_iommu_map_pages(struct kvm *kvm,
327                                       gfn_t base_gfn,
328                                       unsigned long npages)
329 {
330         return 0;
331 }
332
333 static inline int kvm_iommu_map_guest(struct kvm *kvm,
334                                       struct kvm_assigned_dev_kernel
335                                       *assigned_dev)
336 {
337         return -ENODEV;
338 }
339
340 static inline int kvm_iommu_unmap_guest(struct kvm *kvm)
341 {
342         return 0;
343 }
344 #endif /* CONFIG_DMAR */
345
346 static inline void kvm_guest_enter(void)
347 {
348         account_system_vtime(current);
349         current->flags |= PF_VCPU;
350 }
351
352 static inline void kvm_guest_exit(void)
353 {
354         account_system_vtime(current);
355         current->flags &= ~PF_VCPU;
356 }
357
358 static inline int memslot_id(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot)
359 {
360         return slot - kvm->memslots;
361 }
362
363 static inline gpa_t gfn_to_gpa(gfn_t gfn)
364 {
365         return (gpa_t)gfn << PAGE_SHIFT;
366 }
367
368 static inline hpa_t pfn_to_hpa(pfn_t pfn)
369 {
370         return (hpa_t)pfn << PAGE_SHIFT;
371 }
372
373 static inline void kvm_migrate_timers(struct kvm_vcpu *vcpu)
374 {
375         set_bit(KVM_REQ_MIGRATE_TIMER, &vcpu->requests);
376 }
377
378 enum kvm_stat_kind {
379         KVM_STAT_VM,
380         KVM_STAT_VCPU,
381 };
382
383 struct kvm_stats_debugfs_item {
384         const char *name;
385         int offset;
386         enum kvm_stat_kind kind;
387         struct dentry *dentry;
388 };
389 extern struct kvm_stats_debugfs_item debugfs_entries[];
390 extern struct dentry *kvm_debugfs_dir;
391
392 #define KVMTRACE_5D(evt, vcpu, d1, d2, d3, d4, d5, name) \
393         trace_mark(kvm_trace_##name, "%u %p %u %u %u %u %u %u", KVM_TRC_##evt, \
394                                                 vcpu, 5, d1, d2, d3, d4, d5)
395 #define KVMTRACE_4D(evt, vcpu, d1, d2, d3, d4, name) \
396         trace_mark(kvm_trace_##name, "%u %p %u %u %u %u %u %u", KVM_TRC_##evt, \
397                                                 vcpu, 4, d1, d2, d3, d4, 0)
398 #define KVMTRACE_3D(evt, vcpu, d1, d2, d3, name) \
399         trace_mark(kvm_trace_##name, "%u %p %u %u %u %u %u %u", KVM_TRC_##evt, \
400                                                 vcpu, 3, d1, d2, d3, 0, 0)
401 #define KVMTRACE_2D(evt, vcpu, d1, d2, name) \
402         trace_mark(kvm_trace_##name, "%u %p %u %u %u %u %u %u", KVM_TRC_##evt, \
403                                                 vcpu, 2, d1, d2, 0, 0, 0)
404 #define KVMTRACE_1D(evt, vcpu, d1, name) \
405         trace_mark(kvm_trace_##name, "%u %p %u %u %u %u %u %u", KVM_TRC_##evt, \
406                                                 vcpu, 1, d1, 0, 0, 0, 0)
407 #define KVMTRACE_0D(evt, vcpu, name) \
408         trace_mark(kvm_trace_##name, "%u %p %u %u %u %u %u %u", KVM_TRC_##evt, \
409                                                 vcpu, 0, 0, 0, 0, 0, 0)
410
411 #ifdef CONFIG_KVM_TRACE
412 int kvm_trace_ioctl(unsigned int ioctl, unsigned long arg);
413 void kvm_trace_cleanup(void);
414 #else
415 static inline
416 int kvm_trace_ioctl(unsigned int ioctl, unsigned long arg)
417 {
418         return -EINVAL;
419 }
420 #define kvm_trace_cleanup() ((void)0)
421 #endif
422
423 #ifdef KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
424 static inline int mmu_notifier_retry(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long mmu_seq)
425 {
426         if (unlikely(vcpu->kvm->mmu_notifier_count))
427                 return 1;
428         /*
429          * Both reads happen under the mmu_lock and both values are
430          * modified under mmu_lock, so there's no need of smb_rmb()
431          * here in between, otherwise mmu_notifier_count should be
432          * read before mmu_notifier_seq, see
433          * mmu_notifier_invalidate_range_end write side.
434          */
435         if (vcpu->kvm->mmu_notifier_seq != mmu_seq)
436                 return 1;
437         return 0;
438 }
439 #endif
440
441 #endif