arch/x86/include/asm/kvm_host.h

   1 /*
   2  * Kernel-based Virtual Machine driver for Linux
   3  *
   4  * This header defines architecture specific interfaces, x86 version
   5  *
   6  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
   7  * the COPYING file in the top-level directory.
   8  *
   9  */
  10
  11 #ifndef _ASM_X86_KVM_HOST_H
  12 #define _ASM_X86_KVM_HOST_H
  13
  14 #include <linux/types.h>
  15 #include <linux/mm.h>
  16 #include <linux/mmu_notifier.h>
  17 #include <linux/tracepoint.h>
  18 #include <linux/cpumask.h>
  19 #include <linux/irq_work.h>
  20 #include <linux/irq.h>
  21
  22 #include <linux/kvm.h>
  23 #include <linux/kvm_para.h>
  24 #include <linux/kvm_types.h>
  25 #include <linux/perf_event.h>
  26 #include <linux/pvclock_gtod.h>
  27 #include <linux/clocksource.h>
  28 #include <linux/irqbypass.h>
  29 #include <linux/hyperv.h>
  30
  31 #include <asm/apic.h>
  32 #include <asm/pvclock-abi.h>
  33 #include <asm/desc.h>
  34 #include <asm/mtrr.h>
  35 #include <asm/msr-index.h>
  36 #include <asm/asm.h>
  37 #include <asm/kvm_page_track.h>
  38
  39 #define KVM_MAX_VCPUS 288
  40 #define KVM_SOFT_MAX_VCPUS 240
  41 #define KVM_MAX_VCPU_ID 1023
  42 #define KVM_USER_MEM_SLOTS 509
  43 /* memory slots that are not exposed to userspace */
  44 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 3
  45 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
  46
  47 #define KVM_PIO_PAGE_OFFSET 1
  48 #define KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET 2
  49 #define KVM_HALT_POLL_NS_DEFAULT 400000
  50
  51 #define KVM_IRQCHIP_NUM_PINS  KVM_IOAPIC_NUM_PINS
  52
  53 /* x86-specific vcpu->requests bit members */
  54 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER      8
  55 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS  9
  56 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT      10
  57 #define KVM_REQ_MMU_SYNC          11
  58 #define KVM_REQ_CLOCK_UPDATE      12
  59 #define KVM_REQ_DEACTIVATE_FPU    13
  60 #define KVM_REQ_EVENT             14
  61 #define KVM_REQ_APF_HALT          15
  62 #define KVM_REQ_STEAL_UPDATE      16
  63 #define KVM_REQ_NMI               17
  64 #define KVM_REQ_PMU               18
  65 #define KVM_REQ_PMI               19
  66 #define KVM_REQ_SMI               20
  67 #define KVM_REQ_MASTERCLOCK_UPDATE 21
  68 #define KVM_REQ_MCLOCK_INPROGRESS 22
  69 #define KVM_REQ_SCAN_IOAPIC       23
  70 #define KVM_REQ_GLOBAL_CLOCK_UPDATE 24
  71 #define KVM_REQ_APIC_PAGE_RELOAD  25
  72 #define KVM_REQ_HV_CRASH          26
  73 #define KVM_REQ_IOAPIC_EOI_EXIT   27
  74 #define KVM_REQ_HV_RESET          28
  75 #define KVM_REQ_HV_EXIT           29
  76 #define KVM_REQ_HV_STIMER         30
  77
  78 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
  79         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
  80                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
  81                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
  82
  83 #define CR3_L_MODE_RESERVED_BITS 0xFFFFFF0000000000ULL
  84 #define CR3_PCID_INVD            BIT_64(63)
  85 #define CR4_RESERVED_BITS                                               \
  86         (~(unsigned long)(X86_CR4_VME | X86_CR4_PVI | X86_CR4_TSD | X86_CR4_DE\
  87                           | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_MCE     \
  88                           | X86_CR4_PGE | X86_CR4_PCE | X86_CR4_OSFXSR | X86_CR4_PCIDE \
  89                           | X86_CR4_OSXSAVE | X86_CR4_SMEP | X86_CR4_FSGSBASE \
  90                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_VMXE | X86_CR4_SMAP \
  91                           | X86_CR4_PKE))
  92
  93 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
  94
  95
  96
  97 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
  98 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
  99
 100 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
 101
 102 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
 103 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       3
 104 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
 105 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
 106 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
 107 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
 108 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
 109
 110 static inline gfn_t gfn_to_index(gfn_t gfn, gfn_t base_gfn, int level)
 111 {
 112         /* KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(PT_PAGE_TABLE_LEVEL) must be 0. */
 113         return (gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level)) -
 114                 (base_gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level));
 115 }
 116
 117 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
 118 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64
 119 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 10
 120 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
 121 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
 122 #define KVM_REFILL_PAGES 25
 123 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 80
 124 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
 125 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
 126
 127 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
 128
 129 enum kvm_reg {
 130         VCPU_REGS_RAX = 0,
 131         VCPU_REGS_RCX = 1,
 132         VCPU_REGS_RDX = 2,
 133         VCPU_REGS_RBX = 3,
 134         VCPU_REGS_RSP = 4,
 135         VCPU_REGS_RBP = 5,
 136         VCPU_REGS_RSI = 6,
 137         VCPU_REGS_RDI = 7,
 138 #ifdef CONFIG_X86_64
 139         VCPU_REGS_R8 = 8,
 140         VCPU_REGS_R9 = 9,
 141         VCPU_REGS_R10 = 10,
 142         VCPU_REGS_R11 = 11,
 143         VCPU_REGS_R12 = 12,
 144         VCPU_REGS_R13 = 13,
 145         VCPU_REGS_R14 = 14,
 146         VCPU_REGS_R15 = 15,
 147 #endif
 148         VCPU_REGS_RIP,
 149         NR_VCPU_REGS
 150 };
 151
 152 enum kvm_reg_ex {
 153         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
 154         VCPU_EXREG_CR3,
 155         VCPU_EXREG_RFLAGS,
 156         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
 157 };
 158
 159 enum {
 160         VCPU_SREG_ES,
 161         VCPU_SREG_CS,
 162         VCPU_SREG_SS,
 163         VCPU_SREG_DS,
 164         VCPU_SREG_FS,
 165         VCPU_SREG_GS,
 166         VCPU_SREG_TR,
 167         VCPU_SREG_LDTR,
 168 };
 169
 170 #include <asm/kvm_emulate.h>
 171
 172 #define KVM_NR_MEM_OBJS 40
 173
 174 #define KVM_NR_DB_REGS  4
 175
 176 #define DR6_BD          (1 << 13)
 177 #define DR6_BS          (1 << 14)
 178 #define DR6_RTM         (1 << 16)
 179 #define DR6_FIXED_1     0xfffe0ff0
 180 #define DR6_INIT        0xffff0ff0
 181 #define DR6_VOLATILE    0x0001e00f
 182
 183 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
 184 #define DR7_GE          (1 << 9)
 185 #define DR7_GD          (1 << 13)
 186 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
 187 #define DR7_VOLATILE    0xffff2bff
 188
 189 #define PFERR_PRESENT_BIT 0
 190 #define PFERR_WRITE_BIT 1
 191 #define PFERR_USER_BIT 2
 192 #define PFERR_RSVD_BIT 3
 193 #define PFERR_FETCH_BIT 4
 194 #define PFERR_PK_BIT 5
 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
 203 /* apic attention bits */
 204 #define KVM_APIC_CHECK_VAPIC    0
 205 /*
 206  * The following bit is set with PV-EOI, unset on EOI.
 207  * We detect PV-EOI changes by guest by comparing
 208  * this bit with PV-EOI in guest memory.
 209  * See the implementation in apic_update_pv_eoi.
 210  */
 211 #define KVM_APIC_PV_EOI_PENDING 1
 212
 213 struct kvm_kernel_irq_routing_entry;
 214
 215 /*
 216  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
 217  * enough memory for a single page fault in a cache.
 218  */
 219 struct kvm_mmu_memory_cache {
 220         int nobjs;
 221         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
 222 };
 223
 224 /*
 225  * the pages used as guest page table on soft mmu are tracked by
 226  * kvm_memory_slot.arch.gfn_track which is 16 bits, so the role bits used
 227  * by indirect shadow page can not be more than 15 bits.
 228  *
 229  * Currently, we used 14 bits that are @level, @cr4_pae, @quadrant, @access,
 230  * @nxe, @cr0_wp, @smep_andnot_wp and @smap_andnot_wp.
 231  */
 232 union kvm_mmu_page_role {
 233         unsigned word;
 234         struct {
 235                 unsigned level:4;
 236                 unsigned cr4_pae:1;
 237                 unsigned quadrant:2;
 238                 unsigned direct:1;
 239                 unsigned access:3;
 240                 unsigned invalid:1;
 241                 unsigned nxe:1;
 242                 unsigned cr0_wp:1;
 243                 unsigned smep_andnot_wp:1;
 244                 unsigned smap_andnot_wp:1;
 245                 unsigned :8;
 246
 247                 /*
 248                  * This is left at the top of the word so that
 249                  * kvm_memslots_for_spte_role can extract it with a
 250                  * simple shift.  While there is room, give it a whole
 251                  * byte so it is also faster to load it from memory.
 252                  */
 253                 unsigned smm:8;
 254         };
 255 };
 256
 257 struct kvm_rmap_head {
 258         unsigned long val;
 259 };
 260
 261 struct kvm_mmu_page {
 262         struct list_head link;
 263         struct hlist_node hash_link;
 264         struct list_head lpage_disallowed_link;
 265
 266         /*
 267          * The following two entries are used to key the shadow page in the
 268          * hash table.
 269          */
 270         gfn_t gfn;
 271         union kvm_mmu_page_role role;
 272
 273         u64 *spt;
 274         /* hold the gfn of each spte inside spt */
 275         gfn_t *gfns;
 276         bool unsync;
 277         bool lpage_disallowed; /* Can't be replaced by an equiv large page */
 278         int root_count;          /* Currently serving as active root */
 279         unsigned int unsync_children;
 280         struct kvm_rmap_head parent_ptes; /* rmap pointers to parent sptes */
 281
 282         /* The page is obsolete if mmu_valid_gen != kvm->arch.mmu_valid_gen.  */
 283         unsigned long mmu_valid_gen;
 284
 285         DECLARE_BITMAP(unsync_child_bitmap, 512);
 286
 287 #ifdef CONFIG_X86_32
 288         /*
 289          * Used out of the mmu-lock to avoid reading spte values while an
 290          * update is in progress; see the comments in __get_spte_lockless().
 291          */
 292         int clear_spte_count;
 293 #endif
 294
 295         /* Number of writes since the last time traversal visited this page.  */
 296         atomic_t write_flooding_count;
 297 };
 298
 299 struct kvm_pio_request {
 300         unsigned long count;
 301         int in;
 302         int port;
 303         int size;
 304 };
 305
 306 struct rsvd_bits_validate {
 307         u64 rsvd_bits_mask[2][4];
 308         u64 bad_mt_xwr;
 309 };
 310
 311 /*
 312  * x86 supports 3 paging modes (4-level 64-bit, 3-level 64-bit, and 2-level
 313  * 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the current mmu
 314  * mode.
 315  */
 316 struct kvm_mmu {
 317         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long root);
 318         unsigned long (*get_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 319         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
 320         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err,
 321                           bool prefault);
 322         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 323                                   struct x86_exception *fault);
 324         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 access,
 325                             struct x86_exception *exception);
 326         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
 327                                struct x86_exception *exception);
 328         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 329                          struct kvm_mmu_page *sp);
 330         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
 331         void (*update_pte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
 332                            u64 *spte, const void *pte);
 333         hpa_t root_hpa;
 334         int root_level;
 335         int shadow_root_level;
 336         union kvm_mmu_page_role base_role;
 337         bool direct_map;
 338
 339         /*
 340          * Bitmap; bit set = permission fault
 341          * Byte index: page fault error code [4:1]
 342          * Bit index: pte permissions in ACC_* format
 343          */
 344         u8 permissions[16];
 345
 346         /*
 347         * The pkru_mask indicates if protection key checks are needed.  It
 348         * consists of 16 domains indexed by page fault error code bits [4:1],
 349         * with PFEC.RSVD replaced by ACC_USER_MASK from the page tables.
 350         * Each domain has 2 bits which are ANDed with AD and WD from PKRU.
 351         */
 352         u32 pkru_mask;
 353
 354         u64 *pae_root;
 355         u64 *lm_root;
 356
 357         /*
 358          * check zero bits on shadow page table entries, these
 359          * bits include not only hardware reserved bits but also
 360          * the bits spte never used.
 361          */
 362         struct rsvd_bits_validate shadow_zero_check;
 363
 364         struct rsvd_bits_validate guest_rsvd_check;
 365
 366         /* Can have large pages at levels 2..last_nonleaf_level-1. */
 367         u8 last_nonleaf_level;
 368
 369         bool nx;
 370
 371         u64 pdptrs[4]; /* pae */
 372 };
 373
 374 enum pmc_type {
 375         KVM_PMC_GP = 0,
 376         KVM_PMC_FIXED,
 377 };
 378
 379 struct kvm_pmc {
 380         enum pmc_type type;
 381         u8 idx;
 382         u64 counter;
 383         u64 eventsel;
 384         struct perf_event *perf_event;
 385         struct kvm_vcpu *vcpu;
 386 };
 387
 388 struct kvm_pmu {
 389         unsigned nr_arch_gp_counters;
 390         unsigned nr_arch_fixed_counters;
 391         unsigned available_event_types;
 392         u64 fixed_ctr_ctrl;
 393         u64 global_ctrl;
 394         u64 global_status;
 395         u64 global_ovf_ctrl;
 396         u64 counter_bitmask[2];
 397         u64 global_ctrl_mask;
 398         u64 reserved_bits;
 399         u8 version;
 400         struct kvm_pmc gp_counters[INTEL_PMC_MAX_GENERIC];
 401         struct kvm_pmc fixed_counters[INTEL_PMC_MAX_FIXED];
 402         struct irq_work irq_work;
 403         u64 reprogram_pmi;
 404 };
 405
 406 struct kvm_pmu_ops;
 407
 408 enum {
 409         KVM_DEBUGREG_BP_ENABLED = 1,
 410         KVM_DEBUGREG_WONT_EXIT = 2,
 411         KVM_DEBUGREG_RELOAD = 4,
 412 };
 413
 414 struct kvm_mtrr_range {
 415         u64 base;
 416         u64 mask;
 417         struct list_head node;
 418 };
 419
 420 struct kvm_mtrr {
 421         struct kvm_mtrr_range var_ranges[KVM_NR_VAR_MTRR];
 422         mtrr_type fixed_ranges[KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION];
 423         u64 deftype;
 424
 425         struct list_head head;
 426 };
 427
 428 /* Hyper-V SynIC timer */
 429 struct kvm_vcpu_hv_stimer {
 430         struct hrtimer timer;
 431         int index;
 432         u64 config;
 433         u64 count;
 434         u64 exp_time;
 435         struct hv_message msg;
 436         bool msg_pending;
 437 };
 438
 439 /* Hyper-V synthetic interrupt controller (SynIC)*/
 440 struct kvm_vcpu_hv_synic {
 441         u64 version;
 442         u64 control;
 443         u64 msg_page;
 444         u64 evt_page;
 445         atomic64_t sint[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
 446         atomic_t sint_to_gsi[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
 447         DECLARE_BITMAP(auto_eoi_bitmap, 256);
 448         DECLARE_BITMAP(vec_bitmap, 256);
 449         bool active;
 450 };
 451
 452 /* Hyper-V per vcpu emulation context */
 453 struct kvm_vcpu_hv {
 454         u64 hv_vapic;
 455         s64 runtime_offset;
 456         struct kvm_vcpu_hv_synic synic;
 457         struct kvm_hyperv_exit exit;
 458         struct kvm_vcpu_hv_stimer stimer[HV_SYNIC_STIMER_COUNT];
 459         DECLARE_BITMAP(stimer_pending_bitmap, HV_SYNIC_STIMER_COUNT);
 460 };
 461
 462 struct kvm_vcpu_arch {
 463         /*
 464          * rip and regs accesses must go through
 465          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
 466          */
 467         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
 468         u32 regs_avail;
 469         u32 regs_dirty;
 470
 471         unsigned long cr0;
 472         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
 473         unsigned long cr2;
 474         unsigned long cr3;
 475         unsigned long cr4;
 476         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
 477         unsigned long cr8;
 478         u32 hflags;
 479         u64 efer;
 480         u64 apic_base;
 481         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
 482         bool apicv_active;
 483         DECLARE_BITMAP(ioapic_handled_vectors, 256);
 484         unsigned long apic_attention;
 485         int32_t apic_arb_prio;
 486         int mp_state;
 487         u64 ia32_misc_enable_msr;
 488         u64 smbase;
 489         bool tpr_access_reporting;
 490         u64 ia32_xss;
 491         u64 microcode_version;
 492         u64 arch_capabilities;
 493
 494         /*
 495          * Paging state of the vcpu
 496          *
 497          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
 498          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
 499          * handle faults.
 500          */
 501         struct kvm_mmu mmu;
 502
 503         /*
 504          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
 505          *
 506          * This context will save all necessary information to walk page tables
 507          * of the an L2 guest. This context is only initialized for page table
 508          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
 509          * the host.
 510          */
 511         struct kvm_mmu nested_mmu;
 512
 513         /*
 514          * Pointer to the mmu context currently used for
 515          * gva_to_gpa translations.
 516          */
 517         struct kvm_mmu *walk_mmu;
 518
 519         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
 520         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
 521         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
 522
 523         struct fpu guest_fpu;
 524         u64 xcr0;
 525         u64 guest_supported_xcr0;
 526         u32 guest_xstate_size;
 527
 528         struct kvm_pio_request pio;
 529         void *pio_data;
 530
 531         u8 event_exit_inst_len;
 532
 533         struct kvm_queued_exception {
 534                 bool pending;
 535                 bool has_error_code;
 536                 bool reinject;
 537                 u8 nr;
 538                 u32 error_code;
 539         } exception;
 540
 541         struct kvm_queued_interrupt {
 542                 bool pending;
 543                 bool soft;
 544                 u8 nr;
 545         } interrupt;
 546
 547         int halt_request; /* real mode on Intel only */
 548
 549         int cpuid_nent;
 550         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
 551
 552         int maxphyaddr;
 553
 554         /* emulate context */
 555
 556         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
 557         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
 558         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
 559         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 560
 561         gpa_t time;
 562         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
 563         unsigned int hw_tsc_khz;
 564         struct gfn_to_hva_cache pv_time;
 565         bool pv_time_enabled;
 566         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
 567         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
 568
 569         struct {
 570                 u64 msr_val;
 571                 u64 last_steal;
 572                 struct gfn_to_hva_cache stime;
 573                 struct kvm_steal_time steal;
 574         } st;
 575
 576         u64 tsc_offset;
 577         u64 last_guest_tsc;
 578         u64 last_host_tsc;
 579         u64 tsc_offset_adjustment;
 580         u64 this_tsc_nsec;
 581         u64 this_tsc_write;
 582         u64 this_tsc_generation;
 583         bool tsc_catchup;
 584         bool tsc_always_catchup;
 585         s8 virtual_tsc_shift;
 586         u32 virtual_tsc_mult;
 587         u32 virtual_tsc_khz;
 588         s64 ia32_tsc_adjust_msr;
 589         u64 tsc_scaling_ratio;
 590
 591         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
 592         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
 593         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
 594         bool smi_pending;    /* SMI queued after currently running handler */
 595
 596         struct kvm_mtrr mtrr_state;
 597         u64 pat;
 598
 599         unsigned switch_db_regs;
 600         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
 601         unsigned long dr6;
 602         unsigned long dr7;
 603         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
 604         unsigned long guest_debug_dr7;
 605
 606         u64 mcg_cap;
 607         u64 mcg_status;
 608         u64 mcg_ctl;
 609         u64 mcg_ext_ctl;
 610         u64 *mce_banks;
 611
 612         /* Cache MMIO info */
 613         u64 mmio_gva;
 614         unsigned access;
 615         gfn_t mmio_gfn;
 616         u64 mmio_gen;
 617
 618         struct kvm_pmu pmu;
 619
 620         /* used for guest single stepping over the given code position */
 621         unsigned long singlestep_rip;
 622
 623         struct kvm_vcpu_hv hyperv;
 624
 625         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
 626
 627         unsigned long last_retry_eip;
 628         unsigned long last_retry_addr;
 629
 630         struct {
 631                 bool halted;
 632                 gfn_t gfns[roundup_pow_of_two(ASYNC_PF_PER_VCPU)];
 633                 struct gfn_to_hva_cache data;
 634                 u64 msr_val;
 635                 u32 id;
 636                 bool send_user_only;
 637         } apf;
 638
 639         /* OSVW MSRs (AMD only) */
 640         struct {
 641                 u64 length;
 642                 u64 status;
 643         } osvw;
 644
 645         struct {
 646                 u64 msr_val;
 647                 struct gfn_to_hva_cache data;
 648         } pv_eoi;
 649
 650         /*
 651          * Indicate whether the access faults on its page table in guest
 652          * which is set when fix page fault and used to detect unhandeable
 653          * instruction.
 654          */
 655         bool write_fault_to_shadow_pgtable;
 656
 657         /* set at EPT violation at this point */
 658         unsigned long exit_qualification;
 659
 660         /* pv related host specific info */
 661         struct {
 662                 bool pv_unhalted;
 663         } pv;
 664
 665         int pending_ioapic_eoi;
 666         int pending_external_vector;
 667
 668         /* Flush the L1 Data cache for L1TF mitigation on VMENTER */
 669         bool l1tf_flush_l1d;
 670 };
 671
 672 struct kvm_lpage_info {
 673         int disallow_lpage;
 674 };
 675
 676 struct kvm_arch_memory_slot {
 677         struct kvm_rmap_head *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
 678         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
 679         unsigned short *gfn_track[KVM_PAGE_TRACK_MAX];
 680 };
 681
 682 /*
 683  * We use as the mode the number of bits allocated in the LDR for the
 684  * logical processor ID.  It happens that these are all powers of two.
 685  * This makes it is very easy to detect cases where the APICs are
 686  * configured for multiple modes; in that case, we cannot use the map and
 687  * hence cannot use kvm_irq_delivery_to_apic_fast either.
 688  */
 689 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_CLUSTER          4
 690 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_FLAT             8
 691 #define KVM_APIC_MODE_X2APIC                16
 692
 693 struct kvm_apic_map {
 694         struct rcu_head rcu;
 695         u8 mode;
 696         u32 max_apic_id;
 697         union {
 698                 struct kvm_lapic *xapic_flat_map[8];
 699                 struct kvm_lapic *xapic_cluster_map[16][4];
 700         };
 701         struct kvm_lapic *phys_map[];
 702 };
 703
 704 /* Hyper-V emulation context */
 705 struct kvm_hv {
 706         u64 hv_guest_os_id;
 707         u64 hv_hypercall;
 708         u64 hv_tsc_page;
 709
 710         /* Hyper-v based guest crash (NT kernel bugcheck) parameters */
 711         u64 hv_crash_param[HV_X64_MSR_CRASH_PARAMS];
 712         u64 hv_crash_ctl;
 713
 714         HV_REFERENCE_TSC_PAGE tsc_ref;
 715 };
 716
 717 struct kvm_arch {
 718         unsigned int n_used_mmu_pages;
 719         unsigned int n_requested_mmu_pages;
 720         unsigned int n_max_mmu_pages;
 721         unsigned int indirect_shadow_pages;
 722         unsigned long mmu_valid_gen;
 723         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
 724         /*
 725          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
 726          */
 727         struct list_head active_mmu_pages;
 728         struct list_head zapped_obsolete_pages;
 729         struct list_head lpage_disallowed_mmu_pages;
 730         struct kvm_page_track_notifier_node mmu_sp_tracker;
 731         struct kvm_page_track_notifier_head track_notifier_head;
 732
 733         struct list_head assigned_dev_head;
 734         struct iommu_domain *iommu_domain;
 735         bool iommu_noncoherent;
 736 #define __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
 737         atomic_t noncoherent_dma_count;
 738 #define __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
 739         atomic_t assigned_device_count;
 740         struct kvm_pic *vpic;
 741         struct kvm_ioapic *vioapic;
 742         struct kvm_pit *vpit;
 743         atomic_t vapics_in_nmi_mode;
 744         struct mutex apic_map_lock;
 745         struct kvm_apic_map *apic_map;
 746
 747         unsigned int tss_addr;
 748         bool apic_access_page_done;
 749
 750         gpa_t wall_clock;
 751
 752         bool ept_identity_pagetable_done;
 753         gpa_t ept_identity_map_addr;
 754
 755         unsigned long irq_sources_bitmap;
 756         s64 kvmclock_offset;
 757         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
 758         u64 last_tsc_nsec;
 759         u64 last_tsc_write;
 760         u32 last_tsc_khz;
 761         u64 cur_tsc_nsec;
 762         u64 cur_tsc_write;
 763         u64 cur_tsc_offset;
 764         u64 cur_tsc_generation;
 765         int nr_vcpus_matched_tsc;
 766
 767         spinlock_t pvclock_gtod_sync_lock;
 768         bool use_master_clock;
 769         u64 master_kernel_ns;
 770         cycle_t master_cycle_now;
 771         struct delayed_work kvmclock_update_work;
 772         struct delayed_work kvmclock_sync_work;
 773
 774         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
 775
 776         /* reads protected by irq_srcu, writes by irq_lock */
 777         struct hlist_head mask_notifier_list;
 778
 779         struct kvm_hv hyperv;
 780
 781         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
 782         int audit_point;
 783         #endif
 784
 785         bool boot_vcpu_runs_old_kvmclock;
 786         u32 bsp_vcpu_id;
 787
 788         u64 disabled_quirks;
 789
 790         bool irqchip_split;
 791         u8 nr_reserved_ioapic_pins;
 792
 793         bool disabled_lapic_found;
 794
 795         /* Struct members for AVIC */
 796         u32 avic_vm_id;
 797         u32 ldr_mode;
 798         struct page *avic_logical_id_table_page;
 799         struct page *avic_physical_id_table_page;
 800         struct hlist_node hnode;
 801
 802         bool x2apic_format;
 803         bool x2apic_broadcast_quirk_disabled;
 804
 805         struct task_struct *nx_lpage_recovery_thread;
 806 };
 807
 808 struct kvm_vm_stat {
 809         ulong mmu_shadow_zapped;
 810         ulong mmu_pte_write;
 811         ulong mmu_pte_updated;
 812         ulong mmu_pde_zapped;
 813         ulong mmu_flooded;
 814         ulong mmu_recycled;
 815         ulong mmu_cache_miss;
 816         ulong mmu_unsync;
 817         ulong remote_tlb_flush;
 818         ulong lpages;
 819         ulong nx_lpage_splits;
 820 };
 821
 822 struct kvm_vcpu_stat {
 823         u64 pf_fixed;
 824         u64 pf_guest;
 825         u64 tlb_flush;
 826         u64 invlpg;
 827
 828         u64 exits;
 829         u64 io_exits;
 830         u64 mmio_exits;
 831         u64 signal_exits;
 832         u64 irq_window_exits;
 833         u64 nmi_window_exits;
 834         u64 l1d_flush;
 835         u64 halt_exits;
 836         u64 halt_successful_poll;
 837         u64 halt_attempted_poll;
 838         u64 halt_poll_invalid;
 839         u64 halt_wakeup;
 840         u64 request_irq_exits;
 841         u64 irq_exits;
 842         u64 host_state_reload;
 843         u64 efer_reload;
 844         u64 fpu_reload;
 845         u64 insn_emulation;
 846         u64 insn_emulation_fail;
 847         u64 hypercalls;
 848         u64 irq_injections;
 849         u64 nmi_injections;
 850 };
 851
 852 struct x86_instruction_info;
 853
 854 struct msr_data {
 855         bool host_initiated;
 856         u32 index;
 857         u64 data;
 858 };
 859
 860 struct kvm_lapic_irq {
 861         u32 vector;
 862         u16 delivery_mode;
 863         u16 dest_mode;
 864         bool level;
 865         u16 trig_mode;
 866         u32 shorthand;
 867         u32 dest_id;
 868         bool msi_redir_hint;
 869 };
 870
 871 struct kvm_x86_ops {
 872         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
 873         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
 874         int (*hardware_enable)(void);
 875         void (*hardware_disable)(void);
 876         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
 877         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
 878         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
 879         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
 880         bool (*has_emulated_msr)(int index);
 881         void (*cpuid_update)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 882
 883         int (*vm_init)(struct kvm *kvm);
 884         void (*vm_destroy)(struct kvm *kvm);
 885
 886         /* Create, but do not attach this VCPU */
 887         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
 888         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 889         void (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
 890
 891         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 892         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 893         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 894
 895         void (*update_bp_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 896         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
 897         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
 898         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
 899         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 900                             struct kvm_segment *var, int seg);
 901         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 902         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 903                             struct kvm_segment *var, int seg);
 904         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
 905         void (*decache_cr0_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 906         void (*decache_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 907         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 908         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
 909         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 910         int (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
 911         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
 912         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 913         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 914         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 915         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 916         u64 (*get_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 917         void (*set_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
 918         void (*sync_dirty_debug_regs)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 919         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
 920         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
 921         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 922         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
 923         u32 (*get_pkru)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 924         void (*fpu_activate)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 925         void (*fpu_deactivate)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 926
 927         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 928
 929         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 930         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 931         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 932         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
 933         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 934         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 935                                 unsigned char *hypercall_addr);
 936         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 937         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 938         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr,
 939                                 bool has_error_code, u32 error_code,
 940                                 bool reinject);
 941         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 942         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 943         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 944         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 945         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
 946         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 947         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 948         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
 949         bool (*get_enable_apicv)(void);
 950         void (*refresh_apicv_exec_ctrl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 951         void (*hwapic_irr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
 952         void (*hwapic_isr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int isr);
 953         void (*load_eoi_exitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
 954         void (*set_virtual_x2apic_mode)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool set);
 955         void (*set_apic_access_page_addr)(struct kvm_vcpu *vcpu, hpa_t hpa);
 956         void (*deliver_posted_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu, int vector);
 957         void (*sync_pir_to_irr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 958         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
 959         int (*get_tdp_level)(void);
 960         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
 961         int (*get_lpage_level)(void);
 962         bool (*rdtscp_supported)(void);
 963         bool (*invpcid_supported)(void);
 964
 965         void (*set_tdp_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 966
 967         void (*set_supported_cpuid)(u32 func, struct kvm_cpuid_entry2 *entry);
 968
 969         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
 970
 971         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
 972
 973         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2);
 974
 975         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 976                                struct x86_instruction_info *info,
 977                                enum x86_intercept_stage stage);
 978         void (*handle_external_intr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 979         bool (*mpx_supported)(void);
 980         bool (*xsaves_supported)(void);
 981
 982         int (*check_nested_events)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool external_intr);
 983
 984         void (*sched_in)(struct kvm_vcpu *kvm, int cpu);
 985
 986         /*
 987          * Arch-specific dirty logging hooks. These hooks are only supposed to
 988          * be valid if the specific arch has hardware-accelerated dirty logging
 989          * mechanism. Currently only for PML on VMX.
 990          *
 991          *  - slot_enable_log_dirty:
 992          *      called when enabling log dirty mode for the slot.
 993          *  - slot_disable_log_dirty:
 994          *      called when disabling log dirty mode for the slot.
 995          *      also called when slot is created with log dirty disabled.
 996          *  - flush_log_dirty:
 997          *      called before reporting dirty_bitmap to userspace.
 998          *  - enable_log_dirty_pt_masked:
 999          *      called when reenabling log dirty for the GFNs in the mask after
1000          *      corresponding bits are cleared in slot->dirty_bitmap.
1001          */
1002         void (*slot_enable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1003                                       struct kvm_memory_slot *slot);
1004         void (*slot_disable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1005                                        struct kvm_memory_slot *slot);
1006         void (*flush_log_dirty)(struct kvm *kvm);
1007         void (*enable_log_dirty_pt_masked)(struct kvm *kvm,
1008                                            struct kvm_memory_slot *slot,
1009                                            gfn_t offset, unsigned long mask);
1010         /* pmu operations of sub-arch */
1011         const struct kvm_pmu_ops *pmu_ops;
1012
1013         /*
1014          * Architecture specific hooks for vCPU blocking due to
1015          * HLT instruction.
1016          * Returns for .pre_block():
1017          *    - 0 means continue to block the vCPU.
1018          *    - 1 means we cannot block the vCPU since some event
1019          *        happens during this period, such as, 'ON' bit in
1020          *        posted-interrupts descriptor is set.
1021          */
1022         int (*pre_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1023         void (*post_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1024
1025         void (*vcpu_blocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1026         void (*vcpu_unblocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1027
1028         int (*update_pi_irte)(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1029                               uint32_t guest_irq, bool set);
1030         void (*apicv_post_state_restore)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1031
1032         int (*set_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_deadline_tsc);
1033         void (*cancel_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1034
1035         void (*setup_mce)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1036
1037         int (*get_msr_feature)(struct kvm_msr_entry *entry);
1038 };
1039
1040 struct kvm_arch_async_pf {
1041         u32 token;
1042         gfn_t gfn;
1043         unsigned long cr3;
1044         bool direct_map;
1045 };
1046
1047 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
1048
1049 int kvm_mmu_module_init(void);
1050 void kvm_mmu_module_exit(void);
1051
1052 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1053 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
1054 void kvm_mmu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
1055 void kvm_mmu_init_vm(struct kvm *kvm);
1056 void kvm_mmu_uninit_vm(struct kvm *kvm);
1057 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
1058                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask, u64 p_mask);
1059
1060 void kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
1061 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1062                                       struct kvm_memory_slot *memslot);
1063 void kvm_mmu_zap_collapsible_sptes(struct kvm *kvm,
1064                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1065 void kvm_mmu_slot_leaf_clear_dirty(struct kvm *kvm,
1066                                    struct kvm_memory_slot *memslot);
1067 void kvm_mmu_slot_largepage_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1068                                         struct kvm_memory_slot *memslot);
1069 void kvm_mmu_slot_set_dirty(struct kvm *kvm,
1070                             struct kvm_memory_slot *memslot);
1071 void kvm_mmu_clear_dirty_pt_masked(struct kvm *kvm,
1072                                    struct kvm_memory_slot *slot,
1073                                    gfn_t gfn_offset, unsigned long mask);
1074 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
1075 void kvm_mmu_invalidate_mmio_sptes(struct kvm *kvm, struct kvm_memslots *slots);
1076 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
1077 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
1078
1079 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
1080
1081 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
1082                           const void *val, int bytes);
1083
1084 struct kvm_irq_mask_notifier {
1085         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
1086         int irq;
1087         struct hlist_node link;
1088 };
1089
1090 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1091                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1092 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1093                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1094 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
1095                              bool mask);
1096
1097 extern bool tdp_enabled;
1098
1099 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
1100
1101 /* control of guest tsc rate supported? */
1102 extern bool kvm_has_tsc_control;
1103 /* maximum supported tsc_khz for guests */
1104 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
1105 /* number of bits of the fractional part of the TSC scaling ratio */
1106 extern u8   kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits;
1107 /* maximum allowed value of TSC scaling ratio */
1108 extern u64  kvm_max_tsc_scaling_ratio;
1109 /* 1ull << kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits */
1110 extern u64  kvm_default_tsc_scaling_ratio;
1111
1112 extern u64 kvm_mce_cap_supported;
1113
1114 enum emulation_result {
1115         EMULATE_DONE,         /* no further processing */
1116         EMULATE_USER_EXIT,    /* kvm_run ready for userspace exit */
1117         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
1118 };
1119
1120 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
1121 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
1122 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
1123 #define EMULTYPE_RETRY              (1 << 3)
1124 #define EMULTYPE_NO_REEXECUTE       (1 << 4)
1125 int x86_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr2,
1126                             int emulation_type, void *insn, int insn_len);
1127
1128 static inline int emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu,
1129                         int emulation_type)
1130 {
1131         return x86_emulate_instruction(vcpu, 0,
1132                         emulation_type | EMULTYPE_NO_REEXECUTE, NULL, 0);
1133 }
1134
1135 void kvm_enable_efer_bits(u64);
1136 bool kvm_valid_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1137 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1138 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1139
1140 struct x86_emulate_ctxt;
1141
1142 int kvm_fast_pio_out(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port);
1143 void kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1144 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1145 int kvm_vcpu_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1146 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1147
1148 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
1149 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
1150 void kvm_vcpu_deliver_sipi_vector(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1151
1152 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
1153                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
1154
1155 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1156 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1157 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1158 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
1159 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
1160 int kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
1161 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
1162 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
1163 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1164 int kvm_set_xcr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 xcr);
1165
1166 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1167 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1168
1169 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
1170 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1171 bool kvm_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
1172
1173 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1174 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1175 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1176 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1177 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
1178 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1179                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
1180                             u32 access);
1181 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
1182 bool kvm_require_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr);
1183
1184 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
1185                                        int irq_source_id, int level)
1186 {
1187         /* Logical OR for level trig interrupt */
1188         if (level)
1189                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
1190         else
1191                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
1192
1193         return !!(*irq_state);
1194 }
1195
1196 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
1197 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
1198
1199 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1200
1201 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
1202 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1203 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
1204 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
1205 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
1206 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
1207 gpa_t translate_nested_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1208                            struct x86_exception *exception);
1209 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1210                               struct x86_exception *exception);
1211 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1212                                struct x86_exception *exception);
1213 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1214                                struct x86_exception *exception);
1215 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1216                                 struct x86_exception *exception);
1217
1218 void kvm_vcpu_deactivate_apicv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1219
1220 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
1221
1222 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 error_code,
1223                        void *insn, int insn_len);
1224 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1225 void kvm_mmu_new_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu);
1226
1227 void kvm_enable_tdp(void);
1228 void kvm_disable_tdp(void);
1229
1230 static inline gpa_t translate_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1231                                   struct x86_exception *exception)
1232 {
1233         return gpa;
1234 }
1235
1236 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
1237 {
1238         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
1239
1240         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
1241 }
1242
1243 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
1244 {
1245         u16 ldt;
1246         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
1247         return ldt;
1248 }
1249
1250 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
1251 {
1252         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
1253 }
1254
1255 #ifdef CONFIG_X86_64
1256 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
1257 {
1258         u64 value;
1259
1260         rdmsrl(msr, value);
1261         return value;
1262 }
1263 #endif
1264
1265 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
1266 {
1267         return 0x600; /* P6 family */
1268 }
1269
1270 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
1271 {
1272         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
1273 }
1274
1275 static inline u64 get_canonical(u64 la)
1276 {
1277         return ((int64_t)la << 16) >> 16;
1278 }
1279
1280 static inline bool is_noncanonical_address(u64 la)
1281 {
1282 #ifdef CONFIG_X86_64
1283         return get_canonical(la) != la;
1284 #else
1285         return false;
1286 #endif
1287 }
1288
1289 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
1290 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
1291 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
1292 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
1293 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
1294         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
1295
1296 enum {
1297         TASK_SWITCH_CALL = 0,
1298         TASK_SWITCH_IRET = 1,
1299         TASK_SWITCH_JMP = 2,
1300         TASK_SWITCH_GATE = 3,
1301 };
1302
1303 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
1304 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
1305 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
1306 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
1307 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
1308 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
1309 #define HF_SMM_MASK             (1 << 6)
1310 #define HF_SMM_INSIDE_NMI_MASK  (1 << 7)
1311
1312 #define __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
1313 #define KVM_ADDRESS_SPACE_NUM 2
1314
1315 #define kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu) ((vcpu)->arch.hflags & HF_SMM_MASK ? 1 : 0)
1316 #define kvm_memslots_for_spte_role(kvm, role) __kvm_memslots(kvm, (role).smm)
1317
1318 asmlinkage void __noreturn kvm_spurious_fault(void);
1319
1320 /*
1321  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
1322  * reboot turns off virtualization while processes are running.
1323  * Usually after catching the fault we just panic; during reboot
1324  * instead the instruction is ignored.
1325  */
1326 #define ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, cleanup_insn)              \
1327         "666: \n\t"                                                     \
1328         insn "\n\t"                                                     \
1329         "jmp    668f \n\t"                                              \
1330         "667: \n\t"                                                     \
1331         "call   kvm_spurious_fault \n\t"                                \
1332         "668: \n\t"                                                     \
1333         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n\t"                              \
1334         "700: \n\t"                                                     \
1335         cleanup_insn "\n\t"                                             \
1336         "cmpb   $0, kvm_rebooting\n\t"                                  \
1337         "je     667b \n\t"                                              \
1338         "jmp    668b \n\t"                                              \
1339         ".popsection \n\t"                                              \
1340         _ASM_EXTABLE(666b, 700b)
1341
1342 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn)              \
1343         ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, "")
1344
1345 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
1346 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1347 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1348 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1349 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1350 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
1351 int kvm_cpu_has_injectable_intr(struct kvm_vcpu *v);
1352 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1353 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1354 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
1355 void kvm_vcpu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1356 void kvm_vcpu_reload_apic_access_page(struct kvm_vcpu *vcpu);
1357 void kvm_arch_mmu_notifier_invalidate_page(struct kvm *kvm,
1358                                            unsigned long address);
1359
1360 u64 kvm_get_arch_capabilities(void);
1361 void kvm_define_shared_msr(unsigned index, u32 msr);
1362 int kvm_set_shared_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
1363
1364 u64 kvm_scale_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 tsc);
1365 u64 kvm_read_l1_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
1366
1367 unsigned long kvm_get_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu);
1368 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
1369
1370 void kvm_make_mclock_inprogress_request(struct kvm *kvm);
1371 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
1372
1373 void kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1374                                      struct kvm_async_pf *work);
1375 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1376                                  struct kvm_async_pf *work);
1377 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
1378                                struct kvm_async_pf *work);
1379 bool kvm_arch_can_inject_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
1380 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
1381
1382 void kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1383
1384 int kvm_is_in_guest(void);
1385
1386 int __x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1387 int x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1388 bool kvm_vcpu_is_reset_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1389 bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1390
1391 bool kvm_intr_is_single_vcpu(struct kvm *kvm, struct kvm_lapic_irq *irq,
1392                              struct kvm_vcpu **dest_vcpu);
1393
1394 void kvm_set_msi_irq(struct kvm *kvm, struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1395                      struct kvm_lapic_irq *irq);
1396
1397 static inline void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1398 {
1399         if (kvm_x86_ops->vcpu_blocking)
1400                 kvm_x86_ops->vcpu_blocking(vcpu);
1401 }
1402
1403 static inline void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1404 {
1405         if (kvm_x86_ops->vcpu_unblocking)
1406                 kvm_x86_ops->vcpu_unblocking(vcpu);
1407 }
1408
1409 static inline void kvm_arch_vcpu_block_finish(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
1410
1411 static inline int kvm_cpu_get_apicid(int mps_cpu)
1412 {
1413 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1414         return __default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
1415 #else
1416         WARN_ON_ONCE(1);
1417         return BAD_APICID;
1418 #endif
1419 }
1420
1421 void kvm_arch_mmu_notifier_invalidate_range(struct kvm *kvm,
1422                 unsigned long start, unsigned long end);
1423
1424 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */