Merge branch 'ras-core-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[sfrench/cifs-2.6.git] / 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 #include <linux/irq.h>
21
22 #include <linux/kvm.h>
23 #include <linux/kvm_para.h>
24 #include <linux/kvm_types.h>
25 #include <linux/perf_event.h>
26 #include <linux/pvclock_gtod.h>
27 #include <linux/clocksource.h>
28 #include <linux/irqbypass.h>
29 #include <linux/hyperv.h>
30
31 #include <asm/apic.h>
32 #include <asm/pvclock-abi.h>
33 #include <asm/desc.h>
34 #include <asm/mtrr.h>
35 #include <asm/msr-index.h>
36 #include <asm/asm.h>
37 #include <asm/kvm_page_track.h>
38 #include <asm/kvm_vcpu_regs.h>
39 #include <asm/hyperv-tlfs.h>
40
41 #define KVM_MAX_VCPUS 288
42 #define KVM_SOFT_MAX_VCPUS 240
43 #define KVM_MAX_VCPU_ID 1023
44 #define KVM_USER_MEM_SLOTS 509
45 /* memory slots that are not exposed to userspace */
46 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 3
47 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
48
49 #define KVM_HALT_POLL_NS_DEFAULT 200000
50
51 #define KVM_IRQCHIP_NUM_PINS  KVM_IOAPIC_NUM_PINS
52
53 /* x86-specific vcpu->requests bit members */
54 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER           KVM_ARCH_REQ(0)
55 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS       KVM_ARCH_REQ(1)
56 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT            KVM_ARCH_REQ(2)
57 #define KVM_REQ_MMU_SYNC                KVM_ARCH_REQ(3)
58 #define KVM_REQ_CLOCK_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(4)
59 #define KVM_REQ_LOAD_CR3                KVM_ARCH_REQ(5)
60 #define KVM_REQ_EVENT                   KVM_ARCH_REQ(6)
61 #define KVM_REQ_APF_HALT                KVM_ARCH_REQ(7)
62 #define KVM_REQ_STEAL_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(8)
63 #define KVM_REQ_NMI                     KVM_ARCH_REQ(9)
64 #define KVM_REQ_PMU                     KVM_ARCH_REQ(10)
65 #define KVM_REQ_PMI                     KVM_ARCH_REQ(11)
66 #define KVM_REQ_SMI                     KVM_ARCH_REQ(12)
67 #define KVM_REQ_MASTERCLOCK_UPDATE      KVM_ARCH_REQ(13)
68 #define KVM_REQ_MCLOCK_INPROGRESS \
69         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(14, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
70 #define KVM_REQ_SCAN_IOAPIC \
71         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(15, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
72 #define KVM_REQ_GLOBAL_CLOCK_UPDATE     KVM_ARCH_REQ(16)
73 #define KVM_REQ_APIC_PAGE_RELOAD \
74         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(17, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
75 #define KVM_REQ_HV_CRASH                KVM_ARCH_REQ(18)
76 #define KVM_REQ_IOAPIC_EOI_EXIT         KVM_ARCH_REQ(19)
77 #define KVM_REQ_HV_RESET                KVM_ARCH_REQ(20)
78 #define KVM_REQ_HV_EXIT                 KVM_ARCH_REQ(21)
79 #define KVM_REQ_HV_STIMER               KVM_ARCH_REQ(22)
80 #define KVM_REQ_LOAD_EOI_EXITMAP        KVM_ARCH_REQ(23)
81 #define KVM_REQ_GET_VMCS12_PAGES        KVM_ARCH_REQ(24)
82
83 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
84         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
85                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
86                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
87
88 #define CR4_RESERVED_BITS                                               \
89         (~(unsigned long)(X86_CR4_VME | X86_CR4_PVI | X86_CR4_TSD | X86_CR4_DE\
90                           | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_MCE     \
91                           | X86_CR4_PGE | X86_CR4_PCE | X86_CR4_OSFXSR | X86_CR4_PCIDE \
92                           | X86_CR4_OSXSAVE | X86_CR4_SMEP | X86_CR4_FSGSBASE \
93                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_LA57 | X86_CR4_VMXE \
94                           | X86_CR4_SMAP | X86_CR4_PKE | X86_CR4_UMIP))
95
96 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
97
98
99
100 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
101 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
102
103 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
104
105 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
106 enum {
107         PT_PAGE_TABLE_LEVEL   = 1,
108         PT_DIRECTORY_LEVEL    = 2,
109         PT_PDPE_LEVEL         = 3,
110         /* set max level to the biggest one */
111         PT_MAX_HUGEPAGE_LEVEL = PT_PDPE_LEVEL,
112 };
113 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       (PT_MAX_HUGEPAGE_LEVEL - \
114                                  PT_PAGE_TABLE_LEVEL + 1)
115 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
116 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
117 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
118 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
119 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
120
121 static inline gfn_t gfn_to_index(gfn_t gfn, gfn_t base_gfn, int level)
122 {
123         /* KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(PT_PAGE_TABLE_LEVEL) must be 0. */
124         return (gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level)) -
125                 (base_gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level));
126 }
127
128 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
129 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64UL
130 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 12
131 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
132 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
133 #define KVM_REFILL_PAGES 25
134 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 80
135 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
136 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
137
138 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
139
140 enum kvm_reg {
141         VCPU_REGS_RAX = __VCPU_REGS_RAX,
142         VCPU_REGS_RCX = __VCPU_REGS_RCX,
143         VCPU_REGS_RDX = __VCPU_REGS_RDX,
144         VCPU_REGS_RBX = __VCPU_REGS_RBX,
145         VCPU_REGS_RSP = __VCPU_REGS_RSP,
146         VCPU_REGS_RBP = __VCPU_REGS_RBP,
147         VCPU_REGS_RSI = __VCPU_REGS_RSI,
148         VCPU_REGS_RDI = __VCPU_REGS_RDI,
149 #ifdef CONFIG_X86_64
150         VCPU_REGS_R8  = __VCPU_REGS_R8,
151         VCPU_REGS_R9  = __VCPU_REGS_R9,
152         VCPU_REGS_R10 = __VCPU_REGS_R10,
153         VCPU_REGS_R11 = __VCPU_REGS_R11,
154         VCPU_REGS_R12 = __VCPU_REGS_R12,
155         VCPU_REGS_R13 = __VCPU_REGS_R13,
156         VCPU_REGS_R14 = __VCPU_REGS_R14,
157         VCPU_REGS_R15 = __VCPU_REGS_R15,
158 #endif
159         VCPU_REGS_RIP,
160         NR_VCPU_REGS
161 };
162
163 enum kvm_reg_ex {
164         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
165         VCPU_EXREG_CR3,
166         VCPU_EXREG_RFLAGS,
167         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
168 };
169
170 enum {
171         VCPU_SREG_ES,
172         VCPU_SREG_CS,
173         VCPU_SREG_SS,
174         VCPU_SREG_DS,
175         VCPU_SREG_FS,
176         VCPU_SREG_GS,
177         VCPU_SREG_TR,
178         VCPU_SREG_LDTR,
179 };
180
181 #include <asm/kvm_emulate.h>
182
183 #define KVM_NR_MEM_OBJS 40
184
185 #define KVM_NR_DB_REGS  4
186
187 #define DR6_BD          (1 << 13)
188 #define DR6_BS          (1 << 14)
189 #define DR6_BT          (1 << 15)
190 #define DR6_RTM         (1 << 16)
191 #define DR6_FIXED_1     0xfffe0ff0
192 #define DR6_INIT        0xffff0ff0
193 #define DR6_VOLATILE    0x0001e00f
194
195 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
196 #define DR7_GE          (1 << 9)
197 #define DR7_GD          (1 << 13)
198 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
199 #define DR7_VOLATILE    0xffff2bff
200
201 #define PFERR_PRESENT_BIT 0
202 #define PFERR_WRITE_BIT 1
203 #define PFERR_USER_BIT 2
204 #define PFERR_RSVD_BIT 3
205 #define PFERR_FETCH_BIT 4
206 #define PFERR_PK_BIT 5
207 #define PFERR_GUEST_FINAL_BIT 32
208 #define PFERR_GUEST_PAGE_BIT 33
209
210 #define PFERR_PRESENT_MASK (1U << PFERR_PRESENT_BIT)
211 #define PFERR_WRITE_MASK (1U << PFERR_WRITE_BIT)
212 #define PFERR_USER_MASK (1U << PFERR_USER_BIT)
213 #define PFERR_RSVD_MASK (1U << PFERR_RSVD_BIT)
214 #define PFERR_FETCH_MASK (1U << PFERR_FETCH_BIT)
215 #define PFERR_PK_MASK (1U << PFERR_PK_BIT)
216 #define PFERR_GUEST_FINAL_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_FINAL_BIT)
217 #define PFERR_GUEST_PAGE_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_PAGE_BIT)
218
219 #define PFERR_NESTED_GUEST_PAGE (PFERR_GUEST_PAGE_MASK |        \
220                                  PFERR_WRITE_MASK |             \
221                                  PFERR_PRESENT_MASK)
222
223 /*
224  * The mask used to denote special SPTEs, which can be either MMIO SPTEs or
225  * Access Tracking SPTEs. We use bit 62 instead of bit 63 to avoid conflicting
226  * with the SVE bit in EPT PTEs.
227  */
228 #define SPTE_SPECIAL_MASK (1ULL << 62)
229
230 /* apic attention bits */
231 #define KVM_APIC_CHECK_VAPIC    0
232 /*
233  * The following bit is set with PV-EOI, unset on EOI.
234  * We detect PV-EOI changes by guest by comparing
235  * this bit with PV-EOI in guest memory.
236  * See the implementation in apic_update_pv_eoi.
237  */
238 #define KVM_APIC_PV_EOI_PENDING 1
239
240 struct kvm_kernel_irq_routing_entry;
241
242 /*
243  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
244  * enough memory for a single page fault in a cache.
245  */
246 struct kvm_mmu_memory_cache {
247         int nobjs;
248         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
249 };
250
251 /*
252  * the pages used as guest page table on soft mmu are tracked by
253  * kvm_memory_slot.arch.gfn_track which is 16 bits, so the role bits used
254  * by indirect shadow page can not be more than 15 bits.
255  *
256  * Currently, we used 14 bits that are @level, @gpte_is_8_bytes, @quadrant, @access,
257  * @nxe, @cr0_wp, @smep_andnot_wp and @smap_andnot_wp.
258  */
259 union kvm_mmu_page_role {
260         u32 word;
261         struct {
262                 unsigned level:4;
263                 unsigned gpte_is_8_bytes:1;
264                 unsigned quadrant:2;
265                 unsigned direct:1;
266                 unsigned access:3;
267                 unsigned invalid:1;
268                 unsigned nxe:1;
269                 unsigned cr0_wp:1;
270                 unsigned smep_andnot_wp:1;
271                 unsigned smap_andnot_wp:1;
272                 unsigned ad_disabled:1;
273                 unsigned guest_mode:1;
274                 unsigned :6;
275
276                 /*
277                  * This is left at the top of the word so that
278                  * kvm_memslots_for_spte_role can extract it with a
279                  * simple shift.  While there is room, give it a whole
280                  * byte so it is also faster to load it from memory.
281                  */
282                 unsigned smm:8;
283         };
284 };
285
286 union kvm_mmu_extended_role {
287 /*
288  * This structure complements kvm_mmu_page_role caching everything needed for
289  * MMU configuration. If nothing in both these structures changed, MMU
290  * re-configuration can be skipped. @valid bit is set on first usage so we don't
291  * treat all-zero structure as valid data.
292  */
293         u32 word;
294         struct {
295                 unsigned int valid:1;
296                 unsigned int execonly:1;
297                 unsigned int cr0_pg:1;
298                 unsigned int cr4_pae:1;
299                 unsigned int cr4_pse:1;
300                 unsigned int cr4_pke:1;
301                 unsigned int cr4_smap:1;
302                 unsigned int cr4_smep:1;
303                 unsigned int cr4_la57:1;
304                 unsigned int maxphyaddr:6;
305         };
306 };
307
308 union kvm_mmu_role {
309         u64 as_u64;
310         struct {
311                 union kvm_mmu_page_role base;
312                 union kvm_mmu_extended_role ext;
313         };
314 };
315
316 struct kvm_rmap_head {
317         unsigned long val;
318 };
319
320 struct kvm_mmu_page {
321         struct list_head link;
322         struct hlist_node hash_link;
323         bool unsync;
324         bool mmio_cached;
325
326         /*
327          * The following two entries are used to key the shadow page in the
328          * hash table.
329          */
330         union kvm_mmu_page_role role;
331         gfn_t gfn;
332
333         u64 *spt;
334         /* hold the gfn of each spte inside spt */
335         gfn_t *gfns;
336         int root_count;          /* Currently serving as active root */
337         unsigned int unsync_children;
338         struct kvm_rmap_head parent_ptes; /* rmap pointers to parent sptes */
339         DECLARE_BITMAP(unsync_child_bitmap, 512);
340
341 #ifdef CONFIG_X86_32
342         /*
343          * Used out of the mmu-lock to avoid reading spte values while an
344          * update is in progress; see the comments in __get_spte_lockless().
345          */
346         int clear_spte_count;
347 #endif
348
349         /* Number of writes since the last time traversal visited this page.  */
350         atomic_t write_flooding_count;
351 };
352
353 struct kvm_pio_request {
354         unsigned long linear_rip;
355         unsigned long count;
356         int in;
357         int port;
358         int size;
359 };
360
361 #define PT64_ROOT_MAX_LEVEL 5
362
363 struct rsvd_bits_validate {
364         u64 rsvd_bits_mask[2][PT64_ROOT_MAX_LEVEL];
365         u64 bad_mt_xwr;
366 };
367
368 struct kvm_mmu_root_info {
369         gpa_t cr3;
370         hpa_t hpa;
371 };
372
373 #define KVM_MMU_ROOT_INFO_INVALID \
374         ((struct kvm_mmu_root_info) { .cr3 = INVALID_PAGE, .hpa = INVALID_PAGE })
375
376 #define KVM_MMU_NUM_PREV_ROOTS 3
377
378 /*
379  * x86 supports 4 paging modes (5-level 64-bit, 4-level 64-bit, 3-level 32-bit,
380  * and 2-level 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the
381  * current mmu mode.
382  */
383 struct kvm_mmu {
384         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long root);
385         unsigned long (*get_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
386         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
387         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err,
388                           bool prefault);
389         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
390                                   struct x86_exception *fault);
391         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 access,
392                             struct x86_exception *exception);
393         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
394                                struct x86_exception *exception);
395         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
396                          struct kvm_mmu_page *sp);
397         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, hpa_t root_hpa);
398         void (*update_pte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
399                            u64 *spte, const void *pte);
400         hpa_t root_hpa;
401         gpa_t root_cr3;
402         union kvm_mmu_role mmu_role;
403         u8 root_level;
404         u8 shadow_root_level;
405         u8 ept_ad;
406         bool direct_map;
407         struct kvm_mmu_root_info prev_roots[KVM_MMU_NUM_PREV_ROOTS];
408
409         /*
410          * Bitmap; bit set = permission fault
411          * Byte index: page fault error code [4:1]
412          * Bit index: pte permissions in ACC_* format
413          */
414         u8 permissions[16];
415
416         /*
417         * The pkru_mask indicates if protection key checks are needed.  It
418         * consists of 16 domains indexed by page fault error code bits [4:1],
419         * with PFEC.RSVD replaced by ACC_USER_MASK from the page tables.
420         * Each domain has 2 bits which are ANDed with AD and WD from PKRU.
421         */
422         u32 pkru_mask;
423
424         u64 *pae_root;
425         u64 *lm_root;
426
427         /*
428          * check zero bits on shadow page table entries, these
429          * bits include not only hardware reserved bits but also
430          * the bits spte never used.
431          */
432         struct rsvd_bits_validate shadow_zero_check;
433
434         struct rsvd_bits_validate guest_rsvd_check;
435
436         /* Can have large pages at levels 2..last_nonleaf_level-1. */
437         u8 last_nonleaf_level;
438
439         bool nx;
440
441         u64 pdptrs[4]; /* pae */
442 };
443
444 struct kvm_tlb_range {
445         u64 start_gfn;
446         u64 pages;
447 };
448
449 enum pmc_type {
450         KVM_PMC_GP = 0,
451         KVM_PMC_FIXED,
452 };
453
454 struct kvm_pmc {
455         enum pmc_type type;
456         u8 idx;
457         u64 counter;
458         u64 eventsel;
459         struct perf_event *perf_event;
460         struct kvm_vcpu *vcpu;
461 };
462
463 struct kvm_pmu {
464         unsigned nr_arch_gp_counters;
465         unsigned nr_arch_fixed_counters;
466         unsigned available_event_types;
467         u64 fixed_ctr_ctrl;
468         u64 global_ctrl;
469         u64 global_status;
470         u64 global_ovf_ctrl;
471         u64 counter_bitmask[2];
472         u64 global_ctrl_mask;
473         u64 reserved_bits;
474         u8 version;
475         struct kvm_pmc gp_counters[INTEL_PMC_MAX_GENERIC];
476         struct kvm_pmc fixed_counters[INTEL_PMC_MAX_FIXED];
477         struct irq_work irq_work;
478         u64 reprogram_pmi;
479 };
480
481 struct kvm_pmu_ops;
482
483 enum {
484         KVM_DEBUGREG_BP_ENABLED = 1,
485         KVM_DEBUGREG_WONT_EXIT = 2,
486         KVM_DEBUGREG_RELOAD = 4,
487 };
488
489 struct kvm_mtrr_range {
490         u64 base;
491         u64 mask;
492         struct list_head node;
493 };
494
495 struct kvm_mtrr {
496         struct kvm_mtrr_range var_ranges[KVM_NR_VAR_MTRR];
497         mtrr_type fixed_ranges[KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION];
498         u64 deftype;
499
500         struct list_head head;
501 };
502
503 /* Hyper-V SynIC timer */
504 struct kvm_vcpu_hv_stimer {
505         struct hrtimer timer;
506         int index;
507         union hv_stimer_config config;
508         u64 count;
509         u64 exp_time;
510         struct hv_message msg;
511         bool msg_pending;
512 };
513
514 /* Hyper-V synthetic interrupt controller (SynIC)*/
515 struct kvm_vcpu_hv_synic {
516         u64 version;
517         u64 control;
518         u64 msg_page;
519         u64 evt_page;
520         atomic64_t sint[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
521         atomic_t sint_to_gsi[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
522         DECLARE_BITMAP(auto_eoi_bitmap, 256);
523         DECLARE_BITMAP(vec_bitmap, 256);
524         bool active;
525         bool dont_zero_synic_pages;
526 };
527
528 /* Hyper-V per vcpu emulation context */
529 struct kvm_vcpu_hv {
530         u32 vp_index;
531         u64 hv_vapic;
532         s64 runtime_offset;
533         struct kvm_vcpu_hv_synic synic;
534         struct kvm_hyperv_exit exit;
535         struct kvm_vcpu_hv_stimer stimer[HV_SYNIC_STIMER_COUNT];
536         DECLARE_BITMAP(stimer_pending_bitmap, HV_SYNIC_STIMER_COUNT);
537         cpumask_t tlb_flush;
538 };
539
540 struct kvm_vcpu_arch {
541         /*
542          * rip and regs accesses must go through
543          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
544          */
545         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
546         u32 regs_avail;
547         u32 regs_dirty;
548
549         unsigned long cr0;
550         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
551         unsigned long cr2;
552         unsigned long cr3;
553         unsigned long cr4;
554         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
555         unsigned long cr8;
556         u32 pkru;
557         u32 hflags;
558         u64 efer;
559         u64 apic_base;
560         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
561         bool apicv_active;
562         bool load_eoi_exitmap_pending;
563         DECLARE_BITMAP(ioapic_handled_vectors, 256);
564         unsigned long apic_attention;
565         int32_t apic_arb_prio;
566         int mp_state;
567         u64 ia32_misc_enable_msr;
568         u64 smbase;
569         u64 smi_count;
570         bool tpr_access_reporting;
571         u64 ia32_xss;
572         u64 microcode_version;
573         u64 arch_capabilities;
574
575         /*
576          * Paging state of the vcpu
577          *
578          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
579          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
580          * handle faults.
581          */
582         struct kvm_mmu *mmu;
583
584         /* Non-nested MMU for L1 */
585         struct kvm_mmu root_mmu;
586
587         /* L1 MMU when running nested */
588         struct kvm_mmu guest_mmu;
589
590         /*
591          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
592          *
593          * This context will save all necessary information to walk page tables
594          * of the an L2 guest. This context is only initialized for page table
595          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
596          * the host.
597          */
598         struct kvm_mmu nested_mmu;
599
600         /*
601          * Pointer to the mmu context currently used for
602          * gva_to_gpa translations.
603          */
604         struct kvm_mmu *walk_mmu;
605
606         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
607         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
608         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
609
610         /*
611          * QEMU userspace and the guest each have their own FPU state.
612          * In vcpu_run, we switch between the user, maintained in the
613          * task_struct struct, and guest FPU contexts. While running a VCPU,
614          * the VCPU thread will have the guest FPU context.
615          *
616          * Note that while the PKRU state lives inside the fpu registers,
617          * it is switched out separately at VMENTER and VMEXIT time. The
618          * "guest_fpu" state here contains the guest FPU context, with the
619          * host PRKU bits.
620          */
621         struct fpu *guest_fpu;
622
623         u64 xcr0;
624         u64 guest_supported_xcr0;
625         u32 guest_xstate_size;
626
627         struct kvm_pio_request pio;
628         void *pio_data;
629
630         u8 event_exit_inst_len;
631
632         struct kvm_queued_exception {
633                 bool pending;
634                 bool injected;
635                 bool has_error_code;
636                 u8 nr;
637                 u32 error_code;
638                 unsigned long payload;
639                 bool has_payload;
640                 u8 nested_apf;
641         } exception;
642
643         struct kvm_queued_interrupt {
644                 bool injected;
645                 bool soft;
646                 u8 nr;
647         } interrupt;
648
649         int halt_request; /* real mode on Intel only */
650
651         int cpuid_nent;
652         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
653
654         int maxphyaddr;
655
656         /* emulate context */
657
658         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
659         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
660         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
661         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
662
663         gpa_t time;
664         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
665         unsigned int hw_tsc_khz;
666         struct gfn_to_hva_cache pv_time;
667         bool pv_time_enabled;
668         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
669         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
670
671         struct {
672                 u64 msr_val;
673                 u64 last_steal;
674                 struct gfn_to_hva_cache stime;
675                 struct kvm_steal_time steal;
676         } st;
677
678         u64 tsc_offset;
679         u64 last_guest_tsc;
680         u64 last_host_tsc;
681         u64 tsc_offset_adjustment;
682         u64 this_tsc_nsec;
683         u64 this_tsc_write;
684         u64 this_tsc_generation;
685         bool tsc_catchup;
686         bool tsc_always_catchup;
687         s8 virtual_tsc_shift;
688         u32 virtual_tsc_mult;
689         u32 virtual_tsc_khz;
690         s64 ia32_tsc_adjust_msr;
691         u64 tsc_scaling_ratio;
692
693         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
694         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
695         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
696         bool smi_pending;    /* SMI queued after currently running handler */
697
698         struct kvm_mtrr mtrr_state;
699         u64 pat;
700
701         unsigned switch_db_regs;
702         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
703         unsigned long dr6;
704         unsigned long dr7;
705         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
706         unsigned long guest_debug_dr7;
707         u64 msr_platform_info;
708         u64 msr_misc_features_enables;
709
710         u64 mcg_cap;
711         u64 mcg_status;
712         u64 mcg_ctl;
713         u64 mcg_ext_ctl;
714         u64 *mce_banks;
715
716         /* Cache MMIO info */
717         u64 mmio_gva;
718         unsigned access;
719         gfn_t mmio_gfn;
720         u64 mmio_gen;
721
722         struct kvm_pmu pmu;
723
724         /* used for guest single stepping over the given code position */
725         unsigned long singlestep_rip;
726
727         struct kvm_vcpu_hv hyperv;
728
729         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
730
731         unsigned long last_retry_eip;
732         unsigned long last_retry_addr;
733
734         struct {
735                 bool halted;
736                 gfn_t gfns[roundup_pow_of_two(ASYNC_PF_PER_VCPU)];
737                 struct gfn_to_hva_cache data;
738                 u64 msr_val;
739                 u32 id;
740                 bool send_user_only;
741                 u32 host_apf_reason;
742                 unsigned long nested_apf_token;
743                 bool delivery_as_pf_vmexit;
744         } apf;
745
746         /* OSVW MSRs (AMD only) */
747         struct {
748                 u64 length;
749                 u64 status;
750         } osvw;
751
752         struct {
753                 u64 msr_val;
754                 struct gfn_to_hva_cache data;
755         } pv_eoi;
756
757         /*
758          * Indicate whether the access faults on its page table in guest
759          * which is set when fix page fault and used to detect unhandeable
760          * instruction.
761          */
762         bool write_fault_to_shadow_pgtable;
763
764         /* set at EPT violation at this point */
765         unsigned long exit_qualification;
766
767         /* pv related host specific info */
768         struct {
769                 bool pv_unhalted;
770         } pv;
771
772         int pending_ioapic_eoi;
773         int pending_external_vector;
774
775         /* GPA available */
776         bool gpa_available;
777         gpa_t gpa_val;
778
779         /* be preempted when it's in kernel-mode(cpl=0) */
780         bool preempted_in_kernel;
781
782         /* Flush the L1 Data cache for L1TF mitigation on VMENTER */
783         bool l1tf_flush_l1d;
784 };
785
786 struct kvm_lpage_info {
787         int disallow_lpage;
788 };
789
790 struct kvm_arch_memory_slot {
791         struct kvm_rmap_head *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
792         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
793         unsigned short *gfn_track[KVM_PAGE_TRACK_MAX];
794 };
795
796 /*
797  * We use as the mode the number of bits allocated in the LDR for the
798  * logical processor ID.  It happens that these are all powers of two.
799  * This makes it is very easy to detect cases where the APICs are
800  * configured for multiple modes; in that case, we cannot use the map and
801  * hence cannot use kvm_irq_delivery_to_apic_fast either.
802  */
803 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_CLUSTER          4
804 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_FLAT             8
805 #define KVM_APIC_MODE_X2APIC                16
806
807 struct kvm_apic_map {
808         struct rcu_head rcu;
809         u8 mode;
810         u32 max_apic_id;
811         union {
812                 struct kvm_lapic *xapic_flat_map[8];
813                 struct kvm_lapic *xapic_cluster_map[16][4];
814         };
815         struct kvm_lapic *phys_map[];
816 };
817
818 /* Hyper-V emulation context */
819 struct kvm_hv {
820         struct mutex hv_lock;
821         u64 hv_guest_os_id;
822         u64 hv_hypercall;
823         u64 hv_tsc_page;
824
825         /* Hyper-v based guest crash (NT kernel bugcheck) parameters */
826         u64 hv_crash_param[HV_X64_MSR_CRASH_PARAMS];
827         u64 hv_crash_ctl;
828
829         HV_REFERENCE_TSC_PAGE tsc_ref;
830
831         struct idr conn_to_evt;
832
833         u64 hv_reenlightenment_control;
834         u64 hv_tsc_emulation_control;
835         u64 hv_tsc_emulation_status;
836
837         /* How many vCPUs have VP index != vCPU index */
838         atomic_t num_mismatched_vp_indexes;
839 };
840
841 enum kvm_irqchip_mode {
842         KVM_IRQCHIP_NONE,
843         KVM_IRQCHIP_KERNEL,       /* created with KVM_CREATE_IRQCHIP */
844         KVM_IRQCHIP_SPLIT,        /* created with KVM_CAP_SPLIT_IRQCHIP */
845 };
846
847 struct kvm_arch {
848         unsigned long n_used_mmu_pages;
849         unsigned long n_requested_mmu_pages;
850         unsigned long n_max_mmu_pages;
851         unsigned int indirect_shadow_pages;
852         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
853         /*
854          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
855          */
856         struct list_head active_mmu_pages;
857         struct kvm_page_track_notifier_node mmu_sp_tracker;
858         struct kvm_page_track_notifier_head track_notifier_head;
859
860         struct list_head assigned_dev_head;
861         struct iommu_domain *iommu_domain;
862         bool iommu_noncoherent;
863 #define __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
864         atomic_t noncoherent_dma_count;
865 #define __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
866         atomic_t assigned_device_count;
867         struct kvm_pic *vpic;
868         struct kvm_ioapic *vioapic;
869         struct kvm_pit *vpit;
870         atomic_t vapics_in_nmi_mode;
871         struct mutex apic_map_lock;
872         struct kvm_apic_map *apic_map;
873
874         bool apic_access_page_done;
875
876         gpa_t wall_clock;
877
878         bool mwait_in_guest;
879         bool hlt_in_guest;
880         bool pause_in_guest;
881
882         unsigned long irq_sources_bitmap;
883         s64 kvmclock_offset;
884         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
885         u64 last_tsc_nsec;
886         u64 last_tsc_write;
887         u32 last_tsc_khz;
888         u64 cur_tsc_nsec;
889         u64 cur_tsc_write;
890         u64 cur_tsc_offset;
891         u64 cur_tsc_generation;
892         int nr_vcpus_matched_tsc;
893
894         spinlock_t pvclock_gtod_sync_lock;
895         bool use_master_clock;
896         u64 master_kernel_ns;
897         u64 master_cycle_now;
898         struct delayed_work kvmclock_update_work;
899         struct delayed_work kvmclock_sync_work;
900
901         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
902
903         /* reads protected by irq_srcu, writes by irq_lock */
904         struct hlist_head mask_notifier_list;
905
906         struct kvm_hv hyperv;
907
908         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
909         int audit_point;
910         #endif
911
912         bool backwards_tsc_observed;
913         bool boot_vcpu_runs_old_kvmclock;
914         u32 bsp_vcpu_id;
915
916         u64 disabled_quirks;
917
918         enum kvm_irqchip_mode irqchip_mode;
919         u8 nr_reserved_ioapic_pins;
920
921         bool disabled_lapic_found;
922
923         bool x2apic_format;
924         bool x2apic_broadcast_quirk_disabled;
925
926         bool guest_can_read_msr_platform_info;
927         bool exception_payload_enabled;
928 };
929
930 struct kvm_vm_stat {
931         ulong mmu_shadow_zapped;
932         ulong mmu_pte_write;
933         ulong mmu_pte_updated;
934         ulong mmu_pde_zapped;
935         ulong mmu_flooded;
936         ulong mmu_recycled;
937         ulong mmu_cache_miss;
938         ulong mmu_unsync;
939         ulong remote_tlb_flush;
940         ulong lpages;
941         ulong max_mmu_page_hash_collisions;
942 };
943
944 struct kvm_vcpu_stat {
945         u64 pf_fixed;
946         u64 pf_guest;
947         u64 tlb_flush;
948         u64 invlpg;
949
950         u64 exits;
951         u64 io_exits;
952         u64 mmio_exits;
953         u64 signal_exits;
954         u64 irq_window_exits;
955         u64 nmi_window_exits;
956         u64 l1d_flush;
957         u64 halt_exits;
958         u64 halt_successful_poll;
959         u64 halt_attempted_poll;
960         u64 halt_poll_invalid;
961         u64 halt_wakeup;
962         u64 request_irq_exits;
963         u64 irq_exits;
964         u64 host_state_reload;
965         u64 fpu_reload;
966         u64 insn_emulation;
967         u64 insn_emulation_fail;
968         u64 hypercalls;
969         u64 irq_injections;
970         u64 nmi_injections;
971         u64 req_event;
972 };
973
974 struct x86_instruction_info;
975
976 struct msr_data {
977         bool host_initiated;
978         u32 index;
979         u64 data;
980 };
981
982 struct kvm_lapic_irq {
983         u32 vector;
984         u16 delivery_mode;
985         u16 dest_mode;
986         bool level;
987         u16 trig_mode;
988         u32 shorthand;
989         u32 dest_id;
990         bool msi_redir_hint;
991 };
992
993 struct kvm_x86_ops {
994         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
995         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
996         int (*hardware_enable)(void);
997         void (*hardware_disable)(void);
998         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
999         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
1000         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
1001         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
1002         bool (*has_emulated_msr)(int index);
1003         void (*cpuid_update)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1004
1005         struct kvm *(*vm_alloc)(void);
1006         void (*vm_free)(struct kvm *);
1007         int (*vm_init)(struct kvm *kvm);
1008         void (*vm_destroy)(struct kvm *kvm);
1009
1010         /* Create, but do not attach this VCPU */
1011         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
1012         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1013         void (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1014
1015         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1016         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
1017         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1018
1019         void (*update_bp_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1020         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1021         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1022         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
1023         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1024                             struct kvm_segment *var, int seg);
1025         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1026         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1027                             struct kvm_segment *var, int seg);
1028         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1029         void (*decache_cr0_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1030         void (*decache_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1031         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1032         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1033         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1034         int (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1035         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1036         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1037         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1038         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1039         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1040         u64 (*get_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1041         void (*set_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
1042         void (*sync_dirty_debug_regs)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1043         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
1044         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
1045         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1046         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1047
1048         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool invalidate_gpa);
1049         int  (*tlb_remote_flush)(struct kvm *kvm);
1050         int  (*tlb_remote_flush_with_range)(struct kvm *kvm,
1051                         struct kvm_tlb_range *range);
1052
1053         /*
1054          * Flush any TLB entries associated with the given GVA.
1055          * Does not need to flush GPA->HPA mappings.
1056          * Can potentially get non-canonical addresses through INVLPGs, which
1057          * the implementation may choose to ignore if appropriate.
1058          */
1059         void (*tlb_flush_gva)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t addr);
1060
1061         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1062         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1063         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1064         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
1065         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1066         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1067                                 unsigned char *hypercall_addr);
1068         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1069         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1070         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1071         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1072         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1073         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1074         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1075         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
1076         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1077         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1078         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
1079         bool (*get_enable_apicv)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1080         void (*refresh_apicv_exec_ctrl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1081         void (*hwapic_irr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
1082         void (*hwapic_isr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int isr);
1083         bool (*guest_apic_has_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1084         void (*load_eoi_exitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
1085         void (*set_virtual_apic_mode)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1086         void (*set_apic_access_page_addr)(struct kvm_vcpu *vcpu, hpa_t hpa);
1087         void (*deliver_posted_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu, int vector);
1088         int (*sync_pir_to_irr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1089         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
1090         int (*set_identity_map_addr)(struct kvm *kvm, u64 ident_addr);
1091         int (*get_tdp_level)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1092         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
1093         int (*get_lpage_level)(void);
1094         bool (*rdtscp_supported)(void);
1095         bool (*invpcid_supported)(void);
1096
1097         void (*set_tdp_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1098
1099         void (*set_supported_cpuid)(u32 func, struct kvm_cpuid_entry2 *entry);
1100
1101         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
1102
1103         u64 (*read_l1_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1104         /* Returns actual tsc_offset set in active VMCS */
1105         u64 (*write_l1_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
1106
1107         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2);
1108
1109         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1110                                struct x86_instruction_info *info,
1111                                enum x86_intercept_stage stage);
1112         void (*handle_external_intr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1113         bool (*mpx_supported)(void);
1114         bool (*xsaves_supported)(void);
1115         bool (*umip_emulated)(void);
1116         bool (*pt_supported)(void);
1117
1118         int (*check_nested_events)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool external_intr);
1119         void (*request_immediate_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1120
1121         void (*sched_in)(struct kvm_vcpu *kvm, int cpu);
1122
1123         /*
1124          * Arch-specific dirty logging hooks. These hooks are only supposed to
1125          * be valid if the specific arch has hardware-accelerated dirty logging
1126          * mechanism. Currently only for PML on VMX.
1127          *
1128          *  - slot_enable_log_dirty:
1129          *      called when enabling log dirty mode for the slot.
1130          *  - slot_disable_log_dirty:
1131          *      called when disabling log dirty mode for the slot.
1132          *      also called when slot is created with log dirty disabled.
1133          *  - flush_log_dirty:
1134          *      called before reporting dirty_bitmap to userspace.
1135          *  - enable_log_dirty_pt_masked:
1136          *      called when reenabling log dirty for the GFNs in the mask after
1137          *      corresponding bits are cleared in slot->dirty_bitmap.
1138          */
1139         void (*slot_enable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1140                                       struct kvm_memory_slot *slot);
1141         void (*slot_disable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1142                                        struct kvm_memory_slot *slot);
1143         void (*flush_log_dirty)(struct kvm *kvm);
1144         void (*enable_log_dirty_pt_masked)(struct kvm *kvm,
1145                                            struct kvm_memory_slot *slot,
1146                                            gfn_t offset, unsigned long mask);
1147         int (*write_log_dirty)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1148
1149         /* pmu operations of sub-arch */
1150         const struct kvm_pmu_ops *pmu_ops;
1151
1152         /*
1153          * Architecture specific hooks for vCPU blocking due to
1154          * HLT instruction.
1155          * Returns for .pre_block():
1156          *    - 0 means continue to block the vCPU.
1157          *    - 1 means we cannot block the vCPU since some event
1158          *        happens during this period, such as, 'ON' bit in
1159          *        posted-interrupts descriptor is set.
1160          */
1161         int (*pre_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1162         void (*post_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1163
1164         void (*vcpu_blocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1165         void (*vcpu_unblocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1166
1167         int (*update_pi_irte)(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1168                               uint32_t guest_irq, bool set);
1169         void (*apicv_post_state_restore)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1170
1171         int (*set_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_deadline_tsc);
1172         void (*cancel_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1173
1174         void (*setup_mce)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1175
1176         int (*get_nested_state)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1177                                 struct kvm_nested_state __user *user_kvm_nested_state,
1178                                 unsigned user_data_size);
1179         int (*set_nested_state)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1180                                 struct kvm_nested_state __user *user_kvm_nested_state,
1181                                 struct kvm_nested_state *kvm_state);
1182         void (*get_vmcs12_pages)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1183
1184         int (*smi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1185         int (*pre_enter_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, char *smstate);
1186         int (*pre_leave_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, const char *smstate);
1187         int (*enable_smi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1188
1189         int (*mem_enc_op)(struct kvm *kvm, void __user *argp);
1190         int (*mem_enc_reg_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1191         int (*mem_enc_unreg_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1192
1193         int (*get_msr_feature)(struct kvm_msr_entry *entry);
1194
1195         int (*nested_enable_evmcs)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1196                                    uint16_t *vmcs_version);
1197         uint16_t (*nested_get_evmcs_version)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1198
1199         bool (*need_emulation_on_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1200 };
1201
1202 struct kvm_arch_async_pf {
1203         u32 token;
1204         gfn_t gfn;
1205         unsigned long cr3;
1206         bool direct_map;
1207 };
1208
1209 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
1210 extern struct kmem_cache *x86_fpu_cache;
1211
1212 #define __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
1213 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
1214 {
1215         return kvm_x86_ops->vm_alloc();
1216 }
1217
1218 static inline void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm)
1219 {
1220         return kvm_x86_ops->vm_free(kvm);
1221 }
1222
1223 #define __KVM_HAVE_ARCH_FLUSH_REMOTE_TLB
1224 static inline int kvm_arch_flush_remote_tlb(struct kvm *kvm)
1225 {
1226         if (kvm_x86_ops->tlb_remote_flush &&
1227             !kvm_x86_ops->tlb_remote_flush(kvm))
1228                 return 0;
1229         else
1230                 return -ENOTSUPP;
1231 }
1232
1233 int kvm_mmu_module_init(void);
1234 void kvm_mmu_module_exit(void);
1235
1236 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1237 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
1238 void kvm_mmu_init_vm(struct kvm *kvm);
1239 void kvm_mmu_uninit_vm(struct kvm *kvm);
1240 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
1241                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask, u64 p_mask,
1242                 u64 acc_track_mask, u64 me_mask);
1243
1244 void kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
1245 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1246                                       struct kvm_memory_slot *memslot);
1247 void kvm_mmu_zap_collapsible_sptes(struct kvm *kvm,
1248                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1249 void kvm_mmu_slot_leaf_clear_dirty(struct kvm *kvm,
1250                                    struct kvm_memory_slot *memslot);
1251 void kvm_mmu_slot_largepage_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1252                                         struct kvm_memory_slot *memslot);
1253 void kvm_mmu_slot_set_dirty(struct kvm *kvm,
1254                             struct kvm_memory_slot *memslot);
1255 void kvm_mmu_clear_dirty_pt_masked(struct kvm *kvm,
1256                                    struct kvm_memory_slot *slot,
1257                                    gfn_t gfn_offset, unsigned long mask);
1258 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
1259 void kvm_mmu_invalidate_mmio_sptes(struct kvm *kvm, u64 gen);
1260 unsigned long kvm_mmu_calculate_default_mmu_pages(struct kvm *kvm);
1261 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned long kvm_nr_mmu_pages);
1262
1263 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
1264 bool pdptrs_changed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1265
1266 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
1267                           const void *val, int bytes);
1268
1269 struct kvm_irq_mask_notifier {
1270         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
1271         int irq;
1272         struct hlist_node link;
1273 };
1274
1275 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1276                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1277 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1278                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1279 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
1280                              bool mask);
1281
1282 extern bool tdp_enabled;
1283
1284 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
1285
1286 /* control of guest tsc rate supported? */
1287 extern bool kvm_has_tsc_control;
1288 /* maximum supported tsc_khz for guests */
1289 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
1290 /* number of bits of the fractional part of the TSC scaling ratio */
1291 extern u8   kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits;
1292 /* maximum allowed value of TSC scaling ratio */
1293 extern u64  kvm_max_tsc_scaling_ratio;
1294 /* 1ull << kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits */
1295 extern u64  kvm_default_tsc_scaling_ratio;
1296
1297 extern u64 kvm_mce_cap_supported;
1298
1299 enum emulation_result {
1300         EMULATE_DONE,         /* no further processing */
1301         EMULATE_USER_EXIT,    /* kvm_run ready for userspace exit */
1302         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
1303 };
1304
1305 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
1306 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
1307 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
1308 #define EMULTYPE_ALLOW_RETRY        (1 << 3)
1309 #define EMULTYPE_NO_UD_ON_FAIL      (1 << 4)
1310 #define EMULTYPE_VMWARE             (1 << 5)
1311 int kvm_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, int emulation_type);
1312 int kvm_emulate_instruction_from_buffer(struct kvm_vcpu *vcpu,
1313                                         void *insn, int insn_len);
1314
1315 void kvm_enable_efer_bits(u64);
1316 bool kvm_valid_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1317 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1318 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1319
1320 struct x86_emulate_ctxt;
1321
1322 int kvm_fast_pio(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port, int in);
1323 int kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1324 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1325 int kvm_vcpu_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1326 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1327
1328 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
1329 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
1330 void kvm_vcpu_deliver_sipi_vector(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1331
1332 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
1333                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
1334
1335 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1336 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1337 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1338 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
1339 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
1340 int kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
1341 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
1342 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
1343 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1344 int kvm_set_xcr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 xcr);
1345
1346 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1347 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1348
1349 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
1350 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1351 bool kvm_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
1352
1353 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1354 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1355 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1356 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1357 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
1358 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1359                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
1360                             u32 access);
1361 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
1362 bool kvm_require_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr);
1363
1364 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
1365                                        int irq_source_id, int level)
1366 {
1367         /* Logical OR for level trig interrupt */
1368         if (level)
1369                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
1370         else
1371                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
1372
1373         return !!(*irq_state);
1374 }
1375
1376 #define KVM_MMU_ROOT_CURRENT            BIT(0)
1377 #define KVM_MMU_ROOT_PREVIOUS(i)        BIT(1+i)
1378 #define KVM_MMU_ROOTS_ALL               (~0UL)
1379
1380 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
1381 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
1382
1383 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1384
1385 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
1386 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1387 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
1388 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
1389 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
1390 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
1391 void kvm_mmu_free_roots(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1392                         ulong roots_to_free);
1393 gpa_t translate_nested_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1394                            struct x86_exception *exception);
1395 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1396                               struct x86_exception *exception);
1397 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1398                                struct x86_exception *exception);
1399 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1400                                struct x86_exception *exception);
1401 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1402                                 struct x86_exception *exception);
1403
1404 void kvm_vcpu_deactivate_apicv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1405
1406 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
1407
1408 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u64 error_code,
1409                        void *insn, int insn_len);
1410 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1411 void kvm_mmu_invpcid_gva(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, unsigned long pcid);
1412 void kvm_mmu_new_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t new_cr3, bool skip_tlb_flush);
1413
1414 void kvm_enable_tdp(void);
1415 void kvm_disable_tdp(void);
1416
1417 static inline gpa_t translate_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1418                                   struct x86_exception *exception)
1419 {
1420         return gpa;
1421 }
1422
1423 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
1424 {
1425         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
1426
1427         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
1428 }
1429
1430 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
1431 {
1432         u16 ldt;
1433         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
1434         return ldt;
1435 }
1436
1437 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
1438 {
1439         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
1440 }
1441
1442 #ifdef CONFIG_X86_64
1443 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
1444 {
1445         u64 value;
1446
1447         rdmsrl(msr, value);
1448         return value;
1449 }
1450 #endif
1451
1452 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
1453 {
1454         return 0x600; /* P6 family */
1455 }
1456
1457 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
1458 {
1459         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
1460 }
1461
1462 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
1463 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
1464 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
1465 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
1466 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
1467         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
1468
1469 enum {
1470         TASK_SWITCH_CALL = 0,
1471         TASK_SWITCH_IRET = 1,
1472         TASK_SWITCH_JMP = 2,
1473         TASK_SWITCH_GATE = 3,
1474 };
1475
1476 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
1477 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
1478 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
1479 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
1480 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
1481 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
1482 #define HF_SMM_MASK             (1 << 6)
1483 #define HF_SMM_INSIDE_NMI_MASK  (1 << 7)
1484
1485 #define __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
1486 #define KVM_ADDRESS_SPACE_NUM 2
1487
1488 #define kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu) ((vcpu)->arch.hflags & HF_SMM_MASK ? 1 : 0)
1489 #define kvm_memslots_for_spte_role(kvm, role) __kvm_memslots(kvm, (role).smm)
1490
1491 /*
1492  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
1493  * reboot turns off virtualization while processes are running.
1494  * Trap the fault and ignore the instruction if that happens.
1495  */
1496 asmlinkage void kvm_spurious_fault(void);
1497
1498 #define ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, cleanup_insn)      \
1499         "666: " insn "\n\t" \
1500         "668: \n\t"                           \
1501         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n" \
1502         "667: \n\t" \
1503         cleanup_insn "\n\t"                   \
1504         "cmpb $0, kvm_rebooting \n\t"         \
1505         "jne 668b \n\t"                       \
1506         __ASM_SIZE(push) " $666b \n\t"        \
1507         "jmp kvm_spurious_fault \n\t"         \
1508         ".popsection \n\t" \
1509         _ASM_EXTABLE(666b, 667b)
1510
1511 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn)              \
1512         ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, "")
1513
1514 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
1515 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1516 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1517 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1518 int kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
1519 int kvm_cpu_has_injectable_intr(struct kvm_vcpu *v);
1520 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1521 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1522 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
1523 void kvm_vcpu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1524 void kvm_vcpu_reload_apic_access_page(struct kvm_vcpu *vcpu);
1525
1526 int kvm_pv_send_ipi(struct kvm *kvm, unsigned long ipi_bitmap_low,
1527                     unsigned long ipi_bitmap_high, u32 min,
1528                     unsigned long icr, int op_64_bit);
1529
1530 u64 kvm_get_arch_capabilities(void);
1531 void kvm_define_shared_msr(unsigned index, u32 msr);
1532 int kvm_set_shared_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
1533
1534 u64 kvm_scale_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 tsc);
1535 u64 kvm_read_l1_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
1536
1537 unsigned long kvm_get_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu);
1538 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
1539
1540 void kvm_make_mclock_inprogress_request(struct kvm *kvm);
1541 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
1542
1543 void kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1544                                      struct kvm_async_pf *work);
1545 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1546                                  struct kvm_async_pf *work);
1547 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
1548                                struct kvm_async_pf *work);
1549 bool kvm_arch_can_inject_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
1550 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
1551
1552 int kvm_skip_emulated_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu);
1553 int kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1554 void __kvm_request_immediate_exit(struct kvm_vcpu *vcpu);
1555
1556 int kvm_is_in_guest(void);
1557
1558 int __x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1559 int x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1560 bool kvm_vcpu_is_reset_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1561 bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1562
1563 bool kvm_intr_is_single_vcpu(struct kvm *kvm, struct kvm_lapic_irq *irq,
1564                              struct kvm_vcpu **dest_vcpu);
1565
1566 void kvm_set_msi_irq(struct kvm *kvm, struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1567                      struct kvm_lapic_irq *irq);
1568
1569 static inline void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1570 {
1571         if (kvm_x86_ops->vcpu_blocking)
1572                 kvm_x86_ops->vcpu_blocking(vcpu);
1573 }
1574
1575 static inline void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1576 {
1577         if (kvm_x86_ops->vcpu_unblocking)
1578                 kvm_x86_ops->vcpu_unblocking(vcpu);
1579 }
1580
1581 static inline void kvm_arch_vcpu_block_finish(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
1582
1583 static inline int kvm_cpu_get_apicid(int mps_cpu)
1584 {
1585 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1586         return default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
1587 #else
1588         WARN_ON_ONCE(1);
1589         return BAD_APICID;
1590 #endif
1591 }
1592
1593 #define put_smstate(type, buf, offset, val)                      \
1594         *(type *)((buf) + (offset) - 0x7e00) = val
1595
1596 #define GET_SMSTATE(type, buf, offset)          \
1597         (*(type *)((buf) + (offset) - 0x7e00))
1598
1599 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */