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/pvclock-abi.h>
  31 #include <asm/desc.h>
  32 #include <asm/mtrr.h>
  33 #include <asm/msr-index.h>
  34 #include <asm/asm.h>
  35 #include <asm/kvm_page_track.h>
  36
  37 #define KVM_MAX_VCPUS 255
  38 #define KVM_SOFT_MAX_VCPUS 160
  39 #define KVM_USER_MEM_SLOTS 509
  40 /* memory slots that are not exposed to userspace */
  41 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 3
  42 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
  43
  44 #define KVM_PIO_PAGE_OFFSET 1
  45 #define KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET 2
  46 #define KVM_HALT_POLL_NS_DEFAULT 500000
  47
  48 #define KVM_IRQCHIP_NUM_PINS  KVM_IOAPIC_NUM_PINS
  49
  50 /* x86-specific vcpu->requests bit members */
  51 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER      8
  52 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS  9
  53 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT      10
  54 #define KVM_REQ_MMU_SYNC          11
  55 #define KVM_REQ_CLOCK_UPDATE      12
  56 #define KVM_REQ_DEACTIVATE_FPU    13
  57 #define KVM_REQ_EVENT             14
  58 #define KVM_REQ_APF_HALT          15
  59 #define KVM_REQ_STEAL_UPDATE      16
  60 #define KVM_REQ_NMI               17
  61 #define KVM_REQ_PMU               18
  62 #define KVM_REQ_PMI               19
  63 #define KVM_REQ_SMI               20
  64 #define KVM_REQ_MASTERCLOCK_UPDATE 21
  65 #define KVM_REQ_MCLOCK_INPROGRESS 22
  66 #define KVM_REQ_SCAN_IOAPIC       23
  67 #define KVM_REQ_GLOBAL_CLOCK_UPDATE 24
  68 #define KVM_REQ_APIC_PAGE_RELOAD  25
  69 #define KVM_REQ_HV_CRASH          26
  70 #define KVM_REQ_IOAPIC_EOI_EXIT   27
  71 #define KVM_REQ_HV_RESET          28
  72 #define KVM_REQ_HV_EXIT           29
  73 #define KVM_REQ_HV_STIMER         30
  74
  75 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
  76         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
  77                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
  78                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
  79
  80 #define CR3_L_MODE_RESERVED_BITS 0xFFFFFF0000000000ULL
  81 #define CR3_PCID_INVD            BIT_64(63)
  82 #define CR4_RESERVED_BITS                                               \
  83         (~(unsigned long)(X86_CR4_VME | X86_CR4_PVI | X86_CR4_TSD | X86_CR4_DE\
  84                           | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_MCE     \
  85                           | X86_CR4_PGE | X86_CR4_PCE | X86_CR4_OSFXSR | X86_CR4_PCIDE \
  86                           | X86_CR4_OSXSAVE | X86_CR4_SMEP | X86_CR4_FSGSBASE \
  87                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_VMXE | X86_CR4_SMAP \
  88                           | X86_CR4_PKE))
  89
  90 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
  91
  92
  93
  94 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
  95 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
  96
  97 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
  98
  99 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
 100 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       3
 101 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
 102 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
 103 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
 104 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
 105 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
 106
 107 static inline gfn_t gfn_to_index(gfn_t gfn, gfn_t base_gfn, int level)
 108 {
 109         /* KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(PT_PAGE_TABLE_LEVEL) must be 0. */
 110         return (gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level)) -
 111                 (base_gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level));
 112 }
 113
 114 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
 115 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64
 116 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 10
 117 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
 118 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
 119 #define KVM_REFILL_PAGES 25
 120 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 80
 121 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
 122 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
 123
 124 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
 125
 126 enum kvm_reg {
 127         VCPU_REGS_RAX = 0,
 128         VCPU_REGS_RCX = 1,
 129         VCPU_REGS_RDX = 2,
 130         VCPU_REGS_RBX = 3,
 131         VCPU_REGS_RSP = 4,
 132         VCPU_REGS_RBP = 5,
 133         VCPU_REGS_RSI = 6,
 134         VCPU_REGS_RDI = 7,
 135 #ifdef CONFIG_X86_64
 136         VCPU_REGS_R8 = 8,
 137         VCPU_REGS_R9 = 9,
 138         VCPU_REGS_R10 = 10,
 139         VCPU_REGS_R11 = 11,
 140         VCPU_REGS_R12 = 12,
 141         VCPU_REGS_R13 = 13,
 142         VCPU_REGS_R14 = 14,
 143         VCPU_REGS_R15 = 15,
 144 #endif
 145         VCPU_REGS_RIP,
 146         NR_VCPU_REGS
 147 };
 148
 149 enum kvm_reg_ex {
 150         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
 151         VCPU_EXREG_CR3,
 152         VCPU_EXREG_RFLAGS,
 153         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
 154 };
 155
 156 enum {
 157         VCPU_SREG_ES,
 158         VCPU_SREG_CS,
 159         VCPU_SREG_SS,
 160         VCPU_SREG_DS,
 161         VCPU_SREG_FS,
 162         VCPU_SREG_GS,
 163         VCPU_SREG_TR,
 164         VCPU_SREG_LDTR,
 165 };
 166
 167 #include <asm/kvm_emulate.h>
 168
 169 #define KVM_NR_MEM_OBJS 40
 170
 171 #define KVM_NR_DB_REGS  4
 172
 173 #define DR6_BD          (1 << 13)
 174 #define DR6_BS          (1 << 14)
 175 #define DR6_RTM         (1 << 16)
 176 #define DR6_FIXED_1     0xfffe0ff0
 177 #define DR6_INIT        0xffff0ff0
 178 #define DR6_VOLATILE    0x0001e00f
 179
 180 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
 181 #define DR7_GE          (1 << 9)
 182 #define DR7_GD          (1 << 13)
 183 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
 184 #define DR7_VOLATILE    0xffff2bff
 185
 186 #define PFERR_PRESENT_BIT 0
 187 #define PFERR_WRITE_BIT 1
 188 #define PFERR_USER_BIT 2
 189 #define PFERR_RSVD_BIT 3
 190 #define PFERR_FETCH_BIT 4
 191 #define PFERR_PK_BIT 5
 192
 193 #define PFERR_PRESENT_MASK (1U << PFERR_PRESENT_BIT)
 194 #define PFERR_WRITE_MASK (1U << PFERR_WRITE_BIT)
 195 #define PFERR_USER_MASK (1U << PFERR_USER_BIT)
 196 #define PFERR_RSVD_MASK (1U << PFERR_RSVD_BIT)
 197 #define PFERR_FETCH_MASK (1U << PFERR_FETCH_BIT)
 198 #define PFERR_PK_MASK (1U << PFERR_PK_BIT)
 199
 200 /* apic attention bits */
 201 #define KVM_APIC_CHECK_VAPIC    0
 202 /*
 203  * The following bit is set with PV-EOI, unset on EOI.
 204  * We detect PV-EOI changes by guest by comparing
 205  * this bit with PV-EOI in guest memory.
 206  * See the implementation in apic_update_pv_eoi.
 207  */
 208 #define KVM_APIC_PV_EOI_PENDING 1
 209
 210 struct kvm_kernel_irq_routing_entry;
 211
 212 /*
 213  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
 214  * enough memory for a single page fault in a cache.
 215  */
 216 struct kvm_mmu_memory_cache {
 217         int nobjs;
 218         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
 219 };
 220
 221 /*
 222  * the pages used as guest page table on soft mmu are tracked by
 223  * kvm_memory_slot.arch.gfn_track which is 16 bits, so the role bits used
 224  * by indirect shadow page can not be more than 15 bits.
 225  *
 226  * Currently, we used 14 bits that are @level, @cr4_pae, @quadrant, @access,
 227  * @nxe, @cr0_wp, @smep_andnot_wp and @smap_andnot_wp.
 228  */
 229 union kvm_mmu_page_role {
 230         unsigned word;
 231         struct {
 232                 unsigned level:4;
 233                 unsigned cr4_pae:1;
 234                 unsigned quadrant:2;
 235                 unsigned direct:1;
 236                 unsigned access:3;
 237                 unsigned invalid:1;
 238                 unsigned nxe:1;
 239                 unsigned cr0_wp:1;
 240                 unsigned smep_andnot_wp:1;
 241                 unsigned smap_andnot_wp:1;
 242                 unsigned :8;
 243
 244                 /*
 245                  * This is left at the top of the word so that
 246                  * kvm_memslots_for_spte_role can extract it with a
 247                  * simple shift.  While there is room, give it a whole
 248                  * byte so it is also faster to load it from memory.
 249                  */
 250                 unsigned smm:8;
 251         };
 252 };
 253
 254 struct kvm_rmap_head {
 255         unsigned long val;
 256 };
 257
 258 struct kvm_mmu_page {
 259         struct list_head link;
 260         struct hlist_node hash_link;
 261
 262         /*
 263          * The following two entries are used to key the shadow page in the
 264          * hash table.
 265          */
 266         gfn_t gfn;
 267         union kvm_mmu_page_role role;
 268
 269         u64 *spt;
 270         /* hold the gfn of each spte inside spt */
 271         gfn_t *gfns;
 272         bool unsync;
 273         int root_count;          /* Currently serving as active root */
 274         unsigned int unsync_children;
 275         struct kvm_rmap_head parent_ptes; /* rmap pointers to parent sptes */
 276
 277         /* The page is obsolete if mmu_valid_gen != kvm->arch.mmu_valid_gen.  */
 278         unsigned long mmu_valid_gen;
 279
 280         DECLARE_BITMAP(unsync_child_bitmap, 512);
 281
 282 #ifdef CONFIG_X86_32
 283         /*
 284          * Used out of the mmu-lock to avoid reading spte values while an
 285          * update is in progress; see the comments in __get_spte_lockless().
 286          */
 287         int clear_spte_count;
 288 #endif
 289
 290         /* Number of writes since the last time traversal visited this page.  */
 291         atomic_t write_flooding_count;
 292 };
 293
 294 struct kvm_pio_request {
 295         unsigned long count;
 296         int in;
 297         int port;
 298         int size;
 299 };
 300
 301 struct rsvd_bits_validate {
 302         u64 rsvd_bits_mask[2][4];
 303         u64 bad_mt_xwr;
 304 };
 305
 306 /*
 307  * x86 supports 3 paging modes (4-level 64-bit, 3-level 64-bit, and 2-level
 308  * 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the current mmu
 309  * mode.
 310  */
 311 struct kvm_mmu {
 312         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long root);
 313         unsigned long (*get_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 314         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
 315         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err,
 316                           bool prefault);
 317         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 318                                   struct x86_exception *fault);
 319         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 access,
 320                             struct x86_exception *exception);
 321         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
 322                                struct x86_exception *exception);
 323         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 324                          struct kvm_mmu_page *sp);
 325         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
 326         void (*update_pte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
 327                            u64 *spte, const void *pte);
 328         hpa_t root_hpa;
 329         int root_level;
 330         int shadow_root_level;
 331         union kvm_mmu_page_role base_role;
 332         bool direct_map;
 333
 334         /*
 335          * Bitmap; bit set = permission fault
 336          * Byte index: page fault error code [4:1]
 337          * Bit index: pte permissions in ACC_* format
 338          */
 339         u8 permissions[16];
 340
 341         /*
 342         * The pkru_mask indicates if protection key checks are needed.  It
 343         * consists of 16 domains indexed by page fault error code bits [4:1],
 344         * with PFEC.RSVD replaced by ACC_USER_MASK from the page tables.
 345         * Each domain has 2 bits which are ANDed with AD and WD from PKRU.
 346         */
 347         u32 pkru_mask;
 348
 349         u64 *pae_root;
 350         u64 *lm_root;
 351
 352         /*
 353          * check zero bits on shadow page table entries, these
 354          * bits include not only hardware reserved bits but also
 355          * the bits spte never used.
 356          */
 357         struct rsvd_bits_validate shadow_zero_check;
 358
 359         struct rsvd_bits_validate guest_rsvd_check;
 360
 361         /* Can have large pages at levels 2..last_nonleaf_level-1. */
 362         u8 last_nonleaf_level;
 363
 364         bool nx;
 365
 366         u64 pdptrs[4]; /* pae */
 367 };
 368
 369 enum pmc_type {
 370         KVM_PMC_GP = 0,
 371         KVM_PMC_FIXED,
 372 };
 373
 374 struct kvm_pmc {
 375         enum pmc_type type;
 376         u8 idx;
 377         u64 counter;
 378         u64 eventsel;
 379         struct perf_event *perf_event;
 380         struct kvm_vcpu *vcpu;
 381 };
 382
 383 struct kvm_pmu {
 384         unsigned nr_arch_gp_counters;
 385         unsigned nr_arch_fixed_counters;
 386         unsigned available_event_types;
 387         u64 fixed_ctr_ctrl;
 388         u64 global_ctrl;
 389         u64 global_status;
 390         u64 global_ovf_ctrl;
 391         u64 counter_bitmask[2];
 392         u64 global_ctrl_mask;
 393         u64 reserved_bits;
 394         u8 version;
 395         struct kvm_pmc gp_counters[INTEL_PMC_MAX_GENERIC];
 396         struct kvm_pmc fixed_counters[INTEL_PMC_MAX_FIXED];
 397         struct irq_work irq_work;
 398         u64 reprogram_pmi;
 399 };
 400
 401 struct kvm_pmu_ops;
 402
 403 enum {
 404         KVM_DEBUGREG_BP_ENABLED = 1,
 405         KVM_DEBUGREG_WONT_EXIT = 2,
 406         KVM_DEBUGREG_RELOAD = 4,
 407 };
 408
 409 struct kvm_mtrr_range {
 410         u64 base;
 411         u64 mask;
 412         struct list_head node;
 413 };
 414
 415 struct kvm_mtrr {
 416         struct kvm_mtrr_range var_ranges[KVM_NR_VAR_MTRR];
 417         mtrr_type fixed_ranges[KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION];
 418         u64 deftype;
 419
 420         struct list_head head;
 421 };
 422
 423 /* Hyper-V SynIC timer */
 424 struct kvm_vcpu_hv_stimer {
 425         struct hrtimer timer;
 426         int index;
 427         u64 config;
 428         u64 count;
 429         u64 exp_time;
 430         struct hv_message msg;
 431         bool msg_pending;
 432 };
 433
 434 /* Hyper-V synthetic interrupt controller (SynIC)*/
 435 struct kvm_vcpu_hv_synic {
 436         u64 version;
 437         u64 control;
 438         u64 msg_page;
 439         u64 evt_page;
 440         atomic64_t sint[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
 441         atomic_t sint_to_gsi[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
 442         DECLARE_BITMAP(auto_eoi_bitmap, 256);
 443         DECLARE_BITMAP(vec_bitmap, 256);
 444         bool active;
 445 };
 446
 447 /* Hyper-V per vcpu emulation context */
 448 struct kvm_vcpu_hv {
 449         u64 hv_vapic;
 450         s64 runtime_offset;
 451         struct kvm_vcpu_hv_synic synic;
 452         struct kvm_hyperv_exit exit;
 453         struct kvm_vcpu_hv_stimer stimer[HV_SYNIC_STIMER_COUNT];
 454         DECLARE_BITMAP(stimer_pending_bitmap, HV_SYNIC_STIMER_COUNT);
 455 };
 456
 457 struct kvm_vcpu_arch {
 458         /*
 459          * rip and regs accesses must go through
 460          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
 461          */
 462         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
 463         u32 regs_avail;
 464         u32 regs_dirty;
 465
 466         unsigned long cr0;
 467         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
 468         unsigned long cr2;
 469         unsigned long cr3;
 470         unsigned long cr4;
 471         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
 472         unsigned long cr8;
 473         u32 hflags;
 474         u64 efer;
 475         u64 apic_base;
 476         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
 477         bool apicv_active;
 478         DECLARE_BITMAP(ioapic_handled_vectors, 256);
 479         unsigned long apic_attention;
 480         int32_t apic_arb_prio;
 481         int mp_state;
 482         u64 ia32_misc_enable_msr;
 483         u64 smbase;
 484         bool tpr_access_reporting;
 485         u64 ia32_xss;
 486
 487         /*
 488          * Paging state of the vcpu
 489          *
 490          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
 491          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
 492          * handle faults.
 493          */
 494         struct kvm_mmu mmu;
 495
 496         /*
 497          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
 498          *
 499          * This context will save all necessary information to walk page tables
 500          * of the an L2 guest. This context is only initialized for page table
 501          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
 502          * the host.
 503          */
 504         struct kvm_mmu nested_mmu;
 505
 506         /*
 507          * Pointer to the mmu context currently used for
 508          * gva_to_gpa translations.
 509          */
 510         struct kvm_mmu *walk_mmu;
 511
 512         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
 513         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
 514         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
 515
 516         struct fpu guest_fpu;
 517         u64 xcr0;
 518         u64 guest_supported_xcr0;
 519         u32 guest_xstate_size;
 520
 521         struct kvm_pio_request pio;
 522         void *pio_data;
 523
 524         u8 event_exit_inst_len;
 525
 526         struct kvm_queued_exception {
 527                 bool pending;
 528                 bool has_error_code;
 529                 bool reinject;
 530                 u8 nr;
 531                 u32 error_code;
 532         } exception;
 533
 534         struct kvm_queued_interrupt {
 535                 bool pending;
 536                 bool soft;
 537                 u8 nr;
 538         } interrupt;
 539
 540         int halt_request; /* real mode on Intel only */
 541
 542         int cpuid_nent;
 543         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
 544
 545         int maxphyaddr;
 546
 547         /* emulate context */
 548
 549         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
 550         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
 551         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
 552         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 553
 554         gpa_t time;
 555         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
 556         unsigned int hw_tsc_khz;
 557         struct gfn_to_hva_cache pv_time;
 558         bool pv_time_enabled;
 559         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
 560         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
 561
 562         struct {
 563                 u64 msr_val;
 564                 u64 last_steal;
 565                 u64 accum_steal;
 566                 struct gfn_to_hva_cache stime;
 567                 struct kvm_steal_time steal;
 568         } st;
 569
 570         u64 last_guest_tsc;
 571         u64 last_host_tsc;
 572         u64 tsc_offset_adjustment;
 573         u64 this_tsc_nsec;
 574         u64 this_tsc_write;
 575         u64 this_tsc_generation;
 576         bool tsc_catchup;
 577         bool tsc_always_catchup;
 578         s8 virtual_tsc_shift;
 579         u32 virtual_tsc_mult;
 580         u32 virtual_tsc_khz;
 581         s64 ia32_tsc_adjust_msr;
 582         u64 tsc_scaling_ratio;
 583
 584         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
 585         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
 586         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
 587         bool smi_pending;    /* SMI queued after currently running handler */
 588
 589         struct kvm_mtrr mtrr_state;
 590         u64 pat;
 591
 592         unsigned switch_db_regs;
 593         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
 594         unsigned long dr6;
 595         unsigned long dr7;
 596         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
 597         unsigned long guest_debug_dr7;
 598
 599         u64 mcg_cap;
 600         u64 mcg_status;
 601         u64 mcg_ctl;
 602         u64 *mce_banks;
 603
 604         /* Cache MMIO info */
 605         u64 mmio_gva;
 606         unsigned access;
 607         gfn_t mmio_gfn;
 608         u64 mmio_gen;
 609
 610         struct kvm_pmu pmu;
 611
 612         /* used for guest single stepping over the given code position */
 613         unsigned long singlestep_rip;
 614
 615         struct kvm_vcpu_hv hyperv;
 616
 617         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
 618
 619         unsigned long last_retry_eip;
 620         unsigned long last_retry_addr;
 621
 622         struct {
 623                 bool halted;
 624                 gfn_t gfns[roundup_pow_of_two(ASYNC_PF_PER_VCPU)];
 625                 struct gfn_to_hva_cache data;
 626                 u64 msr_val;
 627                 u32 id;
 628                 bool send_user_only;
 629         } apf;
 630
 631         /* OSVW MSRs (AMD only) */
 632         struct {
 633                 u64 length;
 634                 u64 status;
 635         } osvw;
 636
 637         struct {
 638                 u64 msr_val;
 639                 struct gfn_to_hva_cache data;
 640         } pv_eoi;
 641
 642         /*
 643          * Indicate whether the access faults on its page table in guest
 644          * which is set when fix page fault and used to detect unhandeable
 645          * instruction.
 646          */
 647         bool write_fault_to_shadow_pgtable;
 648
 649         /* set at EPT violation at this point */
 650         unsigned long exit_qualification;
 651
 652         /* pv related host specific info */
 653         struct {
 654                 bool pv_unhalted;
 655         } pv;
 656
 657         int pending_ioapic_eoi;
 658         int pending_external_vector;
 659 };
 660
 661 struct kvm_lpage_info {
 662         int disallow_lpage;
 663 };
 664
 665 struct kvm_arch_memory_slot {
 666         struct kvm_rmap_head *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
 667         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
 668         unsigned short *gfn_track[KVM_PAGE_TRACK_MAX];
 669 };
 670
 671 /*
 672  * We use as the mode the number of bits allocated in the LDR for the
 673  * logical processor ID.  It happens that these are all powers of two.
 674  * This makes it is very easy to detect cases where the APICs are
 675  * configured for multiple modes; in that case, we cannot use the map and
 676  * hence cannot use kvm_irq_delivery_to_apic_fast either.
 677  */
 678 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_CLUSTER          4
 679 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_FLAT             8
 680 #define KVM_APIC_MODE_X2APIC                16
 681
 682 struct kvm_apic_map {
 683         struct rcu_head rcu;
 684         u8 mode;
 685         struct kvm_lapic *phys_map[256];
 686         /* first index is cluster id second is cpu id in a cluster */
 687         struct kvm_lapic *logical_map[16][16];
 688 };
 689
 690 /* Hyper-V emulation context */
 691 struct kvm_hv {
 692         u64 hv_guest_os_id;
 693         u64 hv_hypercall;
 694         u64 hv_tsc_page;
 695
 696         /* Hyper-v based guest crash (NT kernel bugcheck) parameters */
 697         u64 hv_crash_param[HV_X64_MSR_CRASH_PARAMS];
 698         u64 hv_crash_ctl;
 699 };
 700
 701 struct kvm_arch {
 702         unsigned int n_used_mmu_pages;
 703         unsigned int n_requested_mmu_pages;
 704         unsigned int n_max_mmu_pages;
 705         unsigned int indirect_shadow_pages;
 706         unsigned long mmu_valid_gen;
 707         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
 708         /*
 709          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
 710          */
 711         struct list_head active_mmu_pages;
 712         struct list_head zapped_obsolete_pages;
 713         struct kvm_page_track_notifier_node mmu_sp_tracker;
 714         struct kvm_page_track_notifier_head track_notifier_head;
 715
 716         struct list_head assigned_dev_head;
 717         struct iommu_domain *iommu_domain;
 718         bool iommu_noncoherent;
 719 #define __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
 720         atomic_t noncoherent_dma_count;
 721 #define __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
 722         atomic_t assigned_device_count;
 723         struct kvm_pic *vpic;
 724         struct kvm_ioapic *vioapic;
 725         struct kvm_pit *vpit;
 726         atomic_t vapics_in_nmi_mode;
 727         struct mutex apic_map_lock;
 728         struct kvm_apic_map *apic_map;
 729
 730         unsigned int tss_addr;
 731         bool apic_access_page_done;
 732
 733         gpa_t wall_clock;
 734
 735         bool ept_identity_pagetable_done;
 736         gpa_t ept_identity_map_addr;
 737
 738         unsigned long irq_sources_bitmap;
 739         s64 kvmclock_offset;
 740         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
 741         u64 last_tsc_nsec;
 742         u64 last_tsc_write;
 743         u32 last_tsc_khz;
 744         u64 cur_tsc_nsec;
 745         u64 cur_tsc_write;
 746         u64 cur_tsc_offset;
 747         u64 cur_tsc_generation;
 748         int nr_vcpus_matched_tsc;
 749
 750         spinlock_t pvclock_gtod_sync_lock;
 751         bool use_master_clock;
 752         u64 master_kernel_ns;
 753         cycle_t master_cycle_now;
 754         struct delayed_work kvmclock_update_work;
 755         struct delayed_work kvmclock_sync_work;
 756
 757         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
 758
 759         /* reads protected by irq_srcu, writes by irq_lock */
 760         struct hlist_head mask_notifier_list;
 761
 762         struct kvm_hv hyperv;
 763
 764         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
 765         int audit_point;
 766         #endif
 767
 768         bool boot_vcpu_runs_old_kvmclock;
 769         u32 bsp_vcpu_id;
 770
 771         u64 disabled_quirks;
 772
 773         bool irqchip_split;
 774         u8 nr_reserved_ioapic_pins;
 775
 776         bool disabled_lapic_found;
 777 };
 778
 779 struct kvm_vm_stat {
 780         u32 mmu_shadow_zapped;
 781         u32 mmu_pte_write;
 782         u32 mmu_pte_updated;
 783         u32 mmu_pde_zapped;
 784         u32 mmu_flooded;
 785         u32 mmu_recycled;
 786         u32 mmu_cache_miss;
 787         u32 mmu_unsync;
 788         u32 remote_tlb_flush;
 789         u32 lpages;
 790 };
 791
 792 struct kvm_vcpu_stat {
 793         u32 pf_fixed;
 794         u32 pf_guest;
 795         u32 tlb_flush;
 796         u32 invlpg;
 797
 798         u32 exits;
 799         u32 io_exits;
 800         u32 mmio_exits;
 801         u32 signal_exits;
 802         u32 irq_window_exits;
 803         u32 nmi_window_exits;
 804         u32 halt_exits;
 805         u32 halt_successful_poll;
 806         u32 halt_attempted_poll;
 807         u32 halt_wakeup;
 808         u32 request_irq_exits;
 809         u32 irq_exits;
 810         u32 host_state_reload;
 811         u32 efer_reload;
 812         u32 fpu_reload;
 813         u32 insn_emulation;
 814         u32 insn_emulation_fail;
 815         u32 hypercalls;
 816         u32 irq_injections;
 817         u32 nmi_injections;
 818 };
 819
 820 struct x86_instruction_info;
 821
 822 struct msr_data {
 823         bool host_initiated;
 824         u32 index;
 825         u64 data;
 826 };
 827
 828 struct kvm_lapic_irq {
 829         u32 vector;
 830         u16 delivery_mode;
 831         u16 dest_mode;
 832         bool level;
 833         u16 trig_mode;
 834         u32 shorthand;
 835         u32 dest_id;
 836         bool msi_redir_hint;
 837 };
 838
 839 struct kvm_x86_ops {
 840         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
 841         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
 842         int (*hardware_enable)(void);
 843         void (*hardware_disable)(void);
 844         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
 845         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
 846         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
 847         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
 848         bool (*cpu_has_high_real_mode_segbase)(void);
 849         void (*cpuid_update)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 850
 851         /* Create, but do not attach this VCPU */
 852         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
 853         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 854         void (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
 855
 856         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 857         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 858         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 859
 860         void (*update_bp_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 861         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
 862         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
 863         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
 864         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 865                             struct kvm_segment *var, int seg);
 866         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 867         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 868                             struct kvm_segment *var, int seg);
 869         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
 870         void (*decache_cr0_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 871         void (*decache_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 872         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 873         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
 874         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 875         int (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
 876         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
 877         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 878         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 879         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 880         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 881         u64 (*get_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 882         void (*set_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
 883         void (*sync_dirty_debug_regs)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 884         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
 885         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
 886         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 887         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
 888         u32 (*get_pkru)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 889         void (*fpu_activate)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 890         void (*fpu_deactivate)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 891
 892         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 893
 894         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 895         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 896         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 897         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
 898         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 899         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 900                                 unsigned char *hypercall_addr);
 901         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 902         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 903         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr,
 904                                 bool has_error_code, u32 error_code,
 905                                 bool reinject);
 906         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 907         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 908         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 909         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 910         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
 911         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 912         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 913         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
 914         bool (*get_enable_apicv)(void);
 915         void (*refresh_apicv_exec_ctrl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 916         void (*hwapic_irr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
 917         void (*hwapic_isr_update)(struct kvm *kvm, int isr);
 918         void (*load_eoi_exitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
 919         void (*set_virtual_x2apic_mode)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool set);
 920         void (*set_apic_access_page_addr)(struct kvm_vcpu *vcpu, hpa_t hpa);
 921         void (*deliver_posted_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu, int vector);
 922         void (*sync_pir_to_irr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 923         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
 924         int (*get_tdp_level)(void);
 925         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
 926         int (*get_lpage_level)(void);
 927         bool (*rdtscp_supported)(void);
 928         bool (*invpcid_supported)(void);
 929         void (*adjust_tsc_offset_guest)(struct kvm_vcpu *vcpu, s64 adjustment);
 930
 931         void (*set_tdp_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 932
 933         void (*set_supported_cpuid)(u32 func, struct kvm_cpuid_entry2 *entry);
 934
 935         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
 936
 937         u64 (*read_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 938         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
 939
 940         u64 (*read_l1_tsc)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
 941
 942         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2);
 943
 944         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 945                                struct x86_instruction_info *info,
 946                                enum x86_intercept_stage stage);
 947         void (*handle_external_intr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 948         bool (*mpx_supported)(void);
 949         bool (*xsaves_supported)(void);
 950
 951         int (*check_nested_events)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool external_intr);
 952
 953         void (*sched_in)(struct kvm_vcpu *kvm, int cpu);
 954
 955         /*
 956          * Arch-specific dirty logging hooks. These hooks are only supposed to
 957          * be valid if the specific arch has hardware-accelerated dirty logging
 958          * mechanism. Currently only for PML on VMX.
 959          *
 960          *  - slot_enable_log_dirty:
 961          *      called when enabling log dirty mode for the slot.
 962          *  - slot_disable_log_dirty:
 963          *      called when disabling log dirty mode for the slot.
 964          *      also called when slot is created with log dirty disabled.
 965          *  - flush_log_dirty:
 966          *      called before reporting dirty_bitmap to userspace.
 967          *  - enable_log_dirty_pt_masked:
 968          *      called when reenabling log dirty for the GFNs in the mask after
 969          *      corresponding bits are cleared in slot->dirty_bitmap.
 970          */
 971         void (*slot_enable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
 972                                       struct kvm_memory_slot *slot);
 973         void (*slot_disable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
 974                                        struct kvm_memory_slot *slot);
 975         void (*flush_log_dirty)(struct kvm *kvm);
 976         void (*enable_log_dirty_pt_masked)(struct kvm *kvm,
 977                                            struct kvm_memory_slot *slot,
 978                                            gfn_t offset, unsigned long mask);
 979         /* pmu operations of sub-arch */
 980         const struct kvm_pmu_ops *pmu_ops;
 981
 982         /*
 983          * Architecture specific hooks for vCPU blocking due to
 984          * HLT instruction.
 985          * Returns for .pre_block():
 986          *    - 0 means continue to block the vCPU.
 987          *    - 1 means we cannot block the vCPU since some event
 988          *        happens during this period, such as, 'ON' bit in
 989          *        posted-interrupts descriptor is set.
 990          */
 991         int (*pre_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 992         void (*post_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 993         int (*update_pi_irte)(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
 994                               uint32_t guest_irq, bool set);
 995 };
 996
 997 struct kvm_arch_async_pf {
 998         u32 token;
 999         gfn_t gfn;
1000         unsigned long cr3;
1001         bool direct_map;
1002 };
1003
1004 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
1005
1006 int kvm_mmu_module_init(void);
1007 void kvm_mmu_module_exit(void);
1008
1009 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1010 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
1011 void kvm_mmu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
1012 void kvm_mmu_init_vm(struct kvm *kvm);
1013 void kvm_mmu_uninit_vm(struct kvm *kvm);
1014 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
1015                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask);
1016
1017 void kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
1018 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1019                                       struct kvm_memory_slot *memslot);
1020 void kvm_mmu_zap_collapsible_sptes(struct kvm *kvm,
1021                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1022 void kvm_mmu_slot_leaf_clear_dirty(struct kvm *kvm,
1023                                    struct kvm_memory_slot *memslot);
1024 void kvm_mmu_slot_largepage_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1025                                         struct kvm_memory_slot *memslot);
1026 void kvm_mmu_slot_set_dirty(struct kvm *kvm,
1027                             struct kvm_memory_slot *memslot);
1028 void kvm_mmu_clear_dirty_pt_masked(struct kvm *kvm,
1029                                    struct kvm_memory_slot *slot,
1030                                    gfn_t gfn_offset, unsigned long mask);
1031 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
1032 void kvm_mmu_invalidate_mmio_sptes(struct kvm *kvm, struct kvm_memslots *slots);
1033 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
1034 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
1035
1036 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
1037
1038 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
1039                           const void *val, int bytes);
1040
1041 struct kvm_irq_mask_notifier {
1042         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
1043         int irq;
1044         struct hlist_node link;
1045 };
1046
1047 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1048                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1049 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1050                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1051 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
1052                              bool mask);
1053
1054 extern bool tdp_enabled;
1055
1056 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
1057
1058 /* control of guest tsc rate supported? */
1059 extern bool kvm_has_tsc_control;
1060 /* maximum supported tsc_khz for guests */
1061 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
1062 /* number of bits of the fractional part of the TSC scaling ratio */
1063 extern u8   kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits;
1064 /* maximum allowed value of TSC scaling ratio */
1065 extern u64  kvm_max_tsc_scaling_ratio;
1066
1067 enum emulation_result {
1068         EMULATE_DONE,         /* no further processing */
1069         EMULATE_USER_EXIT,    /* kvm_run ready for userspace exit */
1070         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
1071 };
1072
1073 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
1074 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
1075 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
1076 #define EMULTYPE_RETRY              (1 << 3)
1077 #define EMULTYPE_NO_REEXECUTE       (1 << 4)
1078 int x86_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr2,
1079                             int emulation_type, void *insn, int insn_len);
1080
1081 static inline int emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu,
1082                         int emulation_type)
1083 {
1084         return x86_emulate_instruction(vcpu, 0, emulation_type, NULL, 0);
1085 }
1086
1087 void kvm_enable_efer_bits(u64);
1088 bool kvm_valid_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1089 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1090 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1091
1092 struct x86_emulate_ctxt;
1093
1094 int kvm_fast_pio_out(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port);
1095 void kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1096 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1097 int kvm_vcpu_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1098 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1099
1100 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
1101 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
1102 void kvm_vcpu_deliver_sipi_vector(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1103
1104 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
1105                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
1106
1107 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1108 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1109 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1110 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
1111 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
1112 int kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
1113 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
1114 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
1115 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1116 int kvm_set_xcr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 xcr);
1117
1118 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1119 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1120
1121 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
1122 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1123 bool kvm_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
1124
1125 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1126 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1127 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1128 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1129 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
1130 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1131                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
1132                             u32 access);
1133 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
1134 bool kvm_require_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr);
1135
1136 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
1137                                        int irq_source_id, int level)
1138 {
1139         /* Logical OR for level trig interrupt */
1140         if (level)
1141                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
1142         else
1143                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
1144
1145         return !!(*irq_state);
1146 }
1147
1148 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
1149 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
1150
1151 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1152
1153 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
1154 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1155 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
1156 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
1157 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
1158 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
1159 gpa_t translate_nested_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1160                            struct x86_exception *exception);
1161 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1162                               struct x86_exception *exception);
1163 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1164                                struct x86_exception *exception);
1165 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1166                                struct x86_exception *exception);
1167 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1168                                 struct x86_exception *exception);
1169
1170 void kvm_vcpu_deactivate_apicv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1171
1172 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
1173
1174 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 error_code,
1175                        void *insn, int insn_len);
1176 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1177 void kvm_mmu_new_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu);
1178
1179 void kvm_enable_tdp(void);
1180 void kvm_disable_tdp(void);
1181
1182 static inline gpa_t translate_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1183                                   struct x86_exception *exception)
1184 {
1185         return gpa;
1186 }
1187
1188 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
1189 {
1190         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
1191
1192         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
1193 }
1194
1195 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
1196 {
1197         u16 ldt;
1198         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
1199         return ldt;
1200 }
1201
1202 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
1203 {
1204         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
1205 }
1206
1207 #ifdef CONFIG_X86_64
1208 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
1209 {
1210         u64 value;
1211
1212         rdmsrl(msr, value);
1213         return value;
1214 }
1215 #endif
1216
1217 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
1218 {
1219         return 0x600; /* P6 family */
1220 }
1221
1222 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
1223 {
1224         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
1225 }
1226
1227 static inline u64 get_canonical(u64 la)
1228 {
1229         return ((int64_t)la << 16) >> 16;
1230 }
1231
1232 static inline bool is_noncanonical_address(u64 la)
1233 {
1234 #ifdef CONFIG_X86_64
1235         return get_canonical(la) != la;
1236 #else
1237         return false;
1238 #endif
1239 }
1240
1241 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
1242 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
1243 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
1244 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
1245 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
1246         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
1247
1248 enum {
1249         TASK_SWITCH_CALL = 0,
1250         TASK_SWITCH_IRET = 1,
1251         TASK_SWITCH_JMP = 2,
1252         TASK_SWITCH_GATE = 3,
1253 };
1254
1255 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
1256 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
1257 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
1258 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
1259 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
1260 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
1261 #define HF_SMM_MASK             (1 << 6)
1262 #define HF_SMM_INSIDE_NMI_MASK  (1 << 7)
1263
1264 #define __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
1265 #define KVM_ADDRESS_SPACE_NUM 2
1266
1267 #define kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu) ((vcpu)->arch.hflags & HF_SMM_MASK ? 1 : 0)
1268 #define kvm_memslots_for_spte_role(kvm, role) __kvm_memslots(kvm, (role).smm)
1269
1270 /*
1271  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
1272  * reboot turns off virtualization while processes are running.
1273  * Trap the fault and ignore the instruction if that happens.
1274  */
1275 asmlinkage void kvm_spurious_fault(void);
1276
1277 #define ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, cleanup_insn)      \
1278         "666: " insn "\n\t" \
1279         "668: \n\t"                           \
1280         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n" \
1281         "667: \n\t" \
1282         cleanup_insn "\n\t"                   \
1283         "cmpb $0, kvm_rebooting \n\t"         \
1284         "jne 668b \n\t"                       \
1285         __ASM_SIZE(push) " $666b \n\t"        \
1286         "call kvm_spurious_fault \n\t"        \
1287         ".popsection \n\t" \
1288         _ASM_EXTABLE(666b, 667b)
1289
1290 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn)              \
1291         ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, "")
1292
1293 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
1294 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1295 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1296 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1297 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1298 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
1299 int kvm_cpu_has_injectable_intr(struct kvm_vcpu *v);
1300 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1301 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1302 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
1303 void kvm_vcpu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1304 void kvm_vcpu_reload_apic_access_page(struct kvm_vcpu *vcpu);
1305 void kvm_arch_mmu_notifier_invalidate_page(struct kvm *kvm,
1306                                            unsigned long address);
1307
1308 void kvm_define_shared_msr(unsigned index, u32 msr);
1309 int kvm_set_shared_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
1310
1311 u64 kvm_scale_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 tsc);
1312 u64 kvm_read_l1_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
1313
1314 unsigned long kvm_get_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu);
1315 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
1316
1317 void kvm_make_mclock_inprogress_request(struct kvm *kvm);
1318 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
1319
1320 void kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1321                                      struct kvm_async_pf *work);
1322 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1323                                  struct kvm_async_pf *work);
1324 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
1325                                struct kvm_async_pf *work);
1326 bool kvm_arch_can_inject_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
1327 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
1328
1329 void kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1330
1331 int kvm_is_in_guest(void);
1332
1333 int __x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1334 int x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1335 bool kvm_vcpu_is_reset_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1336 bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1337
1338 bool kvm_intr_is_single_vcpu(struct kvm *kvm, struct kvm_lapic_irq *irq,
1339                              struct kvm_vcpu **dest_vcpu);
1340
1341 void kvm_set_msi_irq(struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1342                      struct kvm_lapic_irq *irq);
1343
1344 static inline void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
1345 static inline void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
1346
1347 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */