arch/x86/include/asm/kvm_host.h

   1 /*
   2  * Kernel-based Virtual Machine driver for Linux
   3  *
   4  * This header defines architecture specific interfaces, x86 version
   5  *
   6  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
   7  * the COPYING file in the top-level directory.
   8  *
   9  */
  10
  11 #ifndef _ASM_X86_KVM_HOST_H
  12 #define _ASM_X86_KVM_HOST_H
  13
  14 #include <linux/types.h>
  15 #include <linux/mm.h>
  16 #include <linux/mmu_notifier.h>
  17 #include <linux/tracepoint.h>
  18 #include <linux/cpumask.h>
  19 #include <linux/irq_work.h>
  20
  21 #include <linux/kvm.h>
  22 #include <linux/kvm_para.h>
  23 #include <linux/kvm_types.h>
  24 #include <linux/perf_event.h>
  25 #include <linux/pvclock_gtod.h>
  26 #include <linux/clocksource.h>
  27 #include <linux/irqbypass.h>
  28 #include <linux/hyperv.h>
  29
  30 #include <asm/apic.h>
  31 #include <asm/pvclock-abi.h>
  32 #include <asm/desc.h>
  33 #include <asm/mtrr.h>
  34 #include <asm/msr-index.h>
  35 #include <asm/asm.h>
  36 #include <asm/kvm_page_track.h>
  37
  38 #define KVM_MAX_VCPUS 288
  39 #define KVM_SOFT_MAX_VCPUS 240
  40 #define KVM_MAX_VCPU_ID 1023
  41 #define KVM_USER_MEM_SLOTS 509
  42 /* memory slots that are not exposed to userspace */
  43 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 3
  44 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
  45
  46 #define KVM_PIO_PAGE_OFFSET 1
  47 #define KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET 2
  48 #define KVM_HALT_POLL_NS_DEFAULT 400000
  49
  50 #define KVM_IRQCHIP_NUM_PINS  KVM_IOAPIC_NUM_PINS
  51
  52 /* x86-specific vcpu->requests bit members */
  53 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER      8
  54 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS  9
  55 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT      10
  56 #define KVM_REQ_MMU_SYNC          11
  57 #define KVM_REQ_CLOCK_UPDATE      12
  58 #define KVM_REQ_DEACTIVATE_FPU    13
  59 #define KVM_REQ_EVENT             14
  60 #define KVM_REQ_APF_HALT          15
  61 #define KVM_REQ_STEAL_UPDATE      16
  62 #define KVM_REQ_NMI               17
  63 #define KVM_REQ_PMU               18
  64 #define KVM_REQ_PMI               19
  65 #define KVM_REQ_SMI               20
  66 #define KVM_REQ_MASTERCLOCK_UPDATE 21
  67 #define KVM_REQ_MCLOCK_INPROGRESS 22
  68 #define KVM_REQ_SCAN_IOAPIC       23
  69 #define KVM_REQ_GLOBAL_CLOCK_UPDATE 24
  70 #define KVM_REQ_APIC_PAGE_RELOAD  25
  71 #define KVM_REQ_HV_CRASH          26
  72 #define KVM_REQ_IOAPIC_EOI_EXIT   27
  73 #define KVM_REQ_HV_RESET          28
  74 #define KVM_REQ_HV_EXIT           29
  75 #define KVM_REQ_HV_STIMER         30
  76
  77 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
  78         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
  79                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
  80                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
  81
  82 #define CR3_L_MODE_RESERVED_BITS 0xFFFFFF0000000000ULL
  83 #define CR3_PCID_INVD            BIT_64(63)
  84 #define CR4_RESERVED_BITS                                               \
  85         (~(unsigned long)(X86_CR4_VME | X86_CR4_PVI | X86_CR4_TSD | X86_CR4_DE\
  86                           | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_MCE     \
  87                           | X86_CR4_PGE | X86_CR4_PCE | X86_CR4_OSFXSR | X86_CR4_PCIDE \
  88                           | X86_CR4_OSXSAVE | X86_CR4_SMEP | X86_CR4_FSGSBASE \
  89                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_VMXE | X86_CR4_SMAP \
  90                           | X86_CR4_PKE))
  91
  92 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
  93
  94
  95
  96 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
  97 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
  98
  99 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
 100
 101 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
 102 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       3
 103 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
 104 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
 105 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
 106 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
 107 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
 108
 109 static inline gfn_t gfn_to_index(gfn_t gfn, gfn_t base_gfn, int level)
 110 {
 111         /* KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(PT_PAGE_TABLE_LEVEL) must be 0. */
 112         return (gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level)) -
 113                 (base_gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level));
 114 }
 115
 116 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
 117 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64
 118 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 10
 119 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
 120 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
 121 #define KVM_REFILL_PAGES 25
 122 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 80
 123 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
 124 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
 125
 126 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
 127
 128 enum kvm_reg {
 129         VCPU_REGS_RAX = 0,
 130         VCPU_REGS_RCX = 1,
 131         VCPU_REGS_RDX = 2,
 132         VCPU_REGS_RBX = 3,
 133         VCPU_REGS_RSP = 4,
 134         VCPU_REGS_RBP = 5,
 135         VCPU_REGS_RSI = 6,
 136         VCPU_REGS_RDI = 7,
 137 #ifdef CONFIG_X86_64
 138         VCPU_REGS_R8 = 8,
 139         VCPU_REGS_R9 = 9,
 140         VCPU_REGS_R10 = 10,
 141         VCPU_REGS_R11 = 11,
 142         VCPU_REGS_R12 = 12,
 143         VCPU_REGS_R13 = 13,
 144         VCPU_REGS_R14 = 14,
 145         VCPU_REGS_R15 = 15,
 146 #endif
 147         VCPU_REGS_RIP,
 148         NR_VCPU_REGS
 149 };
 150
 151 enum kvm_reg_ex {
 152         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
 153         VCPU_EXREG_CR3,
 154         VCPU_EXREG_RFLAGS,
 155         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
 156 };
 157
 158 enum {
 159         VCPU_SREG_ES,
 160         VCPU_SREG_CS,
 161         VCPU_SREG_SS,
 162         VCPU_SREG_DS,
 163         VCPU_SREG_FS,
 164         VCPU_SREG_GS,
 165         VCPU_SREG_TR,
 166         VCPU_SREG_LDTR,
 167 };
 168
 169 #include <asm/kvm_emulate.h>
 170
 171 #define KVM_NR_MEM_OBJS 40
 172
 173 #define KVM_NR_DB_REGS  4
 174
 175 #define DR6_BD          (1 << 13)
 176 #define DR6_BS          (1 << 14)
 177 #define DR6_RTM         (1 << 16)
 178 #define DR6_FIXED_1     0xfffe0ff0
 179 #define DR6_INIT        0xffff0ff0
 180 #define DR6_VOLATILE    0x0001e00f
 181
 182 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
 183 #define DR7_GE          (1 << 9)
 184 #define DR7_GD          (1 << 13)
 185 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
 186 #define DR7_VOLATILE    0xffff2bff
 187
 188 #define PFERR_PRESENT_BIT 0
 189 #define PFERR_WRITE_BIT 1
 190 #define PFERR_USER_BIT 2
 191 #define PFERR_RSVD_BIT 3
 192 #define PFERR_FETCH_BIT 4
 193 #define PFERR_PK_BIT 5
 194
 195 #define PFERR_PRESENT_MASK (1U << PFERR_PRESENT_BIT)
 196 #define PFERR_WRITE_MASK (1U << PFERR_WRITE_BIT)
 197 #define PFERR_USER_MASK (1U << PFERR_USER_BIT)
 198 #define PFERR_RSVD_MASK (1U << PFERR_RSVD_BIT)
 199 #define PFERR_FETCH_MASK (1U << PFERR_FETCH_BIT)
 200 #define PFERR_PK_MASK (1U << PFERR_PK_BIT)
 201
 202 /* apic attention bits */
 203 #define KVM_APIC_CHECK_VAPIC    0
 204 /*
 205  * The following bit is set with PV-EOI, unset on EOI.
 206  * We detect PV-EOI changes by guest by comparing
 207  * this bit with PV-EOI in guest memory.
 208  * See the implementation in apic_update_pv_eoi.
 209  */
 210 #define KVM_APIC_PV_EOI_PENDING 1
 211
 212 struct kvm_kernel_irq_routing_entry;
 213
 214 /*
 215  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
 216  * enough memory for a single page fault in a cache.
 217  */
 218 struct kvm_mmu_memory_cache {
 219         int nobjs;
 220         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
 221 };
 222
 223 /*
 224  * the pages used as guest page table on soft mmu are tracked by
 225  * kvm_memory_slot.arch.gfn_track which is 16 bits, so the role bits used
 226  * by indirect shadow page can not be more than 15 bits.
 227  *
 228  * Currently, we used 14 bits that are @level, @cr4_pae, @quadrant, @access,
 229  * @nxe, @cr0_wp, @smep_andnot_wp and @smap_andnot_wp.
 230  */
 231 union kvm_mmu_page_role {
 232         unsigned word;
 233         struct {
 234                 unsigned level:4;
 235                 unsigned cr4_pae:1;
 236                 unsigned quadrant:2;
 237                 unsigned direct:1;
 238                 unsigned access:3;
 239                 unsigned invalid:1;
 240                 unsigned nxe:1;
 241                 unsigned cr0_wp:1;
 242                 unsigned smep_andnot_wp:1;
 243                 unsigned smap_andnot_wp:1;
 244                 unsigned :8;
 245
 246                 /*
 247                  * This is left at the top of the word so that
 248                  * kvm_memslots_for_spte_role can extract it with a
 249                  * simple shift.  While there is room, give it a whole
 250                  * byte so it is also faster to load it from memory.
 251                  */
 252                 unsigned smm:8;
 253         };
 254 };
 255
 256 struct kvm_rmap_head {
 257         unsigned long val;
 258 };
 259
 260 struct kvm_mmu_page {
 261         struct list_head link;
 262         struct hlist_node hash_link;
 263
 264         /*
 265          * The following two entries are used to key the shadow page in the
 266          * hash table.
 267          */
 268         gfn_t gfn;
 269         union kvm_mmu_page_role role;
 270
 271         u64 *spt;
 272         /* hold the gfn of each spte inside spt */
 273         gfn_t *gfns;
 274         bool unsync;
 275         int root_count;          /* Currently serving as active root */
 276         unsigned int unsync_children;
 277         struct kvm_rmap_head parent_ptes; /* rmap pointers to parent sptes */
 278
 279         /* The page is obsolete if mmu_valid_gen != kvm->arch.mmu_valid_gen.  */
 280         unsigned long mmu_valid_gen;
 281
 282         DECLARE_BITMAP(unsync_child_bitmap, 512);
 283
 284 #ifdef CONFIG_X86_32
 285         /*
 286          * Used out of the mmu-lock to avoid reading spte values while an
 287          * update is in progress; see the comments in __get_spte_lockless().
 288          */
 289         int clear_spte_count;
 290 #endif
 291
 292         /* Number of writes since the last time traversal visited this page.  */
 293         atomic_t write_flooding_count;
 294 };
 295
 296 struct kvm_pio_request {
 297         unsigned long count;
 298         int in;
 299         int port;
 300         int size;
 301 };
 302
 303 struct rsvd_bits_validate {
 304         u64 rsvd_bits_mask[2][4];
 305         u64 bad_mt_xwr;
 306 };
 307
 308 /*
 309  * x86 supports 3 paging modes (4-level 64-bit, 3-level 64-bit, and 2-level
 310  * 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the current mmu
 311  * mode.
 312  */
 313 struct kvm_mmu {
 314         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long root);
 315         unsigned long (*get_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 316         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
 317         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err,
 318                           bool prefault);
 319         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 320                                   struct x86_exception *fault);
 321         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 access,
 322                             struct x86_exception *exception);
 323         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
 324                                struct x86_exception *exception);
 325         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 326                          struct kvm_mmu_page *sp);
 327         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
 328         void (*update_pte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
 329                            u64 *spte, const void *pte);
 330         hpa_t root_hpa;
 331         int root_level;
 332         int shadow_root_level;
 333         union kvm_mmu_page_role base_role;
 334         bool direct_map;
 335
 336         /*
 337          * Bitmap; bit set = permission fault
 338          * Byte index: page fault error code [4:1]
 339          * Bit index: pte permissions in ACC_* format
 340          */
 341         u8 permissions[16];
 342
 343         /*
 344         * The pkru_mask indicates if protection key checks are needed.  It
 345         * consists of 16 domains indexed by page fault error code bits [4:1],
 346         * with PFEC.RSVD replaced by ACC_USER_MASK from the page tables.
 347         * Each domain has 2 bits which are ANDed with AD and WD from PKRU.
 348         */
 349         u32 pkru_mask;
 350
 351         u64 *pae_root;
 352         u64 *lm_root;
 353
 354         /*
 355          * check zero bits on shadow page table entries, these
 356          * bits include not only hardware reserved bits but also
 357          * the bits spte never used.
 358          */
 359         struct rsvd_bits_validate shadow_zero_check;
 360
 361         struct rsvd_bits_validate guest_rsvd_check;
 362
 363         /* Can have large pages at levels 2..last_nonleaf_level-1. */
 364         u8 last_nonleaf_level;
 365
 366         bool nx;
 367
 368         u64 pdptrs[4]; /* pae */
 369 };
 370
 371 enum pmc_type {
 372         KVM_PMC_GP = 0,
 373         KVM_PMC_FIXED,
 374 };
 375
 376 struct kvm_pmc {
 377         enum pmc_type type;
 378         u8 idx;
 379         u64 counter;
 380         u64 eventsel;
 381         struct perf_event *perf_event;
 382         struct kvm_vcpu *vcpu;
 383 };
 384
 385 struct kvm_pmu {
 386         unsigned nr_arch_gp_counters;
 387         unsigned nr_arch_fixed_counters;
 388         unsigned available_event_types;
 389         u64 fixed_ctr_ctrl;
 390         u64 global_ctrl;
 391         u64 global_status;
 392         u64 global_ovf_ctrl;
 393         u64 counter_bitmask[2];
 394         u64 global_ctrl_mask;
 395         u64 reserved_bits;
 396         u8 version;
 397         struct kvm_pmc gp_counters[INTEL_PMC_MAX_GENERIC];
 398         struct kvm_pmc fixed_counters[INTEL_PMC_MAX_FIXED];
 399         struct irq_work irq_work;
 400         u64 reprogram_pmi;
 401 };
 402
 403 struct kvm_pmu_ops;
 404
 405 enum {
 406         KVM_DEBUGREG_BP_ENABLED = 1,
 407         KVM_DEBUGREG_WONT_EXIT = 2,
 408         KVM_DEBUGREG_RELOAD = 4,
 409 };
 410
 411 struct kvm_mtrr_range {
 412         u64 base;
 413         u64 mask;
 414         struct list_head node;
 415 };
 416
 417 struct kvm_mtrr {
 418         struct kvm_mtrr_range var_ranges[KVM_NR_VAR_MTRR];
 419         mtrr_type fixed_ranges[KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION];
 420         u64 deftype;
 421
 422         struct list_head head;
 423 };
 424
 425 /* Hyper-V SynIC timer */
 426 struct kvm_vcpu_hv_stimer {
 427         struct hrtimer timer;
 428         int index;
 429         u64 config;
 430         u64 count;
 431         u64 exp_time;
 432         struct hv_message msg;
 433         bool msg_pending;
 434 };
 435
 436 /* Hyper-V synthetic interrupt controller (SynIC)*/
 437 struct kvm_vcpu_hv_synic {
 438         u64 version;
 439         u64 control;
 440         u64 msg_page;
 441         u64 evt_page;
 442         atomic64_t sint[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
 443         atomic_t sint_to_gsi[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
 444         DECLARE_BITMAP(auto_eoi_bitmap, 256);
 445         DECLARE_BITMAP(vec_bitmap, 256);
 446         bool active;
 447 };
 448
 449 /* Hyper-V per vcpu emulation context */
 450 struct kvm_vcpu_hv {
 451         u64 hv_vapic;
 452         s64 runtime_offset;
 453         struct kvm_vcpu_hv_synic synic;
 454         struct kvm_hyperv_exit exit;
 455         struct kvm_vcpu_hv_stimer stimer[HV_SYNIC_STIMER_COUNT];
 456         DECLARE_BITMAP(stimer_pending_bitmap, HV_SYNIC_STIMER_COUNT);
 457 };
 458
 459 struct kvm_vcpu_arch {
 460         /*
 461          * rip and regs accesses must go through
 462          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
 463          */
 464         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
 465         u32 regs_avail;
 466         u32 regs_dirty;
 467
 468         unsigned long cr0;
 469         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
 470         unsigned long cr2;
 471         unsigned long cr3;
 472         unsigned long cr4;
 473         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
 474         unsigned long cr8;
 475         u32 hflags;
 476         u64 efer;
 477         u64 apic_base;
 478         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
 479         bool apicv_active;
 480         DECLARE_BITMAP(ioapic_handled_vectors, 256);
 481         unsigned long apic_attention;
 482         int32_t apic_arb_prio;
 483         int mp_state;
 484         u64 ia32_misc_enable_msr;
 485         u64 smbase;
 486         bool tpr_access_reporting;
 487         u64 ia32_xss;
 488
 489         /*
 490          * Paging state of the vcpu
 491          *
 492          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
 493          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
 494          * handle faults.
 495          */
 496         struct kvm_mmu mmu;
 497
 498         /*
 499          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
 500          *
 501          * This context will save all necessary information to walk page tables
 502          * of the an L2 guest. This context is only initialized for page table
 503          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
 504          * the host.
 505          */
 506         struct kvm_mmu nested_mmu;
 507
 508         /*
 509          * Pointer to the mmu context currently used for
 510          * gva_to_gpa translations.
 511          */
 512         struct kvm_mmu *walk_mmu;
 513
 514         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
 515         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
 516         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
 517
 518         struct fpu guest_fpu;
 519         u64 xcr0;
 520         u64 guest_supported_xcr0;
 521         u32 guest_xstate_size;
 522
 523         struct kvm_pio_request pio;
 524         void *pio_data;
 525
 526         u8 event_exit_inst_len;
 527
 528         struct kvm_queued_exception {
 529                 bool pending;
 530                 bool has_error_code;
 531                 bool reinject;
 532                 u8 nr;
 533                 u32 error_code;
 534         } exception;
 535
 536         struct kvm_queued_interrupt {
 537                 bool pending;
 538                 bool soft;
 539                 u8 nr;
 540         } interrupt;
 541
 542         int halt_request; /* real mode on Intel only */
 543
 544         int cpuid_nent;
 545         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
 546
 547         int maxphyaddr;
 548
 549         /* emulate context */
 550
 551         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
 552         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
 553         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
 554         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 555
 556         gpa_t time;
 557         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
 558         unsigned int hw_tsc_khz;
 559         struct gfn_to_hva_cache pv_time;
 560         bool pv_time_enabled;
 561         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
 562         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
 563
 564         struct {
 565                 u64 msr_val;
 566                 u64 last_steal;
 567                 struct gfn_to_hva_cache stime;
 568                 struct kvm_steal_time steal;
 569         } st;
 570
 571         u64 tsc_offset;
 572         u64 last_guest_tsc;
 573         u64 last_host_tsc;
 574         u64 tsc_offset_adjustment;
 575         u64 this_tsc_nsec;
 576         u64 this_tsc_write;
 577         u64 this_tsc_generation;
 578         bool tsc_catchup;
 579         bool tsc_always_catchup;
 580         s8 virtual_tsc_shift;
 581         u32 virtual_tsc_mult;
 582         u32 virtual_tsc_khz;
 583         s64 ia32_tsc_adjust_msr;
 584         u64 tsc_scaling_ratio;
 585
 586         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
 587         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
 588         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
 589         bool smi_pending;    /* SMI queued after currently running handler */
 590
 591         struct kvm_mtrr mtrr_state;
 592         u64 pat;
 593
 594         unsigned switch_db_regs;
 595         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
 596         unsigned long dr6;
 597         unsigned long dr7;
 598         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
 599         unsigned long guest_debug_dr7;
 600
 601         u64 mcg_cap;
 602         u64 mcg_status;
 603         u64 mcg_ctl;
 604         u64 mcg_ext_ctl;
 605         u64 *mce_banks;
 606
 607         /* Cache MMIO info */
 608         u64 mmio_gva;
 609         unsigned access;
 610         gfn_t mmio_gfn;
 611         u64 mmio_gen;
 612
 613         struct kvm_pmu pmu;
 614
 615         /* used for guest single stepping over the given code position */
 616         unsigned long singlestep_rip;
 617
 618         struct kvm_vcpu_hv hyperv;
 619
 620         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
 621
 622         unsigned long last_retry_eip;
 623         unsigned long last_retry_addr;
 624
 625         struct {
 626                 bool halted;
 627                 gfn_t gfns[roundup_pow_of_two(ASYNC_PF_PER_VCPU)];
 628                 struct gfn_to_hva_cache data;
 629                 u64 msr_val;
 630                 u32 id;
 631                 bool send_user_only;
 632         } apf;
 633
 634         /* OSVW MSRs (AMD only) */
 635         struct {
 636                 u64 length;
 637                 u64 status;
 638         } osvw;
 639
 640         struct {
 641                 u64 msr_val;
 642                 struct gfn_to_hva_cache data;
 643         } pv_eoi;
 644
 645         /*
 646          * Indicate whether the access faults on its page table in guest
 647          * which is set when fix page fault and used to detect unhandeable
 648          * instruction.
 649          */
 650         bool write_fault_to_shadow_pgtable;
 651
 652         /* set at EPT violation at this point */
 653         unsigned long exit_qualification;
 654
 655         /* pv related host specific info */
 656         struct {
 657                 bool pv_unhalted;
 658         } pv;
 659
 660         int pending_ioapic_eoi;
 661         int pending_external_vector;
 662 };
 663
 664 struct kvm_lpage_info {
 665         int disallow_lpage;
 666 };
 667
 668 struct kvm_arch_memory_slot {
 669         struct kvm_rmap_head *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
 670         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
 671         unsigned short *gfn_track[KVM_PAGE_TRACK_MAX];
 672 };
 673
 674 /*
 675  * We use as the mode the number of bits allocated in the LDR for the
 676  * logical processor ID.  It happens that these are all powers of two.
 677  * This makes it is very easy to detect cases where the APICs are
 678  * configured for multiple modes; in that case, we cannot use the map and
 679  * hence cannot use kvm_irq_delivery_to_apic_fast either.
 680  */
 681 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_CLUSTER          4
 682 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_FLAT             8
 683 #define KVM_APIC_MODE_X2APIC                16
 684
 685 struct kvm_apic_map {
 686         struct rcu_head rcu;
 687         u8 mode;
 688         u32 max_apic_id;
 689         union {
 690                 struct kvm_lapic *xapic_flat_map[8];
 691                 struct kvm_lapic *xapic_cluster_map[16][4];
 692         };
 693         struct kvm_lapic *phys_map[];
 694 };
 695
 696 /* Hyper-V emulation context */
 697 struct kvm_hv {
 698         u64 hv_guest_os_id;
 699         u64 hv_hypercall;
 700         u64 hv_tsc_page;
 701
 702         /* Hyper-v based guest crash (NT kernel bugcheck) parameters */
 703         u64 hv_crash_param[HV_X64_MSR_CRASH_PARAMS];
 704         u64 hv_crash_ctl;
 705
 706         HV_REFERENCE_TSC_PAGE tsc_ref;
 707 };
 708
 709 struct kvm_arch {
 710         unsigned int n_used_mmu_pages;
 711         unsigned int n_requested_mmu_pages;
 712         unsigned int n_max_mmu_pages;
 713         unsigned int indirect_shadow_pages;
 714         unsigned long mmu_valid_gen;
 715         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
 716         /*
 717          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
 718          */
 719         struct list_head active_mmu_pages;
 720         struct list_head zapped_obsolete_pages;
 721         struct kvm_page_track_notifier_node mmu_sp_tracker;
 722         struct kvm_page_track_notifier_head track_notifier_head;
 723
 724         struct list_head assigned_dev_head;
 725         struct iommu_domain *iommu_domain;
 726         bool iommu_noncoherent;
 727 #define __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
 728         atomic_t noncoherent_dma_count;
 729 #define __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
 730         atomic_t assigned_device_count;
 731         struct kvm_pic *vpic;
 732         struct kvm_ioapic *vioapic;
 733         struct kvm_pit *vpit;
 734         atomic_t vapics_in_nmi_mode;
 735         struct mutex apic_map_lock;
 736         struct kvm_apic_map *apic_map;
 737
 738         unsigned int tss_addr;
 739         bool apic_access_page_done;
 740
 741         gpa_t wall_clock;
 742
 743         bool ept_identity_pagetable_done;
 744         gpa_t ept_identity_map_addr;
 745
 746         unsigned long irq_sources_bitmap;
 747         s64 kvmclock_offset;
 748         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
 749         u64 last_tsc_nsec;
 750         u64 last_tsc_write;
 751         u32 last_tsc_khz;
 752         u64 cur_tsc_nsec;
 753         u64 cur_tsc_write;
 754         u64 cur_tsc_offset;
 755         u64 cur_tsc_generation;
 756         int nr_vcpus_matched_tsc;
 757
 758         spinlock_t pvclock_gtod_sync_lock;
 759         bool use_master_clock;
 760         u64 master_kernel_ns;
 761         cycle_t master_cycle_now;
 762         struct delayed_work kvmclock_update_work;
 763         struct delayed_work kvmclock_sync_work;
 764
 765         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
 766
 767         /* reads protected by irq_srcu, writes by irq_lock */
 768         struct hlist_head mask_notifier_list;
 769
 770         struct kvm_hv hyperv;
 771
 772         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
 773         int audit_point;
 774         #endif
 775
 776         bool boot_vcpu_runs_old_kvmclock;
 777         u32 bsp_vcpu_id;
 778
 779         u64 disabled_quirks;
 780
 781         bool irqchip_split;
 782         u8 nr_reserved_ioapic_pins;
 783
 784         bool disabled_lapic_found;
 785
 786         /* Struct members for AVIC */
 787         u32 avic_vm_id;
 788         u32 ldr_mode;
 789         struct page *avic_logical_id_table_page;
 790         struct page *avic_physical_id_table_page;
 791         struct hlist_node hnode;
 792
 793         bool x2apic_format;
 794         bool x2apic_broadcast_quirk_disabled;
 795 };
 796
 797 struct kvm_vm_stat {
 798         ulong mmu_shadow_zapped;
 799         ulong mmu_pte_write;
 800         ulong mmu_pte_updated;
 801         ulong mmu_pde_zapped;
 802         ulong mmu_flooded;
 803         ulong mmu_recycled;
 804         ulong mmu_cache_miss;
 805         ulong mmu_unsync;
 806         ulong remote_tlb_flush;
 807         ulong lpages;
 808 };
 809
 810 struct kvm_vcpu_stat {
 811         u64 pf_fixed;
 812         u64 pf_guest;
 813         u64 tlb_flush;
 814         u64 invlpg;
 815
 816         u64 exits;
 817         u64 io_exits;
 818         u64 mmio_exits;
 819         u64 signal_exits;
 820         u64 irq_window_exits;
 821         u64 nmi_window_exits;
 822         u64 halt_exits;
 823         u64 halt_successful_poll;
 824         u64 halt_attempted_poll;
 825         u64 halt_poll_invalid;
 826         u64 halt_wakeup;
 827         u64 request_irq_exits;
 828         u64 irq_exits;
 829         u64 host_state_reload;
 830         u64 efer_reload;
 831         u64 fpu_reload;
 832         u64 insn_emulation;
 833         u64 insn_emulation_fail;
 834         u64 hypercalls;
 835         u64 irq_injections;
 836         u64 nmi_injections;
 837 };
 838
 839 struct x86_instruction_info;
 840
 841 struct msr_data {
 842         bool host_initiated;
 843         u32 index;
 844         u64 data;
 845 };
 846
 847 struct kvm_lapic_irq {
 848         u32 vector;
 849         u16 delivery_mode;
 850         u16 dest_mode;
 851         bool level;
 852         u16 trig_mode;
 853         u32 shorthand;
 854         u32 dest_id;
 855         bool msi_redir_hint;
 856 };
 857
 858 struct kvm_x86_ops {
 859         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
 860         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
 861         int (*hardware_enable)(void);
 862         void (*hardware_disable)(void);
 863         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
 864         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
 865         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
 866         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
 867         bool (*cpu_has_high_real_mode_segbase)(void);
 868         void (*cpuid_update)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 869
 870         int (*vm_init)(struct kvm *kvm);
 871         void (*vm_destroy)(struct kvm *kvm);
 872
 873         /* Create, but do not attach this VCPU */
 874         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
 875         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 876         void (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
 877
 878         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 879         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 880         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 881
 882         void (*update_bp_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 883         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
 884         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
 885         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
 886         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 887                             struct kvm_segment *var, int seg);
 888         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 889         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 890                             struct kvm_segment *var, int seg);
 891         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
 892         void (*decache_cr0_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 893         void (*decache_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 894         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 895         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
 896         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 897         int (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
 898         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
 899         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 900         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 901         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 902         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 903         u64 (*get_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 904         void (*set_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
 905         void (*sync_dirty_debug_regs)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 906         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
 907         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
 908         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 909         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
 910         u32 (*get_pkru)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 911         void (*fpu_activate)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 912         void (*fpu_deactivate)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 913
 914         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 915
 916         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 917         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 918         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 919         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
 920         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 921         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 922                                 unsigned char *hypercall_addr);
 923         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 924         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 925         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr,
 926                                 bool has_error_code, u32 error_code,
 927                                 bool reinject);
 928         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 929         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 930         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 931         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 932         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
 933         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 934         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 935         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
 936         bool (*get_enable_apicv)(void);
 937         void (*refresh_apicv_exec_ctrl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 938         void (*hwapic_irr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
 939         void (*hwapic_isr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int isr);
 940         void (*load_eoi_exitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
 941         void (*set_virtual_x2apic_mode)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool set);
 942         void (*set_apic_access_page_addr)(struct kvm_vcpu *vcpu, hpa_t hpa);
 943         void (*deliver_posted_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu, int vector);
 944         void (*sync_pir_to_irr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 945         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
 946         int (*get_tdp_level)(void);
 947         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
 948         int (*get_lpage_level)(void);
 949         bool (*rdtscp_supported)(void);
 950         bool (*invpcid_supported)(void);
 951         void (*adjust_tsc_offset_guest)(struct kvm_vcpu *vcpu, s64 adjustment);
 952
 953         void (*set_tdp_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 954
 955         void (*set_supported_cpuid)(u32 func, struct kvm_cpuid_entry2 *entry);
 956
 957         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
 958
 959         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
 960
 961         u64 (*read_l1_tsc)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
 962
 963         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2);
 964
 965         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 966                                struct x86_instruction_info *info,
 967                                enum x86_intercept_stage stage);
 968         void (*handle_external_intr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 969         bool (*mpx_supported)(void);
 970         bool (*xsaves_supported)(void);
 971
 972         int (*check_nested_events)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool external_intr);
 973
 974         void (*sched_in)(struct kvm_vcpu *kvm, int cpu);
 975
 976         /*
 977          * Arch-specific dirty logging hooks. These hooks are only supposed to
 978          * be valid if the specific arch has hardware-accelerated dirty logging
 979          * mechanism. Currently only for PML on VMX.
 980          *
 981          *  - slot_enable_log_dirty:
 982          *      called when enabling log dirty mode for the slot.
 983          *  - slot_disable_log_dirty:
 984          *      called when disabling log dirty mode for the slot.
 985          *      also called when slot is created with log dirty disabled.
 986          *  - flush_log_dirty:
 987          *      called before reporting dirty_bitmap to userspace.
 988          *  - enable_log_dirty_pt_masked:
 989          *      called when reenabling log dirty for the GFNs in the mask after
 990          *      corresponding bits are cleared in slot->dirty_bitmap.
 991          */
 992         void (*slot_enable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
 993                                       struct kvm_memory_slot *slot);
 994         void (*slot_disable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
 995                                        struct kvm_memory_slot *slot);
 996         void (*flush_log_dirty)(struct kvm *kvm);
 997         void (*enable_log_dirty_pt_masked)(struct kvm *kvm,
 998                                            struct kvm_memory_slot *slot,
 999                                            gfn_t offset, unsigned long mask);
1000         /* pmu operations of sub-arch */
1001         const struct kvm_pmu_ops *pmu_ops;
1002
1003         /*
1004          * Architecture specific hooks for vCPU blocking due to
1005          * HLT instruction.
1006          * Returns for .pre_block():
1007          *    - 0 means continue to block the vCPU.
1008          *    - 1 means we cannot block the vCPU since some event
1009          *        happens during this period, such as, 'ON' bit in
1010          *        posted-interrupts descriptor is set.
1011          */
1012         int (*pre_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1013         void (*post_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1014
1015         void (*vcpu_blocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1016         void (*vcpu_unblocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1017
1018         int (*update_pi_irte)(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1019                               uint32_t guest_irq, bool set);
1020         void (*apicv_post_state_restore)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1021
1022         int (*set_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_deadline_tsc);
1023         void (*cancel_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1024
1025         void (*setup_mce)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1026 };
1027
1028 struct kvm_arch_async_pf {
1029         u32 token;
1030         gfn_t gfn;
1031         unsigned long cr3;
1032         bool direct_map;
1033 };
1034
1035 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
1036
1037 int kvm_mmu_module_init(void);
1038 void kvm_mmu_module_exit(void);
1039
1040 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1041 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
1042 void kvm_mmu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
1043 void kvm_mmu_init_vm(struct kvm *kvm);
1044 void kvm_mmu_uninit_vm(struct kvm *kvm);
1045 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
1046                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask, u64 p_mask);
1047
1048 void kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
1049 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1050                                       struct kvm_memory_slot *memslot);
1051 void kvm_mmu_zap_collapsible_sptes(struct kvm *kvm,
1052                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1053 void kvm_mmu_slot_leaf_clear_dirty(struct kvm *kvm,
1054                                    struct kvm_memory_slot *memslot);
1055 void kvm_mmu_slot_largepage_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1056                                         struct kvm_memory_slot *memslot);
1057 void kvm_mmu_slot_set_dirty(struct kvm *kvm,
1058                             struct kvm_memory_slot *memslot);
1059 void kvm_mmu_clear_dirty_pt_masked(struct kvm *kvm,
1060                                    struct kvm_memory_slot *slot,
1061                                    gfn_t gfn_offset, unsigned long mask);
1062 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
1063 void kvm_mmu_invalidate_mmio_sptes(struct kvm *kvm, struct kvm_memslots *slots);
1064 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
1065 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
1066
1067 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
1068
1069 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
1070                           const void *val, int bytes);
1071
1072 struct kvm_irq_mask_notifier {
1073         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
1074         int irq;
1075         struct hlist_node link;
1076 };
1077
1078 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1079                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1080 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1081                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1082 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
1083                              bool mask);
1084
1085 extern bool tdp_enabled;
1086
1087 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
1088
1089 /* control of guest tsc rate supported? */
1090 extern bool kvm_has_tsc_control;
1091 /* maximum supported tsc_khz for guests */
1092 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
1093 /* number of bits of the fractional part of the TSC scaling ratio */
1094 extern u8   kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits;
1095 /* maximum allowed value of TSC scaling ratio */
1096 extern u64  kvm_max_tsc_scaling_ratio;
1097 /* 1ull << kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits */
1098 extern u64  kvm_default_tsc_scaling_ratio;
1099
1100 extern u64 kvm_mce_cap_supported;
1101
1102 enum emulation_result {
1103         EMULATE_DONE,         /* no further processing */
1104         EMULATE_USER_EXIT,    /* kvm_run ready for userspace exit */
1105         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
1106 };
1107
1108 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
1109 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
1110 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
1111 #define EMULTYPE_RETRY              (1 << 3)
1112 #define EMULTYPE_NO_REEXECUTE       (1 << 4)
1113 int x86_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr2,
1114                             int emulation_type, void *insn, int insn_len);
1115
1116 static inline int emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu,
1117                         int emulation_type)
1118 {
1119         return x86_emulate_instruction(vcpu, 0, emulation_type, NULL, 0);
1120 }
1121
1122 void kvm_enable_efer_bits(u64);
1123 bool kvm_valid_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1124 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1125 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1126
1127 struct x86_emulate_ctxt;
1128
1129 int kvm_fast_pio_out(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port);
1130 void kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1131 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1132 int kvm_vcpu_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1133 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1134
1135 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
1136 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
1137 void kvm_vcpu_deliver_sipi_vector(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1138
1139 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
1140                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
1141
1142 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1143 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1144 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1145 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
1146 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
1147 int kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
1148 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
1149 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
1150 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1151 int kvm_set_xcr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 xcr);
1152
1153 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1154 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1155
1156 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
1157 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1158 bool kvm_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
1159
1160 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1161 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1162 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1163 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1164 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
1165 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1166                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
1167                             u32 access);
1168 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
1169 bool kvm_require_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr);
1170
1171 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
1172                                        int irq_source_id, int level)
1173 {
1174         /* Logical OR for level trig interrupt */
1175         if (level)
1176                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
1177         else
1178                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
1179
1180         return !!(*irq_state);
1181 }
1182
1183 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
1184 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
1185
1186 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1187
1188 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
1189 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1190 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
1191 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
1192 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
1193 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
1194 gpa_t translate_nested_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1195                            struct x86_exception *exception);
1196 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1197                               struct x86_exception *exception);
1198 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1199                                struct x86_exception *exception);
1200 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1201                                struct x86_exception *exception);
1202 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1203                                 struct x86_exception *exception);
1204
1205 void kvm_vcpu_deactivate_apicv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1206
1207 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
1208
1209 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 error_code,
1210                        void *insn, int insn_len);
1211 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1212 void kvm_mmu_new_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu);
1213
1214 void kvm_enable_tdp(void);
1215 void kvm_disable_tdp(void);
1216
1217 static inline gpa_t translate_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1218                                   struct x86_exception *exception)
1219 {
1220         return gpa;
1221 }
1222
1223 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
1224 {
1225         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
1226
1227         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
1228 }
1229
1230 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
1231 {
1232         u16 ldt;
1233         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
1234         return ldt;
1235 }
1236
1237 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
1238 {
1239         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
1240 }
1241
1242 #ifdef CONFIG_X86_64
1243 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
1244 {
1245         u64 value;
1246
1247         rdmsrl(msr, value);
1248         return value;
1249 }
1250 #endif
1251
1252 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
1253 {
1254         return 0x600; /* P6 family */
1255 }
1256
1257 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
1258 {
1259         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
1260 }
1261
1262 static inline u64 get_canonical(u64 la)
1263 {
1264         return ((int64_t)la << 16) >> 16;
1265 }
1266
1267 static inline bool is_noncanonical_address(u64 la)
1268 {
1269 #ifdef CONFIG_X86_64
1270         return get_canonical(la) != la;
1271 #else
1272         return false;
1273 #endif
1274 }
1275
1276 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
1277 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
1278 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
1279 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
1280 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
1281         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
1282
1283 enum {
1284         TASK_SWITCH_CALL = 0,
1285         TASK_SWITCH_IRET = 1,
1286         TASK_SWITCH_JMP = 2,
1287         TASK_SWITCH_GATE = 3,
1288 };
1289
1290 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
1291 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
1292 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
1293 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
1294 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
1295 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
1296 #define HF_SMM_MASK             (1 << 6)
1297 #define HF_SMM_INSIDE_NMI_MASK  (1 << 7)
1298
1299 #define __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
1300 #define KVM_ADDRESS_SPACE_NUM 2
1301
1302 #define kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu) ((vcpu)->arch.hflags & HF_SMM_MASK ? 1 : 0)
1303 #define kvm_memslots_for_spte_role(kvm, role) __kvm_memslots(kvm, (role).smm)
1304
1305 /*
1306  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
1307  * reboot turns off virtualization while processes are running.
1308  * Trap the fault and ignore the instruction if that happens.
1309  */
1310 asmlinkage void kvm_spurious_fault(void);
1311
1312 #define ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, cleanup_insn)      \
1313         "666: " insn "\n\t" \
1314         "668: \n\t"                           \
1315         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n" \
1316         "667: \n\t" \
1317         cleanup_insn "\n\t"                   \
1318         "cmpb $0, kvm_rebooting \n\t"         \
1319         "jne 668b \n\t"                       \
1320         __ASM_SIZE(push) " $666b \n\t"        \
1321         "call kvm_spurious_fault \n\t"        \
1322         ".popsection \n\t" \
1323         _ASM_EXTABLE(666b, 667b)
1324
1325 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn)              \
1326         ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, "")
1327
1328 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
1329 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1330 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1331 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1332 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1333 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
1334 int kvm_cpu_has_injectable_intr(struct kvm_vcpu *v);
1335 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1336 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1337 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
1338 void kvm_vcpu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1339 void kvm_vcpu_reload_apic_access_page(struct kvm_vcpu *vcpu);
1340 void kvm_arch_mmu_notifier_invalidate_page(struct kvm *kvm,
1341                                            unsigned long address);
1342
1343 void kvm_define_shared_msr(unsigned index, u32 msr);
1344 int kvm_set_shared_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
1345
1346 u64 kvm_scale_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 tsc);
1347 u64 kvm_read_l1_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
1348
1349 unsigned long kvm_get_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu);
1350 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
1351
1352 void kvm_make_mclock_inprogress_request(struct kvm *kvm);
1353 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
1354
1355 void kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1356                                      struct kvm_async_pf *work);
1357 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1358                                  struct kvm_async_pf *work);
1359 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
1360                                struct kvm_async_pf *work);
1361 bool kvm_arch_can_inject_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
1362 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
1363
1364 void kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1365
1366 int kvm_is_in_guest(void);
1367
1368 int __x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1369 int x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1370 bool kvm_vcpu_is_reset_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1371 bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1372
1373 bool kvm_intr_is_single_vcpu(struct kvm *kvm, struct kvm_lapic_irq *irq,
1374                              struct kvm_vcpu **dest_vcpu);
1375
1376 void kvm_set_msi_irq(struct kvm *kvm, struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1377                      struct kvm_lapic_irq *irq);
1378
1379 static inline void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1380 {
1381         if (kvm_x86_ops->vcpu_blocking)
1382                 kvm_x86_ops->vcpu_blocking(vcpu);
1383 }
1384
1385 static inline void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1386 {
1387         if (kvm_x86_ops->vcpu_unblocking)
1388                 kvm_x86_ops->vcpu_unblocking(vcpu);
1389 }
1390
1391 static inline void kvm_arch_vcpu_block_finish(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
1392
1393 static inline int kvm_cpu_get_apicid(int mps_cpu)
1394 {
1395 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1396         return __default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
1397 #else
1398         WARN_ON_ONCE(1);
1399         return BAD_APICID;
1400 #endif
1401 }
1402
1403 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */