Merge tag 'mtd/fixes-for-4.20-rc5' of git://git.infradead.org/linux-mtd
[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/hyperv-tlfs.h>
39
40 #define KVM_MAX_VCPUS 288
41 #define KVM_SOFT_MAX_VCPUS 240
42 #define KVM_MAX_VCPU_ID 1023
43 #define KVM_USER_MEM_SLOTS 509
44 /* memory slots that are not exposed to userspace */
45 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 3
46 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
47
48 #define KVM_HALT_POLL_NS_DEFAULT 200000
49
50 #define KVM_IRQCHIP_NUM_PINS  KVM_IOAPIC_NUM_PINS
51
52 /* x86-specific vcpu->requests bit members */
53 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER           KVM_ARCH_REQ(0)
54 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS       KVM_ARCH_REQ(1)
55 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT            KVM_ARCH_REQ(2)
56 #define KVM_REQ_MMU_SYNC                KVM_ARCH_REQ(3)
57 #define KVM_REQ_CLOCK_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(4)
58 #define KVM_REQ_LOAD_CR3                KVM_ARCH_REQ(5)
59 #define KVM_REQ_EVENT                   KVM_ARCH_REQ(6)
60 #define KVM_REQ_APF_HALT                KVM_ARCH_REQ(7)
61 #define KVM_REQ_STEAL_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(8)
62 #define KVM_REQ_NMI                     KVM_ARCH_REQ(9)
63 #define KVM_REQ_PMU                     KVM_ARCH_REQ(10)
64 #define KVM_REQ_PMI                     KVM_ARCH_REQ(11)
65 #define KVM_REQ_SMI                     KVM_ARCH_REQ(12)
66 #define KVM_REQ_MASTERCLOCK_UPDATE      KVM_ARCH_REQ(13)
67 #define KVM_REQ_MCLOCK_INPROGRESS \
68         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(14, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
69 #define KVM_REQ_SCAN_IOAPIC \
70         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(15, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
71 #define KVM_REQ_GLOBAL_CLOCK_UPDATE     KVM_ARCH_REQ(16)
72 #define KVM_REQ_APIC_PAGE_RELOAD \
73         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(17, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
74 #define KVM_REQ_HV_CRASH                KVM_ARCH_REQ(18)
75 #define KVM_REQ_IOAPIC_EOI_EXIT         KVM_ARCH_REQ(19)
76 #define KVM_REQ_HV_RESET                KVM_ARCH_REQ(20)
77 #define KVM_REQ_HV_EXIT                 KVM_ARCH_REQ(21)
78 #define KVM_REQ_HV_STIMER               KVM_ARCH_REQ(22)
79 #define KVM_REQ_LOAD_EOI_EXITMAP        KVM_ARCH_REQ(23)
80 #define KVM_REQ_GET_VMCS12_PAGES        KVM_ARCH_REQ(24)
81
82 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
83         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
84                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
85                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
86
87 #define CR4_RESERVED_BITS                                               \
88         (~(unsigned long)(X86_CR4_VME | X86_CR4_PVI | X86_CR4_TSD | X86_CR4_DE\
89                           | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_MCE     \
90                           | X86_CR4_PGE | X86_CR4_PCE | X86_CR4_OSFXSR | X86_CR4_PCIDE \
91                           | X86_CR4_OSXSAVE | X86_CR4_SMEP | X86_CR4_FSGSBASE \
92                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_LA57 | X86_CR4_VMXE \
93                           | X86_CR4_SMAP | X86_CR4_PKE | X86_CR4_UMIP))
94
95 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
96
97
98
99 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
100 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
101
102 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
103
104 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
105 enum {
106         PT_PAGE_TABLE_LEVEL   = 1,
107         PT_DIRECTORY_LEVEL    = 2,
108         PT_PDPE_LEVEL         = 3,
109         /* set max level to the biggest one */
110         PT_MAX_HUGEPAGE_LEVEL = PT_PDPE_LEVEL,
111 };
112 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       (PT_MAX_HUGEPAGE_LEVEL - \
113                                  PT_PAGE_TABLE_LEVEL + 1)
114 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
115 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
116 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
117 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
118 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
119
120 static inline gfn_t gfn_to_index(gfn_t gfn, gfn_t base_gfn, int level)
121 {
122         /* KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(PT_PAGE_TABLE_LEVEL) must be 0. */
123         return (gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level)) -
124                 (base_gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level));
125 }
126
127 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
128 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64
129 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 12
130 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
131 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
132 #define KVM_REFILL_PAGES 25
133 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 80
134 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
135 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
136
137 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
138
139 enum kvm_reg {
140         VCPU_REGS_RAX = 0,
141         VCPU_REGS_RCX = 1,
142         VCPU_REGS_RDX = 2,
143         VCPU_REGS_RBX = 3,
144         VCPU_REGS_RSP = 4,
145         VCPU_REGS_RBP = 5,
146         VCPU_REGS_RSI = 6,
147         VCPU_REGS_RDI = 7,
148 #ifdef CONFIG_X86_64
149         VCPU_REGS_R8 = 8,
150         VCPU_REGS_R9 = 9,
151         VCPU_REGS_R10 = 10,
152         VCPU_REGS_R11 = 11,
153         VCPU_REGS_R12 = 12,
154         VCPU_REGS_R13 = 13,
155         VCPU_REGS_R14 = 14,
156         VCPU_REGS_R15 = 15,
157 #endif
158         VCPU_REGS_RIP,
159         NR_VCPU_REGS
160 };
161
162 enum kvm_reg_ex {
163         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
164         VCPU_EXREG_CR3,
165         VCPU_EXREG_RFLAGS,
166         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
167 };
168
169 enum {
170         VCPU_SREG_ES,
171         VCPU_SREG_CS,
172         VCPU_SREG_SS,
173         VCPU_SREG_DS,
174         VCPU_SREG_FS,
175         VCPU_SREG_GS,
176         VCPU_SREG_TR,
177         VCPU_SREG_LDTR,
178 };
179
180 #include <asm/kvm_emulate.h>
181
182 #define KVM_NR_MEM_OBJS 40
183
184 #define KVM_NR_DB_REGS  4
185
186 #define DR6_BD          (1 << 13)
187 #define DR6_BS          (1 << 14)
188 #define DR6_BT          (1 << 15)
189 #define DR6_RTM         (1 << 16)
190 #define DR6_FIXED_1     0xfffe0ff0
191 #define DR6_INIT        0xffff0ff0
192 #define DR6_VOLATILE    0x0001e00f
193
194 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
195 #define DR7_GE          (1 << 9)
196 #define DR7_GD          (1 << 13)
197 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
198 #define DR7_VOLATILE    0xffff2bff
199
200 #define PFERR_PRESENT_BIT 0
201 #define PFERR_WRITE_BIT 1
202 #define PFERR_USER_BIT 2
203 #define PFERR_RSVD_BIT 3
204 #define PFERR_FETCH_BIT 4
205 #define PFERR_PK_BIT 5
206 #define PFERR_GUEST_FINAL_BIT 32
207 #define PFERR_GUEST_PAGE_BIT 33
208
209 #define PFERR_PRESENT_MASK (1U << PFERR_PRESENT_BIT)
210 #define PFERR_WRITE_MASK (1U << PFERR_WRITE_BIT)
211 #define PFERR_USER_MASK (1U << PFERR_USER_BIT)
212 #define PFERR_RSVD_MASK (1U << PFERR_RSVD_BIT)
213 #define PFERR_FETCH_MASK (1U << PFERR_FETCH_BIT)
214 #define PFERR_PK_MASK (1U << PFERR_PK_BIT)
215 #define PFERR_GUEST_FINAL_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_FINAL_BIT)
216 #define PFERR_GUEST_PAGE_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_PAGE_BIT)
217
218 #define PFERR_NESTED_GUEST_PAGE (PFERR_GUEST_PAGE_MASK |        \
219                                  PFERR_WRITE_MASK |             \
220                                  PFERR_PRESENT_MASK)
221
222 /*
223  * The mask used to denote special SPTEs, which can be either MMIO SPTEs or
224  * Access Tracking SPTEs. We use bit 62 instead of bit 63 to avoid conflicting
225  * with the SVE bit in EPT PTEs.
226  */
227 #define SPTE_SPECIAL_MASK (1ULL << 62)
228
229 /* apic attention bits */
230 #define KVM_APIC_CHECK_VAPIC    0
231 /*
232  * The following bit is set with PV-EOI, unset on EOI.
233  * We detect PV-EOI changes by guest by comparing
234  * this bit with PV-EOI in guest memory.
235  * See the implementation in apic_update_pv_eoi.
236  */
237 #define KVM_APIC_PV_EOI_PENDING 1
238
239 struct kvm_kernel_irq_routing_entry;
240
241 /*
242  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
243  * enough memory for a single page fault in a cache.
244  */
245 struct kvm_mmu_memory_cache {
246         int nobjs;
247         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
248 };
249
250 /*
251  * the pages used as guest page table on soft mmu are tracked by
252  * kvm_memory_slot.arch.gfn_track which is 16 bits, so the role bits used
253  * by indirect shadow page can not be more than 15 bits.
254  *
255  * Currently, we used 14 bits that are @level, @cr4_pae, @quadrant, @access,
256  * @nxe, @cr0_wp, @smep_andnot_wp and @smap_andnot_wp.
257  */
258 union kvm_mmu_page_role {
259         u32 word;
260         struct {
261                 unsigned level:4;
262                 unsigned cr4_pae:1;
263                 unsigned quadrant:2;
264                 unsigned direct:1;
265                 unsigned access:3;
266                 unsigned invalid:1;
267                 unsigned nxe:1;
268                 unsigned cr0_wp:1;
269                 unsigned smep_andnot_wp:1;
270                 unsigned smap_andnot_wp:1;
271                 unsigned ad_disabled:1;
272                 unsigned guest_mode:1;
273                 unsigned :6;
274
275                 /*
276                  * This is left at the top of the word so that
277                  * kvm_memslots_for_spte_role can extract it with a
278                  * simple shift.  While there is room, give it a whole
279                  * byte so it is also faster to load it from memory.
280                  */
281                 unsigned smm:8;
282         };
283 };
284
285 union kvm_mmu_extended_role {
286 /*
287  * This structure complements kvm_mmu_page_role caching everything needed for
288  * MMU configuration. If nothing in both these structures changed, MMU
289  * re-configuration can be skipped. @valid bit is set on first usage so we don't
290  * treat all-zero structure as valid data.
291  */
292         u32 word;
293         struct {
294                 unsigned int valid:1;
295                 unsigned int execonly:1;
296                 unsigned int cr0_pg:1;
297                 unsigned int cr4_pse:1;
298                 unsigned int cr4_pke:1;
299                 unsigned int cr4_smap:1;
300                 unsigned int cr4_smep:1;
301                 unsigned int cr4_la57:1;
302         };
303 };
304
305 union kvm_mmu_role {
306         u64 as_u64;
307         struct {
308                 union kvm_mmu_page_role base;
309                 union kvm_mmu_extended_role ext;
310         };
311 };
312
313 struct kvm_rmap_head {
314         unsigned long val;
315 };
316
317 struct kvm_mmu_page {
318         struct list_head link;
319         struct hlist_node hash_link;
320         bool unsync;
321
322         /*
323          * The following two entries are used to key the shadow page in the
324          * hash table.
325          */
326         union kvm_mmu_page_role role;
327         gfn_t gfn;
328
329         u64 *spt;
330         /* hold the gfn of each spte inside spt */
331         gfn_t *gfns;
332         int root_count;          /* Currently serving as active root */
333         unsigned int unsync_children;
334         struct kvm_rmap_head parent_ptes; /* rmap pointers to parent sptes */
335
336         /* The page is obsolete if mmu_valid_gen != kvm->arch.mmu_valid_gen.  */
337         unsigned long mmu_valid_gen;
338
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 count;
355         int in;
356         int port;
357         int size;
358 };
359
360 #define PT64_ROOT_MAX_LEVEL 5
361
362 struct rsvd_bits_validate {
363         u64 rsvd_bits_mask[2][PT64_ROOT_MAX_LEVEL];
364         u64 bad_mt_xwr;
365 };
366
367 struct kvm_mmu_root_info {
368         gpa_t cr3;
369         hpa_t hpa;
370 };
371
372 #define KVM_MMU_ROOT_INFO_INVALID \
373         ((struct kvm_mmu_root_info) { .cr3 = INVALID_PAGE, .hpa = INVALID_PAGE })
374
375 #define KVM_MMU_NUM_PREV_ROOTS 3
376
377 /*
378  * x86 supports 4 paging modes (5-level 64-bit, 4-level 64-bit, 3-level 32-bit,
379  * and 2-level 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the
380  * current mmu mode.
381  */
382 struct kvm_mmu {
383         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long root);
384         unsigned long (*get_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
385         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
386         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err,
387                           bool prefault);
388         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
389                                   struct x86_exception *fault);
390         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 access,
391                             struct x86_exception *exception);
392         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
393                                struct x86_exception *exception);
394         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
395                          struct kvm_mmu_page *sp);
396         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, hpa_t root_hpa);
397         void (*update_pte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
398                            u64 *spte, const void *pte);
399         hpa_t root_hpa;
400         union kvm_mmu_role mmu_role;
401         u8 root_level;
402         u8 shadow_root_level;
403         u8 ept_ad;
404         bool direct_map;
405         struct kvm_mmu_root_info prev_roots[KVM_MMU_NUM_PREV_ROOTS];
406
407         /*
408          * Bitmap; bit set = permission fault
409          * Byte index: page fault error code [4:1]
410          * Bit index: pte permissions in ACC_* format
411          */
412         u8 permissions[16];
413
414         /*
415         * The pkru_mask indicates if protection key checks are needed.  It
416         * consists of 16 domains indexed by page fault error code bits [4:1],
417         * with PFEC.RSVD replaced by ACC_USER_MASK from the page tables.
418         * Each domain has 2 bits which are ANDed with AD and WD from PKRU.
419         */
420         u32 pkru_mask;
421
422         u64 *pae_root;
423         u64 *lm_root;
424
425         /*
426          * check zero bits on shadow page table entries, these
427          * bits include not only hardware reserved bits but also
428          * the bits spte never used.
429          */
430         struct rsvd_bits_validate shadow_zero_check;
431
432         struct rsvd_bits_validate guest_rsvd_check;
433
434         /* Can have large pages at levels 2..last_nonleaf_level-1. */
435         u8 last_nonleaf_level;
436
437         bool nx;
438
439         u64 pdptrs[4]; /* pae */
440 };
441
442 enum pmc_type {
443         KVM_PMC_GP = 0,
444         KVM_PMC_FIXED,
445 };
446
447 struct kvm_pmc {
448         enum pmc_type type;
449         u8 idx;
450         u64 counter;
451         u64 eventsel;
452         struct perf_event *perf_event;
453         struct kvm_vcpu *vcpu;
454 };
455
456 struct kvm_pmu {
457         unsigned nr_arch_gp_counters;
458         unsigned nr_arch_fixed_counters;
459         unsigned available_event_types;
460         u64 fixed_ctr_ctrl;
461         u64 global_ctrl;
462         u64 global_status;
463         u64 global_ovf_ctrl;
464         u64 counter_bitmask[2];
465         u64 global_ctrl_mask;
466         u64 reserved_bits;
467         u8 version;
468         struct kvm_pmc gp_counters[INTEL_PMC_MAX_GENERIC];
469         struct kvm_pmc fixed_counters[INTEL_PMC_MAX_FIXED];
470         struct irq_work irq_work;
471         u64 reprogram_pmi;
472 };
473
474 struct kvm_pmu_ops;
475
476 enum {
477         KVM_DEBUGREG_BP_ENABLED = 1,
478         KVM_DEBUGREG_WONT_EXIT = 2,
479         KVM_DEBUGREG_RELOAD = 4,
480 };
481
482 struct kvm_mtrr_range {
483         u64 base;
484         u64 mask;
485         struct list_head node;
486 };
487
488 struct kvm_mtrr {
489         struct kvm_mtrr_range var_ranges[KVM_NR_VAR_MTRR];
490         mtrr_type fixed_ranges[KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION];
491         u64 deftype;
492
493         struct list_head head;
494 };
495
496 /* Hyper-V SynIC timer */
497 struct kvm_vcpu_hv_stimer {
498         struct hrtimer timer;
499         int index;
500         u64 config;
501         u64 count;
502         u64 exp_time;
503         struct hv_message msg;
504         bool msg_pending;
505 };
506
507 /* Hyper-V synthetic interrupt controller (SynIC)*/
508 struct kvm_vcpu_hv_synic {
509         u64 version;
510         u64 control;
511         u64 msg_page;
512         u64 evt_page;
513         atomic64_t sint[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
514         atomic_t sint_to_gsi[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
515         DECLARE_BITMAP(auto_eoi_bitmap, 256);
516         DECLARE_BITMAP(vec_bitmap, 256);
517         bool active;
518         bool dont_zero_synic_pages;
519 };
520
521 /* Hyper-V per vcpu emulation context */
522 struct kvm_vcpu_hv {
523         u32 vp_index;
524         u64 hv_vapic;
525         s64 runtime_offset;
526         struct kvm_vcpu_hv_synic synic;
527         struct kvm_hyperv_exit exit;
528         struct kvm_vcpu_hv_stimer stimer[HV_SYNIC_STIMER_COUNT];
529         DECLARE_BITMAP(stimer_pending_bitmap, HV_SYNIC_STIMER_COUNT);
530         cpumask_t tlb_flush;
531 };
532
533 struct kvm_vcpu_arch {
534         /*
535          * rip and regs accesses must go through
536          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
537          */
538         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
539         u32 regs_avail;
540         u32 regs_dirty;
541
542         unsigned long cr0;
543         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
544         unsigned long cr2;
545         unsigned long cr3;
546         unsigned long cr4;
547         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
548         unsigned long cr8;
549         u32 pkru;
550         u32 hflags;
551         u64 efer;
552         u64 apic_base;
553         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
554         bool apicv_active;
555         bool load_eoi_exitmap_pending;
556         DECLARE_BITMAP(ioapic_handled_vectors, 256);
557         unsigned long apic_attention;
558         int32_t apic_arb_prio;
559         int mp_state;
560         u64 ia32_misc_enable_msr;
561         u64 smbase;
562         u64 smi_count;
563         bool tpr_access_reporting;
564         u64 ia32_xss;
565         u64 microcode_version;
566
567         /*
568          * Paging state of the vcpu
569          *
570          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
571          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
572          * handle faults.
573          */
574         struct kvm_mmu *mmu;
575
576         /* Non-nested MMU for L1 */
577         struct kvm_mmu root_mmu;
578
579         /* L1 MMU when running nested */
580         struct kvm_mmu guest_mmu;
581
582         /*
583          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
584          *
585          * This context will save all necessary information to walk page tables
586          * of the an L2 guest. This context is only initialized for page table
587          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
588          * the host.
589          */
590         struct kvm_mmu nested_mmu;
591
592         /*
593          * Pointer to the mmu context currently used for
594          * gva_to_gpa translations.
595          */
596         struct kvm_mmu *walk_mmu;
597
598         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
599         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
600         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
601
602         /*
603          * QEMU userspace and the guest each have their own FPU state.
604          * In vcpu_run, we switch between the user and guest FPU contexts.
605          * While running a VCPU, the VCPU thread will have the guest FPU
606          * context.
607          *
608          * Note that while the PKRU state lives inside the fpu registers,
609          * it is switched out separately at VMENTER and VMEXIT time. The
610          * "guest_fpu" state here contains the guest FPU context, with the
611          * host PRKU bits.
612          */
613         struct fpu user_fpu;
614         struct fpu guest_fpu;
615
616         u64 xcr0;
617         u64 guest_supported_xcr0;
618         u32 guest_xstate_size;
619
620         struct kvm_pio_request pio;
621         void *pio_data;
622
623         u8 event_exit_inst_len;
624
625         struct kvm_queued_exception {
626                 bool pending;
627                 bool injected;
628                 bool has_error_code;
629                 u8 nr;
630                 u32 error_code;
631                 unsigned long payload;
632                 bool has_payload;
633                 u8 nested_apf;
634         } exception;
635
636         struct kvm_queued_interrupt {
637                 bool injected;
638                 bool soft;
639                 u8 nr;
640         } interrupt;
641
642         int halt_request; /* real mode on Intel only */
643
644         int cpuid_nent;
645         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
646
647         int maxphyaddr;
648
649         /* emulate context */
650
651         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
652         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
653         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
654         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
655
656         gpa_t time;
657         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
658         unsigned int hw_tsc_khz;
659         struct gfn_to_hva_cache pv_time;
660         bool pv_time_enabled;
661         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
662         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
663
664         struct {
665                 u64 msr_val;
666                 u64 last_steal;
667                 struct gfn_to_hva_cache stime;
668                 struct kvm_steal_time steal;
669         } st;
670
671         u64 tsc_offset;
672         u64 last_guest_tsc;
673         u64 last_host_tsc;
674         u64 tsc_offset_adjustment;
675         u64 this_tsc_nsec;
676         u64 this_tsc_write;
677         u64 this_tsc_generation;
678         bool tsc_catchup;
679         bool tsc_always_catchup;
680         s8 virtual_tsc_shift;
681         u32 virtual_tsc_mult;
682         u32 virtual_tsc_khz;
683         s64 ia32_tsc_adjust_msr;
684         u64 tsc_scaling_ratio;
685
686         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
687         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
688         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
689         bool smi_pending;    /* SMI queued after currently running handler */
690
691         struct kvm_mtrr mtrr_state;
692         u64 pat;
693
694         unsigned switch_db_regs;
695         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
696         unsigned long dr6;
697         unsigned long dr7;
698         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
699         unsigned long guest_debug_dr7;
700         u64 msr_platform_info;
701         u64 msr_misc_features_enables;
702
703         u64 mcg_cap;
704         u64 mcg_status;
705         u64 mcg_ctl;
706         u64 mcg_ext_ctl;
707         u64 *mce_banks;
708
709         /* Cache MMIO info */
710         u64 mmio_gva;
711         unsigned access;
712         gfn_t mmio_gfn;
713         u64 mmio_gen;
714
715         struct kvm_pmu pmu;
716
717         /* used for guest single stepping over the given code position */
718         unsigned long singlestep_rip;
719
720         struct kvm_vcpu_hv hyperv;
721
722         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
723
724         unsigned long last_retry_eip;
725         unsigned long last_retry_addr;
726
727         struct {
728                 bool halted;
729                 gfn_t gfns[roundup_pow_of_two(ASYNC_PF_PER_VCPU)];
730                 struct gfn_to_hva_cache data;
731                 u64 msr_val;
732                 u32 id;
733                 bool send_user_only;
734                 u32 host_apf_reason;
735                 unsigned long nested_apf_token;
736                 bool delivery_as_pf_vmexit;
737         } apf;
738
739         /* OSVW MSRs (AMD only) */
740         struct {
741                 u64 length;
742                 u64 status;
743         } osvw;
744
745         struct {
746                 u64 msr_val;
747                 struct gfn_to_hva_cache data;
748         } pv_eoi;
749
750         /*
751          * Indicate whether the access faults on its page table in guest
752          * which is set when fix page fault and used to detect unhandeable
753          * instruction.
754          */
755         bool write_fault_to_shadow_pgtable;
756
757         /* set at EPT violation at this point */
758         unsigned long exit_qualification;
759
760         /* pv related host specific info */
761         struct {
762                 bool pv_unhalted;
763         } pv;
764
765         int pending_ioapic_eoi;
766         int pending_external_vector;
767
768         /* GPA available */
769         bool gpa_available;
770         gpa_t gpa_val;
771
772         /* be preempted when it's in kernel-mode(cpl=0) */
773         bool preempted_in_kernel;
774
775         /* Flush the L1 Data cache for L1TF mitigation on VMENTER */
776         bool l1tf_flush_l1d;
777 };
778
779 struct kvm_lpage_info {
780         int disallow_lpage;
781 };
782
783 struct kvm_arch_memory_slot {
784         struct kvm_rmap_head *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
785         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
786         unsigned short *gfn_track[KVM_PAGE_TRACK_MAX];
787 };
788
789 /*
790  * We use as the mode the number of bits allocated in the LDR for the
791  * logical processor ID.  It happens that these are all powers of two.
792  * This makes it is very easy to detect cases where the APICs are
793  * configured for multiple modes; in that case, we cannot use the map and
794  * hence cannot use kvm_irq_delivery_to_apic_fast either.
795  */
796 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_CLUSTER          4
797 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_FLAT             8
798 #define KVM_APIC_MODE_X2APIC                16
799
800 struct kvm_apic_map {
801         struct rcu_head rcu;
802         u8 mode;
803         u32 max_apic_id;
804         union {
805                 struct kvm_lapic *xapic_flat_map[8];
806                 struct kvm_lapic *xapic_cluster_map[16][4];
807         };
808         struct kvm_lapic *phys_map[];
809 };
810
811 /* Hyper-V emulation context */
812 struct kvm_hv {
813         struct mutex hv_lock;
814         u64 hv_guest_os_id;
815         u64 hv_hypercall;
816         u64 hv_tsc_page;
817
818         /* Hyper-v based guest crash (NT kernel bugcheck) parameters */
819         u64 hv_crash_param[HV_X64_MSR_CRASH_PARAMS];
820         u64 hv_crash_ctl;
821
822         HV_REFERENCE_TSC_PAGE tsc_ref;
823
824         struct idr conn_to_evt;
825
826         u64 hv_reenlightenment_control;
827         u64 hv_tsc_emulation_control;
828         u64 hv_tsc_emulation_status;
829
830         /* How many vCPUs have VP index != vCPU index */
831         atomic_t num_mismatched_vp_indexes;
832 };
833
834 enum kvm_irqchip_mode {
835         KVM_IRQCHIP_NONE,
836         KVM_IRQCHIP_KERNEL,       /* created with KVM_CREATE_IRQCHIP */
837         KVM_IRQCHIP_SPLIT,        /* created with KVM_CAP_SPLIT_IRQCHIP */
838 };
839
840 struct kvm_arch {
841         unsigned int n_used_mmu_pages;
842         unsigned int n_requested_mmu_pages;
843         unsigned int n_max_mmu_pages;
844         unsigned int indirect_shadow_pages;
845         unsigned long mmu_valid_gen;
846         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
847         /*
848          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
849          */
850         struct list_head active_mmu_pages;
851         struct list_head zapped_obsolete_pages;
852         struct kvm_page_track_notifier_node mmu_sp_tracker;
853         struct kvm_page_track_notifier_head track_notifier_head;
854
855         struct list_head assigned_dev_head;
856         struct iommu_domain *iommu_domain;
857         bool iommu_noncoherent;
858 #define __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
859         atomic_t noncoherent_dma_count;
860 #define __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
861         atomic_t assigned_device_count;
862         struct kvm_pic *vpic;
863         struct kvm_ioapic *vioapic;
864         struct kvm_pit *vpit;
865         atomic_t vapics_in_nmi_mode;
866         struct mutex apic_map_lock;
867         struct kvm_apic_map *apic_map;
868
869         bool apic_access_page_done;
870
871         gpa_t wall_clock;
872
873         bool mwait_in_guest;
874         bool hlt_in_guest;
875         bool pause_in_guest;
876
877         unsigned long irq_sources_bitmap;
878         s64 kvmclock_offset;
879         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
880         u64 last_tsc_nsec;
881         u64 last_tsc_write;
882         u32 last_tsc_khz;
883         u64 cur_tsc_nsec;
884         u64 cur_tsc_write;
885         u64 cur_tsc_offset;
886         u64 cur_tsc_generation;
887         int nr_vcpus_matched_tsc;
888
889         spinlock_t pvclock_gtod_sync_lock;
890         bool use_master_clock;
891         u64 master_kernel_ns;
892         u64 master_cycle_now;
893         struct delayed_work kvmclock_update_work;
894         struct delayed_work kvmclock_sync_work;
895
896         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
897
898         /* reads protected by irq_srcu, writes by irq_lock */
899         struct hlist_head mask_notifier_list;
900
901         struct kvm_hv hyperv;
902
903         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
904         int audit_point;
905         #endif
906
907         bool backwards_tsc_observed;
908         bool boot_vcpu_runs_old_kvmclock;
909         u32 bsp_vcpu_id;
910
911         u64 disabled_quirks;
912
913         enum kvm_irqchip_mode irqchip_mode;
914         u8 nr_reserved_ioapic_pins;
915
916         bool disabled_lapic_found;
917
918         bool x2apic_format;
919         bool x2apic_broadcast_quirk_disabled;
920
921         bool guest_can_read_msr_platform_info;
922         bool exception_payload_enabled;
923 };
924
925 struct kvm_vm_stat {
926         ulong mmu_shadow_zapped;
927         ulong mmu_pte_write;
928         ulong mmu_pte_updated;
929         ulong mmu_pde_zapped;
930         ulong mmu_flooded;
931         ulong mmu_recycled;
932         ulong mmu_cache_miss;
933         ulong mmu_unsync;
934         ulong remote_tlb_flush;
935         ulong lpages;
936         ulong max_mmu_page_hash_collisions;
937 };
938
939 struct kvm_vcpu_stat {
940         u64 pf_fixed;
941         u64 pf_guest;
942         u64 tlb_flush;
943         u64 invlpg;
944
945         u64 exits;
946         u64 io_exits;
947         u64 mmio_exits;
948         u64 signal_exits;
949         u64 irq_window_exits;
950         u64 nmi_window_exits;
951         u64 l1d_flush;
952         u64 halt_exits;
953         u64 halt_successful_poll;
954         u64 halt_attempted_poll;
955         u64 halt_poll_invalid;
956         u64 halt_wakeup;
957         u64 request_irq_exits;
958         u64 irq_exits;
959         u64 host_state_reload;
960         u64 fpu_reload;
961         u64 insn_emulation;
962         u64 insn_emulation_fail;
963         u64 hypercalls;
964         u64 irq_injections;
965         u64 nmi_injections;
966         u64 req_event;
967 };
968
969 struct x86_instruction_info;
970
971 struct msr_data {
972         bool host_initiated;
973         u32 index;
974         u64 data;
975 };
976
977 struct kvm_lapic_irq {
978         u32 vector;
979         u16 delivery_mode;
980         u16 dest_mode;
981         bool level;
982         u16 trig_mode;
983         u32 shorthand;
984         u32 dest_id;
985         bool msi_redir_hint;
986 };
987
988 struct kvm_x86_ops {
989         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
990         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
991         int (*hardware_enable)(void);
992         void (*hardware_disable)(void);
993         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
994         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
995         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
996         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
997         bool (*has_emulated_msr)(int index);
998         void (*cpuid_update)(struct kvm_vcpu *vcpu);
999
1000         struct kvm *(*vm_alloc)(void);
1001         void (*vm_free)(struct kvm *);
1002         int (*vm_init)(struct kvm *kvm);
1003         void (*vm_destroy)(struct kvm *kvm);
1004
1005         /* Create, but do not attach this VCPU */
1006         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
1007         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1008         void (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1009
1010         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1011         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
1012         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1013
1014         void (*update_bp_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1015         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1016         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1017         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
1018         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1019                             struct kvm_segment *var, int seg);
1020         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1021         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1022                             struct kvm_segment *var, int seg);
1023         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1024         void (*decache_cr0_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1025         void (*decache_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1026         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1027         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1028         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1029         int (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1030         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1031         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1032         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1033         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1034         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1035         u64 (*get_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1036         void (*set_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
1037         void (*sync_dirty_debug_regs)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1038         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
1039         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
1040         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1041         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1042
1043         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool invalidate_gpa);
1044         int  (*tlb_remote_flush)(struct kvm *kvm);
1045
1046         /*
1047          * Flush any TLB entries associated with the given GVA.
1048          * Does not need to flush GPA->HPA mappings.
1049          * Can potentially get non-canonical addresses through INVLPGs, which
1050          * the implementation may choose to ignore if appropriate.
1051          */
1052         void (*tlb_flush_gva)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t addr);
1053
1054         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1055         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1056         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1057         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
1058         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1059         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1060                                 unsigned char *hypercall_addr);
1061         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1062         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1063         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1064         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1065         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1066         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1067         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1068         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
1069         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1070         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1071         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
1072         bool (*get_enable_apicv)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1073         void (*refresh_apicv_exec_ctrl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1074         void (*hwapic_irr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
1075         void (*hwapic_isr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int isr);
1076         bool (*guest_apic_has_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1077         void (*load_eoi_exitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
1078         void (*set_virtual_apic_mode)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1079         void (*set_apic_access_page_addr)(struct kvm_vcpu *vcpu, hpa_t hpa);
1080         void (*deliver_posted_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu, int vector);
1081         int (*sync_pir_to_irr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1082         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
1083         int (*set_identity_map_addr)(struct kvm *kvm, u64 ident_addr);
1084         int (*get_tdp_level)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1085         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
1086         int (*get_lpage_level)(void);
1087         bool (*rdtscp_supported)(void);
1088         bool (*invpcid_supported)(void);
1089
1090         void (*set_tdp_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1091
1092         void (*set_supported_cpuid)(u32 func, struct kvm_cpuid_entry2 *entry);
1093
1094         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
1095
1096         u64 (*read_l1_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1097         /* Returns actual tsc_offset set in active VMCS */
1098         u64 (*write_l1_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
1099
1100         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2);
1101
1102         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1103                                struct x86_instruction_info *info,
1104                                enum x86_intercept_stage stage);
1105         void (*handle_external_intr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1106         bool (*mpx_supported)(void);
1107         bool (*xsaves_supported)(void);
1108         bool (*umip_emulated)(void);
1109
1110         int (*check_nested_events)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool external_intr);
1111         void (*request_immediate_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1112
1113         void (*sched_in)(struct kvm_vcpu *kvm, int cpu);
1114
1115         /*
1116          * Arch-specific dirty logging hooks. These hooks are only supposed to
1117          * be valid if the specific arch has hardware-accelerated dirty logging
1118          * mechanism. Currently only for PML on VMX.
1119          *
1120          *  - slot_enable_log_dirty:
1121          *      called when enabling log dirty mode for the slot.
1122          *  - slot_disable_log_dirty:
1123          *      called when disabling log dirty mode for the slot.
1124          *      also called when slot is created with log dirty disabled.
1125          *  - flush_log_dirty:
1126          *      called before reporting dirty_bitmap to userspace.
1127          *  - enable_log_dirty_pt_masked:
1128          *      called when reenabling log dirty for the GFNs in the mask after
1129          *      corresponding bits are cleared in slot->dirty_bitmap.
1130          */
1131         void (*slot_enable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1132                                       struct kvm_memory_slot *slot);
1133         void (*slot_disable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1134                                        struct kvm_memory_slot *slot);
1135         void (*flush_log_dirty)(struct kvm *kvm);
1136         void (*enable_log_dirty_pt_masked)(struct kvm *kvm,
1137                                            struct kvm_memory_slot *slot,
1138                                            gfn_t offset, unsigned long mask);
1139         int (*write_log_dirty)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1140
1141         /* pmu operations of sub-arch */
1142         const struct kvm_pmu_ops *pmu_ops;
1143
1144         /*
1145          * Architecture specific hooks for vCPU blocking due to
1146          * HLT instruction.
1147          * Returns for .pre_block():
1148          *    - 0 means continue to block the vCPU.
1149          *    - 1 means we cannot block the vCPU since some event
1150          *        happens during this period, such as, 'ON' bit in
1151          *        posted-interrupts descriptor is set.
1152          */
1153         int (*pre_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1154         void (*post_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1155
1156         void (*vcpu_blocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1157         void (*vcpu_unblocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1158
1159         int (*update_pi_irte)(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1160                               uint32_t guest_irq, bool set);
1161         void (*apicv_post_state_restore)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1162
1163         int (*set_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_deadline_tsc);
1164         void (*cancel_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1165
1166         void (*setup_mce)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1167
1168         int (*get_nested_state)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1169                                 struct kvm_nested_state __user *user_kvm_nested_state,
1170                                 unsigned user_data_size);
1171         int (*set_nested_state)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1172                                 struct kvm_nested_state __user *user_kvm_nested_state,
1173                                 struct kvm_nested_state *kvm_state);
1174         void (*get_vmcs12_pages)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1175
1176         int (*smi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1177         int (*pre_enter_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, char *smstate);
1178         int (*pre_leave_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 smbase);
1179         int (*enable_smi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1180
1181         int (*mem_enc_op)(struct kvm *kvm, void __user *argp);
1182         int (*mem_enc_reg_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1183         int (*mem_enc_unreg_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1184
1185         int (*get_msr_feature)(struct kvm_msr_entry *entry);
1186
1187         int (*nested_enable_evmcs)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1188                                    uint16_t *vmcs_version);
1189 };
1190
1191 struct kvm_arch_async_pf {
1192         u32 token;
1193         gfn_t gfn;
1194         unsigned long cr3;
1195         bool direct_map;
1196 };
1197
1198 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
1199
1200 #define __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
1201 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
1202 {
1203         return kvm_x86_ops->vm_alloc();
1204 }
1205
1206 static inline void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm)
1207 {
1208         return kvm_x86_ops->vm_free(kvm);
1209 }
1210
1211 #define __KVM_HAVE_ARCH_FLUSH_REMOTE_TLB
1212 static inline int kvm_arch_flush_remote_tlb(struct kvm *kvm)
1213 {
1214         if (kvm_x86_ops->tlb_remote_flush &&
1215             !kvm_x86_ops->tlb_remote_flush(kvm))
1216                 return 0;
1217         else
1218                 return -ENOTSUPP;
1219 }
1220
1221 int kvm_mmu_module_init(void);
1222 void kvm_mmu_module_exit(void);
1223
1224 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1225 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
1226 void kvm_mmu_init_vm(struct kvm *kvm);
1227 void kvm_mmu_uninit_vm(struct kvm *kvm);
1228 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
1229                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask, u64 p_mask,
1230                 u64 acc_track_mask, u64 me_mask);
1231
1232 void kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
1233 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1234                                       struct kvm_memory_slot *memslot);
1235 void kvm_mmu_zap_collapsible_sptes(struct kvm *kvm,
1236                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1237 void kvm_mmu_slot_leaf_clear_dirty(struct kvm *kvm,
1238                                    struct kvm_memory_slot *memslot);
1239 void kvm_mmu_slot_largepage_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1240                                         struct kvm_memory_slot *memslot);
1241 void kvm_mmu_slot_set_dirty(struct kvm *kvm,
1242                             struct kvm_memory_slot *memslot);
1243 void kvm_mmu_clear_dirty_pt_masked(struct kvm *kvm,
1244                                    struct kvm_memory_slot *slot,
1245                                    gfn_t gfn_offset, unsigned long mask);
1246 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
1247 void kvm_mmu_invalidate_mmio_sptes(struct kvm *kvm, struct kvm_memslots *slots);
1248 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
1249 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
1250
1251 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
1252 bool pdptrs_changed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1253
1254 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
1255                           const void *val, int bytes);
1256
1257 struct kvm_irq_mask_notifier {
1258         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
1259         int irq;
1260         struct hlist_node link;
1261 };
1262
1263 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1264                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1265 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1266                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1267 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
1268                              bool mask);
1269
1270 extern bool tdp_enabled;
1271
1272 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
1273
1274 /* control of guest tsc rate supported? */
1275 extern bool kvm_has_tsc_control;
1276 /* maximum supported tsc_khz for guests */
1277 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
1278 /* number of bits of the fractional part of the TSC scaling ratio */
1279 extern u8   kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits;
1280 /* maximum allowed value of TSC scaling ratio */
1281 extern u64  kvm_max_tsc_scaling_ratio;
1282 /* 1ull << kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits */
1283 extern u64  kvm_default_tsc_scaling_ratio;
1284
1285 extern u64 kvm_mce_cap_supported;
1286
1287 enum emulation_result {
1288         EMULATE_DONE,         /* no further processing */
1289         EMULATE_USER_EXIT,    /* kvm_run ready for userspace exit */
1290         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
1291 };
1292
1293 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
1294 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
1295 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
1296 #define EMULTYPE_ALLOW_RETRY        (1 << 3)
1297 #define EMULTYPE_NO_UD_ON_FAIL      (1 << 4)
1298 #define EMULTYPE_VMWARE             (1 << 5)
1299 int kvm_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, int emulation_type);
1300 int kvm_emulate_instruction_from_buffer(struct kvm_vcpu *vcpu,
1301                                         void *insn, int insn_len);
1302
1303 void kvm_enable_efer_bits(u64);
1304 bool kvm_valid_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1305 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1306 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1307
1308 struct x86_emulate_ctxt;
1309
1310 int kvm_fast_pio(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port, int in);
1311 int kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1312 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1313 int kvm_vcpu_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1314 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1315
1316 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
1317 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
1318 void kvm_vcpu_deliver_sipi_vector(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1319
1320 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
1321                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
1322
1323 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1324 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1325 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1326 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
1327 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
1328 int kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
1329 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
1330 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
1331 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1332 int kvm_set_xcr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 xcr);
1333
1334 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1335 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1336
1337 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
1338 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1339 bool kvm_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
1340
1341 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1342 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1343 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1344 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1345 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
1346 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1347                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
1348                             u32 access);
1349 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
1350 bool kvm_require_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr);
1351
1352 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
1353                                        int irq_source_id, int level)
1354 {
1355         /* Logical OR for level trig interrupt */
1356         if (level)
1357                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
1358         else
1359                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
1360
1361         return !!(*irq_state);
1362 }
1363
1364 #define KVM_MMU_ROOT_CURRENT            BIT(0)
1365 #define KVM_MMU_ROOT_PREVIOUS(i)        BIT(1+i)
1366 #define KVM_MMU_ROOTS_ALL               (~0UL)
1367
1368 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
1369 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
1370
1371 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1372
1373 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
1374 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1375 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
1376 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
1377 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
1378 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
1379 void kvm_mmu_free_roots(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1380                         ulong roots_to_free);
1381 gpa_t translate_nested_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1382                            struct x86_exception *exception);
1383 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1384                               struct x86_exception *exception);
1385 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1386                                struct x86_exception *exception);
1387 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1388                                struct x86_exception *exception);
1389 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1390                                 struct x86_exception *exception);
1391
1392 void kvm_vcpu_deactivate_apicv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1393
1394 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
1395
1396 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u64 error_code,
1397                        void *insn, int insn_len);
1398 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1399 void kvm_mmu_invpcid_gva(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, unsigned long pcid);
1400 void kvm_mmu_new_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t new_cr3, bool skip_tlb_flush);
1401
1402 void kvm_enable_tdp(void);
1403 void kvm_disable_tdp(void);
1404
1405 static inline gpa_t translate_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1406                                   struct x86_exception *exception)
1407 {
1408         return gpa;
1409 }
1410
1411 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
1412 {
1413         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
1414
1415         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
1416 }
1417
1418 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
1419 {
1420         u16 ldt;
1421         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
1422         return ldt;
1423 }
1424
1425 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
1426 {
1427         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
1428 }
1429
1430 #ifdef CONFIG_X86_64
1431 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
1432 {
1433         u64 value;
1434
1435         rdmsrl(msr, value);
1436         return value;
1437 }
1438 #endif
1439
1440 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
1441 {
1442         return 0x600; /* P6 family */
1443 }
1444
1445 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
1446 {
1447         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
1448 }
1449
1450 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
1451 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
1452 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
1453 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
1454 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
1455         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
1456
1457 enum {
1458         TASK_SWITCH_CALL = 0,
1459         TASK_SWITCH_IRET = 1,
1460         TASK_SWITCH_JMP = 2,
1461         TASK_SWITCH_GATE = 3,
1462 };
1463
1464 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
1465 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
1466 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
1467 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
1468 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
1469 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
1470 #define HF_SMM_MASK             (1 << 6)
1471 #define HF_SMM_INSIDE_NMI_MASK  (1 << 7)
1472
1473 #define __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
1474 #define KVM_ADDRESS_SPACE_NUM 2
1475
1476 #define kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu) ((vcpu)->arch.hflags & HF_SMM_MASK ? 1 : 0)
1477 #define kvm_memslots_for_spte_role(kvm, role) __kvm_memslots(kvm, (role).smm)
1478
1479 /*
1480  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
1481  * reboot turns off virtualization while processes are running.
1482  * Trap the fault and ignore the instruction if that happens.
1483  */
1484 asmlinkage void kvm_spurious_fault(void);
1485
1486 #define ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, cleanup_insn)      \
1487         "666: " insn "\n\t" \
1488         "668: \n\t"                           \
1489         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n" \
1490         "667: \n\t" \
1491         cleanup_insn "\n\t"                   \
1492         "cmpb $0, kvm_rebooting \n\t"         \
1493         "jne 668b \n\t"                       \
1494         __ASM_SIZE(push) " $666b \n\t"        \
1495         "call kvm_spurious_fault \n\t"        \
1496         ".popsection \n\t" \
1497         _ASM_EXTABLE(666b, 667b)
1498
1499 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn)              \
1500         ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, "")
1501
1502 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
1503 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1504 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1505 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1506 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
1507 int kvm_cpu_has_injectable_intr(struct kvm_vcpu *v);
1508 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1509 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1510 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
1511 void kvm_vcpu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1512 void kvm_vcpu_reload_apic_access_page(struct kvm_vcpu *vcpu);
1513
1514 int kvm_pv_send_ipi(struct kvm *kvm, unsigned long ipi_bitmap_low,
1515                     unsigned long ipi_bitmap_high, u32 min,
1516                     unsigned long icr, int op_64_bit);
1517
1518 u64 kvm_get_arch_capabilities(void);
1519 void kvm_define_shared_msr(unsigned index, u32 msr);
1520 int kvm_set_shared_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
1521
1522 u64 kvm_scale_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 tsc);
1523 u64 kvm_read_l1_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
1524
1525 unsigned long kvm_get_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu);
1526 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
1527
1528 void kvm_make_mclock_inprogress_request(struct kvm *kvm);
1529 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
1530
1531 void kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1532                                      struct kvm_async_pf *work);
1533 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1534                                  struct kvm_async_pf *work);
1535 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
1536                                struct kvm_async_pf *work);
1537 bool kvm_arch_can_inject_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
1538 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
1539
1540 int kvm_skip_emulated_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu);
1541 int kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1542 void __kvm_request_immediate_exit(struct kvm_vcpu *vcpu);
1543
1544 int kvm_is_in_guest(void);
1545
1546 int __x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1547 int x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1548 bool kvm_vcpu_is_reset_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1549 bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1550
1551 bool kvm_intr_is_single_vcpu(struct kvm *kvm, struct kvm_lapic_irq *irq,
1552                              struct kvm_vcpu **dest_vcpu);
1553
1554 void kvm_set_msi_irq(struct kvm *kvm, struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1555                      struct kvm_lapic_irq *irq);
1556
1557 static inline void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1558 {
1559         if (kvm_x86_ops->vcpu_blocking)
1560                 kvm_x86_ops->vcpu_blocking(vcpu);
1561 }
1562
1563 static inline void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1564 {
1565         if (kvm_x86_ops->vcpu_unblocking)
1566                 kvm_x86_ops->vcpu_unblocking(vcpu);
1567 }
1568
1569 static inline void kvm_arch_vcpu_block_finish(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
1570
1571 static inline int kvm_cpu_get_apicid(int mps_cpu)
1572 {
1573 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1574         return default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
1575 #else
1576         WARN_ON_ONCE(1);
1577         return BAD_APICID;
1578 #endif
1579 }
1580
1581 #define put_smstate(type, buf, offset, val)                      \
1582         *(type *)((buf) + (offset) - 0x7e00) = val
1583
1584 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */