2c497ab0d03d41f7c8e85531a46776cba47f8d14
[linux-3.10.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/bug.h>
17 #include <linux/mm.h>
18 #include <linux/mmu_notifier.h>
19 #include <linux/preempt.h>
20 #include <linux/msi.h>
21 #include <linux/slab.h>
22 #include <linux/rcupdate.h>
23 #include <linux/ratelimit.h>
24 #include <linux/err.h>
25 #include <asm/signal.h>
26
27 #include <linux/kvm.h>
28 #include <linux/kvm_para.h>
29
30 #include <linux/kvm_types.h>
31
32 #include <asm/kvm_host.h>
33
34 #ifndef KVM_MMIO_SIZE
35 #define KVM_MMIO_SIZE 8
36 #endif
37
38 /*
39  * The bit 16 ~ bit 31 of kvm_memory_region::flags are internally used
40  * in kvm, other bits are visible for userspace which are defined in
41  * include/linux/kvm_h.
42  */
43 #define KVM_MEMSLOT_INVALID     (1UL << 16)
44
45 /* Two fragments for cross MMIO pages. */
46 #define KVM_MAX_MMIO_FRAGMENTS  2
47
48 /*
49  * For the normal pfn, the highest 12 bits should be zero,
50  * so we can mask bit 62 ~ bit 52  to indicate the error pfn,
51  * mask bit 63 to indicate the noslot pfn.
52  */
53 #define KVM_PFN_ERR_MASK        (0x7ffULL << 52)
54 #define KVM_PFN_ERR_NOSLOT_MASK (0xfffULL << 52)
55 #define KVM_PFN_NOSLOT          (0x1ULL << 63)
56
57 #define KVM_PFN_ERR_FAULT       (KVM_PFN_ERR_MASK)
58 #define KVM_PFN_ERR_HWPOISON    (KVM_PFN_ERR_MASK + 1)
59 #define KVM_PFN_ERR_RO_FAULT    (KVM_PFN_ERR_MASK + 2)
60
61 /*
62  * error pfns indicate that the gfn is in slot but faild to
63  * translate it to pfn on host.
64  */
65 static inline bool is_error_pfn(pfn_t pfn)
66 {
67         return !!(pfn & KVM_PFN_ERR_MASK);
68 }
69
70 /*
71  * error_noslot pfns indicate that the gfn can not be
72  * translated to pfn - it is not in slot or failed to
73  * translate it to pfn.
74  */
75 static inline bool is_error_noslot_pfn(pfn_t pfn)
76 {
77         return !!(pfn & KVM_PFN_ERR_NOSLOT_MASK);
78 }
79
80 /* noslot pfn indicates that the gfn is not in slot. */
81 static inline bool is_noslot_pfn(pfn_t pfn)
82 {
83         return pfn == KVM_PFN_NOSLOT;
84 }
85
86 #define KVM_HVA_ERR_BAD         (PAGE_OFFSET)
87 #define KVM_HVA_ERR_RO_BAD      (PAGE_OFFSET + PAGE_SIZE)
88
89 static inline bool kvm_is_error_hva(unsigned long addr)
90 {
91         return addr >= PAGE_OFFSET;
92 }
93
94 #define KVM_ERR_PTR_BAD_PAGE    (ERR_PTR(-ENOENT))
95
96 static inline bool is_error_page(struct page *page)
97 {
98         return IS_ERR(page);
99 }
100
101 /*
102  * vcpu->requests bit members
103  */
104 #define KVM_REQ_TLB_FLUSH          0
105 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER      1
106 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS  2
107 #define KVM_REQ_MMU_RELOAD         3
108 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT       4
109 #define KVM_REQ_PENDING_TIMER      5
110 #define KVM_REQ_UNHALT             6
111 #define KVM_REQ_MMU_SYNC           7
112 #define KVM_REQ_CLOCK_UPDATE       8
113 #define KVM_REQ_KICK               9
114 #define KVM_REQ_DEACTIVATE_FPU    10
115 #define KVM_REQ_EVENT             11
116 #define KVM_REQ_APF_HALT          12
117 #define KVM_REQ_STEAL_UPDATE      13
118 #define KVM_REQ_NMI               14
119 #define KVM_REQ_IMMEDIATE_EXIT    15
120 #define KVM_REQ_PMU               16
121 #define KVM_REQ_PMI               17
122 #define KVM_REQ_WATCHDOG          18
123 #define KVM_REQ_MASTERCLOCK_UPDATE 19
124 #define KVM_REQ_MCLOCK_INPROGRESS 20
125
126 #define KVM_USERSPACE_IRQ_SOURCE_ID             0
127 #define KVM_IRQFD_RESAMPLE_IRQ_SOURCE_ID        1
128
129 struct kvm;
130 struct kvm_vcpu;
131 extern struct kmem_cache *kvm_vcpu_cache;
132
133 struct kvm_io_range {
134         gpa_t addr;
135         int len;
136         struct kvm_io_device *dev;
137 };
138
139 #define NR_IOBUS_DEVS 1000
140
141 struct kvm_io_bus {
142         int                   dev_count;
143         struct kvm_io_range range[];
144 };
145
146 enum kvm_bus {
147         KVM_MMIO_BUS,
148         KVM_PIO_BUS,
149         KVM_NR_BUSES
150 };
151
152 int kvm_io_bus_write(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
153                      int len, const void *val);
154 int kvm_io_bus_read(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr, int len,
155                     void *val);
156 int kvm_io_bus_register_dev(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx, gpa_t addr,
157                             int len, struct kvm_io_device *dev);
158 int kvm_io_bus_unregister_dev(struct kvm *kvm, enum kvm_bus bus_idx,
159                               struct kvm_io_device *dev);
160
161 #ifdef CONFIG_KVM_ASYNC_PF
162 struct kvm_async_pf {
163         struct work_struct work;
164         struct list_head link;
165         struct list_head queue;
166         struct kvm_vcpu *vcpu;
167         struct mm_struct *mm;
168         gva_t gva;
169         unsigned long addr;
170         struct kvm_arch_async_pf arch;
171         struct page *page;
172         bool done;
173 };
174
175 void kvm_clear_async_pf_completion_queue(struct kvm_vcpu *vcpu);
176 void kvm_check_async_pf_completion(struct kvm_vcpu *vcpu);
177 int kvm_setup_async_pf(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, gfn_t gfn,
178                        struct kvm_arch_async_pf *arch);
179 int kvm_async_pf_wakeup_all(struct kvm_vcpu *vcpu);
180 #endif
181
182 enum {
183         OUTSIDE_GUEST_MODE,
184         IN_GUEST_MODE,
185         EXITING_GUEST_MODE,
186         READING_SHADOW_PAGE_TABLES,
187 };
188
189 /*
190  * Sometimes a large or cross-page mmio needs to be broken up into separate
191  * exits for userspace servicing.
192  */
193 struct kvm_mmio_fragment {
194         gpa_t gpa;
195         void *data;
196         unsigned len;
197 };
198
199 struct kvm_vcpu {
200         struct kvm *kvm;
201 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
202         struct preempt_notifier preempt_notifier;
203 #endif
204         int cpu;
205         int vcpu_id;
206         int srcu_idx;
207         int mode;
208         unsigned long requests;
209         unsigned long guest_debug;
210
211         struct mutex mutex;
212         struct kvm_run *run;
213
214         int fpu_active;
215         int guest_fpu_loaded, guest_xcr0_loaded;
216         wait_queue_head_t wq;
217         struct pid *pid;
218         int sigset_active;
219         sigset_t sigset;
220         struct kvm_vcpu_stat stat;
221
222 #ifdef CONFIG_HAS_IOMEM
223         int mmio_needed;
224         int mmio_read_completed;
225         int mmio_is_write;
226         int mmio_cur_fragment;
227         int mmio_nr_fragments;
228         struct kvm_mmio_fragment mmio_fragments[KVM_MAX_MMIO_FRAGMENTS];
229 #endif
230
231 #ifdef CONFIG_KVM_ASYNC_PF
232         struct {
233                 u32 queued;
234                 struct list_head queue;
235                 struct list_head done;
236                 spinlock_t lock;
237         } async_pf;
238 #endif
239
240 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
241         /*
242          * Cpu relax intercept or pause loop exit optimization
243          * in_spin_loop: set when a vcpu does a pause loop exit
244          *  or cpu relax intercepted.
245          * dy_eligible: indicates whether vcpu is eligible for directed yield.
246          */
247         struct {
248                 bool in_spin_loop;
249                 bool dy_eligible;
250         } spin_loop;
251 #endif
252         struct kvm_vcpu_arch arch;
253 };
254
255 static inline int kvm_vcpu_exiting_guest_mode(struct kvm_vcpu *vcpu)
256 {
257         return cmpxchg(&vcpu->mode, IN_GUEST_MODE, EXITING_GUEST_MODE);
258 }
259
260 /*
261  * Some of the bitops functions do not support too long bitmaps.
262  * This number must be determined not to exceed such limits.
263  */
264 #define KVM_MEM_MAX_NR_PAGES ((1UL << 31) - 1)
265
266 struct kvm_memory_slot {
267         gfn_t base_gfn;
268         unsigned long npages;
269         unsigned long flags;
270         unsigned long *dirty_bitmap;
271         struct kvm_arch_memory_slot arch;
272         unsigned long userspace_addr;
273         int user_alloc;
274         int id;
275 };
276
277 static inline unsigned long kvm_dirty_bitmap_bytes(struct kvm_memory_slot *memslot)
278 {
279         return ALIGN(memslot->npages, BITS_PER_LONG) / 8;
280 }
281
282 struct kvm_kernel_irq_routing_entry {
283         u32 gsi;
284         u32 type;
285         int (*set)(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
286                    struct kvm *kvm, int irq_source_id, int level);
287         union {
288                 struct {
289                         unsigned irqchip;
290                         unsigned pin;
291                 } irqchip;
292                 struct msi_msg msi;
293         };
294         struct hlist_node link;
295 };
296
297 #ifdef __KVM_HAVE_IOAPIC
298
299 struct kvm_irq_routing_table {
300         int chip[KVM_NR_IRQCHIPS][KVM_IOAPIC_NUM_PINS];
301         struct kvm_kernel_irq_routing_entry *rt_entries;
302         u32 nr_rt_entries;
303         /*
304          * Array indexed by gsi. Each entry contains list of irq chips
305          * the gsi is connected to.
306          */
307         struct hlist_head map[0];
308 };
309
310 #else
311
312 struct kvm_irq_routing_table {};
313
314 #endif
315
316 #ifndef KVM_MEM_SLOTS_NUM
317 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_MEMORY_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
318 #endif
319
320 /*
321  * Note:
322  * memslots are not sorted by id anymore, please use id_to_memslot()
323  * to get the memslot by its id.
324  */
325 struct kvm_memslots {
326         u64 generation;
327         struct kvm_memory_slot memslots[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
328         /* The mapping table from slot id to the index in memslots[]. */
329         int id_to_index[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
330 };
331
332 struct kvm {
333         spinlock_t mmu_lock;
334         struct mutex slots_lock;
335         struct mm_struct *mm; /* userspace tied to this vm */
336         struct kvm_memslots *memslots;
337         struct srcu_struct srcu;
338 #ifdef CONFIG_KVM_APIC_ARCHITECTURE
339         u32 bsp_vcpu_id;
340 #endif
341         struct kvm_vcpu *vcpus[KVM_MAX_VCPUS];
342         atomic_t online_vcpus;
343         int last_boosted_vcpu;
344         struct list_head vm_list;
345         struct mutex lock;
346         struct kvm_io_bus *buses[KVM_NR_BUSES];
347 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
348         struct {
349                 spinlock_t        lock;
350                 struct list_head  items;
351                 struct list_head  resampler_list;
352                 struct mutex      resampler_lock;
353         } irqfds;
354         struct list_head ioeventfds;
355 #endif
356         struct kvm_vm_stat stat;
357         struct kvm_arch arch;
358         atomic_t users_count;
359 #ifdef KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET
360         struct kvm_coalesced_mmio_ring *coalesced_mmio_ring;
361         spinlock_t ring_lock;
362         struct list_head coalesced_zones;
363 #endif
364
365         struct mutex irq_lock;
366 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
367         /*
368          * Update side is protected by irq_lock and,
369          * if configured, irqfds.lock.
370          */
371         struct kvm_irq_routing_table __rcu *irq_routing;
372         struct hlist_head mask_notifier_list;
373         struct hlist_head irq_ack_notifier_list;
374 #endif
375
376 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
377         struct mmu_notifier mmu_notifier;
378         unsigned long mmu_notifier_seq;
379         long mmu_notifier_count;
380 #endif
381         long tlbs_dirty;
382 };
383
384 #define kvm_err(fmt, ...) \
385         pr_err("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
386 #define kvm_info(fmt, ...) \
387         pr_info("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
388 #define kvm_debug(fmt, ...) \
389         pr_debug("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
390 #define kvm_pr_unimpl(fmt, ...) \
391         pr_err_ratelimited("kvm [%i]: " fmt, \
392                            task_tgid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
393
394 /* The guest did something we don't support. */
395 #define vcpu_unimpl(vcpu, fmt, ...)                                     \
396         kvm_pr_unimpl("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id, ## __VA_ARGS__)
397
398 static inline struct kvm_vcpu *kvm_get_vcpu(struct kvm *kvm, int i)
399 {
400         smp_rmb();
401         return kvm->vcpus[i];
402 }
403
404 #define kvm_for_each_vcpu(idx, vcpup, kvm) \
405         for (idx = 0; \
406              idx < atomic_read(&kvm->online_vcpus) && \
407              (vcpup = kvm_get_vcpu(kvm, idx)) != NULL; \
408              idx++)
409
410 #define kvm_for_each_memslot(memslot, slots)    \
411         for (memslot = &slots->memslots[0];     \
412               memslot < slots->memslots + KVM_MEM_SLOTS_NUM && memslot->npages;\
413                 memslot++)
414
415 int kvm_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm *kvm, unsigned id);
416 void kvm_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
417
418 int __must_check vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
419 void vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
420
421 int kvm_init(void *opaque, unsigned vcpu_size, unsigned vcpu_align,
422                   struct module *module);
423 void kvm_exit(void);
424
425 void kvm_get_kvm(struct kvm *kvm);
426 void kvm_put_kvm(struct kvm *kvm);
427 void update_memslots(struct kvm_memslots *slots, struct kvm_memory_slot *new);
428
429 static inline struct kvm_memslots *kvm_memslots(struct kvm *kvm)
430 {
431         return rcu_dereference_check(kvm->memslots,
432                         srcu_read_lock_held(&kvm->srcu)
433                         || lockdep_is_held(&kvm->slots_lock));
434 }
435
436 static inline struct kvm_memory_slot *
437 id_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, int id)
438 {
439         int index = slots->id_to_index[id];
440         struct kvm_memory_slot *slot;
441
442         slot = &slots->memslots[index];
443
444         WARN_ON(slot->id != id);
445         return slot;
446 }
447
448 int kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
449                           struct kvm_userspace_memory_region *mem,
450                           int user_alloc);
451 int __kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
452                             struct kvm_userspace_memory_region *mem,
453                             int user_alloc);
454 void kvm_arch_free_memslot(struct kvm_memory_slot *free,
455                            struct kvm_memory_slot *dont);
456 int kvm_arch_create_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, unsigned long npages);
457 int kvm_arch_prepare_memory_region(struct kvm *kvm,
458                                 struct kvm_memory_slot *memslot,
459                                 struct kvm_memory_slot old,
460                                 struct kvm_userspace_memory_region *mem,
461                                 int user_alloc);
462 void kvm_arch_commit_memory_region(struct kvm *kvm,
463                                 struct kvm_userspace_memory_region *mem,
464                                 struct kvm_memory_slot old,
465                                 int user_alloc);
466 bool kvm_largepages_enabled(void);
467 void kvm_disable_largepages(void);
468 /* flush all memory translations */
469 void kvm_arch_flush_shadow_all(struct kvm *kvm);
470 /* flush memory translations pointing to 'slot' */
471 void kvm_arch_flush_shadow_memslot(struct kvm *kvm,
472                                    struct kvm_memory_slot *slot);
473
474 int gfn_to_page_many_atomic(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, struct page **pages,
475                             int nr_pages);
476
477 struct page *gfn_to_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
478 unsigned long gfn_to_hva(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
479 unsigned long gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
480 void kvm_release_page_clean(struct page *page);
481 void kvm_release_page_dirty(struct page *page);
482 void kvm_set_page_dirty(struct page *page);
483 void kvm_set_page_accessed(struct page *page);
484
485 pfn_t gfn_to_pfn_atomic(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
486 pfn_t gfn_to_pfn_async(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool *async,
487                        bool write_fault, bool *writable);
488 pfn_t gfn_to_pfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
489 pfn_t gfn_to_pfn_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool write_fault,
490                       bool *writable);
491 pfn_t gfn_to_pfn_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
492 pfn_t gfn_to_pfn_memslot_atomic(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
493
494 void kvm_release_pfn_dirty(pfn_t pfn);
495 void kvm_release_pfn_clean(pfn_t pfn);
496 void kvm_set_pfn_dirty(pfn_t pfn);
497 void kvm_set_pfn_accessed(pfn_t pfn);
498 void kvm_get_pfn(pfn_t pfn);
499
500 int kvm_read_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, void *data, int offset,
501                         int len);
502 int kvm_read_guest_atomic(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data,
503                           unsigned long len);
504 int kvm_read_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data, unsigned long len);
505 int kvm_read_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
506                            void *data, unsigned long len);
507 int kvm_write_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, const void *data,
508                          int offset, int len);
509 int kvm_write_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, const void *data,
510                     unsigned long len);
511 int kvm_write_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
512                            void *data, unsigned long len);
513 int kvm_gfn_to_hva_cache_init(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
514                               gpa_t gpa);
515 int kvm_clear_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, int offset, int len);
516 int kvm_clear_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, unsigned long len);
517 struct kvm_memory_slot *gfn_to_memslot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
518 int kvm_is_visible_gfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
519 unsigned long kvm_host_page_size(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
520 void mark_page_dirty(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
521 void mark_page_dirty_in_slot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *memslot,
522                              gfn_t gfn);
523
524 void kvm_vcpu_block(struct kvm_vcpu *vcpu);
525 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
526 bool kvm_vcpu_yield_to(struct kvm_vcpu *target);
527 void kvm_vcpu_on_spin(struct kvm_vcpu *vcpu);
528 void kvm_resched(struct kvm_vcpu *vcpu);
529 void kvm_load_guest_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
530 void kvm_put_guest_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
531
532 void kvm_flush_remote_tlbs(struct kvm *kvm);
533 void kvm_reload_remote_mmus(struct kvm *kvm);
534 void kvm_make_mclock_inprogress_request(struct kvm *kvm);
535
536 long kvm_arch_dev_ioctl(struct file *filp,
537                         unsigned int ioctl, unsigned long arg);
538 long kvm_arch_vcpu_ioctl(struct file *filp,
539                          unsigned int ioctl, unsigned long arg);
540 int kvm_arch_vcpu_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vm_fault *vmf);
541
542 int kvm_dev_ioctl_check_extension(long ext);
543
544 int kvm_get_dirty_log(struct kvm *kvm,
545                         struct kvm_dirty_log *log, int *is_dirty);
546 int kvm_vm_ioctl_get_dirty_log(struct kvm *kvm,
547                                 struct kvm_dirty_log *log);
548
549 int kvm_vm_ioctl_set_memory_region(struct kvm *kvm,
550                                    struct
551                                    kvm_userspace_memory_region *mem,
552                                    int user_alloc);
553 int kvm_vm_ioctl_irq_line(struct kvm *kvm, struct kvm_irq_level *irq_level);
554 long kvm_arch_vm_ioctl(struct file *filp,
555                        unsigned int ioctl, unsigned long arg);
556
557 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
558 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
559
560 int kvm_arch_vcpu_ioctl_translate(struct kvm_vcpu *vcpu,
561                                     struct kvm_translation *tr);
562
563 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
564 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
565 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
566                                   struct kvm_sregs *sregs);
567 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
568                                   struct kvm_sregs *sregs);
569 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
570                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
571 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
572                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
573 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_guest_debug(struct kvm_vcpu *vcpu,
574                                         struct kvm_guest_debug *dbg);
575 int kvm_arch_vcpu_ioctl_run(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *kvm_run);
576
577 int kvm_arch_init(void *opaque);
578 void kvm_arch_exit(void);
579
580 int kvm_arch_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
581 void kvm_arch_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
582
583 void kvm_arch_vcpu_free(struct kvm_vcpu *vcpu);
584 void kvm_arch_vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
585 void kvm_arch_vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
586 struct kvm_vcpu *kvm_arch_vcpu_create(struct kvm *kvm, unsigned int id);
587 int kvm_arch_vcpu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
588 int kvm_arch_vcpu_postcreate(struct kvm_vcpu *vcpu);
589 void kvm_arch_vcpu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
590
591 int kvm_arch_hardware_enable(void *garbage);
592 void kvm_arch_hardware_disable(void *garbage);
593 int kvm_arch_hardware_setup(void);
594 void kvm_arch_hardware_unsetup(void);
595 void kvm_arch_check_processor_compat(void *rtn);
596 int kvm_arch_vcpu_runnable(struct kvm_vcpu *vcpu);
597 int kvm_arch_vcpu_should_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
598
599 void kvm_free_physmem(struct kvm *kvm);
600
601 void *kvm_kvzalloc(unsigned long size);
602 void kvm_kvfree(const void *addr);
603
604 #ifndef __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
605 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
606 {
607         return kzalloc(sizeof(struct kvm), GFP_KERNEL);
608 }
609
610 static inline void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm)
611 {
612         kfree(kvm);
613 }
614 #endif
615
616 static inline wait_queue_head_t *kvm_arch_vcpu_wq(struct kvm_vcpu *vcpu)
617 {
618 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_WQP
619         return vcpu->arch.wqp;
620 #else
621         return &vcpu->wq;
622 #endif
623 }
624
625 int kvm_arch_init_vm(struct kvm *kvm, unsigned long type);
626 void kvm_arch_destroy_vm(struct kvm *kvm);
627 void kvm_free_all_assigned_devices(struct kvm *kvm);
628 void kvm_arch_sync_events(struct kvm *kvm);
629
630 int kvm_cpu_has_pending_timer(struct kvm_vcpu *vcpu);
631 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
632
633 bool kvm_is_mmio_pfn(pfn_t pfn);
634
635 struct kvm_irq_ack_notifier {
636         struct hlist_node link;
637         unsigned gsi;
638         void (*irq_acked)(struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
639 };
640
641 struct kvm_assigned_dev_kernel {
642         struct kvm_irq_ack_notifier ack_notifier;
643         struct list_head list;
644         int assigned_dev_id;
645         int host_segnr;
646         int host_busnr;
647         int host_devfn;
648         unsigned int entries_nr;
649         int host_irq;
650         bool host_irq_disabled;
651         bool pci_2_3;
652         struct msix_entry *host_msix_entries;
653         int guest_irq;
654         struct msix_entry *guest_msix_entries;
655         unsigned long irq_requested_type;
656         int irq_source_id;
657         int flags;
658         struct pci_dev *dev;
659         struct kvm *kvm;
660         spinlock_t intx_lock;
661         spinlock_t intx_mask_lock;
662         char irq_name[32];
663         struct pci_saved_state *pci_saved_state;
664 };
665
666 struct kvm_irq_mask_notifier {
667         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
668         int irq;
669         struct hlist_node link;
670 };
671
672 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
673                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
674 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
675                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
676 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
677                              bool mask);
678
679 #ifdef __KVM_HAVE_IOAPIC
680 void kvm_get_intr_delivery_bitmask(struct kvm_ioapic *ioapic,
681                                    union kvm_ioapic_redirect_entry *entry,
682                                    unsigned long *deliver_bitmask);
683 #endif
684 int kvm_set_irq(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level);
685 int kvm_set_irq_inatomic(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level);
686 int kvm_set_msi(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *irq_entry, struct kvm *kvm,
687                 int irq_source_id, int level);
688 void kvm_notify_acked_irq(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
689 void kvm_register_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
690                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
691 void kvm_unregister_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
692                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
693 int kvm_request_irq_source_id(struct kvm *kvm);
694 void kvm_free_irq_source_id(struct kvm *kvm, int irq_source_id);
695
696 /* For vcpu->arch.iommu_flags */
697 #define KVM_IOMMU_CACHE_COHERENCY       0x1
698
699 #ifdef CONFIG_IOMMU_API
700 int kvm_iommu_map_pages(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot);
701 void kvm_iommu_unmap_pages(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot);
702 int kvm_iommu_map_guest(struct kvm *kvm);
703 int kvm_iommu_unmap_guest(struct kvm *kvm);
704 int kvm_assign_device(struct kvm *kvm,
705                       struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev);
706 int kvm_deassign_device(struct kvm *kvm,
707                         struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev);
708 #else /* CONFIG_IOMMU_API */
709 static inline int kvm_iommu_map_pages(struct kvm *kvm,
710                                       struct kvm_memory_slot *slot)
711 {
712         return 0;
713 }
714
715 static inline void kvm_iommu_unmap_pages(struct kvm *kvm,
716                                          struct kvm_memory_slot *slot)
717 {
718 }
719
720 static inline int kvm_iommu_map_guest(struct kvm *kvm)
721 {
722         return -ENODEV;
723 }
724
725 static inline int kvm_iommu_unmap_guest(struct kvm *kvm)
726 {
727         return 0;
728 }
729
730 static inline int kvm_assign_device(struct kvm *kvm,
731                 struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev)
732 {
733         return 0;
734 }
735
736 static inline int kvm_deassign_device(struct kvm *kvm,
737                 struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev)
738 {
739         return 0;
740 }
741 #endif /* CONFIG_IOMMU_API */
742
743 static inline void kvm_guest_enter(void)
744 {
745         BUG_ON(preemptible());
746         /*
747          * This is running in ioctl context so we can avoid
748          * the call to vtime_account() with its unnecessary idle check.
749          */
750         vtime_account_system_irqsafe(current);
751         current->flags |= PF_VCPU;
752         /* KVM does not hold any references to rcu protected data when it
753          * switches CPU into a guest mode. In fact switching to a guest mode
754          * is very similar to exiting to userspase from rcu point of view. In
755          * addition CPU may stay in a guest mode for quite a long time (up to
756          * one time slice). Lets treat guest mode as quiescent state, just like
757          * we do with user-mode execution.
758          */
759         rcu_virt_note_context_switch(smp_processor_id());
760 }
761
762 static inline void kvm_guest_exit(void)
763 {
764         /*
765          * This is running in ioctl context so we can avoid
766          * the call to vtime_account() with its unnecessary idle check.
767          */
768         vtime_account_system_irqsafe(current);
769         current->flags &= ~PF_VCPU;
770 }
771
772 /*
773  * search_memslots() and __gfn_to_memslot() are here because they are
774  * used in non-modular code in arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_mmu.c.
775  * gfn_to_memslot() itself isn't here as an inline because that would
776  * bloat other code too much.
777  */
778 static inline struct kvm_memory_slot *
779 search_memslots(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
780 {
781         struct kvm_memory_slot *memslot;
782
783         kvm_for_each_memslot(memslot, slots)
784                 if (gfn >= memslot->base_gfn &&
785                       gfn < memslot->base_gfn + memslot->npages)
786                         return memslot;
787
788         return NULL;
789 }
790
791 static inline struct kvm_memory_slot *
792 __gfn_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
793 {
794         return search_memslots(slots, gfn);
795 }
796
797 static inline unsigned long
798 __gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn)
799 {
800         return slot->userspace_addr + (gfn - slot->base_gfn) * PAGE_SIZE;
801 }
802
803 static inline int memslot_id(struct kvm *kvm, gfn_t gfn)
804 {
805         return gfn_to_memslot(kvm, gfn)->id;
806 }
807
808 static inline gfn_t gfn_to_index(gfn_t gfn, gfn_t base_gfn, int level)
809 {
810         /* KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(PT_PAGE_TABLE_LEVEL) must be 0. */
811         return (gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level)) -
812                 (base_gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level));
813 }
814
815 static inline gfn_t
816 hva_to_gfn_memslot(unsigned long hva, struct kvm_memory_slot *slot)
817 {
818         gfn_t gfn_offset = (hva - slot->userspace_addr) >> PAGE_SHIFT;
819
820         return slot->base_gfn + gfn_offset;
821 }
822
823 static inline gpa_t gfn_to_gpa(gfn_t gfn)
824 {
825         return (gpa_t)gfn << PAGE_SHIFT;
826 }
827
828 static inline gfn_t gpa_to_gfn(gpa_t gpa)
829 {
830         return (gfn_t)(gpa >> PAGE_SHIFT);
831 }
832
833 static inline hpa_t pfn_to_hpa(pfn_t pfn)
834 {
835         return (hpa_t)pfn << PAGE_SHIFT;
836 }
837
838 static inline void kvm_migrate_timers(struct kvm_vcpu *vcpu)
839 {
840         set_bit(KVM_REQ_MIGRATE_TIMER, &vcpu->requests);
841 }
842
843 enum kvm_stat_kind {
844         KVM_STAT_VM,
845         KVM_STAT_VCPU,
846 };
847
848 struct kvm_stats_debugfs_item {
849         const char *name;
850         int offset;
851         enum kvm_stat_kind kind;
852         struct dentry *dentry;
853 };
854 extern struct kvm_stats_debugfs_item debugfs_entries[];
855 extern struct dentry *kvm_debugfs_dir;
856
857 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
858 static inline int mmu_notifier_retry(struct kvm *kvm, unsigned long mmu_seq)
859 {
860         if (unlikely(kvm->mmu_notifier_count))
861                 return 1;
862         /*
863          * Ensure the read of mmu_notifier_count happens before the read
864          * of mmu_notifier_seq.  This interacts with the smp_wmb() in
865          * mmu_notifier_invalidate_range_end to make sure that the caller
866          * either sees the old (non-zero) value of mmu_notifier_count or
867          * the new (incremented) value of mmu_notifier_seq.
868          * PowerPC Book3s HV KVM calls this under a per-page lock
869          * rather than under kvm->mmu_lock, for scalability, so
870          * can't rely on kvm->mmu_lock to keep things ordered.
871          */
872         smp_rmb();
873         if (kvm->mmu_notifier_seq != mmu_seq)
874                 return 1;
875         return 0;
876 }
877 #endif
878
879 #ifdef KVM_CAP_IRQ_ROUTING
880
881 #define KVM_MAX_IRQ_ROUTES 1024
882
883 int kvm_setup_default_irq_routing(struct kvm *kvm);
884 int kvm_set_irq_routing(struct kvm *kvm,
885                         const struct kvm_irq_routing_entry *entries,
886                         unsigned nr,
887                         unsigned flags);
888 void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm);
889
890 int kvm_send_userspace_msi(struct kvm *kvm, struct kvm_msi *msi);
891
892 #else
893
894 static inline void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm) {}
895
896 #endif
897
898 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
899
900 void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm);
901 int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args);
902
903 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
904 int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args);
905 void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm);
906 void kvm_irq_routing_update(struct kvm *, struct kvm_irq_routing_table *);
907 #else
908 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
909 {
910         return -EINVAL;
911 }
912
913 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
914 #endif
915
916 #else
917
918 static inline void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm) {}
919
920 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
921 {
922         return -EINVAL;
923 }
924
925 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
926
927 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
928 static inline void kvm_irq_routing_update(struct kvm *kvm,
929                                           struct kvm_irq_routing_table *irq_rt)
930 {
931         rcu_assign_pointer(kvm->irq_routing, irq_rt);
932 }
933 #endif
934
935 static inline int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args)
936 {
937         return -ENOSYS;
938 }
939
940 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD */
941
942 #ifdef CONFIG_KVM_APIC_ARCHITECTURE
943 static inline bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu)
944 {
945         return vcpu->kvm->bsp_vcpu_id == vcpu->vcpu_id;
946 }
947
948 bool kvm_vcpu_compatible(struct kvm_vcpu *vcpu);
949
950 #else
951
952 static inline bool kvm_vcpu_compatible(struct kvm_vcpu *vcpu) { return true; }
953
954 #endif
955
956 #ifdef __KVM_HAVE_DEVICE_ASSIGNMENT
957
958 long kvm_vm_ioctl_assigned_device(struct kvm *kvm, unsigned ioctl,
959                                   unsigned long arg);
960
961 #else
962
963 static inline long kvm_vm_ioctl_assigned_device(struct kvm *kvm, unsigned ioctl,
964                                                 unsigned long arg)
965 {
966         return -ENOTTY;
967 }
968
969 #endif
970
971 static inline void kvm_make_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
972 {
973         set_bit(req, &vcpu->requests);
974 }
975
976 static inline bool kvm_check_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
977 {
978         if (test_bit(req, &vcpu->requests)) {
979                 clear_bit(req, &vcpu->requests);
980                 return true;
981         } else {
982                 return false;
983         }
984 }
985
986 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
987
988 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
989 {
990         vcpu->spin_loop.in_spin_loop = val;
991 }
992 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
993 {
994         vcpu->spin_loop.dy_eligible = val;
995 }
996
997 #else /* !CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
998
999 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1000 {
1001 }
1002
1003 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1004 {
1005 }
1006
1007 static inline bool kvm_vcpu_eligible_for_directed_yield(struct kvm_vcpu *vcpu)
1008 {
1009         return true;
1010 }
1011
1012 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1013 #endif
1014