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