Merge tag 'zynqmp-soc-fixes-for-4.16' of https://github.com/Xilinx/linux-xlnx into...
[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
21 #include <linux/kvm.h>
22 #include <linux/kvm_para.h>
23 #include <linux/kvm_types.h>
24 #include <linux/perf_event.h>
25 #include <linux/pvclock_gtod.h>
26 #include <linux/clocksource.h>
27 #include <linux/irqbypass.h>
28 #include <linux/hyperv.h>
29
30 #include <asm/apic.h>
31 #include <asm/pvclock-abi.h>
32 #include <asm/desc.h>
33 #include <asm/mtrr.h>
34 #include <asm/msr-index.h>
35 #include <asm/asm.h>
36 #include <asm/kvm_page_track.h>
37
38 #define KVM_MAX_VCPUS 288
39 #define KVM_SOFT_MAX_VCPUS 240
40 #define KVM_MAX_VCPU_ID 1023
41 #define KVM_USER_MEM_SLOTS 509
42 /* memory slots that are not exposed to userspace */
43 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 3
44 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
45
46 #define KVM_HALT_POLL_NS_DEFAULT 200000
47
48 #define KVM_IRQCHIP_NUM_PINS  KVM_IOAPIC_NUM_PINS
49
50 /* x86-specific vcpu->requests bit members */
51 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER           KVM_ARCH_REQ(0)
52 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS       KVM_ARCH_REQ(1)
53 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT            KVM_ARCH_REQ(2)
54 #define KVM_REQ_MMU_SYNC                KVM_ARCH_REQ(3)
55 #define KVM_REQ_CLOCK_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(4)
56 #define KVM_REQ_EVENT                   KVM_ARCH_REQ(6)
57 #define KVM_REQ_APF_HALT                KVM_ARCH_REQ(7)
58 #define KVM_REQ_STEAL_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(8)
59 #define KVM_REQ_NMI                     KVM_ARCH_REQ(9)
60 #define KVM_REQ_PMU                     KVM_ARCH_REQ(10)
61 #define KVM_REQ_PMI                     KVM_ARCH_REQ(11)
62 #define KVM_REQ_SMI                     KVM_ARCH_REQ(12)
63 #define KVM_REQ_MASTERCLOCK_UPDATE      KVM_ARCH_REQ(13)
64 #define KVM_REQ_MCLOCK_INPROGRESS \
65         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(14, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
66 #define KVM_REQ_SCAN_IOAPIC \
67         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(15, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
68 #define KVM_REQ_GLOBAL_CLOCK_UPDATE     KVM_ARCH_REQ(16)
69 #define KVM_REQ_APIC_PAGE_RELOAD \
70         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(17, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
71 #define KVM_REQ_HV_CRASH                KVM_ARCH_REQ(18)
72 #define KVM_REQ_IOAPIC_EOI_EXIT         KVM_ARCH_REQ(19)
73 #define KVM_REQ_HV_RESET                KVM_ARCH_REQ(20)
74 #define KVM_REQ_HV_EXIT                 KVM_ARCH_REQ(21)
75 #define KVM_REQ_HV_STIMER               KVM_ARCH_REQ(22)
76
77 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
78         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
79                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
80                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
81
82 #define CR3_PCID_INVD            BIT_64(63)
83 #define CR4_RESERVED_BITS                                               \
84         (~(unsigned long)(X86_CR4_VME | X86_CR4_PVI | X86_CR4_TSD | X86_CR4_DE\
85                           | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_MCE     \
86                           | X86_CR4_PGE | X86_CR4_PCE | X86_CR4_OSFXSR | X86_CR4_PCIDE \
87                           | X86_CR4_OSXSAVE | X86_CR4_SMEP | X86_CR4_FSGSBASE \
88                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_LA57 | X86_CR4_VMXE \
89                           | X86_CR4_SMAP | X86_CR4_PKE))
90
91 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
92
93
94
95 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
96 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
97
98 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
99
100 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
101 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       3
102 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
103 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
104 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
105 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
106 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
107
108 static inline gfn_t gfn_to_index(gfn_t gfn, gfn_t base_gfn, int level)
109 {
110         /* KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(PT_PAGE_TABLE_LEVEL) must be 0. */
111         return (gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level)) -
112                 (base_gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level));
113 }
114
115 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
116 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64
117 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 12
118 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
119 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
120 #define KVM_REFILL_PAGES 25
121 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 80
122 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
123 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
124
125 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
126
127 enum kvm_reg {
128         VCPU_REGS_RAX = 0,
129         VCPU_REGS_RCX = 1,
130         VCPU_REGS_RDX = 2,
131         VCPU_REGS_RBX = 3,
132         VCPU_REGS_RSP = 4,
133         VCPU_REGS_RBP = 5,
134         VCPU_REGS_RSI = 6,
135         VCPU_REGS_RDI = 7,
136 #ifdef CONFIG_X86_64
137         VCPU_REGS_R8 = 8,
138         VCPU_REGS_R9 = 9,
139         VCPU_REGS_R10 = 10,
140         VCPU_REGS_R11 = 11,
141         VCPU_REGS_R12 = 12,
142         VCPU_REGS_R13 = 13,
143         VCPU_REGS_R14 = 14,
144         VCPU_REGS_R15 = 15,
145 #endif
146         VCPU_REGS_RIP,
147         NR_VCPU_REGS
148 };
149
150 enum kvm_reg_ex {
151         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
152         VCPU_EXREG_CR3,
153         VCPU_EXREG_RFLAGS,
154         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
155 };
156
157 enum {
158         VCPU_SREG_ES,
159         VCPU_SREG_CS,
160         VCPU_SREG_SS,
161         VCPU_SREG_DS,
162         VCPU_SREG_FS,
163         VCPU_SREG_GS,
164         VCPU_SREG_TR,
165         VCPU_SREG_LDTR,
166 };
167
168 #include <asm/kvm_emulate.h>
169
170 #define KVM_NR_MEM_OBJS 40
171
172 #define KVM_NR_DB_REGS  4
173
174 #define DR6_BD          (1 << 13)
175 #define DR6_BS          (1 << 14)
176 #define DR6_RTM         (1 << 16)
177 #define DR6_FIXED_1     0xfffe0ff0
178 #define DR6_INIT        0xffff0ff0
179 #define DR6_VOLATILE    0x0001e00f
180
181 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
182 #define DR7_GE          (1 << 9)
183 #define DR7_GD          (1 << 13)
184 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
185 #define DR7_VOLATILE    0xffff2bff
186
187 #define PFERR_PRESENT_BIT 0
188 #define PFERR_WRITE_BIT 1
189 #define PFERR_USER_BIT 2
190 #define PFERR_RSVD_BIT 3
191 #define PFERR_FETCH_BIT 4
192 #define PFERR_PK_BIT 5
193 #define PFERR_GUEST_FINAL_BIT 32
194 #define PFERR_GUEST_PAGE_BIT 33
195
196 #define PFERR_PRESENT_MASK (1U << PFERR_PRESENT_BIT)
197 #define PFERR_WRITE_MASK (1U << PFERR_WRITE_BIT)
198 #define PFERR_USER_MASK (1U << PFERR_USER_BIT)
199 #define PFERR_RSVD_MASK (1U << PFERR_RSVD_BIT)
200 #define PFERR_FETCH_MASK (1U << PFERR_FETCH_BIT)
201 #define PFERR_PK_MASK (1U << PFERR_PK_BIT)
202 #define PFERR_GUEST_FINAL_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_FINAL_BIT)
203 #define PFERR_GUEST_PAGE_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_PAGE_BIT)
204
205 #define PFERR_NESTED_GUEST_PAGE (PFERR_GUEST_PAGE_MASK |        \
206                                  PFERR_WRITE_MASK |             \
207                                  PFERR_PRESENT_MASK)
208
209 /*
210  * The mask used to denote special SPTEs, which can be either MMIO SPTEs or
211  * Access Tracking SPTEs. We use bit 62 instead of bit 63 to avoid conflicting
212  * with the SVE bit in EPT PTEs.
213  */
214 #define SPTE_SPECIAL_MASK (1ULL << 62)
215
216 /* apic attention bits */
217 #define KVM_APIC_CHECK_VAPIC    0
218 /*
219  * The following bit is set with PV-EOI, unset on EOI.
220  * We detect PV-EOI changes by guest by comparing
221  * this bit with PV-EOI in guest memory.
222  * See the implementation in apic_update_pv_eoi.
223  */
224 #define KVM_APIC_PV_EOI_PENDING 1
225
226 struct kvm_kernel_irq_routing_entry;
227
228 /*
229  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
230  * enough memory for a single page fault in a cache.
231  */
232 struct kvm_mmu_memory_cache {
233         int nobjs;
234         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
235 };
236
237 /*
238  * the pages used as guest page table on soft mmu are tracked by
239  * kvm_memory_slot.arch.gfn_track which is 16 bits, so the role bits used
240  * by indirect shadow page can not be more than 15 bits.
241  *
242  * Currently, we used 14 bits that are @level, @cr4_pae, @quadrant, @access,
243  * @nxe, @cr0_wp, @smep_andnot_wp and @smap_andnot_wp.
244  */
245 union kvm_mmu_page_role {
246         unsigned word;
247         struct {
248                 unsigned level:4;
249                 unsigned cr4_pae:1;
250                 unsigned quadrant:2;
251                 unsigned direct:1;
252                 unsigned access:3;
253                 unsigned invalid:1;
254                 unsigned nxe:1;
255                 unsigned cr0_wp:1;
256                 unsigned smep_andnot_wp:1;
257                 unsigned smap_andnot_wp:1;
258                 unsigned ad_disabled:1;
259                 unsigned :7;
260
261                 /*
262                  * This is left at the top of the word so that
263                  * kvm_memslots_for_spte_role can extract it with a
264                  * simple shift.  While there is room, give it a whole
265                  * byte so it is also faster to load it from memory.
266                  */
267                 unsigned smm:8;
268         };
269 };
270
271 struct kvm_rmap_head {
272         unsigned long val;
273 };
274
275 struct kvm_mmu_page {
276         struct list_head link;
277         struct hlist_node hash_link;
278
279         /*
280          * The following two entries are used to key the shadow page in the
281          * hash table.
282          */
283         gfn_t gfn;
284         union kvm_mmu_page_role role;
285
286         u64 *spt;
287         /* hold the gfn of each spte inside spt */
288         gfn_t *gfns;
289         bool unsync;
290         int root_count;          /* Currently serving as active root */
291         unsigned int unsync_children;
292         struct kvm_rmap_head parent_ptes; /* rmap pointers to parent sptes */
293
294         /* The page is obsolete if mmu_valid_gen != kvm->arch.mmu_valid_gen.  */
295         unsigned long mmu_valid_gen;
296
297         DECLARE_BITMAP(unsync_child_bitmap, 512);
298
299 #ifdef CONFIG_X86_32
300         /*
301          * Used out of the mmu-lock to avoid reading spte values while an
302          * update is in progress; see the comments in __get_spte_lockless().
303          */
304         int clear_spte_count;
305 #endif
306
307         /* Number of writes since the last time traversal visited this page.  */
308         atomic_t write_flooding_count;
309 };
310
311 struct kvm_pio_request {
312         unsigned long count;
313         int in;
314         int port;
315         int size;
316 };
317
318 #define PT64_ROOT_MAX_LEVEL 5
319
320 struct rsvd_bits_validate {
321         u64 rsvd_bits_mask[2][PT64_ROOT_MAX_LEVEL];
322         u64 bad_mt_xwr;
323 };
324
325 /*
326  * x86 supports 4 paging modes (5-level 64-bit, 4-level 64-bit, 3-level 32-bit,
327  * and 2-level 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the
328  * current mmu mode.
329  */
330 struct kvm_mmu {
331         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long root);
332         unsigned long (*get_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
333         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
334         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err,
335                           bool prefault);
336         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
337                                   struct x86_exception *fault);
338         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 access,
339                             struct x86_exception *exception);
340         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
341                                struct x86_exception *exception);
342         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
343                          struct kvm_mmu_page *sp);
344         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
345         void (*update_pte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
346                            u64 *spte, const void *pte);
347         hpa_t root_hpa;
348         union kvm_mmu_page_role base_role;
349         u8 root_level;
350         u8 shadow_root_level;
351         u8 ept_ad;
352         bool direct_map;
353
354         /*
355          * Bitmap; bit set = permission fault
356          * Byte index: page fault error code [4:1]
357          * Bit index: pte permissions in ACC_* format
358          */
359         u8 permissions[16];
360
361         /*
362         * The pkru_mask indicates if protection key checks are needed.  It
363         * consists of 16 domains indexed by page fault error code bits [4:1],
364         * with PFEC.RSVD replaced by ACC_USER_MASK from the page tables.
365         * Each domain has 2 bits which are ANDed with AD and WD from PKRU.
366         */
367         u32 pkru_mask;
368
369         u64 *pae_root;
370         u64 *lm_root;
371
372         /*
373          * check zero bits on shadow page table entries, these
374          * bits include not only hardware reserved bits but also
375          * the bits spte never used.
376          */
377         struct rsvd_bits_validate shadow_zero_check;
378
379         struct rsvd_bits_validate guest_rsvd_check;
380
381         /* Can have large pages at levels 2..last_nonleaf_level-1. */
382         u8 last_nonleaf_level;
383
384         bool nx;
385
386         u64 pdptrs[4]; /* pae */
387 };
388
389 enum pmc_type {
390         KVM_PMC_GP = 0,
391         KVM_PMC_FIXED,
392 };
393
394 struct kvm_pmc {
395         enum pmc_type type;
396         u8 idx;
397         u64 counter;
398         u64 eventsel;
399         struct perf_event *perf_event;
400         struct kvm_vcpu *vcpu;
401 };
402
403 struct kvm_pmu {
404         unsigned nr_arch_gp_counters;
405         unsigned nr_arch_fixed_counters;
406         unsigned available_event_types;
407         u64 fixed_ctr_ctrl;
408         u64 global_ctrl;
409         u64 global_status;
410         u64 global_ovf_ctrl;
411         u64 counter_bitmask[2];
412         u64 global_ctrl_mask;
413         u64 reserved_bits;
414         u8 version;
415         struct kvm_pmc gp_counters[INTEL_PMC_MAX_GENERIC];
416         struct kvm_pmc fixed_counters[INTEL_PMC_MAX_FIXED];
417         struct irq_work irq_work;
418         u64 reprogram_pmi;
419 };
420
421 struct kvm_pmu_ops;
422
423 enum {
424         KVM_DEBUGREG_BP_ENABLED = 1,
425         KVM_DEBUGREG_WONT_EXIT = 2,
426         KVM_DEBUGREG_RELOAD = 4,
427 };
428
429 struct kvm_mtrr_range {
430         u64 base;
431         u64 mask;
432         struct list_head node;
433 };
434
435 struct kvm_mtrr {
436         struct kvm_mtrr_range var_ranges[KVM_NR_VAR_MTRR];
437         mtrr_type fixed_ranges[KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION];
438         u64 deftype;
439
440         struct list_head head;
441 };
442
443 /* Hyper-V SynIC timer */
444 struct kvm_vcpu_hv_stimer {
445         struct hrtimer timer;
446         int index;
447         u64 config;
448         u64 count;
449         u64 exp_time;
450         struct hv_message msg;
451         bool msg_pending;
452 };
453
454 /* Hyper-V synthetic interrupt controller (SynIC)*/
455 struct kvm_vcpu_hv_synic {
456         u64 version;
457         u64 control;
458         u64 msg_page;
459         u64 evt_page;
460         atomic64_t sint[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
461         atomic_t sint_to_gsi[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
462         DECLARE_BITMAP(auto_eoi_bitmap, 256);
463         DECLARE_BITMAP(vec_bitmap, 256);
464         bool active;
465         bool dont_zero_synic_pages;
466 };
467
468 /* Hyper-V per vcpu emulation context */
469 struct kvm_vcpu_hv {
470         u32 vp_index;
471         u64 hv_vapic;
472         s64 runtime_offset;
473         struct kvm_vcpu_hv_synic synic;
474         struct kvm_hyperv_exit exit;
475         struct kvm_vcpu_hv_stimer stimer[HV_SYNIC_STIMER_COUNT];
476         DECLARE_BITMAP(stimer_pending_bitmap, HV_SYNIC_STIMER_COUNT);
477 };
478
479 struct kvm_vcpu_arch {
480         /*
481          * rip and regs accesses must go through
482          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
483          */
484         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
485         u32 regs_avail;
486         u32 regs_dirty;
487
488         unsigned long cr0;
489         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
490         unsigned long cr2;
491         unsigned long cr3;
492         unsigned long cr4;
493         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
494         unsigned long cr8;
495         u32 pkru;
496         u32 hflags;
497         u64 efer;
498         u64 apic_base;
499         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
500         bool apicv_active;
501         DECLARE_BITMAP(ioapic_handled_vectors, 256);
502         unsigned long apic_attention;
503         int32_t apic_arb_prio;
504         int mp_state;
505         u64 ia32_misc_enable_msr;
506         u64 smbase;
507         bool tpr_access_reporting;
508         u64 ia32_xss;
509
510         /*
511          * Paging state of the vcpu
512          *
513          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
514          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
515          * handle faults.
516          */
517         struct kvm_mmu mmu;
518
519         /*
520          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
521          *
522          * This context will save all necessary information to walk page tables
523          * of the an L2 guest. This context is only initialized for page table
524          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
525          * the host.
526          */
527         struct kvm_mmu nested_mmu;
528
529         /*
530          * Pointer to the mmu context currently used for
531          * gva_to_gpa translations.
532          */
533         struct kvm_mmu *walk_mmu;
534
535         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
536         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
537         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
538
539         /*
540          * QEMU userspace and the guest each have their own FPU state.
541          * In vcpu_run, we switch between the user and guest FPU contexts.
542          * While running a VCPU, the VCPU thread will have the guest FPU
543          * context.
544          *
545          * Note that while the PKRU state lives inside the fpu registers,
546          * it is switched out separately at VMENTER and VMEXIT time. The
547          * "guest_fpu" state here contains the guest FPU context, with the
548          * host PRKU bits.
549          */
550         struct fpu user_fpu;
551         struct fpu guest_fpu;
552
553         u64 xcr0;
554         u64 guest_supported_xcr0;
555         u32 guest_xstate_size;
556
557         struct kvm_pio_request pio;
558         void *pio_data;
559
560         u8 event_exit_inst_len;
561
562         struct kvm_queued_exception {
563                 bool pending;
564                 bool injected;
565                 bool has_error_code;
566                 u8 nr;
567                 u32 error_code;
568                 u8 nested_apf;
569         } exception;
570
571         struct kvm_queued_interrupt {
572                 bool pending;
573                 bool soft;
574                 u8 nr;
575         } interrupt;
576
577         int halt_request; /* real mode on Intel only */
578
579         int cpuid_nent;
580         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
581
582         int maxphyaddr;
583
584         /* emulate context */
585
586         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
587         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
588         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
589         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
590
591         gpa_t time;
592         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
593         unsigned int hw_tsc_khz;
594         struct gfn_to_hva_cache pv_time;
595         bool pv_time_enabled;
596         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
597         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
598
599         struct {
600                 u64 msr_val;
601                 u64 last_steal;
602                 struct gfn_to_hva_cache stime;
603                 struct kvm_steal_time steal;
604         } st;
605
606         u64 tsc_offset;
607         u64 last_guest_tsc;
608         u64 last_host_tsc;
609         u64 tsc_offset_adjustment;
610         u64 this_tsc_nsec;
611         u64 this_tsc_write;
612         u64 this_tsc_generation;
613         bool tsc_catchup;
614         bool tsc_always_catchup;
615         s8 virtual_tsc_shift;
616         u32 virtual_tsc_mult;
617         u32 virtual_tsc_khz;
618         s64 ia32_tsc_adjust_msr;
619         u64 tsc_scaling_ratio;
620
621         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
622         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
623         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
624         bool smi_pending;    /* SMI queued after currently running handler */
625
626         struct kvm_mtrr mtrr_state;
627         u64 pat;
628
629         unsigned switch_db_regs;
630         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
631         unsigned long dr6;
632         unsigned long dr7;
633         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
634         unsigned long guest_debug_dr7;
635         u64 msr_platform_info;
636         u64 msr_misc_features_enables;
637
638         u64 mcg_cap;
639         u64 mcg_status;
640         u64 mcg_ctl;
641         u64 mcg_ext_ctl;
642         u64 *mce_banks;
643
644         /* Cache MMIO info */
645         u64 mmio_gva;
646         unsigned access;
647         gfn_t mmio_gfn;
648         u64 mmio_gen;
649
650         struct kvm_pmu pmu;
651
652         /* used for guest single stepping over the given code position */
653         unsigned long singlestep_rip;
654
655         struct kvm_vcpu_hv hyperv;
656
657         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
658
659         unsigned long last_retry_eip;
660         unsigned long last_retry_addr;
661
662         struct {
663                 bool halted;
664                 gfn_t gfns[roundup_pow_of_two(ASYNC_PF_PER_VCPU)];
665                 struct gfn_to_hva_cache data;
666                 u64 msr_val;
667                 u32 id;
668                 bool send_user_only;
669                 u32 host_apf_reason;
670                 unsigned long nested_apf_token;
671                 bool delivery_as_pf_vmexit;
672         } apf;
673
674         /* OSVW MSRs (AMD only) */
675         struct {
676                 u64 length;
677                 u64 status;
678         } osvw;
679
680         struct {
681                 u64 msr_val;
682                 struct gfn_to_hva_cache data;
683         } pv_eoi;
684
685         /*
686          * Indicate whether the access faults on its page table in guest
687          * which is set when fix page fault and used to detect unhandeable
688          * instruction.
689          */
690         bool write_fault_to_shadow_pgtable;
691
692         /* set at EPT violation at this point */
693         unsigned long exit_qualification;
694
695         /* pv related host specific info */
696         struct {
697                 bool pv_unhalted;
698         } pv;
699
700         int pending_ioapic_eoi;
701         int pending_external_vector;
702
703         /* GPA available */
704         bool gpa_available;
705         gpa_t gpa_val;
706
707         /* be preempted when it's in kernel-mode(cpl=0) */
708         bool preempted_in_kernel;
709 };
710
711 struct kvm_lpage_info {
712         int disallow_lpage;
713 };
714
715 struct kvm_arch_memory_slot {
716         struct kvm_rmap_head *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
717         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
718         unsigned short *gfn_track[KVM_PAGE_TRACK_MAX];
719 };
720
721 /*
722  * We use as the mode the number of bits allocated in the LDR for the
723  * logical processor ID.  It happens that these are all powers of two.
724  * This makes it is very easy to detect cases where the APICs are
725  * configured for multiple modes; in that case, we cannot use the map and
726  * hence cannot use kvm_irq_delivery_to_apic_fast either.
727  */
728 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_CLUSTER          4
729 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_FLAT             8
730 #define KVM_APIC_MODE_X2APIC                16
731
732 struct kvm_apic_map {
733         struct rcu_head rcu;
734         u8 mode;
735         u32 max_apic_id;
736         union {
737                 struct kvm_lapic *xapic_flat_map[8];
738                 struct kvm_lapic *xapic_cluster_map[16][4];
739         };
740         struct kvm_lapic *phys_map[];
741 };
742
743 /* Hyper-V emulation context */
744 struct kvm_hv {
745         struct mutex hv_lock;
746         u64 hv_guest_os_id;
747         u64 hv_hypercall;
748         u64 hv_tsc_page;
749
750         /* Hyper-v based guest crash (NT kernel bugcheck) parameters */
751         u64 hv_crash_param[HV_X64_MSR_CRASH_PARAMS];
752         u64 hv_crash_ctl;
753
754         HV_REFERENCE_TSC_PAGE tsc_ref;
755 };
756
757 enum kvm_irqchip_mode {
758         KVM_IRQCHIP_NONE,
759         KVM_IRQCHIP_KERNEL,       /* created with KVM_CREATE_IRQCHIP */
760         KVM_IRQCHIP_SPLIT,        /* created with KVM_CAP_SPLIT_IRQCHIP */
761 };
762
763 struct kvm_arch {
764         unsigned int n_used_mmu_pages;
765         unsigned int n_requested_mmu_pages;
766         unsigned int n_max_mmu_pages;
767         unsigned int indirect_shadow_pages;
768         unsigned long mmu_valid_gen;
769         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
770         /*
771          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
772          */
773         struct list_head active_mmu_pages;
774         struct list_head zapped_obsolete_pages;
775         struct kvm_page_track_notifier_node mmu_sp_tracker;
776         struct kvm_page_track_notifier_head track_notifier_head;
777
778         struct list_head assigned_dev_head;
779         struct iommu_domain *iommu_domain;
780         bool iommu_noncoherent;
781 #define __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
782         atomic_t noncoherent_dma_count;
783 #define __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
784         atomic_t assigned_device_count;
785         struct kvm_pic *vpic;
786         struct kvm_ioapic *vioapic;
787         struct kvm_pit *vpit;
788         atomic_t vapics_in_nmi_mode;
789         struct mutex apic_map_lock;
790         struct kvm_apic_map *apic_map;
791
792         unsigned int tss_addr;
793         bool apic_access_page_done;
794
795         gpa_t wall_clock;
796
797         bool ept_identity_pagetable_done;
798         gpa_t ept_identity_map_addr;
799
800         unsigned long irq_sources_bitmap;
801         s64 kvmclock_offset;
802         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
803         u64 last_tsc_nsec;
804         u64 last_tsc_write;
805         u32 last_tsc_khz;
806         u64 cur_tsc_nsec;
807         u64 cur_tsc_write;
808         u64 cur_tsc_offset;
809         u64 cur_tsc_generation;
810         int nr_vcpus_matched_tsc;
811
812         spinlock_t pvclock_gtod_sync_lock;
813         bool use_master_clock;
814         u64 master_kernel_ns;
815         u64 master_cycle_now;
816         struct delayed_work kvmclock_update_work;
817         struct delayed_work kvmclock_sync_work;
818
819         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
820
821         /* reads protected by irq_srcu, writes by irq_lock */
822         struct hlist_head mask_notifier_list;
823
824         struct kvm_hv hyperv;
825
826         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
827         int audit_point;
828         #endif
829
830         bool backwards_tsc_observed;
831         bool boot_vcpu_runs_old_kvmclock;
832         u32 bsp_vcpu_id;
833
834         u64 disabled_quirks;
835
836         enum kvm_irqchip_mode irqchip_mode;
837         u8 nr_reserved_ioapic_pins;
838
839         bool disabled_lapic_found;
840
841         /* Struct members for AVIC */
842         u32 avic_vm_id;
843         u32 ldr_mode;
844         struct page *avic_logical_id_table_page;
845         struct page *avic_physical_id_table_page;
846         struct hlist_node hnode;
847
848         bool x2apic_format;
849         bool x2apic_broadcast_quirk_disabled;
850 };
851
852 struct kvm_vm_stat {
853         ulong mmu_shadow_zapped;
854         ulong mmu_pte_write;
855         ulong mmu_pte_updated;
856         ulong mmu_pde_zapped;
857         ulong mmu_flooded;
858         ulong mmu_recycled;
859         ulong mmu_cache_miss;
860         ulong mmu_unsync;
861         ulong remote_tlb_flush;
862         ulong lpages;
863         ulong max_mmu_page_hash_collisions;
864 };
865
866 struct kvm_vcpu_stat {
867         u64 pf_fixed;
868         u64 pf_guest;
869         u64 tlb_flush;
870         u64 invlpg;
871
872         u64 exits;
873         u64 io_exits;
874         u64 mmio_exits;
875         u64 signal_exits;
876         u64 irq_window_exits;
877         u64 nmi_window_exits;
878         u64 halt_exits;
879         u64 halt_successful_poll;
880         u64 halt_attempted_poll;
881         u64 halt_poll_invalid;
882         u64 halt_wakeup;
883         u64 request_irq_exits;
884         u64 irq_exits;
885         u64 host_state_reload;
886         u64 efer_reload;
887         u64 fpu_reload;
888         u64 insn_emulation;
889         u64 insn_emulation_fail;
890         u64 hypercalls;
891         u64 irq_injections;
892         u64 nmi_injections;
893         u64 req_event;
894 };
895
896 struct x86_instruction_info;
897
898 struct msr_data {
899         bool host_initiated;
900         u32 index;
901         u64 data;
902 };
903
904 struct kvm_lapic_irq {
905         u32 vector;
906         u16 delivery_mode;
907         u16 dest_mode;
908         bool level;
909         u16 trig_mode;
910         u32 shorthand;
911         u32 dest_id;
912         bool msi_redir_hint;
913 };
914
915 struct kvm_x86_ops {
916         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
917         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
918         int (*hardware_enable)(void);
919         void (*hardware_disable)(void);
920         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
921         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
922         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
923         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
924         bool (*cpu_has_high_real_mode_segbase)(void);
925         void (*cpuid_update)(struct kvm_vcpu *vcpu);
926
927         int (*vm_init)(struct kvm *kvm);
928         void (*vm_destroy)(struct kvm *kvm);
929
930         /* Create, but do not attach this VCPU */
931         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
932         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
933         void (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
934
935         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
936         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
937         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
938
939         void (*update_bp_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu);
940         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
941         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
942         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
943         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
944                             struct kvm_segment *var, int seg);
945         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
946         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
947                             struct kvm_segment *var, int seg);
948         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
949         void (*decache_cr0_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
950         void (*decache_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
951         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
952         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
953         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
954         int (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
955         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
956         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
957         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
958         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
959         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
960         u64 (*get_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu);
961         void (*set_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
962         void (*sync_dirty_debug_regs)(struct kvm_vcpu *vcpu);
963         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
964         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
965         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
966         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
967
968         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
969
970         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
971         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
972         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
973         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
974         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu);
975         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
976                                 unsigned char *hypercall_addr);
977         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
978         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
979         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu);
980         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
981         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
982         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
983         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
984         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
985         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
986         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
987         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
988         bool (*get_enable_apicv)(struct kvm_vcpu *vcpu);
989         void (*refresh_apicv_exec_ctrl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
990         void (*hwapic_irr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
991         void (*hwapic_isr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int isr);
992         void (*load_eoi_exitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
993         void (*set_virtual_x2apic_mode)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool set);
994         void (*set_apic_access_page_addr)(struct kvm_vcpu *vcpu, hpa_t hpa);
995         void (*deliver_posted_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu, int vector);
996         int (*sync_pir_to_irr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
997         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
998         int (*get_tdp_level)(struct kvm_vcpu *vcpu);
999         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
1000         int (*get_lpage_level)(void);
1001         bool (*rdtscp_supported)(void);
1002         bool (*invpcid_supported)(void);
1003
1004         void (*set_tdp_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1005
1006         void (*set_supported_cpuid)(u32 func, struct kvm_cpuid_entry2 *entry);
1007
1008         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
1009
1010         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
1011
1012         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2);
1013
1014         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1015                                struct x86_instruction_info *info,
1016                                enum x86_intercept_stage stage);
1017         void (*handle_external_intr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1018         bool (*mpx_supported)(void);
1019         bool (*xsaves_supported)(void);
1020
1021         int (*check_nested_events)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool external_intr);
1022
1023         void (*sched_in)(struct kvm_vcpu *kvm, int cpu);
1024
1025         /*
1026          * Arch-specific dirty logging hooks. These hooks are only supposed to
1027          * be valid if the specific arch has hardware-accelerated dirty logging
1028          * mechanism. Currently only for PML on VMX.
1029          *
1030          *  - slot_enable_log_dirty:
1031          *      called when enabling log dirty mode for the slot.
1032          *  - slot_disable_log_dirty:
1033          *      called when disabling log dirty mode for the slot.
1034          *      also called when slot is created with log dirty disabled.
1035          *  - flush_log_dirty:
1036          *      called before reporting dirty_bitmap to userspace.
1037          *  - enable_log_dirty_pt_masked:
1038          *      called when reenabling log dirty for the GFNs in the mask after
1039          *      corresponding bits are cleared in slot->dirty_bitmap.
1040          */
1041         void (*slot_enable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1042                                       struct kvm_memory_slot *slot);
1043         void (*slot_disable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1044                                        struct kvm_memory_slot *slot);
1045         void (*flush_log_dirty)(struct kvm *kvm);
1046         void (*enable_log_dirty_pt_masked)(struct kvm *kvm,
1047                                            struct kvm_memory_slot *slot,
1048                                            gfn_t offset, unsigned long mask);
1049         int (*write_log_dirty)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1050
1051         /* pmu operations of sub-arch */
1052         const struct kvm_pmu_ops *pmu_ops;
1053
1054         /*
1055          * Architecture specific hooks for vCPU blocking due to
1056          * HLT instruction.
1057          * Returns for .pre_block():
1058          *    - 0 means continue to block the vCPU.
1059          *    - 1 means we cannot block the vCPU since some event
1060          *        happens during this period, such as, 'ON' bit in
1061          *        posted-interrupts descriptor is set.
1062          */
1063         int (*pre_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1064         void (*post_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1065
1066         void (*vcpu_blocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1067         void (*vcpu_unblocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1068
1069         int (*update_pi_irte)(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1070                               uint32_t guest_irq, bool set);
1071         void (*apicv_post_state_restore)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1072
1073         int (*set_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_deadline_tsc);
1074         void (*cancel_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1075
1076         void (*setup_mce)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1077
1078         int (*smi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1079         int (*pre_enter_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, char *smstate);
1080         int (*pre_leave_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 smbase);
1081         int (*enable_smi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1082 };
1083
1084 struct kvm_arch_async_pf {
1085         u32 token;
1086         gfn_t gfn;
1087         unsigned long cr3;
1088         bool direct_map;
1089 };
1090
1091 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
1092
1093 int kvm_mmu_module_init(void);
1094 void kvm_mmu_module_exit(void);
1095
1096 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1097 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
1098 void kvm_mmu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
1099 void kvm_mmu_init_vm(struct kvm *kvm);
1100 void kvm_mmu_uninit_vm(struct kvm *kvm);
1101 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
1102                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask, u64 p_mask,
1103                 u64 acc_track_mask, u64 me_mask);
1104
1105 void kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
1106 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1107                                       struct kvm_memory_slot *memslot);
1108 void kvm_mmu_zap_collapsible_sptes(struct kvm *kvm,
1109                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1110 void kvm_mmu_slot_leaf_clear_dirty(struct kvm *kvm,
1111                                    struct kvm_memory_slot *memslot);
1112 void kvm_mmu_slot_largepage_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1113                                         struct kvm_memory_slot *memslot);
1114 void kvm_mmu_slot_set_dirty(struct kvm *kvm,
1115                             struct kvm_memory_slot *memslot);
1116 void kvm_mmu_clear_dirty_pt_masked(struct kvm *kvm,
1117                                    struct kvm_memory_slot *slot,
1118                                    gfn_t gfn_offset, unsigned long mask);
1119 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
1120 void kvm_mmu_invalidate_mmio_sptes(struct kvm *kvm, struct kvm_memslots *slots);
1121 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
1122 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
1123
1124 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
1125 bool pdptrs_changed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1126
1127 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
1128                           const void *val, int bytes);
1129
1130 struct kvm_irq_mask_notifier {
1131         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
1132         int irq;
1133         struct hlist_node link;
1134 };
1135
1136 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1137                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1138 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1139                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1140 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
1141                              bool mask);
1142
1143 extern bool tdp_enabled;
1144
1145 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
1146
1147 /* control of guest tsc rate supported? */
1148 extern bool kvm_has_tsc_control;
1149 /* maximum supported tsc_khz for guests */
1150 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
1151 /* number of bits of the fractional part of the TSC scaling ratio */
1152 extern u8   kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits;
1153 /* maximum allowed value of TSC scaling ratio */
1154 extern u64  kvm_max_tsc_scaling_ratio;
1155 /* 1ull << kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits */
1156 extern u64  kvm_default_tsc_scaling_ratio;
1157
1158 extern u64 kvm_mce_cap_supported;
1159
1160 enum emulation_result {
1161         EMULATE_DONE,         /* no further processing */
1162         EMULATE_USER_EXIT,    /* kvm_run ready for userspace exit */
1163         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
1164 };
1165
1166 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
1167 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
1168 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
1169 #define EMULTYPE_RETRY              (1 << 3)
1170 #define EMULTYPE_NO_REEXECUTE       (1 << 4)
1171 int x86_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr2,
1172                             int emulation_type, void *insn, int insn_len);
1173
1174 static inline int emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu,
1175                         int emulation_type)
1176 {
1177         return x86_emulate_instruction(vcpu, 0,
1178                         emulation_type | EMULTYPE_NO_REEXECUTE, NULL, 0);
1179 }
1180
1181 void kvm_enable_efer_bits(u64);
1182 bool kvm_valid_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1183 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1184 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1185
1186 struct x86_emulate_ctxt;
1187
1188 int kvm_fast_pio_out(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port);
1189 int kvm_fast_pio_in(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port);
1190 int kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1191 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1192 int kvm_vcpu_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1193 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1194
1195 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
1196 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
1197 void kvm_vcpu_deliver_sipi_vector(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1198
1199 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
1200                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
1201
1202 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1203 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1204 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1205 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
1206 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
1207 int kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
1208 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
1209 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
1210 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1211 int kvm_set_xcr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 xcr);
1212
1213 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1214 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1215
1216 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
1217 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1218 bool kvm_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
1219
1220 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1221 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1222 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1223 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1224 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
1225 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1226                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
1227                             u32 access);
1228 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
1229 bool kvm_require_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr);
1230
1231 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
1232                                        int irq_source_id, int level)
1233 {
1234         /* Logical OR for level trig interrupt */
1235         if (level)
1236                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
1237         else
1238                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
1239
1240         return !!(*irq_state);
1241 }
1242
1243 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
1244 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
1245
1246 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1247
1248 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
1249 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1250 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
1251 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
1252 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
1253 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
1254 gpa_t translate_nested_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1255                            struct x86_exception *exception);
1256 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1257                               struct x86_exception *exception);
1258 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1259                                struct x86_exception *exception);
1260 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1261                                struct x86_exception *exception);
1262 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1263                                 struct x86_exception *exception);
1264
1265 void kvm_vcpu_deactivate_apicv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1266
1267 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
1268
1269 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u64 error_code,
1270                        void *insn, int insn_len);
1271 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1272 void kvm_mmu_new_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu);
1273
1274 void kvm_enable_tdp(void);
1275 void kvm_disable_tdp(void);
1276
1277 static inline gpa_t translate_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1278                                   struct x86_exception *exception)
1279 {
1280         return gpa;
1281 }
1282
1283 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
1284 {
1285         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
1286
1287         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
1288 }
1289
1290 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
1291 {
1292         u16 ldt;
1293         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
1294         return ldt;
1295 }
1296
1297 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
1298 {
1299         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
1300 }
1301
1302 #ifdef CONFIG_X86_64
1303 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
1304 {
1305         u64 value;
1306
1307         rdmsrl(msr, value);
1308         return value;
1309 }
1310 #endif
1311
1312 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
1313 {
1314         return 0x600; /* P6 family */
1315 }
1316
1317 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
1318 {
1319         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
1320 }
1321
1322 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
1323 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
1324 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
1325 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
1326 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
1327         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
1328
1329 enum {
1330         TASK_SWITCH_CALL = 0,
1331         TASK_SWITCH_IRET = 1,
1332         TASK_SWITCH_JMP = 2,
1333         TASK_SWITCH_GATE = 3,
1334 };
1335
1336 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
1337 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
1338 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
1339 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
1340 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
1341 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
1342 #define HF_SMM_MASK             (1 << 6)
1343 #define HF_SMM_INSIDE_NMI_MASK  (1 << 7)
1344
1345 #define __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
1346 #define KVM_ADDRESS_SPACE_NUM 2
1347
1348 #define kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu) ((vcpu)->arch.hflags & HF_SMM_MASK ? 1 : 0)
1349 #define kvm_memslots_for_spte_role(kvm, role) __kvm_memslots(kvm, (role).smm)
1350
1351 /*
1352  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
1353  * reboot turns off virtualization while processes are running.
1354  * Trap the fault and ignore the instruction if that happens.
1355  */
1356 asmlinkage void kvm_spurious_fault(void);
1357
1358 #define ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, cleanup_insn)      \
1359         "666: " insn "\n\t" \
1360         "668: \n\t"                           \
1361         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n" \
1362         "667: \n\t" \
1363         cleanup_insn "\n\t"                   \
1364         "cmpb $0, kvm_rebooting \n\t"         \
1365         "jne 668b \n\t"                       \
1366         __ASM_SIZE(push) " $666b \n\t"        \
1367         "call kvm_spurious_fault \n\t"        \
1368         ".popsection \n\t" \
1369         _ASM_EXTABLE(666b, 667b)
1370
1371 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn)              \
1372         ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, "")
1373
1374 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
1375 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1376 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1377 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1378 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1379 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
1380 int kvm_cpu_has_injectable_intr(struct kvm_vcpu *v);
1381 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1382 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1383 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
1384 void kvm_vcpu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1385 void kvm_vcpu_reload_apic_access_page(struct kvm_vcpu *vcpu);
1386
1387 void kvm_define_shared_msr(unsigned index, u32 msr);
1388 int kvm_set_shared_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
1389
1390 u64 kvm_scale_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 tsc);
1391 u64 kvm_read_l1_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
1392
1393 unsigned long kvm_get_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu);
1394 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
1395
1396 void kvm_make_mclock_inprogress_request(struct kvm *kvm);
1397 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
1398
1399 void kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1400                                      struct kvm_async_pf *work);
1401 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1402                                  struct kvm_async_pf *work);
1403 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
1404                                struct kvm_async_pf *work);
1405 bool kvm_arch_can_inject_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
1406 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
1407
1408 int kvm_skip_emulated_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu);
1409 int kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1410
1411 int kvm_is_in_guest(void);
1412
1413 int __x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1414 int x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1415 bool kvm_vcpu_is_reset_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1416 bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1417
1418 bool kvm_intr_is_single_vcpu(struct kvm *kvm, struct kvm_lapic_irq *irq,
1419                              struct kvm_vcpu **dest_vcpu);
1420
1421 void kvm_set_msi_irq(struct kvm *kvm, struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1422                      struct kvm_lapic_irq *irq);
1423
1424 static inline void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1425 {
1426         if (kvm_x86_ops->vcpu_blocking)
1427                 kvm_x86_ops->vcpu_blocking(vcpu);
1428 }
1429
1430 static inline void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1431 {
1432         if (kvm_x86_ops->vcpu_unblocking)
1433                 kvm_x86_ops->vcpu_unblocking(vcpu);
1434 }
1435
1436 static inline void kvm_arch_vcpu_block_finish(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
1437
1438 static inline int kvm_cpu_get_apicid(int mps_cpu)
1439 {
1440 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1441         return default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
1442 #else
1443         WARN_ON_ONCE(1);
1444         return BAD_APICID;
1445 #endif
1446 }
1447
1448 #define put_smstate(type, buf, offset, val)                      \
1449         *(type *)((buf) + (offset) - 0x7e00) = val
1450
1451 void kvm_arch_mmu_notifier_invalidate_range(struct kvm *kvm,
1452                 unsigned long start, unsigned long end);
1453
1454 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */