32fdc45ca35e9df449355b53af55f7b0d888706e
[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 *dirty_bitmap;
270         struct kvm_arch_memory_slot arch;
271         unsigned long userspace_addr;
272         u32 flags;
273         short id;
274         bool user_alloc;
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_PRIVATE_MEM_SLOTS
317 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 0
318 #endif
319
320 #ifndef KVM_MEM_SLOTS_NUM
321 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
322 #endif
323
324 /*
325  * Note:
326  * memslots are not sorted by id anymore, please use id_to_memslot()
327  * to get the memslot by its id.
328  */
329 struct kvm_memslots {
330         u64 generation;
331         struct kvm_memory_slot memslots[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
332         /* The mapping table from slot id to the index in memslots[]. */
333         short id_to_index[KVM_MEM_SLOTS_NUM];
334 };
335
336 struct kvm {
337         spinlock_t mmu_lock;
338         struct mutex slots_lock;
339         struct mm_struct *mm; /* userspace tied to this vm */
340         struct kvm_memslots *memslots;
341         struct srcu_struct srcu;
342 #ifdef CONFIG_KVM_APIC_ARCHITECTURE
343         u32 bsp_vcpu_id;
344 #endif
345         struct kvm_vcpu *vcpus[KVM_MAX_VCPUS];
346         atomic_t online_vcpus;
347         int last_boosted_vcpu;
348         struct list_head vm_list;
349         struct mutex lock;
350         struct kvm_io_bus *buses[KVM_NR_BUSES];
351 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
352         struct {
353                 spinlock_t        lock;
354                 struct list_head  items;
355                 struct list_head  resampler_list;
356                 struct mutex      resampler_lock;
357         } irqfds;
358         struct list_head ioeventfds;
359 #endif
360         struct kvm_vm_stat stat;
361         struct kvm_arch arch;
362         atomic_t users_count;
363 #ifdef KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET
364         struct kvm_coalesced_mmio_ring *coalesced_mmio_ring;
365         spinlock_t ring_lock;
366         struct list_head coalesced_zones;
367 #endif
368
369         struct mutex irq_lock;
370 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
371         /*
372          * Update side is protected by irq_lock and,
373          * if configured, irqfds.lock.
374          */
375         struct kvm_irq_routing_table __rcu *irq_routing;
376         struct hlist_head mask_notifier_list;
377         struct hlist_head irq_ack_notifier_list;
378 #endif
379
380 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
381         struct mmu_notifier mmu_notifier;
382         unsigned long mmu_notifier_seq;
383         long mmu_notifier_count;
384 #endif
385         long tlbs_dirty;
386 };
387
388 #define kvm_err(fmt, ...) \
389         pr_err("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
390 #define kvm_info(fmt, ...) \
391         pr_info("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
392 #define kvm_debug(fmt, ...) \
393         pr_debug("kvm [%i]: " fmt, task_pid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
394 #define kvm_pr_unimpl(fmt, ...) \
395         pr_err_ratelimited("kvm [%i]: " fmt, \
396                            task_tgid_nr(current), ## __VA_ARGS__)
397
398 /* The guest did something we don't support. */
399 #define vcpu_unimpl(vcpu, fmt, ...)                                     \
400         kvm_pr_unimpl("vcpu%i " fmt, (vcpu)->vcpu_id, ## __VA_ARGS__)
401
402 static inline struct kvm_vcpu *kvm_get_vcpu(struct kvm *kvm, int i)
403 {
404         smp_rmb();
405         return kvm->vcpus[i];
406 }
407
408 #define kvm_for_each_vcpu(idx, vcpup, kvm) \
409         for (idx = 0; \
410              idx < atomic_read(&kvm->online_vcpus) && \
411              (vcpup = kvm_get_vcpu(kvm, idx)) != NULL; \
412              idx++)
413
414 #define kvm_for_each_memslot(memslot, slots)    \
415         for (memslot = &slots->memslots[0];     \
416               memslot < slots->memslots + KVM_MEM_SLOTS_NUM && memslot->npages;\
417                 memslot++)
418
419 int kvm_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm *kvm, unsigned id);
420 void kvm_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
421
422 int __must_check vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
423 void vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
424
425 int kvm_init(void *opaque, unsigned vcpu_size, unsigned vcpu_align,
426                   struct module *module);
427 void kvm_exit(void);
428
429 void kvm_get_kvm(struct kvm *kvm);
430 void kvm_put_kvm(struct kvm *kvm);
431 void update_memslots(struct kvm_memslots *slots, struct kvm_memory_slot *new);
432
433 static inline struct kvm_memslots *kvm_memslots(struct kvm *kvm)
434 {
435         return rcu_dereference_check(kvm->memslots,
436                         srcu_read_lock_held(&kvm->srcu)
437                         || lockdep_is_held(&kvm->slots_lock));
438 }
439
440 static inline struct kvm_memory_slot *
441 id_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, int id)
442 {
443         int index = slots->id_to_index[id];
444         struct kvm_memory_slot *slot;
445
446         slot = &slots->memslots[index];
447
448         WARN_ON(slot->id != id);
449         return slot;
450 }
451
452 int kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
453                           struct kvm_userspace_memory_region *mem,
454                           bool user_alloc);
455 int __kvm_set_memory_region(struct kvm *kvm,
456                             struct kvm_userspace_memory_region *mem,
457                             bool user_alloc);
458 void kvm_arch_free_memslot(struct kvm_memory_slot *free,
459                            struct kvm_memory_slot *dont);
460 int kvm_arch_create_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, unsigned long npages);
461 int kvm_arch_prepare_memory_region(struct kvm *kvm,
462                                 struct kvm_memory_slot *memslot,
463                                 struct kvm_memory_slot old,
464                                 struct kvm_userspace_memory_region *mem,
465                                 bool user_alloc);
466 void kvm_arch_commit_memory_region(struct kvm *kvm,
467                                 struct kvm_userspace_memory_region *mem,
468                                 struct kvm_memory_slot old,
469                                 bool user_alloc);
470 bool kvm_largepages_enabled(void);
471 void kvm_disable_largepages(void);
472 /* flush all memory translations */
473 void kvm_arch_flush_shadow_all(struct kvm *kvm);
474 /* flush memory translations pointing to 'slot' */
475 void kvm_arch_flush_shadow_memslot(struct kvm *kvm,
476                                    struct kvm_memory_slot *slot);
477
478 int gfn_to_page_many_atomic(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, struct page **pages,
479                             int nr_pages);
480
481 struct page *gfn_to_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
482 unsigned long gfn_to_hva(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
483 unsigned long gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
484 void kvm_release_page_clean(struct page *page);
485 void kvm_release_page_dirty(struct page *page);
486 void kvm_set_page_dirty(struct page *page);
487 void kvm_set_page_accessed(struct page *page);
488
489 pfn_t gfn_to_pfn_atomic(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
490 pfn_t gfn_to_pfn_async(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool *async,
491                        bool write_fault, bool *writable);
492 pfn_t gfn_to_pfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
493 pfn_t gfn_to_pfn_prot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, bool write_fault,
494                       bool *writable);
495 pfn_t gfn_to_pfn_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
496 pfn_t gfn_to_pfn_memslot_atomic(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn);
497
498 void kvm_release_pfn_dirty(pfn_t pfn);
499 void kvm_release_pfn_clean(pfn_t pfn);
500 void kvm_set_pfn_dirty(pfn_t pfn);
501 void kvm_set_pfn_accessed(pfn_t pfn);
502 void kvm_get_pfn(pfn_t pfn);
503
504 int kvm_read_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, void *data, int offset,
505                         int len);
506 int kvm_read_guest_atomic(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data,
507                           unsigned long len);
508 int kvm_read_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data, unsigned long len);
509 int kvm_read_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
510                            void *data, unsigned long len);
511 int kvm_write_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, const void *data,
512                          int offset, int len);
513 int kvm_write_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, const void *data,
514                     unsigned long len);
515 int kvm_write_guest_cached(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
516                            void *data, unsigned long len);
517 int kvm_gfn_to_hva_cache_init(struct kvm *kvm, struct gfn_to_hva_cache *ghc,
518                               gpa_t gpa);
519 int kvm_clear_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, int offset, int len);
520 int kvm_clear_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, unsigned long len);
521 struct kvm_memory_slot *gfn_to_memslot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
522 int kvm_is_visible_gfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
523 unsigned long kvm_host_page_size(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
524 void mark_page_dirty(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
525 void mark_page_dirty_in_slot(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *memslot,
526                              gfn_t gfn);
527
528 void kvm_vcpu_block(struct kvm_vcpu *vcpu);
529 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
530 bool kvm_vcpu_yield_to(struct kvm_vcpu *target);
531 void kvm_vcpu_on_spin(struct kvm_vcpu *vcpu);
532 void kvm_resched(struct kvm_vcpu *vcpu);
533 void kvm_load_guest_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
534 void kvm_put_guest_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
535
536 void kvm_flush_remote_tlbs(struct kvm *kvm);
537 void kvm_reload_remote_mmus(struct kvm *kvm);
538 void kvm_make_mclock_inprogress_request(struct kvm *kvm);
539
540 long kvm_arch_dev_ioctl(struct file *filp,
541                         unsigned int ioctl, unsigned long arg);
542 long kvm_arch_vcpu_ioctl(struct file *filp,
543                          unsigned int ioctl, unsigned long arg);
544 int kvm_arch_vcpu_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vm_fault *vmf);
545
546 int kvm_dev_ioctl_check_extension(long ext);
547
548 int kvm_get_dirty_log(struct kvm *kvm,
549                         struct kvm_dirty_log *log, int *is_dirty);
550 int kvm_vm_ioctl_get_dirty_log(struct kvm *kvm,
551                                 struct kvm_dirty_log *log);
552
553 int kvm_vm_ioctl_set_memory_region(struct kvm *kvm,
554                                    struct
555                                    kvm_userspace_memory_region *mem,
556                                    bool user_alloc);
557 int kvm_vm_ioctl_irq_line(struct kvm *kvm, struct kvm_irq_level *irq_level);
558 long kvm_arch_vm_ioctl(struct file *filp,
559                        unsigned int ioctl, unsigned long arg);
560
561 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
562 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_fpu *fpu);
563
564 int kvm_arch_vcpu_ioctl_translate(struct kvm_vcpu *vcpu,
565                                     struct kvm_translation *tr);
566
567 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
568 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_regs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_regs *regs);
569 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
570                                   struct kvm_sregs *sregs);
571 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_sregs(struct kvm_vcpu *vcpu,
572                                   struct kvm_sregs *sregs);
573 int kvm_arch_vcpu_ioctl_get_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
574                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
575 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_mpstate(struct kvm_vcpu *vcpu,
576                                     struct kvm_mp_state *mp_state);
577 int kvm_arch_vcpu_ioctl_set_guest_debug(struct kvm_vcpu *vcpu,
578                                         struct kvm_guest_debug *dbg);
579 int kvm_arch_vcpu_ioctl_run(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *kvm_run);
580
581 int kvm_arch_init(void *opaque);
582 void kvm_arch_exit(void);
583
584 int kvm_arch_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
585 void kvm_arch_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
586
587 void kvm_arch_vcpu_free(struct kvm_vcpu *vcpu);
588 void kvm_arch_vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
589 void kvm_arch_vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
590 struct kvm_vcpu *kvm_arch_vcpu_create(struct kvm *kvm, unsigned int id);
591 int kvm_arch_vcpu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
592 int kvm_arch_vcpu_postcreate(struct kvm_vcpu *vcpu);
593 void kvm_arch_vcpu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
594
595 int kvm_arch_hardware_enable(void *garbage);
596 void kvm_arch_hardware_disable(void *garbage);
597 int kvm_arch_hardware_setup(void);
598 void kvm_arch_hardware_unsetup(void);
599 void kvm_arch_check_processor_compat(void *rtn);
600 int kvm_arch_vcpu_runnable(struct kvm_vcpu *vcpu);
601 int kvm_arch_vcpu_should_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
602
603 void kvm_free_physmem(struct kvm *kvm);
604
605 void *kvm_kvzalloc(unsigned long size);
606 void kvm_kvfree(const void *addr);
607
608 #ifndef __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
609 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
610 {
611         return kzalloc(sizeof(struct kvm), GFP_KERNEL);
612 }
613
614 static inline void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm)
615 {
616         kfree(kvm);
617 }
618 #endif
619
620 static inline wait_queue_head_t *kvm_arch_vcpu_wq(struct kvm_vcpu *vcpu)
621 {
622 #ifdef __KVM_HAVE_ARCH_WQP
623         return vcpu->arch.wqp;
624 #else
625         return &vcpu->wq;
626 #endif
627 }
628
629 int kvm_arch_init_vm(struct kvm *kvm, unsigned long type);
630 void kvm_arch_destroy_vm(struct kvm *kvm);
631 void kvm_free_all_assigned_devices(struct kvm *kvm);
632 void kvm_arch_sync_events(struct kvm *kvm);
633
634 int kvm_cpu_has_pending_timer(struct kvm_vcpu *vcpu);
635 void kvm_vcpu_kick(struct kvm_vcpu *vcpu);
636
637 bool kvm_is_mmio_pfn(pfn_t pfn);
638
639 struct kvm_irq_ack_notifier {
640         struct hlist_node link;
641         unsigned gsi;
642         void (*irq_acked)(struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
643 };
644
645 struct kvm_assigned_dev_kernel {
646         struct kvm_irq_ack_notifier ack_notifier;
647         struct list_head list;
648         int assigned_dev_id;
649         int host_segnr;
650         int host_busnr;
651         int host_devfn;
652         unsigned int entries_nr;
653         int host_irq;
654         bool host_irq_disabled;
655         bool pci_2_3;
656         struct msix_entry *host_msix_entries;
657         int guest_irq;
658         struct msix_entry *guest_msix_entries;
659         unsigned long irq_requested_type;
660         int irq_source_id;
661         int flags;
662         struct pci_dev *dev;
663         struct kvm *kvm;
664         spinlock_t intx_lock;
665         spinlock_t intx_mask_lock;
666         char irq_name[32];
667         struct pci_saved_state *pci_saved_state;
668 };
669
670 struct kvm_irq_mask_notifier {
671         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
672         int irq;
673         struct hlist_node link;
674 };
675
676 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
677                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
678 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
679                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
680 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
681                              bool mask);
682
683 #ifdef __KVM_HAVE_IOAPIC
684 void kvm_get_intr_delivery_bitmask(struct kvm_ioapic *ioapic,
685                                    union kvm_ioapic_redirect_entry *entry,
686                                    unsigned long *deliver_bitmask);
687 #endif
688 int kvm_set_irq(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level);
689 int kvm_set_irq_inatomic(struct kvm *kvm, int irq_source_id, u32 irq, int level);
690 int kvm_set_msi(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *irq_entry, struct kvm *kvm,
691                 int irq_source_id, int level);
692 void kvm_notify_acked_irq(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin);
693 void kvm_register_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
694                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
695 void kvm_unregister_irq_ack_notifier(struct kvm *kvm,
696                                    struct kvm_irq_ack_notifier *kian);
697 int kvm_request_irq_source_id(struct kvm *kvm);
698 void kvm_free_irq_source_id(struct kvm *kvm, int irq_source_id);
699
700 /* For vcpu->arch.iommu_flags */
701 #define KVM_IOMMU_CACHE_COHERENCY       0x1
702
703 #ifdef CONFIG_IOMMU_API
704 int kvm_iommu_map_pages(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot);
705 void kvm_iommu_unmap_pages(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot);
706 int kvm_iommu_map_guest(struct kvm *kvm);
707 int kvm_iommu_unmap_guest(struct kvm *kvm);
708 int kvm_assign_device(struct kvm *kvm,
709                       struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev);
710 int kvm_deassign_device(struct kvm *kvm,
711                         struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev);
712 #else /* CONFIG_IOMMU_API */
713 static inline int kvm_iommu_map_pages(struct kvm *kvm,
714                                       struct kvm_memory_slot *slot)
715 {
716         return 0;
717 }
718
719 static inline void kvm_iommu_unmap_pages(struct kvm *kvm,
720                                          struct kvm_memory_slot *slot)
721 {
722 }
723
724 static inline int kvm_iommu_map_guest(struct kvm *kvm)
725 {
726         return -ENODEV;
727 }
728
729 static inline int kvm_iommu_unmap_guest(struct kvm *kvm)
730 {
731         return 0;
732 }
733
734 static inline int kvm_assign_device(struct kvm *kvm,
735                 struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev)
736 {
737         return 0;
738 }
739
740 static inline int kvm_deassign_device(struct kvm *kvm,
741                 struct kvm_assigned_dev_kernel *assigned_dev)
742 {
743         return 0;
744 }
745 #endif /* CONFIG_IOMMU_API */
746
747 static inline void kvm_guest_enter(void)
748 {
749         BUG_ON(preemptible());
750         /*
751          * This is running in ioctl context so we can avoid
752          * the call to vtime_account() with its unnecessary idle check.
753          */
754         vtime_account_system_irqsafe(current);
755         current->flags |= PF_VCPU;
756         /* KVM does not hold any references to rcu protected data when it
757          * switches CPU into a guest mode. In fact switching to a guest mode
758          * is very similar to exiting to userspase from rcu point of view. In
759          * addition CPU may stay in a guest mode for quite a long time (up to
760          * one time slice). Lets treat guest mode as quiescent state, just like
761          * we do with user-mode execution.
762          */
763         rcu_virt_note_context_switch(smp_processor_id());
764 }
765
766 static inline void kvm_guest_exit(void)
767 {
768         /*
769          * This is running in ioctl context so we can avoid
770          * the call to vtime_account() with its unnecessary idle check.
771          */
772         vtime_account_system_irqsafe(current);
773         current->flags &= ~PF_VCPU;
774 }
775
776 /*
777  * search_memslots() and __gfn_to_memslot() are here because they are
778  * used in non-modular code in arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_mmu.c.
779  * gfn_to_memslot() itself isn't here as an inline because that would
780  * bloat other code too much.
781  */
782 static inline struct kvm_memory_slot *
783 search_memslots(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
784 {
785         struct kvm_memory_slot *memslot;
786
787         kvm_for_each_memslot(memslot, slots)
788                 if (gfn >= memslot->base_gfn &&
789                       gfn < memslot->base_gfn + memslot->npages)
790                         return memslot;
791
792         return NULL;
793 }
794
795 static inline struct kvm_memory_slot *
796 __gfn_to_memslot(struct kvm_memslots *slots, gfn_t gfn)
797 {
798         return search_memslots(slots, gfn);
799 }
800
801 static inline unsigned long
802 __gfn_to_hva_memslot(struct kvm_memory_slot *slot, gfn_t gfn)
803 {
804         return slot->userspace_addr + (gfn - slot->base_gfn) * PAGE_SIZE;
805 }
806
807 static inline int memslot_id(struct kvm *kvm, gfn_t gfn)
808 {
809         return gfn_to_memslot(kvm, gfn)->id;
810 }
811
812 static inline gfn_t gfn_to_index(gfn_t gfn, gfn_t base_gfn, int level)
813 {
814         /* KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(PT_PAGE_TABLE_LEVEL) must be 0. */
815         return (gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level)) -
816                 (base_gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level));
817 }
818
819 static inline gfn_t
820 hva_to_gfn_memslot(unsigned long hva, struct kvm_memory_slot *slot)
821 {
822         gfn_t gfn_offset = (hva - slot->userspace_addr) >> PAGE_SHIFT;
823
824         return slot->base_gfn + gfn_offset;
825 }
826
827 static inline gpa_t gfn_to_gpa(gfn_t gfn)
828 {
829         return (gpa_t)gfn << PAGE_SHIFT;
830 }
831
832 static inline gfn_t gpa_to_gfn(gpa_t gpa)
833 {
834         return (gfn_t)(gpa >> PAGE_SHIFT);
835 }
836
837 static inline hpa_t pfn_to_hpa(pfn_t pfn)
838 {
839         return (hpa_t)pfn << PAGE_SHIFT;
840 }
841
842 static inline void kvm_migrate_timers(struct kvm_vcpu *vcpu)
843 {
844         set_bit(KVM_REQ_MIGRATE_TIMER, &vcpu->requests);
845 }
846
847 enum kvm_stat_kind {
848         KVM_STAT_VM,
849         KVM_STAT_VCPU,
850 };
851
852 struct kvm_stats_debugfs_item {
853         const char *name;
854         int offset;
855         enum kvm_stat_kind kind;
856         struct dentry *dentry;
857 };
858 extern struct kvm_stats_debugfs_item debugfs_entries[];
859 extern struct dentry *kvm_debugfs_dir;
860
861 #if defined(CONFIG_MMU_NOTIFIER) && defined(KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER)
862 static inline int mmu_notifier_retry(struct kvm *kvm, unsigned long mmu_seq)
863 {
864         if (unlikely(kvm->mmu_notifier_count))
865                 return 1;
866         /*
867          * Ensure the read of mmu_notifier_count happens before the read
868          * of mmu_notifier_seq.  This interacts with the smp_wmb() in
869          * mmu_notifier_invalidate_range_end to make sure that the caller
870          * either sees the old (non-zero) value of mmu_notifier_count or
871          * the new (incremented) value of mmu_notifier_seq.
872          * PowerPC Book3s HV KVM calls this under a per-page lock
873          * rather than under kvm->mmu_lock, for scalability, so
874          * can't rely on kvm->mmu_lock to keep things ordered.
875          */
876         smp_rmb();
877         if (kvm->mmu_notifier_seq != mmu_seq)
878                 return 1;
879         return 0;
880 }
881 #endif
882
883 #ifdef KVM_CAP_IRQ_ROUTING
884
885 #define KVM_MAX_IRQ_ROUTES 1024
886
887 int kvm_setup_default_irq_routing(struct kvm *kvm);
888 int kvm_set_irq_routing(struct kvm *kvm,
889                         const struct kvm_irq_routing_entry *entries,
890                         unsigned nr,
891                         unsigned flags);
892 void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm);
893
894 int kvm_send_userspace_msi(struct kvm *kvm, struct kvm_msi *msi);
895
896 #else
897
898 static inline void kvm_free_irq_routing(struct kvm *kvm) {}
899
900 #endif
901
902 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD
903
904 void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm);
905 int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args);
906
907 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
908 int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args);
909 void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm);
910 void kvm_irq_routing_update(struct kvm *, struct kvm_irq_routing_table *);
911 #else
912 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
913 {
914         return -EINVAL;
915 }
916
917 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
918 #endif
919
920 #else
921
922 static inline void kvm_eventfd_init(struct kvm *kvm) {}
923
924 static inline int kvm_irqfd(struct kvm *kvm, struct kvm_irqfd *args)
925 {
926         return -EINVAL;
927 }
928
929 static inline void kvm_irqfd_release(struct kvm *kvm) {}
930
931 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_IRQCHIP
932 static inline void kvm_irq_routing_update(struct kvm *kvm,
933                                           struct kvm_irq_routing_table *irq_rt)
934 {
935         rcu_assign_pointer(kvm->irq_routing, irq_rt);
936 }
937 #endif
938
939 static inline int kvm_ioeventfd(struct kvm *kvm, struct kvm_ioeventfd *args)
940 {
941         return -ENOSYS;
942 }
943
944 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_EVENTFD */
945
946 #ifdef CONFIG_KVM_APIC_ARCHITECTURE
947 static inline bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu)
948 {
949         return vcpu->kvm->bsp_vcpu_id == vcpu->vcpu_id;
950 }
951
952 bool kvm_vcpu_compatible(struct kvm_vcpu *vcpu);
953
954 #else
955
956 static inline bool kvm_vcpu_compatible(struct kvm_vcpu *vcpu) { return true; }
957
958 #endif
959
960 #ifdef __KVM_HAVE_DEVICE_ASSIGNMENT
961
962 long kvm_vm_ioctl_assigned_device(struct kvm *kvm, unsigned ioctl,
963                                   unsigned long arg);
964
965 #else
966
967 static inline long kvm_vm_ioctl_assigned_device(struct kvm *kvm, unsigned ioctl,
968                                                 unsigned long arg)
969 {
970         return -ENOTTY;
971 }
972
973 #endif
974
975 static inline void kvm_make_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
976 {
977         set_bit(req, &vcpu->requests);
978 }
979
980 static inline bool kvm_check_request(int req, struct kvm_vcpu *vcpu)
981 {
982         if (test_bit(req, &vcpu->requests)) {
983                 clear_bit(req, &vcpu->requests);
984                 return true;
985         } else {
986                 return false;
987         }
988 }
989
990 #ifdef CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT
991
992 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
993 {
994         vcpu->spin_loop.in_spin_loop = val;
995 }
996 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
997 {
998         vcpu->spin_loop.dy_eligible = val;
999 }
1000
1001 #else /* !CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1002
1003 static inline void kvm_vcpu_set_in_spin_loop(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1004 {
1005 }
1006
1007 static inline void kvm_vcpu_set_dy_eligible(struct kvm_vcpu *vcpu, bool val)
1008 {
1009 }
1010
1011 static inline bool kvm_vcpu_eligible_for_directed_yield(struct kvm_vcpu *vcpu)
1012 {
1013         return true;
1014 }
1015
1016 #endif /* CONFIG_HAVE_KVM_CPU_RELAX_INTERCEPT */
1017 #endif
1018