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         struct fpu guest_fpu;
 540         u64 xcr0;
 541         u64 guest_supported_xcr0;
 542         u32 guest_xstate_size;
 543
 544         struct kvm_pio_request pio;
 545         void *pio_data;
 546
 547         u8 event_exit_inst_len;
 548
 549         struct kvm_queued_exception {
 550                 bool pending;
 551                 bool injected;
 552                 bool has_error_code;
 553                 u8 nr;
 554                 u32 error_code;
 555                 u8 nested_apf;
 556         } exception;
 557
 558         struct kvm_queued_interrupt {
 559                 bool pending;
 560                 bool soft;
 561                 u8 nr;
 562         } interrupt;
 563
 564         int halt_request; /* real mode on Intel only */
 565
 566         int cpuid_nent;
 567         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
 568
 569         int maxphyaddr;
 570
 571         /* emulate context */
 572
 573         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
 574         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
 575         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
 576         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 577
 578         gpa_t time;
 579         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
 580         unsigned int hw_tsc_khz;
 581         struct gfn_to_hva_cache pv_time;
 582         bool pv_time_enabled;
 583         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
 584         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
 585
 586         struct {
 587                 u64 msr_val;
 588                 u64 last_steal;
 589                 struct gfn_to_hva_cache stime;
 590                 struct kvm_steal_time steal;
 591         } st;
 592
 593         u64 tsc_offset;
 594         u64 last_guest_tsc;
 595         u64 last_host_tsc;
 596         u64 tsc_offset_adjustment;
 597         u64 this_tsc_nsec;
 598         u64 this_tsc_write;
 599         u64 this_tsc_generation;
 600         bool tsc_catchup;
 601         bool tsc_always_catchup;
 602         s8 virtual_tsc_shift;
 603         u32 virtual_tsc_mult;
 604         u32 virtual_tsc_khz;
 605         s64 ia32_tsc_adjust_msr;
 606         u64 tsc_scaling_ratio;
 607
 608         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
 609         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
 610         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
 611         bool smi_pending;    /* SMI queued after currently running handler */
 612
 613         struct kvm_mtrr mtrr_state;
 614         u64 pat;
 615
 616         unsigned switch_db_regs;
 617         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
 618         unsigned long dr6;
 619         unsigned long dr7;
 620         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
 621         unsigned long guest_debug_dr7;
 622         u64 msr_platform_info;
 623         u64 msr_misc_features_enables;
 624
 625         u64 mcg_cap;
 626         u64 mcg_status;
 627         u64 mcg_ctl;
 628         u64 mcg_ext_ctl;
 629         u64 *mce_banks;
 630
 631         /* Cache MMIO info */
 632         u64 mmio_gva;
 633         unsigned access;
 634         gfn_t mmio_gfn;
 635         u64 mmio_gen;
 636
 637         struct kvm_pmu pmu;
 638
 639         /* used for guest single stepping over the given code position */
 640         unsigned long singlestep_rip;
 641
 642         struct kvm_vcpu_hv hyperv;
 643
 644         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
 645
 646         unsigned long last_retry_eip;
 647         unsigned long last_retry_addr;
 648
 649         struct {
 650                 bool halted;
 651                 gfn_t gfns[roundup_pow_of_two(ASYNC_PF_PER_VCPU)];
 652                 struct gfn_to_hva_cache data;
 653                 u64 msr_val;
 654                 u32 id;
 655                 bool send_user_only;
 656                 u32 host_apf_reason;
 657                 unsigned long nested_apf_token;
 658                 bool delivery_as_pf_vmexit;
 659         } apf;
 660
 661         /* OSVW MSRs (AMD only) */
 662         struct {
 663                 u64 length;
 664                 u64 status;
 665         } osvw;
 666
 667         struct {
 668                 u64 msr_val;
 669                 struct gfn_to_hva_cache data;
 670         } pv_eoi;
 671
 672         /*
 673          * Indicate whether the access faults on its page table in guest
 674          * which is set when fix page fault and used to detect unhandeable
 675          * instruction.
 676          */
 677         bool write_fault_to_shadow_pgtable;
 678
 679         /* set at EPT violation at this point */
 680         unsigned long exit_qualification;
 681
 682         /* pv related host specific info */
 683         struct {
 684                 bool pv_unhalted;
 685         } pv;
 686
 687         int pending_ioapic_eoi;
 688         int pending_external_vector;
 689
 690         /* GPA available */
 691         bool gpa_available;
 692         gpa_t gpa_val;
 693
 694         /* be preempted when it's in kernel-mode(cpl=0) */
 695         bool preempted_in_kernel;
 696 };
 697
 698 struct kvm_lpage_info {
 699         int disallow_lpage;
 700 };
 701
 702 struct kvm_arch_memory_slot {
 703         struct kvm_rmap_head *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
 704         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
 705         unsigned short *gfn_track[KVM_PAGE_TRACK_MAX];
 706 };
 707
 708 /*
 709  * We use as the mode the number of bits allocated in the LDR for the
 710  * logical processor ID.  It happens that these are all powers of two.
 711  * This makes it is very easy to detect cases where the APICs are
 712  * configured for multiple modes; in that case, we cannot use the map and
 713  * hence cannot use kvm_irq_delivery_to_apic_fast either.
 714  */
 715 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_CLUSTER          4
 716 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_FLAT             8
 717 #define KVM_APIC_MODE_X2APIC                16
 718
 719 struct kvm_apic_map {
 720         struct rcu_head rcu;
 721         u8 mode;
 722         u32 max_apic_id;
 723         union {
 724                 struct kvm_lapic *xapic_flat_map[8];
 725                 struct kvm_lapic *xapic_cluster_map[16][4];
 726         };
 727         struct kvm_lapic *phys_map[];
 728 };
 729
 730 /* Hyper-V emulation context */
 731 struct kvm_hv {
 732         struct mutex hv_lock;
 733         u64 hv_guest_os_id;
 734         u64 hv_hypercall;
 735         u64 hv_tsc_page;
 736
 737         /* Hyper-v based guest crash (NT kernel bugcheck) parameters */
 738         u64 hv_crash_param[HV_X64_MSR_CRASH_PARAMS];
 739         u64 hv_crash_ctl;
 740
 741         HV_REFERENCE_TSC_PAGE tsc_ref;
 742 };
 743
 744 enum kvm_irqchip_mode {
 745         KVM_IRQCHIP_NONE,
 746         KVM_IRQCHIP_KERNEL,       /* created with KVM_CREATE_IRQCHIP */
 747         KVM_IRQCHIP_SPLIT,        /* created with KVM_CAP_SPLIT_IRQCHIP */
 748 };
 749
 750 struct kvm_arch {
 751         unsigned int n_used_mmu_pages;
 752         unsigned int n_requested_mmu_pages;
 753         unsigned int n_max_mmu_pages;
 754         unsigned int indirect_shadow_pages;
 755         unsigned long mmu_valid_gen;
 756         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
 757         /*
 758          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
 759          */
 760         struct list_head active_mmu_pages;
 761         struct list_head zapped_obsolete_pages;
 762         struct kvm_page_track_notifier_node mmu_sp_tracker;
 763         struct kvm_page_track_notifier_head track_notifier_head;
 764
 765         struct list_head assigned_dev_head;
 766         struct iommu_domain *iommu_domain;
 767         bool iommu_noncoherent;
 768 #define __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
 769         atomic_t noncoherent_dma_count;
 770 #define __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
 771         atomic_t assigned_device_count;
 772         struct kvm_pic *vpic;
 773         struct kvm_ioapic *vioapic;
 774         struct kvm_pit *vpit;
 775         atomic_t vapics_in_nmi_mode;
 776         struct mutex apic_map_lock;
 777         struct kvm_apic_map *apic_map;
 778
 779         unsigned int tss_addr;
 780         bool apic_access_page_done;
 781
 782         gpa_t wall_clock;
 783
 784         bool ept_identity_pagetable_done;
 785         gpa_t ept_identity_map_addr;
 786
 787         unsigned long irq_sources_bitmap;
 788         s64 kvmclock_offset;
 789         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
 790         u64 last_tsc_nsec;
 791         u64 last_tsc_write;
 792         u32 last_tsc_khz;
 793         u64 cur_tsc_nsec;
 794         u64 cur_tsc_write;
 795         u64 cur_tsc_offset;
 796         u64 cur_tsc_generation;
 797         int nr_vcpus_matched_tsc;
 798
 799         spinlock_t pvclock_gtod_sync_lock;
 800         bool use_master_clock;
 801         u64 master_kernel_ns;
 802         u64 master_cycle_now;
 803         struct delayed_work kvmclock_update_work;
 804         struct delayed_work kvmclock_sync_work;
 805
 806         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
 807
 808         /* reads protected by irq_srcu, writes by irq_lock */
 809         struct hlist_head mask_notifier_list;
 810
 811         struct kvm_hv hyperv;
 812
 813         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
 814         int audit_point;
 815         #endif
 816
 817         bool backwards_tsc_observed;
 818         bool boot_vcpu_runs_old_kvmclock;
 819         u32 bsp_vcpu_id;
 820
 821         u64 disabled_quirks;
 822
 823         enum kvm_irqchip_mode irqchip_mode;
 824         u8 nr_reserved_ioapic_pins;
 825
 826         bool disabled_lapic_found;
 827
 828         /* Struct members for AVIC */
 829         u32 avic_vm_id;
 830         u32 ldr_mode;
 831         struct page *avic_logical_id_table_page;
 832         struct page *avic_physical_id_table_page;
 833         struct hlist_node hnode;
 834
 835         bool x2apic_format;
 836         bool x2apic_broadcast_quirk_disabled;
 837 };
 838
 839 struct kvm_vm_stat {
 840         ulong mmu_shadow_zapped;
 841         ulong mmu_pte_write;
 842         ulong mmu_pte_updated;
 843         ulong mmu_pde_zapped;
 844         ulong mmu_flooded;
 845         ulong mmu_recycled;
 846         ulong mmu_cache_miss;
 847         ulong mmu_unsync;
 848         ulong remote_tlb_flush;
 849         ulong lpages;
 850         ulong max_mmu_page_hash_collisions;
 851 };
 852
 853 struct kvm_vcpu_stat {
 854         u64 pf_fixed;
 855         u64 pf_guest;
 856         u64 tlb_flush;
 857         u64 invlpg;
 858
 859         u64 exits;
 860         u64 io_exits;
 861         u64 mmio_exits;
 862         u64 signal_exits;
 863         u64 irq_window_exits;
 864         u64 nmi_window_exits;
 865         u64 halt_exits;
 866         u64 halt_successful_poll;
 867         u64 halt_attempted_poll;
 868         u64 halt_poll_invalid;
 869         u64 halt_wakeup;
 870         u64 request_irq_exits;
 871         u64 irq_exits;
 872         u64 host_state_reload;
 873         u64 efer_reload;
 874         u64 fpu_reload;
 875         u64 insn_emulation;
 876         u64 insn_emulation_fail;
 877         u64 hypercalls;
 878         u64 irq_injections;
 879         u64 nmi_injections;
 880         u64 req_event;
 881 };
 882
 883 struct x86_instruction_info;
 884
 885 struct msr_data {
 886         bool host_initiated;
 887         u32 index;
 888         u64 data;
 889 };
 890
 891 struct kvm_lapic_irq {
 892         u32 vector;
 893         u16 delivery_mode;
 894         u16 dest_mode;
 895         bool level;
 896         u16 trig_mode;
 897         u32 shorthand;
 898         u32 dest_id;
 899         bool msi_redir_hint;
 900 };
 901
 902 struct kvm_x86_ops {
 903         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
 904         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
 905         int (*hardware_enable)(void);
 906         void (*hardware_disable)(void);
 907         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
 908         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
 909         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
 910         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
 911         bool (*cpu_has_high_real_mode_segbase)(void);
 912         void (*cpuid_update)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 913
 914         int (*vm_init)(struct kvm *kvm);
 915         void (*vm_destroy)(struct kvm *kvm);
 916
 917         /* Create, but do not attach this VCPU */
 918         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
 919         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 920         void (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
 921
 922         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 923         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 924         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 925
 926         void (*update_bp_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 927         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
 928         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
 929         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
 930         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 931                             struct kvm_segment *var, int seg);
 932         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 933         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 934                             struct kvm_segment *var, int seg);
 935         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
 936         void (*decache_cr0_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 937         void (*decache_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 938         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 939         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
 940         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 941         int (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
 942         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
 943         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 944         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 945         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 946         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 947         u64 (*get_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 948         void (*set_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
 949         void (*sync_dirty_debug_regs)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 950         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
 951         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
 952         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 953         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
 954
 955         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 956
 957         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 958         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 959         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 960         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
 961         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 962         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 963                                 unsigned char *hypercall_addr);
 964         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 965         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 966         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 967         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 968         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 969         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 970         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 971         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
 972         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 973         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 974         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
 975         bool (*get_enable_apicv)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 976         void (*refresh_apicv_exec_ctrl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 977         void (*hwapic_irr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
 978         void (*hwapic_isr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int isr);
 979         void (*load_eoi_exitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
 980         void (*set_virtual_x2apic_mode)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool set);
 981         void (*set_apic_access_page_addr)(struct kvm_vcpu *vcpu, hpa_t hpa);
 982         void (*deliver_posted_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu, int vector);
 983         int (*sync_pir_to_irr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 984         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
 985         int (*get_tdp_level)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 986         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
 987         int (*get_lpage_level)(void);
 988         bool (*rdtscp_supported)(void);
 989         bool (*invpcid_supported)(void);
 990
 991         void (*set_tdp_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 992
 993         void (*set_supported_cpuid)(u32 func, struct kvm_cpuid_entry2 *entry);
 994
 995         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
 996
 997         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
 998
 999         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2);
1000
1001         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1002                                struct x86_instruction_info *info,
1003                                enum x86_intercept_stage stage);
1004         void (*handle_external_intr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1005         bool (*mpx_supported)(void);
1006         bool (*xsaves_supported)(void);
1007
1008         int (*check_nested_events)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool external_intr);
1009
1010         void (*sched_in)(struct kvm_vcpu *kvm, int cpu);
1011
1012         /*
1013          * Arch-specific dirty logging hooks. These hooks are only supposed to
1014          * be valid if the specific arch has hardware-accelerated dirty logging
1015          * mechanism. Currently only for PML on VMX.
1016          *
1017          *  - slot_enable_log_dirty:
1018          *      called when enabling log dirty mode for the slot.
1019          *  - slot_disable_log_dirty:
1020          *      called when disabling log dirty mode for the slot.
1021          *      also called when slot is created with log dirty disabled.
1022          *  - flush_log_dirty:
1023          *      called before reporting dirty_bitmap to userspace.
1024          *  - enable_log_dirty_pt_masked:
1025          *      called when reenabling log dirty for the GFNs in the mask after
1026          *      corresponding bits are cleared in slot->dirty_bitmap.
1027          */
1028         void (*slot_enable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1029                                       struct kvm_memory_slot *slot);
1030         void (*slot_disable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1031                                        struct kvm_memory_slot *slot);
1032         void (*flush_log_dirty)(struct kvm *kvm);
1033         void (*enable_log_dirty_pt_masked)(struct kvm *kvm,
1034                                            struct kvm_memory_slot *slot,
1035                                            gfn_t offset, unsigned long mask);
1036         int (*write_log_dirty)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1037
1038         /* pmu operations of sub-arch */
1039         const struct kvm_pmu_ops *pmu_ops;
1040
1041         /*
1042          * Architecture specific hooks for vCPU blocking due to
1043          * HLT instruction.
1044          * Returns for .pre_block():
1045          *    - 0 means continue to block the vCPU.
1046          *    - 1 means we cannot block the vCPU since some event
1047          *        happens during this period, such as, 'ON' bit in
1048          *        posted-interrupts descriptor is set.
1049          */
1050         int (*pre_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1051         void (*post_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1052
1053         void (*vcpu_blocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1054         void (*vcpu_unblocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1055
1056         int (*update_pi_irte)(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1057                               uint32_t guest_irq, bool set);
1058         void (*apicv_post_state_restore)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1059
1060         int (*set_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_deadline_tsc);
1061         void (*cancel_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1062
1063         void (*setup_mce)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1064
1065         int (*smi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1066         int (*pre_enter_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, char *smstate);
1067         int (*pre_leave_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 smbase);
1068         int (*enable_smi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1069 };
1070
1071 struct kvm_arch_async_pf {
1072         u32 token;
1073         gfn_t gfn;
1074         unsigned long cr3;
1075         bool direct_map;
1076 };
1077
1078 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
1079
1080 int kvm_mmu_module_init(void);
1081 void kvm_mmu_module_exit(void);
1082
1083 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1084 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
1085 void kvm_mmu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
1086 void kvm_mmu_init_vm(struct kvm *kvm);
1087 void kvm_mmu_uninit_vm(struct kvm *kvm);
1088 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
1089                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask, u64 p_mask,
1090                 u64 acc_track_mask, u64 me_mask);
1091
1092 void kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
1093 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1094                                       struct kvm_memory_slot *memslot);
1095 void kvm_mmu_zap_collapsible_sptes(struct kvm *kvm,
1096                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1097 void kvm_mmu_slot_leaf_clear_dirty(struct kvm *kvm,
1098                                    struct kvm_memory_slot *memslot);
1099 void kvm_mmu_slot_largepage_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1100                                         struct kvm_memory_slot *memslot);
1101 void kvm_mmu_slot_set_dirty(struct kvm *kvm,
1102                             struct kvm_memory_slot *memslot);
1103 void kvm_mmu_clear_dirty_pt_masked(struct kvm *kvm,
1104                                    struct kvm_memory_slot *slot,
1105                                    gfn_t gfn_offset, unsigned long mask);
1106 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
1107 void kvm_mmu_invalidate_mmio_sptes(struct kvm *kvm, struct kvm_memslots *slots);
1108 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
1109 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
1110
1111 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
1112 bool pdptrs_changed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1113
1114 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
1115                           const void *val, int bytes);
1116
1117 struct kvm_irq_mask_notifier {
1118         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
1119         int irq;
1120         struct hlist_node link;
1121 };
1122
1123 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1124                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1125 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1126                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1127 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
1128                              bool mask);
1129
1130 extern bool tdp_enabled;
1131
1132 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
1133
1134 /* control of guest tsc rate supported? */
1135 extern bool kvm_has_tsc_control;
1136 /* maximum supported tsc_khz for guests */
1137 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
1138 /* number of bits of the fractional part of the TSC scaling ratio */
1139 extern u8   kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits;
1140 /* maximum allowed value of TSC scaling ratio */
1141 extern u64  kvm_max_tsc_scaling_ratio;
1142 /* 1ull << kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits */
1143 extern u64  kvm_default_tsc_scaling_ratio;
1144
1145 extern u64 kvm_mce_cap_supported;
1146
1147 enum emulation_result {
1148         EMULATE_DONE,         /* no further processing */
1149         EMULATE_USER_EXIT,    /* kvm_run ready for userspace exit */
1150         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
1151 };
1152
1153 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
1154 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
1155 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
1156 #define EMULTYPE_RETRY              (1 << 3)
1157 #define EMULTYPE_NO_REEXECUTE       (1 << 4)
1158 int x86_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr2,
1159                             int emulation_type, void *insn, int insn_len);
1160
1161 static inline int emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu,
1162                         int emulation_type)
1163 {
1164         return x86_emulate_instruction(vcpu, 0,
1165                         emulation_type | EMULTYPE_NO_REEXECUTE, NULL, 0);
1166 }
1167
1168 void kvm_enable_efer_bits(u64);
1169 bool kvm_valid_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1170 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1171 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1172
1173 struct x86_emulate_ctxt;
1174
1175 int kvm_fast_pio_out(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port);
1176 int kvm_fast_pio_in(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port);
1177 int kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1178 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1179 int kvm_vcpu_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1180 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1181
1182 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
1183 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
1184 void kvm_vcpu_deliver_sipi_vector(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1185
1186 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
1187                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
1188
1189 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1190 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1191 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1192 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
1193 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
1194 int kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
1195 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
1196 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
1197 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1198 int kvm_set_xcr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 xcr);
1199
1200 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1201 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1202
1203 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
1204 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1205 bool kvm_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
1206
1207 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1208 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1209 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1210 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1211 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
1212 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1213                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
1214                             u32 access);
1215 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
1216 bool kvm_require_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr);
1217
1218 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
1219                                        int irq_source_id, int level)
1220 {
1221         /* Logical OR for level trig interrupt */
1222         if (level)
1223                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
1224         else
1225                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
1226
1227         return !!(*irq_state);
1228 }
1229
1230 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
1231 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
1232
1233 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1234
1235 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
1236 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1237 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
1238 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
1239 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
1240 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
1241 gpa_t translate_nested_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1242                            struct x86_exception *exception);
1243 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1244                               struct x86_exception *exception);
1245 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1246                                struct x86_exception *exception);
1247 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1248                                struct x86_exception *exception);
1249 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1250                                 struct x86_exception *exception);
1251
1252 void kvm_vcpu_deactivate_apicv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1253
1254 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
1255
1256 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u64 error_code,
1257                        void *insn, int insn_len);
1258 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1259 void kvm_mmu_new_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu);
1260
1261 void kvm_enable_tdp(void);
1262 void kvm_disable_tdp(void);
1263
1264 static inline gpa_t translate_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1265                                   struct x86_exception *exception)
1266 {
1267         return gpa;
1268 }
1269
1270 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
1271 {
1272         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
1273
1274         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
1275 }
1276
1277 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
1278 {
1279         u16 ldt;
1280         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
1281         return ldt;
1282 }
1283
1284 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
1285 {
1286         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
1287 }
1288
1289 #ifdef CONFIG_X86_64
1290 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
1291 {
1292         u64 value;
1293
1294         rdmsrl(msr, value);
1295         return value;
1296 }
1297 #endif
1298
1299 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
1300 {
1301         return 0x600; /* P6 family */
1302 }
1303
1304 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
1305 {
1306         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
1307 }
1308
1309 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
1310 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
1311 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
1312 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
1313 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
1314         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
1315
1316 enum {
1317         TASK_SWITCH_CALL = 0,
1318         TASK_SWITCH_IRET = 1,
1319         TASK_SWITCH_JMP = 2,
1320         TASK_SWITCH_GATE = 3,
1321 };
1322
1323 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
1324 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
1325 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
1326 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
1327 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
1328 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
1329 #define HF_SMM_MASK             (1 << 6)
1330 #define HF_SMM_INSIDE_NMI_MASK  (1 << 7)
1331
1332 #define __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
1333 #define KVM_ADDRESS_SPACE_NUM 2
1334
1335 #define kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu) ((vcpu)->arch.hflags & HF_SMM_MASK ? 1 : 0)
1336 #define kvm_memslots_for_spte_role(kvm, role) __kvm_memslots(kvm, (role).smm)
1337
1338 /*
1339  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
1340  * reboot turns off virtualization while processes are running.
1341  * Trap the fault and ignore the instruction if that happens.
1342  */
1343 asmlinkage void kvm_spurious_fault(void);
1344
1345 #define ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, cleanup_insn)      \
1346         "666: " insn "\n\t" \
1347         "668: \n\t"                           \
1348         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n" \
1349         "667: \n\t" \
1350         cleanup_insn "\n\t"                   \
1351         "cmpb $0, kvm_rebooting \n\t"         \
1352         "jne 668b \n\t"                       \
1353         __ASM_SIZE(push) " $666b \n\t"        \
1354         "call kvm_spurious_fault \n\t"        \
1355         ".popsection \n\t" \
1356         _ASM_EXTABLE(666b, 667b)
1357
1358 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn)              \
1359         ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, "")
1360
1361 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
1362 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1363 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1364 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1365 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1366 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
1367 int kvm_cpu_has_injectable_intr(struct kvm_vcpu *v);
1368 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1369 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1370 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
1371 void kvm_vcpu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1372 void kvm_vcpu_reload_apic_access_page(struct kvm_vcpu *vcpu);
1373
1374 void kvm_define_shared_msr(unsigned index, u32 msr);
1375 int kvm_set_shared_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
1376
1377 u64 kvm_scale_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 tsc);
1378 u64 kvm_read_l1_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
1379
1380 unsigned long kvm_get_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu);
1381 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
1382
1383 void kvm_make_mclock_inprogress_request(struct kvm *kvm);
1384 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
1385
1386 void kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1387                                      struct kvm_async_pf *work);
1388 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1389                                  struct kvm_async_pf *work);
1390 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
1391                                struct kvm_async_pf *work);
1392 bool kvm_arch_can_inject_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
1393 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
1394
1395 int kvm_skip_emulated_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu);
1396 int kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1397
1398 int kvm_is_in_guest(void);
1399
1400 int __x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1401 int x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1402 bool kvm_vcpu_is_reset_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1403 bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1404
1405 bool kvm_intr_is_single_vcpu(struct kvm *kvm, struct kvm_lapic_irq *irq,
1406                              struct kvm_vcpu **dest_vcpu);
1407
1408 void kvm_set_msi_irq(struct kvm *kvm, struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1409                      struct kvm_lapic_irq *irq);
1410
1411 static inline void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1412 {
1413         if (kvm_x86_ops->vcpu_blocking)
1414                 kvm_x86_ops->vcpu_blocking(vcpu);
1415 }
1416
1417 static inline void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1418 {
1419         if (kvm_x86_ops->vcpu_unblocking)
1420                 kvm_x86_ops->vcpu_unblocking(vcpu);
1421 }
1422
1423 static inline void kvm_arch_vcpu_block_finish(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
1424
1425 static inline int kvm_cpu_get_apicid(int mps_cpu)
1426 {
1427 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1428         return default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
1429 #else
1430         WARN_ON_ONCE(1);
1431         return BAD_APICID;
1432 #endif
1433 }
1434
1435 #define put_smstate(type, buf, offset, val)                      \
1436         *(type *)((buf) + (offset) - 0x7e00) = val
1437
1438 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */