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_HALT_POLL_NS_DEFAULT 200000
  48
  49 #define KVM_IRQCHIP_NUM_PINS  KVM_IOAPIC_NUM_PINS
  50
  51 /* x86-specific vcpu->requests bit members */
  52 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER           KVM_ARCH_REQ(0)
  53 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS       KVM_ARCH_REQ(1)
  54 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT            KVM_ARCH_REQ(2)
  55 #define KVM_REQ_MMU_SYNC                KVM_ARCH_REQ(3)
  56 #define KVM_REQ_CLOCK_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(4)
  57 #define KVM_REQ_EVENT                   KVM_ARCH_REQ(6)
  58 #define KVM_REQ_APF_HALT                KVM_ARCH_REQ(7)
  59 #define KVM_REQ_STEAL_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(8)
  60 #define KVM_REQ_NMI                     KVM_ARCH_REQ(9)
  61 #define KVM_REQ_PMU                     KVM_ARCH_REQ(10)
  62 #define KVM_REQ_PMI                     KVM_ARCH_REQ(11)
  63 #define KVM_REQ_SMI                     KVM_ARCH_REQ(12)
  64 #define KVM_REQ_MASTERCLOCK_UPDATE      KVM_ARCH_REQ(13)
  65 #define KVM_REQ_MCLOCK_INPROGRESS \
  66         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(14, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
  67 #define KVM_REQ_SCAN_IOAPIC \
  68         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(15, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
  69 #define KVM_REQ_GLOBAL_CLOCK_UPDATE     KVM_ARCH_REQ(16)
  70 #define KVM_REQ_APIC_PAGE_RELOAD \
  71         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(17, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
  72 #define KVM_REQ_HV_CRASH                KVM_ARCH_REQ(18)
  73 #define KVM_REQ_IOAPIC_EOI_EXIT         KVM_ARCH_REQ(19)
  74 #define KVM_REQ_HV_RESET                KVM_ARCH_REQ(20)
  75 #define KVM_REQ_HV_EXIT                 KVM_ARCH_REQ(21)
  76 #define KVM_REQ_HV_STIMER               KVM_ARCH_REQ(22)
  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_PCID_INVD            BIT_64(63)
  84 #define CR4_RESERVED_BITS                                               \
  85         (~(unsigned long)(X86_CR4_VME | X86_CR4_PVI | X86_CR4_TSD | X86_CR4_DE\
  86                           | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_MCE     \
  87                           | X86_CR4_PGE | X86_CR4_PCE | X86_CR4_OSFXSR | X86_CR4_PCIDE \
  88                           | X86_CR4_OSXSAVE | X86_CR4_SMEP | X86_CR4_FSGSBASE \
  89                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_LA57 | X86_CR4_VMXE \
  90                           | X86_CR4_SMAP | X86_CR4_PKE))
  91
  92 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
  93
  94
  95
  96 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
  97 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
  98
  99 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
 100
 101 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
 102 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       3
 103 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
 104 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
 105 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
 106 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
 107 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
 108
 109 static inline gfn_t gfn_to_index(gfn_t gfn, gfn_t base_gfn, int level)
 110 {
 111         /* KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(PT_PAGE_TABLE_LEVEL) must be 0. */
 112         return (gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level)) -
 113                 (base_gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level));
 114 }
 115
 116 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
 117 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64
 118 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 12
 119 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
 120 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
 121 #define KVM_REFILL_PAGES 25
 122 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 80
 123 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
 124 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
 125
 126 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
 127
 128 enum kvm_reg {
 129         VCPU_REGS_RAX = 0,
 130         VCPU_REGS_RCX = 1,
 131         VCPU_REGS_RDX = 2,
 132         VCPU_REGS_RBX = 3,
 133         VCPU_REGS_RSP = 4,
 134         VCPU_REGS_RBP = 5,
 135         VCPU_REGS_RSI = 6,
 136         VCPU_REGS_RDI = 7,
 137 #ifdef CONFIG_X86_64
 138         VCPU_REGS_R8 = 8,
 139         VCPU_REGS_R9 = 9,
 140         VCPU_REGS_R10 = 10,
 141         VCPU_REGS_R11 = 11,
 142         VCPU_REGS_R12 = 12,
 143         VCPU_REGS_R13 = 13,
 144         VCPU_REGS_R14 = 14,
 145         VCPU_REGS_R15 = 15,
 146 #endif
 147         VCPU_REGS_RIP,
 148         NR_VCPU_REGS
 149 };
 150
 151 enum kvm_reg_ex {
 152         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
 153         VCPU_EXREG_CR3,
 154         VCPU_EXREG_RFLAGS,
 155         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
 156 };
 157
 158 enum {
 159         VCPU_SREG_ES,
 160         VCPU_SREG_CS,
 161         VCPU_SREG_SS,
 162         VCPU_SREG_DS,
 163         VCPU_SREG_FS,
 164         VCPU_SREG_GS,
 165         VCPU_SREG_TR,
 166         VCPU_SREG_LDTR,
 167 };
 168
 169 #include <asm/kvm_emulate.h>
 170
 171 #define KVM_NR_MEM_OBJS 40
 172
 173 #define KVM_NR_DB_REGS  4
 174
 175 #define DR6_BD          (1 << 13)
 176 #define DR6_BS          (1 << 14)
 177 #define DR6_BT          (1 << 15)
 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 #define PFERR_GUEST_FINAL_BIT 32
 196 #define PFERR_GUEST_PAGE_BIT 33
 197
 198 #define PFERR_PRESENT_MASK (1U << PFERR_PRESENT_BIT)
 199 #define PFERR_WRITE_MASK (1U << PFERR_WRITE_BIT)
 200 #define PFERR_USER_MASK (1U << PFERR_USER_BIT)
 201 #define PFERR_RSVD_MASK (1U << PFERR_RSVD_BIT)
 202 #define PFERR_FETCH_MASK (1U << PFERR_FETCH_BIT)
 203 #define PFERR_PK_MASK (1U << PFERR_PK_BIT)
 204 #define PFERR_GUEST_FINAL_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_FINAL_BIT)
 205 #define PFERR_GUEST_PAGE_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_PAGE_BIT)
 206
 207 #define PFERR_NESTED_GUEST_PAGE (PFERR_GUEST_PAGE_MASK |        \
 208                                  PFERR_WRITE_MASK |             \
 209                                  PFERR_PRESENT_MASK)
 210
 211 /*
 212  * The mask used to denote special SPTEs, which can be either MMIO SPTEs or
 213  * Access Tracking SPTEs. We use bit 62 instead of bit 63 to avoid conflicting
 214  * with the SVE bit in EPT PTEs.
 215  */
 216 #define SPTE_SPECIAL_MASK (1ULL << 62)
 217
 218 /* apic attention bits */
 219 #define KVM_APIC_CHECK_VAPIC    0
 220 /*
 221  * The following bit is set with PV-EOI, unset on EOI.
 222  * We detect PV-EOI changes by guest by comparing
 223  * this bit with PV-EOI in guest memory.
 224  * See the implementation in apic_update_pv_eoi.
 225  */
 226 #define KVM_APIC_PV_EOI_PENDING 1
 227
 228 struct kvm_kernel_irq_routing_entry;
 229
 230 /*
 231  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
 232  * enough memory for a single page fault in a cache.
 233  */
 234 struct kvm_mmu_memory_cache {
 235         int nobjs;
 236         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
 237 };
 238
 239 /*
 240  * the pages used as guest page table on soft mmu are tracked by
 241  * kvm_memory_slot.arch.gfn_track which is 16 bits, so the role bits used
 242  * by indirect shadow page can not be more than 15 bits.
 243  *
 244  * Currently, we used 14 bits that are @level, @cr4_pae, @quadrant, @access,
 245  * @nxe, @cr0_wp, @smep_andnot_wp and @smap_andnot_wp.
 246  */
 247 union kvm_mmu_page_role {
 248         unsigned word;
 249         struct {
 250                 unsigned level:4;
 251                 unsigned cr4_pae:1;
 252                 unsigned quadrant:2;
 253                 unsigned direct:1;
 254                 unsigned access:3;
 255                 unsigned invalid:1;
 256                 unsigned nxe:1;
 257                 unsigned cr0_wp:1;
 258                 unsigned smep_andnot_wp:1;
 259                 unsigned smap_andnot_wp:1;
 260                 unsigned ad_disabled:1;
 261                 unsigned :7;
 262
 263                 /*
 264                  * This is left at the top of the word so that
 265                  * kvm_memslots_for_spte_role can extract it with a
 266                  * simple shift.  While there is room, give it a whole
 267                  * byte so it is also faster to load it from memory.
 268                  */
 269                 unsigned smm:8;
 270         };
 271 };
 272
 273 struct kvm_rmap_head {
 274         unsigned long val;
 275 };
 276
 277 struct kvm_mmu_page {
 278         struct list_head link;
 279         struct hlist_node hash_link;
 280         struct list_head lpage_disallowed_link;
 281
 282         /*
 283          * The following two entries are used to key the shadow page in the
 284          * hash table.
 285          */
 286         gfn_t gfn;
 287         union kvm_mmu_page_role role;
 288
 289         u64 *spt;
 290         /* hold the gfn of each spte inside spt */
 291         gfn_t *gfns;
 292         bool unsync;
 293         bool lpage_disallowed; /* Can't be replaced by an equiv large page */
 294         int root_count;          /* Currently serving as active root */
 295         unsigned int unsync_children;
 296         struct kvm_rmap_head parent_ptes; /* rmap pointers to parent sptes */
 297
 298         /* The page is obsolete if mmu_valid_gen != kvm->arch.mmu_valid_gen.  */
 299         unsigned long mmu_valid_gen;
 300
 301         DECLARE_BITMAP(unsync_child_bitmap, 512);
 302
 303 #ifdef CONFIG_X86_32
 304         /*
 305          * Used out of the mmu-lock to avoid reading spte values while an
 306          * update is in progress; see the comments in __get_spte_lockless().
 307          */
 308         int clear_spte_count;
 309 #endif
 310
 311         /* Number of writes since the last time traversal visited this page.  */
 312         atomic_t write_flooding_count;
 313 };
 314
 315 struct kvm_pio_request {
 316         unsigned long count;
 317         int in;
 318         int port;
 319         int size;
 320 };
 321
 322 #define PT64_ROOT_MAX_LEVEL 5
 323
 324 struct rsvd_bits_validate {
 325         u64 rsvd_bits_mask[2][PT64_ROOT_MAX_LEVEL];
 326         u64 bad_mt_xwr;
 327 };
 328
 329 /*
 330  * x86 supports 4 paging modes (5-level 64-bit, 4-level 64-bit, 3-level 32-bit,
 331  * and 2-level 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the
 332  * current mmu mode.
 333  */
 334 struct kvm_mmu {
 335         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long root);
 336         unsigned long (*get_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 337         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
 338         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err,
 339                           bool prefault);
 340         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 341                                   struct x86_exception *fault);
 342         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 access,
 343                             struct x86_exception *exception);
 344         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
 345                                struct x86_exception *exception);
 346         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 347                          struct kvm_mmu_page *sp);
 348         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
 349         void (*update_pte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
 350                            u64 *spte, const void *pte);
 351         hpa_t root_hpa;
 352         union kvm_mmu_page_role base_role;
 353         u8 root_level;
 354         u8 shadow_root_level;
 355         u8 ept_ad;
 356         bool direct_map;
 357
 358         /*
 359          * Bitmap; bit set = permission fault
 360          * Byte index: page fault error code [4:1]
 361          * Bit index: pte permissions in ACC_* format
 362          */
 363         u8 permissions[16];
 364
 365         /*
 366         * The pkru_mask indicates if protection key checks are needed.  It
 367         * consists of 16 domains indexed by page fault error code bits [4:1],
 368         * with PFEC.RSVD replaced by ACC_USER_MASK from the page tables.
 369         * Each domain has 2 bits which are ANDed with AD and WD from PKRU.
 370         */
 371         u32 pkru_mask;
 372
 373         u64 *pae_root;
 374         u64 *lm_root;
 375
 376         /*
 377          * check zero bits on shadow page table entries, these
 378          * bits include not only hardware reserved bits but also
 379          * the bits spte never used.
 380          */
 381         struct rsvd_bits_validate shadow_zero_check;
 382
 383         struct rsvd_bits_validate guest_rsvd_check;
 384
 385         /* Can have large pages at levels 2..last_nonleaf_level-1. */
 386         u8 last_nonleaf_level;
 387
 388         bool nx;
 389
 390         u64 pdptrs[4]; /* pae */
 391 };
 392
 393 enum pmc_type {
 394         KVM_PMC_GP = 0,
 395         KVM_PMC_FIXED,
 396 };
 397
 398 struct kvm_pmc {
 399         enum pmc_type type;
 400         u8 idx;
 401         u64 counter;
 402         u64 eventsel;
 403         struct perf_event *perf_event;
 404         struct kvm_vcpu *vcpu;
 405 };
 406
 407 struct kvm_pmu {
 408         unsigned nr_arch_gp_counters;
 409         unsigned nr_arch_fixed_counters;
 410         unsigned available_event_types;
 411         u64 fixed_ctr_ctrl;
 412         u64 global_ctrl;
 413         u64 global_status;
 414         u64 global_ovf_ctrl;
 415         u64 counter_bitmask[2];
 416         u64 global_ctrl_mask;
 417         u64 reserved_bits;
 418         u8 version;
 419         struct kvm_pmc gp_counters[INTEL_PMC_MAX_GENERIC];
 420         struct kvm_pmc fixed_counters[INTEL_PMC_MAX_FIXED];
 421         struct irq_work irq_work;
 422         u64 reprogram_pmi;
 423 };
 424
 425 struct kvm_pmu_ops;
 426
 427 enum {
 428         KVM_DEBUGREG_BP_ENABLED = 1,
 429         KVM_DEBUGREG_WONT_EXIT = 2,
 430         KVM_DEBUGREG_RELOAD = 4,
 431 };
 432
 433 struct kvm_mtrr_range {
 434         u64 base;
 435         u64 mask;
 436         struct list_head node;
 437 };
 438
 439 struct kvm_mtrr {
 440         struct kvm_mtrr_range var_ranges[KVM_NR_VAR_MTRR];
 441         mtrr_type fixed_ranges[KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION];
 442         u64 deftype;
 443
 444         struct list_head head;
 445 };
 446
 447 /* Hyper-V SynIC timer */
 448 struct kvm_vcpu_hv_stimer {
 449         struct hrtimer timer;
 450         int index;
 451         u64 config;
 452         u64 count;
 453         u64 exp_time;
 454         struct hv_message msg;
 455         bool msg_pending;
 456 };
 457
 458 /* Hyper-V synthetic interrupt controller (SynIC)*/
 459 struct kvm_vcpu_hv_synic {
 460         u64 version;
 461         u64 control;
 462         u64 msg_page;
 463         u64 evt_page;
 464         atomic64_t sint[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
 465         atomic_t sint_to_gsi[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
 466         DECLARE_BITMAP(auto_eoi_bitmap, 256);
 467         DECLARE_BITMAP(vec_bitmap, 256);
 468         bool active;
 469         bool dont_zero_synic_pages;
 470 };
 471
 472 /* Hyper-V per vcpu emulation context */
 473 struct kvm_vcpu_hv {
 474         u32 vp_index;
 475         u64 hv_vapic;
 476         s64 runtime_offset;
 477         struct kvm_vcpu_hv_synic synic;
 478         struct kvm_hyperv_exit exit;
 479         struct kvm_vcpu_hv_stimer stimer[HV_SYNIC_STIMER_COUNT];
 480         DECLARE_BITMAP(stimer_pending_bitmap, HV_SYNIC_STIMER_COUNT);
 481 };
 482
 483 struct kvm_vcpu_arch {
 484         /*
 485          * rip and regs accesses must go through
 486          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
 487          */
 488         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
 489         u32 regs_avail;
 490         u32 regs_dirty;
 491
 492         unsigned long cr0;
 493         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
 494         unsigned long cr2;
 495         unsigned long cr3;
 496         unsigned long cr4;
 497         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
 498         unsigned long cr8;
 499         u32 pkru;
 500         u32 hflags;
 501         u64 efer;
 502         u64 apic_base;
 503         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
 504         bool apicv_active;
 505         DECLARE_BITMAP(ioapic_handled_vectors, 256);
 506         unsigned long apic_attention;
 507         int32_t apic_arb_prio;
 508         int mp_state;
 509         u64 ia32_misc_enable_msr;
 510         u64 smbase;
 511         bool tpr_access_reporting;
 512         u64 ia32_xss;
 513         u64 microcode_version;
 514         u64 arch_capabilities;
 515
 516         /*
 517          * Paging state of the vcpu
 518          *
 519          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
 520          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
 521          * handle faults.
 522          */
 523         struct kvm_mmu mmu;
 524
 525         /*
 526          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
 527          *
 528          * This context will save all necessary information to walk page tables
 529          * of the an L2 guest. This context is only initialized for page table
 530          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
 531          * the host.
 532          */
 533         struct kvm_mmu nested_mmu;
 534
 535         /*
 536          * Pointer to the mmu context currently used for
 537          * gva_to_gpa translations.
 538          */
 539         struct kvm_mmu *walk_mmu;
 540
 541         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
 542         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
 543         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
 544
 545         /*
 546          * QEMU userspace and the guest each have their own FPU state.
 547          * In vcpu_run, we switch between the user and guest FPU contexts.
 548          * While running a VCPU, the VCPU thread will have the guest FPU
 549          * context.
 550          *
 551          * Note that while the PKRU state lives inside the fpu registers,
 552          * it is switched out separately at VMENTER and VMEXIT time. The
 553          * "guest_fpu" state here contains the guest FPU context, with the
 554          * host PRKU bits.
 555          */
 556         struct fpu user_fpu;
 557         struct fpu guest_fpu;
 558
 559         u64 xcr0;
 560         u64 guest_supported_xcr0;
 561         u32 guest_xstate_size;
 562
 563         struct kvm_pio_request pio;
 564         void *pio_data;
 565
 566         u8 event_exit_inst_len;
 567
 568         struct kvm_queued_exception {
 569                 bool pending;
 570                 bool injected;
 571                 bool has_error_code;
 572                 u8 nr;
 573                 u32 error_code;
 574                 u8 nested_apf;
 575         } exception;
 576
 577         struct kvm_queued_interrupt {
 578                 bool pending;
 579                 bool soft;
 580                 u8 nr;
 581         } interrupt;
 582
 583         int halt_request; /* real mode on Intel only */
 584
 585         int cpuid_nent;
 586         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
 587
 588         int maxphyaddr;
 589
 590         /* emulate context */
 591
 592         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
 593         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
 594         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
 595         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 596
 597         gpa_t time;
 598         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
 599         unsigned int hw_tsc_khz;
 600         struct gfn_to_hva_cache pv_time;
 601         bool pv_time_enabled;
 602         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
 603         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
 604
 605         struct {
 606                 u64 msr_val;
 607                 u64 last_steal;
 608                 struct gfn_to_hva_cache stime;
 609                 struct kvm_steal_time steal;
 610         } st;
 611
 612         u64 tsc_offset;
 613         u64 last_guest_tsc;
 614         u64 last_host_tsc;
 615         u64 tsc_offset_adjustment;
 616         u64 this_tsc_nsec;
 617         u64 this_tsc_write;
 618         u64 this_tsc_generation;
 619         bool tsc_catchup;
 620         bool tsc_always_catchup;
 621         s8 virtual_tsc_shift;
 622         u32 virtual_tsc_mult;
 623         u32 virtual_tsc_khz;
 624         s64 ia32_tsc_adjust_msr;
 625         u64 tsc_scaling_ratio;
 626
 627         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
 628         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
 629         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
 630         bool smi_pending;    /* SMI queued after currently running handler */
 631
 632         struct kvm_mtrr mtrr_state;
 633         u64 pat;
 634
 635         unsigned switch_db_regs;
 636         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
 637         unsigned long dr6;
 638         unsigned long dr7;
 639         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
 640         unsigned long guest_debug_dr7;
 641         u64 msr_platform_info;
 642         u64 msr_misc_features_enables;
 643
 644         u64 mcg_cap;
 645         u64 mcg_status;
 646         u64 mcg_ctl;
 647         u64 mcg_ext_ctl;
 648         u64 *mce_banks;
 649
 650         /* Cache MMIO info */
 651         u64 mmio_gva;
 652         unsigned access;
 653         gfn_t mmio_gfn;
 654         u64 mmio_gen;
 655
 656         struct kvm_pmu pmu;
 657
 658         /* used for guest single stepping over the given code position */
 659         unsigned long singlestep_rip;
 660
 661         struct kvm_vcpu_hv hyperv;
 662
 663         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
 664
 665         unsigned long last_retry_eip;
 666         unsigned long last_retry_addr;
 667
 668         struct {
 669                 bool halted;
 670                 gfn_t gfns[roundup_pow_of_two(ASYNC_PF_PER_VCPU)];
 671                 struct gfn_to_hva_cache data;
 672                 u64 msr_val;
 673                 u32 id;
 674                 bool send_user_only;
 675                 u32 host_apf_reason;
 676                 unsigned long nested_apf_token;
 677                 bool delivery_as_pf_vmexit;
 678         } apf;
 679
 680         /* OSVW MSRs (AMD only) */
 681         struct {
 682                 u64 length;
 683                 u64 status;
 684         } osvw;
 685
 686         struct {
 687                 u64 msr_val;
 688                 struct gfn_to_hva_cache data;
 689         } pv_eoi;
 690
 691         /*
 692          * Indicate whether the access faults on its page table in guest
 693          * which is set when fix page fault and used to detect unhandeable
 694          * instruction.
 695          */
 696         bool write_fault_to_shadow_pgtable;
 697
 698         /* set at EPT violation at this point */
 699         unsigned long exit_qualification;
 700
 701         /* pv related host specific info */
 702         struct {
 703                 bool pv_unhalted;
 704         } pv;
 705
 706         int pending_ioapic_eoi;
 707         int pending_external_vector;
 708
 709         /* GPA available */
 710         bool gpa_available;
 711         gpa_t gpa_val;
 712
 713         /* be preempted when it's in kernel-mode(cpl=0) */
 714         bool preempted_in_kernel;
 715
 716         /* Flush the L1 Data cache for L1TF mitigation on VMENTER */
 717         bool l1tf_flush_l1d;
 718 };
 719
 720 struct kvm_lpage_info {
 721         int disallow_lpage;
 722 };
 723
 724 struct kvm_arch_memory_slot {
 725         struct kvm_rmap_head *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
 726         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
 727         unsigned short *gfn_track[KVM_PAGE_TRACK_MAX];
 728 };
 729
 730 /*
 731  * We use as the mode the number of bits allocated in the LDR for the
 732  * logical processor ID.  It happens that these are all powers of two.
 733  * This makes it is very easy to detect cases where the APICs are
 734  * configured for multiple modes; in that case, we cannot use the map and
 735  * hence cannot use kvm_irq_delivery_to_apic_fast either.
 736  */
 737 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_CLUSTER          4
 738 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_FLAT             8
 739 #define KVM_APIC_MODE_X2APIC                16
 740
 741 struct kvm_apic_map {
 742         struct rcu_head rcu;
 743         u8 mode;
 744         u32 max_apic_id;
 745         union {
 746                 struct kvm_lapic *xapic_flat_map[8];
 747                 struct kvm_lapic *xapic_cluster_map[16][4];
 748         };
 749         struct kvm_lapic *phys_map[];
 750 };
 751
 752 /* Hyper-V emulation context */
 753 struct kvm_hv {
 754         struct mutex hv_lock;
 755         u64 hv_guest_os_id;
 756         u64 hv_hypercall;
 757         u64 hv_tsc_page;
 758
 759         /* Hyper-v based guest crash (NT kernel bugcheck) parameters */
 760         u64 hv_crash_param[HV_X64_MSR_CRASH_PARAMS];
 761         u64 hv_crash_ctl;
 762
 763         HV_REFERENCE_TSC_PAGE tsc_ref;
 764 };
 765
 766 enum kvm_irqchip_mode {
 767         KVM_IRQCHIP_NONE,
 768         KVM_IRQCHIP_KERNEL,       /* created with KVM_CREATE_IRQCHIP */
 769         KVM_IRQCHIP_SPLIT,        /* created with KVM_CAP_SPLIT_IRQCHIP */
 770 };
 771
 772 struct kvm_arch {
 773         unsigned int n_used_mmu_pages;
 774         unsigned int n_requested_mmu_pages;
 775         unsigned int n_max_mmu_pages;
 776         unsigned int indirect_shadow_pages;
 777         unsigned long mmu_valid_gen;
 778         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
 779         /*
 780          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
 781          */
 782         struct list_head active_mmu_pages;
 783         struct list_head zapped_obsolete_pages;
 784         struct list_head lpage_disallowed_mmu_pages;
 785         struct kvm_page_track_notifier_node mmu_sp_tracker;
 786         struct kvm_page_track_notifier_head track_notifier_head;
 787
 788         struct list_head assigned_dev_head;
 789         struct iommu_domain *iommu_domain;
 790         bool iommu_noncoherent;
 791 #define __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
 792         atomic_t noncoherent_dma_count;
 793 #define __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
 794         atomic_t assigned_device_count;
 795         struct kvm_pic *vpic;
 796         struct kvm_ioapic *vioapic;
 797         struct kvm_pit *vpit;
 798         atomic_t vapics_in_nmi_mode;
 799         struct mutex apic_map_lock;
 800         struct kvm_apic_map *apic_map;
 801
 802         unsigned int tss_addr;
 803         bool apic_access_page_done;
 804
 805         gpa_t wall_clock;
 806
 807         bool ept_identity_pagetable_done;
 808         gpa_t ept_identity_map_addr;
 809
 810         unsigned long irq_sources_bitmap;
 811         s64 kvmclock_offset;
 812         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
 813         u64 last_tsc_nsec;
 814         u64 last_tsc_write;
 815         u32 last_tsc_khz;
 816         u64 cur_tsc_nsec;
 817         u64 cur_tsc_write;
 818         u64 cur_tsc_offset;
 819         u64 cur_tsc_generation;
 820         int nr_vcpus_matched_tsc;
 821
 822         spinlock_t pvclock_gtod_sync_lock;
 823         bool use_master_clock;
 824         u64 master_kernel_ns;
 825         u64 master_cycle_now;
 826         struct delayed_work kvmclock_update_work;
 827         struct delayed_work kvmclock_sync_work;
 828
 829         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
 830
 831         /* reads protected by irq_srcu, writes by irq_lock */
 832         struct hlist_head mask_notifier_list;
 833
 834         struct kvm_hv hyperv;
 835
 836         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
 837         int audit_point;
 838         #endif
 839
 840         bool backwards_tsc_observed;
 841         bool boot_vcpu_runs_old_kvmclock;
 842         u32 bsp_vcpu_id;
 843
 844         u64 disabled_quirks;
 845
 846         enum kvm_irqchip_mode irqchip_mode;
 847         u8 nr_reserved_ioapic_pins;
 848
 849         bool disabled_lapic_found;
 850
 851         /* Struct members for AVIC */
 852         u32 avic_vm_id;
 853         u32 ldr_mode;
 854         struct page *avic_logical_id_table_page;
 855         struct page *avic_physical_id_table_page;
 856         struct hlist_node hnode;
 857
 858         bool x2apic_format;
 859         bool x2apic_broadcast_quirk_disabled;
 860
 861         struct task_struct *nx_lpage_recovery_thread;
 862 };
 863
 864 struct kvm_vm_stat {
 865         ulong mmu_shadow_zapped;
 866         ulong mmu_pte_write;
 867         ulong mmu_pte_updated;
 868         ulong mmu_pde_zapped;
 869         ulong mmu_flooded;
 870         ulong mmu_recycled;
 871         ulong mmu_cache_miss;
 872         ulong mmu_unsync;
 873         ulong remote_tlb_flush;
 874         ulong lpages;
 875         ulong nx_lpage_splits;
 876         ulong max_mmu_page_hash_collisions;
 877 };
 878
 879 struct kvm_vcpu_stat {
 880         u64 pf_fixed;
 881         u64 pf_guest;
 882         u64 tlb_flush;
 883         u64 invlpg;
 884
 885         u64 exits;
 886         u64 io_exits;
 887         u64 mmio_exits;
 888         u64 signal_exits;
 889         u64 irq_window_exits;
 890         u64 nmi_window_exits;
 891         u64 l1d_flush;
 892         u64 halt_exits;
 893         u64 halt_successful_poll;
 894         u64 halt_attempted_poll;
 895         u64 halt_poll_invalid;
 896         u64 halt_wakeup;
 897         u64 request_irq_exits;
 898         u64 irq_exits;
 899         u64 host_state_reload;
 900         u64 efer_reload;
 901         u64 fpu_reload;
 902         u64 insn_emulation;
 903         u64 insn_emulation_fail;
 904         u64 hypercalls;
 905         u64 irq_injections;
 906         u64 nmi_injections;
 907         u64 req_event;
 908 };
 909
 910 struct x86_instruction_info;
 911
 912 struct msr_data {
 913         bool host_initiated;
 914         u32 index;
 915         u64 data;
 916 };
 917
 918 struct kvm_lapic_irq {
 919         u32 vector;
 920         u16 delivery_mode;
 921         u16 dest_mode;
 922         bool level;
 923         u16 trig_mode;
 924         u32 shorthand;
 925         u32 dest_id;
 926         bool msi_redir_hint;
 927 };
 928
 929 struct kvm_x86_ops {
 930         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
 931         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
 932         int (*hardware_enable)(void);
 933         void (*hardware_disable)(void);
 934         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
 935         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
 936         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
 937         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
 938         bool (*has_emulated_msr)(int index);
 939         void (*cpuid_update)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 940
 941         int (*vm_init)(struct kvm *kvm);
 942         void (*vm_destroy)(struct kvm *kvm);
 943
 944         /* Create, but do not attach this VCPU */
 945         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
 946         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 947         void (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
 948
 949         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 950         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 951         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 952
 953         void (*update_bp_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 954         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
 955         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
 956         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
 957         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 958                             struct kvm_segment *var, int seg);
 959         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 960         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 961                             struct kvm_segment *var, int seg);
 962         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
 963         void (*decache_cr0_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 964         void (*decache_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 965         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 966         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
 967         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 968         int (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
 969         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
 970         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 971         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 972         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 973         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 974         u64 (*get_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 975         void (*set_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
 976         void (*sync_dirty_debug_regs)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 977         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
 978         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
 979         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 980         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
 981
 982         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool invalidate_gpa);
 983
 984         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 985         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 986         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 987         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
 988         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 989         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 990                                 unsigned char *hypercall_addr);
 991         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 992         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 993         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 994         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 995         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 996         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 997         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 998         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
 999         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1000         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1001         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
1002         bool (*get_enable_apicv)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1003         void (*refresh_apicv_exec_ctrl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1004         void (*hwapic_irr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
1005         void (*hwapic_isr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int isr);
1006         void (*load_eoi_exitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
1007         void (*set_virtual_apic_mode)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1008         void (*set_apic_access_page_addr)(struct kvm_vcpu *vcpu, hpa_t hpa);
1009         int (*deliver_posted_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu, int vector);
1010         int (*sync_pir_to_irr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1011         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
1012         int (*get_tdp_level)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1013         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
1014         int (*get_lpage_level)(void);
1015         bool (*rdtscp_supported)(void);
1016         bool (*invpcid_supported)(void);
1017
1018         void (*set_tdp_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1019
1020         void (*set_supported_cpuid)(u32 func, struct kvm_cpuid_entry2 *entry);
1021
1022         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
1023
1024         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
1025
1026         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2);
1027
1028         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1029                                struct x86_instruction_info *info,
1030                                enum x86_intercept_stage stage);
1031         void (*handle_external_intr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1032         bool (*mpx_supported)(void);
1033         bool (*xsaves_supported)(void);
1034
1035         int (*check_nested_events)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1036
1037         void (*sched_in)(struct kvm_vcpu *kvm, int cpu);
1038
1039         /*
1040          * Arch-specific dirty logging hooks. These hooks are only supposed to
1041          * be valid if the specific arch has hardware-accelerated dirty logging
1042          * mechanism. Currently only for PML on VMX.
1043          *
1044          *  - slot_enable_log_dirty:
1045          *      called when enabling log dirty mode for the slot.
1046          *  - slot_disable_log_dirty:
1047          *      called when disabling log dirty mode for the slot.
1048          *      also called when slot is created with log dirty disabled.
1049          *  - flush_log_dirty:
1050          *      called before reporting dirty_bitmap to userspace.
1051          *  - enable_log_dirty_pt_masked:
1052          *      called when reenabling log dirty for the GFNs in the mask after
1053          *      corresponding bits are cleared in slot->dirty_bitmap.
1054          */
1055         void (*slot_enable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1056                                       struct kvm_memory_slot *slot);
1057         void (*slot_disable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1058                                        struct kvm_memory_slot *slot);
1059         void (*flush_log_dirty)(struct kvm *kvm);
1060         void (*enable_log_dirty_pt_masked)(struct kvm *kvm,
1061                                            struct kvm_memory_slot *slot,
1062                                            gfn_t offset, unsigned long mask);
1063         int (*write_log_dirty)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t l2_gpa);
1064
1065         /* pmu operations of sub-arch */
1066         const struct kvm_pmu_ops *pmu_ops;
1067
1068         /*
1069          * Architecture specific hooks for vCPU blocking due to
1070          * HLT instruction.
1071          * Returns for .pre_block():
1072          *    - 0 means continue to block the vCPU.
1073          *    - 1 means we cannot block the vCPU since some event
1074          *        happens during this period, such as, 'ON' bit in
1075          *        posted-interrupts descriptor is set.
1076          */
1077         int (*pre_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1078         void (*post_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1079
1080         void (*vcpu_blocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1081         void (*vcpu_unblocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1082
1083         int (*update_pi_irte)(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1084                               uint32_t guest_irq, bool set);
1085         void (*apicv_post_state_restore)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1086         bool (*dy_apicv_has_pending_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1087
1088         int (*set_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_deadline_tsc);
1089         void (*cancel_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1090
1091         void (*setup_mce)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1092
1093         int (*get_msr_feature)(struct kvm_msr_entry *entry);
1094 };
1095
1096 struct kvm_arch_async_pf {
1097         u32 token;
1098         gfn_t gfn;
1099         unsigned long cr3;
1100         bool direct_map;
1101 };
1102
1103 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
1104
1105 int kvm_mmu_module_init(void);
1106 void kvm_mmu_module_exit(void);
1107
1108 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1109 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
1110 void kvm_mmu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
1111 void kvm_mmu_init_vm(struct kvm *kvm);
1112 void kvm_mmu_uninit_vm(struct kvm *kvm);
1113 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
1114                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask, u64 p_mask,
1115                 u64 acc_track_mask, u64 me_mask);
1116
1117 void kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
1118 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1119                                       struct kvm_memory_slot *memslot);
1120 void kvm_mmu_zap_collapsible_sptes(struct kvm *kvm,
1121                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1122 void kvm_mmu_slot_leaf_clear_dirty(struct kvm *kvm,
1123                                    struct kvm_memory_slot *memslot);
1124 void kvm_mmu_slot_largepage_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1125                                         struct kvm_memory_slot *memslot);
1126 void kvm_mmu_slot_set_dirty(struct kvm *kvm,
1127                             struct kvm_memory_slot *memslot);
1128 void kvm_mmu_clear_dirty_pt_masked(struct kvm *kvm,
1129                                    struct kvm_memory_slot *slot,
1130                                    gfn_t gfn_offset, unsigned long mask);
1131 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
1132 void kvm_mmu_invalidate_mmio_sptes(struct kvm *kvm, u64 gen);
1133 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
1134 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
1135
1136 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
1137 bool pdptrs_changed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1138
1139 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
1140                           const void *val, int bytes);
1141
1142 struct kvm_irq_mask_notifier {
1143         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
1144         int irq;
1145         struct hlist_node link;
1146 };
1147
1148 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1149                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1150 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1151                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1152 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
1153                              bool mask);
1154
1155 extern bool tdp_enabled;
1156
1157 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
1158
1159 /* control of guest tsc rate supported? */
1160 extern bool kvm_has_tsc_control;
1161 /* maximum supported tsc_khz for guests */
1162 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
1163 /* number of bits of the fractional part of the TSC scaling ratio */
1164 extern u8   kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits;
1165 /* maximum allowed value of TSC scaling ratio */
1166 extern u64  kvm_max_tsc_scaling_ratio;
1167 /* 1ull << kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits */
1168 extern u64  kvm_default_tsc_scaling_ratio;
1169
1170 extern u64 kvm_mce_cap_supported;
1171
1172 enum emulation_result {
1173         EMULATE_DONE,         /* no further processing */
1174         EMULATE_USER_EXIT,    /* kvm_run ready for userspace exit */
1175         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
1176 };
1177
1178 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
1179 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
1180 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
1181 #define EMULTYPE_RETRY              (1 << 3)
1182 #define EMULTYPE_NO_REEXECUTE       (1 << 4)
1183 int x86_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr2,
1184                             int emulation_type, void *insn, int insn_len);
1185
1186 static inline int emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu,
1187                         int emulation_type)
1188 {
1189         return x86_emulate_instruction(vcpu, 0,
1190                         emulation_type | EMULTYPE_NO_REEXECUTE, NULL, 0);
1191 }
1192
1193 void kvm_enable_efer_bits(u64);
1194 bool kvm_valid_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1195 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1196 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1197
1198 struct x86_emulate_ctxt;
1199
1200 int kvm_fast_pio_out(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port);
1201 int kvm_fast_pio_in(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port);
1202 int kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1203 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1204 int kvm_vcpu_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1205 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1206
1207 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
1208 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
1209 void kvm_vcpu_deliver_sipi_vector(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1210
1211 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
1212                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
1213
1214 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1215 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1216 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1217 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
1218 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
1219 int kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
1220 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
1221 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
1222 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1223 int kvm_set_xcr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 xcr);
1224
1225 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1226 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1227
1228 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
1229 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1230 bool kvm_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
1231
1232 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1233 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1234 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1235 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1236 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
1237 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1238                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
1239                             u32 access);
1240 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
1241 bool kvm_require_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr);
1242
1243 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
1244                                        int irq_source_id, int level)
1245 {
1246         /* Logical OR for level trig interrupt */
1247         if (level)
1248                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
1249         else
1250                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
1251
1252         return !!(*irq_state);
1253 }
1254
1255 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
1256 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
1257
1258 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1259
1260 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
1261 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1262 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
1263 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
1264 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
1265 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
1266 gpa_t translate_nested_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1267                            struct x86_exception *exception);
1268 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1269                               struct x86_exception *exception);
1270 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1271                                struct x86_exception *exception);
1272 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1273                                struct x86_exception *exception);
1274 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1275                                 struct x86_exception *exception);
1276
1277 void kvm_vcpu_deactivate_apicv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1278
1279 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
1280
1281 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u64 error_code,
1282                        void *insn, int insn_len);
1283 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1284 void kvm_mmu_new_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu);
1285
1286 void kvm_enable_tdp(void);
1287 void kvm_disable_tdp(void);
1288
1289 static inline gpa_t translate_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1290                                   struct x86_exception *exception)
1291 {
1292         return gpa;
1293 }
1294
1295 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
1296 {
1297         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
1298
1299         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
1300 }
1301
1302 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
1303 {
1304         u16 ldt;
1305         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
1306         return ldt;
1307 }
1308
1309 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
1310 {
1311         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
1312 }
1313
1314 #ifdef CONFIG_X86_64
1315 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
1316 {
1317         u64 value;
1318
1319         rdmsrl(msr, value);
1320         return value;
1321 }
1322 #endif
1323
1324 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
1325 {
1326         return 0x600; /* P6 family */
1327 }
1328
1329 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
1330 {
1331         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
1332 }
1333
1334 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
1335 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
1336 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
1337 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
1338 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
1339         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
1340
1341 enum {
1342         TASK_SWITCH_CALL = 0,
1343         TASK_SWITCH_IRET = 1,
1344         TASK_SWITCH_JMP = 2,
1345         TASK_SWITCH_GATE = 3,
1346 };
1347
1348 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
1349 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
1350 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
1351 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
1352 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
1353 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
1354 #define HF_SMM_MASK             (1 << 6)
1355 #define HF_SMM_INSIDE_NMI_MASK  (1 << 7)
1356
1357 #define __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
1358 #define KVM_ADDRESS_SPACE_NUM 2
1359
1360 #define kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu) ((vcpu)->arch.hflags & HF_SMM_MASK ? 1 : 0)
1361 #define kvm_memslots_for_spte_role(kvm, role) __kvm_memslots(kvm, (role).smm)
1362
1363 asmlinkage void __noreturn kvm_spurious_fault(void);
1364
1365 /*
1366  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
1367  * reboot turns off virtualization while processes are running.
1368  * Usually after catching the fault we just panic; during reboot
1369  * instead the instruction is ignored.
1370  */
1371 #define ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, cleanup_insn)              \
1372         "666: \n\t"                                                     \
1373         insn "\n\t"                                                     \
1374         "jmp    668f \n\t"                                              \
1375         "667: \n\t"                                                     \
1376         "call   kvm_spurious_fault \n\t"                                \
1377         "668: \n\t"                                                     \
1378         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n\t"                              \
1379         "700: \n\t"                                                     \
1380         cleanup_insn "\n\t"                                             \
1381         "cmpb   $0, kvm_rebooting\n\t"                                  \
1382         "je     667b \n\t"                                              \
1383         "jmp    668b \n\t"                                              \
1384         ".popsection \n\t"                                              \
1385         _ASM_EXTABLE(666b, 700b)
1386
1387 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn)              \
1388         ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, "")
1389
1390 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
1391 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1392 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1393 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1394 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1395 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
1396 int kvm_cpu_has_injectable_intr(struct kvm_vcpu *v);
1397 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1398 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1399 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
1400 void kvm_vcpu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1401 void kvm_vcpu_reload_apic_access_page(struct kvm_vcpu *vcpu);
1402
1403 u64 kvm_get_arch_capabilities(void);
1404 void kvm_define_shared_msr(unsigned index, u32 msr);
1405 int kvm_set_shared_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
1406
1407 u64 kvm_scale_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 tsc);
1408 u64 kvm_read_l1_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
1409
1410 unsigned long kvm_get_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu);
1411 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
1412
1413 void kvm_make_mclock_inprogress_request(struct kvm *kvm);
1414 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
1415
1416 void kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1417                                      struct kvm_async_pf *work);
1418 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1419                                  struct kvm_async_pf *work);
1420 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
1421                                struct kvm_async_pf *work);
1422 bool kvm_arch_can_inject_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
1423 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
1424
1425 int kvm_skip_emulated_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu);
1426 int kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1427
1428 int kvm_is_in_guest(void);
1429
1430 int __x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1431 int x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1432 bool kvm_vcpu_is_reset_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1433 bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1434
1435 bool kvm_intr_is_single_vcpu(struct kvm *kvm, struct kvm_lapic_irq *irq,
1436                              struct kvm_vcpu **dest_vcpu);
1437
1438 void kvm_set_msi_irq(struct kvm *kvm, struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1439                      struct kvm_lapic_irq *irq);
1440
1441 static inline void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1442 {
1443         if (kvm_x86_ops->vcpu_blocking)
1444                 kvm_x86_ops->vcpu_blocking(vcpu);
1445 }
1446
1447 static inline void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1448 {
1449         if (kvm_x86_ops->vcpu_unblocking)
1450                 kvm_x86_ops->vcpu_unblocking(vcpu);
1451 }
1452
1453 static inline void kvm_arch_vcpu_block_finish(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
1454
1455 static inline int kvm_cpu_get_apicid(int mps_cpu)
1456 {
1457 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1458         return __default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
1459 #else
1460         WARN_ON_ONCE(1);
1461         return BAD_APICID;
1462 #endif
1463 }
1464
1465 void kvm_arch_mmu_notifier_invalidate_range(struct kvm *kvm,
1466                 unsigned long start, unsigned long end);
1467
1468 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */