arch/x86/include/asm/kvm_host.h

   1 /*
   2  * Kernel-based Virtual Machine driver for Linux
   3  *
   4  * This header defines architecture specific interfaces, x86 version
   5  *
   6  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
   7  * the COPYING file in the top-level directory.
   8  *
   9  */
  10
  11 #ifndef _ASM_X86_KVM_HOST_H
  12 #define _ASM_X86_KVM_HOST_H
  13
  14 #include <linux/types.h>
  15 #include <linux/mm.h>
  16 #include <linux/mmu_notifier.h>
  17 #include <linux/tracepoint.h>
  18 #include <linux/cpumask.h>
  19 #include <linux/irq_work.h>
  20
  21 #include <linux/kvm.h>
  22 #include <linux/kvm_para.h>
  23 #include <linux/kvm_types.h>
  24 #include <linux/perf_event.h>
  25 #include <linux/pvclock_gtod.h>
  26 #include <linux/clocksource.h>
  27 #include <linux/irqbypass.h>
  28 #include <linux/hyperv.h>
  29
  30 #include <asm/apic.h>
  31 #include <asm/pvclock-abi.h>
  32 #include <asm/desc.h>
  33 #include <asm/mtrr.h>
  34 #include <asm/msr-index.h>
  35 #include <asm/asm.h>
  36 #include <asm/kvm_page_track.h>
  37
  38 #define KVM_MAX_VCPUS 288
  39 #define KVM_SOFT_MAX_VCPUS 240
  40 #define KVM_MAX_VCPU_ID 1023
  41 #define KVM_USER_MEM_SLOTS 509
  42 /* memory slots that are not exposed to userspace */
  43 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 3
  44 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
  45
  46 #define KVM_HALT_POLL_NS_DEFAULT 200000
  47
  48 #define KVM_IRQCHIP_NUM_PINS  KVM_IOAPIC_NUM_PINS
  49
  50 /* x86-specific vcpu->requests bit members */
  51 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER           KVM_ARCH_REQ(0)
  52 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS       KVM_ARCH_REQ(1)
  53 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT            KVM_ARCH_REQ(2)
  54 #define KVM_REQ_MMU_SYNC                KVM_ARCH_REQ(3)
  55 #define KVM_REQ_CLOCK_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(4)
  56 #define KVM_REQ_EVENT                   KVM_ARCH_REQ(6)
  57 #define KVM_REQ_APF_HALT                KVM_ARCH_REQ(7)
  58 #define KVM_REQ_STEAL_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(8)
  59 #define KVM_REQ_NMI                     KVM_ARCH_REQ(9)
  60 #define KVM_REQ_PMU                     KVM_ARCH_REQ(10)
  61 #define KVM_REQ_PMI                     KVM_ARCH_REQ(11)
  62 #define KVM_REQ_SMI                     KVM_ARCH_REQ(12)
  63 #define KVM_REQ_MASTERCLOCK_UPDATE      KVM_ARCH_REQ(13)
  64 #define KVM_REQ_MCLOCK_INPROGRESS \
  65         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(14, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
  66 #define KVM_REQ_SCAN_IOAPIC \
  67         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(15, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
  68 #define KVM_REQ_GLOBAL_CLOCK_UPDATE     KVM_ARCH_REQ(16)
  69 #define KVM_REQ_APIC_PAGE_RELOAD \
  70         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(17, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
  71 #define KVM_REQ_HV_CRASH                KVM_ARCH_REQ(18)
  72 #define KVM_REQ_IOAPIC_EOI_EXIT         KVM_ARCH_REQ(19)
  73 #define KVM_REQ_HV_RESET                KVM_ARCH_REQ(20)
  74 #define KVM_REQ_HV_EXIT                 KVM_ARCH_REQ(21)
  75 #define KVM_REQ_HV_STIMER               KVM_ARCH_REQ(22)
  76
  77 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
  78         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
  79                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
  80                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
  81
  82 #define CR3_PCID_INVD            BIT_64(63)
  83 #define CR4_RESERVED_BITS                                               \
  84         (~(unsigned long)(X86_CR4_VME | X86_CR4_PVI | X86_CR4_TSD | X86_CR4_DE\
  85                           | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_MCE     \
  86                           | X86_CR4_PGE | X86_CR4_PCE | X86_CR4_OSFXSR | X86_CR4_PCIDE \
  87                           | X86_CR4_OSXSAVE | X86_CR4_SMEP | X86_CR4_FSGSBASE \
  88                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_LA57 | X86_CR4_VMXE \
  89                           | X86_CR4_SMAP | X86_CR4_PKE | X86_CR4_UMIP))
  90
  91 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
  92
  93
  94
  95 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
  96 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
  97
  98 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
  99
 100 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
 101 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       3
 102 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
 103 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
 104 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
 105 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
 106 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
 107
 108 static inline gfn_t gfn_to_index(gfn_t gfn, gfn_t base_gfn, int level)
 109 {
 110         /* KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(PT_PAGE_TABLE_LEVEL) must be 0. */
 111         return (gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level)) -
 112                 (base_gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level));
 113 }
 114
 115 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
 116 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64
 117 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 12
 118 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
 119 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
 120 #define KVM_REFILL_PAGES 25
 121 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 80
 122 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
 123 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
 124
 125 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
 126
 127 enum kvm_reg {
 128         VCPU_REGS_RAX = 0,
 129         VCPU_REGS_RCX = 1,
 130         VCPU_REGS_RDX = 2,
 131         VCPU_REGS_RBX = 3,
 132         VCPU_REGS_RSP = 4,
 133         VCPU_REGS_RBP = 5,
 134         VCPU_REGS_RSI = 6,
 135         VCPU_REGS_RDI = 7,
 136 #ifdef CONFIG_X86_64
 137         VCPU_REGS_R8 = 8,
 138         VCPU_REGS_R9 = 9,
 139         VCPU_REGS_R10 = 10,
 140         VCPU_REGS_R11 = 11,
 141         VCPU_REGS_R12 = 12,
 142         VCPU_REGS_R13 = 13,
 143         VCPU_REGS_R14 = 14,
 144         VCPU_REGS_R15 = 15,
 145 #endif
 146         VCPU_REGS_RIP,
 147         NR_VCPU_REGS
 148 };
 149
 150 enum kvm_reg_ex {
 151         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
 152         VCPU_EXREG_CR3,
 153         VCPU_EXREG_RFLAGS,
 154         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
 155 };
 156
 157 enum {
 158         VCPU_SREG_ES,
 159         VCPU_SREG_CS,
 160         VCPU_SREG_SS,
 161         VCPU_SREG_DS,
 162         VCPU_SREG_FS,
 163         VCPU_SREG_GS,
 164         VCPU_SREG_TR,
 165         VCPU_SREG_LDTR,
 166 };
 167
 168 #include <asm/kvm_emulate.h>
 169
 170 #define KVM_NR_MEM_OBJS 40
 171
 172 #define KVM_NR_DB_REGS  4
 173
 174 #define DR6_BD          (1 << 13)
 175 #define DR6_BS          (1 << 14)
 176 #define DR6_RTM         (1 << 16)
 177 #define DR6_FIXED_1     0xfffe0ff0
 178 #define DR6_INIT        0xffff0ff0
 179 #define DR6_VOLATILE    0x0001e00f
 180
 181 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
 182 #define DR7_GE          (1 << 9)
 183 #define DR7_GD          (1 << 13)
 184 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
 185 #define DR7_VOLATILE    0xffff2bff
 186
 187 #define PFERR_PRESENT_BIT 0
 188 #define PFERR_WRITE_BIT 1
 189 #define PFERR_USER_BIT 2
 190 #define PFERR_RSVD_BIT 3
 191 #define PFERR_FETCH_BIT 4
 192 #define PFERR_PK_BIT 5
 193 #define PFERR_GUEST_FINAL_BIT 32
 194 #define PFERR_GUEST_PAGE_BIT 33
 195
 196 #define PFERR_PRESENT_MASK (1U << PFERR_PRESENT_BIT)
 197 #define PFERR_WRITE_MASK (1U << PFERR_WRITE_BIT)
 198 #define PFERR_USER_MASK (1U << PFERR_USER_BIT)
 199 #define PFERR_RSVD_MASK (1U << PFERR_RSVD_BIT)
 200 #define PFERR_FETCH_MASK (1U << PFERR_FETCH_BIT)
 201 #define PFERR_PK_MASK (1U << PFERR_PK_BIT)
 202 #define PFERR_GUEST_FINAL_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_FINAL_BIT)
 203 #define PFERR_GUEST_PAGE_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_PAGE_BIT)
 204
 205 #define PFERR_NESTED_GUEST_PAGE (PFERR_GUEST_PAGE_MASK |        \
 206                                  PFERR_WRITE_MASK |             \
 207                                  PFERR_PRESENT_MASK)
 208
 209 /*
 210  * The mask used to denote special SPTEs, which can be either MMIO SPTEs or
 211  * Access Tracking SPTEs. We use bit 62 instead of bit 63 to avoid conflicting
 212  * with the SVE bit in EPT PTEs.
 213  */
 214 #define SPTE_SPECIAL_MASK (1ULL << 62)
 215
 216 /* apic attention bits */
 217 #define KVM_APIC_CHECK_VAPIC    0
 218 /*
 219  * The following bit is set with PV-EOI, unset on EOI.
 220  * We detect PV-EOI changes by guest by comparing
 221  * this bit with PV-EOI in guest memory.
 222  * See the implementation in apic_update_pv_eoi.
 223  */
 224 #define KVM_APIC_PV_EOI_PENDING 1
 225
 226 struct kvm_kernel_irq_routing_entry;
 227
 228 /*
 229  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
 230  * enough memory for a single page fault in a cache.
 231  */
 232 struct kvm_mmu_memory_cache {
 233         int nobjs;
 234         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
 235 };
 236
 237 /*
 238  * the pages used as guest page table on soft mmu are tracked by
 239  * kvm_memory_slot.arch.gfn_track which is 16 bits, so the role bits used
 240  * by indirect shadow page can not be more than 15 bits.
 241  *
 242  * Currently, we used 14 bits that are @level, @cr4_pae, @quadrant, @access,
 243  * @nxe, @cr0_wp, @smep_andnot_wp and @smap_andnot_wp.
 244  */
 245 union kvm_mmu_page_role {
 246         unsigned word;
 247         struct {
 248                 unsigned level:4;
 249                 unsigned cr4_pae:1;
 250                 unsigned quadrant:2;
 251                 unsigned direct:1;
 252                 unsigned access:3;
 253                 unsigned invalid:1;
 254                 unsigned nxe:1;
 255                 unsigned cr0_wp:1;
 256                 unsigned smep_andnot_wp:1;
 257                 unsigned smap_andnot_wp:1;
 258                 unsigned ad_disabled:1;
 259                 unsigned :7;
 260
 261                 /*
 262                  * This is left at the top of the word so that
 263                  * kvm_memslots_for_spte_role can extract it with a
 264                  * simple shift.  While there is room, give it a whole
 265                  * byte so it is also faster to load it from memory.
 266                  */
 267                 unsigned smm:8;
 268         };
 269 };
 270
 271 struct kvm_rmap_head {
 272         unsigned long val;
 273 };
 274
 275 struct kvm_mmu_page {
 276         struct list_head link;
 277         struct hlist_node hash_link;
 278
 279         /*
 280          * The following two entries are used to key the shadow page in the
 281          * hash table.
 282          */
 283         gfn_t gfn;
 284         union kvm_mmu_page_role role;
 285
 286         u64 *spt;
 287         /* hold the gfn of each spte inside spt */
 288         gfn_t *gfns;
 289         bool unsync;
 290         int root_count;          /* Currently serving as active root */
 291         unsigned int unsync_children;
 292         struct kvm_rmap_head parent_ptes; /* rmap pointers to parent sptes */
 293
 294         /* The page is obsolete if mmu_valid_gen != kvm->arch.mmu_valid_gen.  */
 295         unsigned long mmu_valid_gen;
 296
 297         DECLARE_BITMAP(unsync_child_bitmap, 512);
 298
 299 #ifdef CONFIG_X86_32
 300         /*
 301          * Used out of the mmu-lock to avoid reading spte values while an
 302          * update is in progress; see the comments in __get_spte_lockless().
 303          */
 304         int clear_spte_count;
 305 #endif
 306
 307         /* Number of writes since the last time traversal visited this page.  */
 308         atomic_t write_flooding_count;
 309 };
 310
 311 struct kvm_pio_request {
 312         unsigned long count;
 313         int in;
 314         int port;
 315         int size;
 316 };
 317
 318 #define PT64_ROOT_MAX_LEVEL 5
 319
 320 struct rsvd_bits_validate {
 321         u64 rsvd_bits_mask[2][PT64_ROOT_MAX_LEVEL];
 322         u64 bad_mt_xwr;
 323 };
 324
 325 /*
 326  * x86 supports 4 paging modes (5-level 64-bit, 4-level 64-bit, 3-level 32-bit,
 327  * and 2-level 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the
 328  * current mmu mode.
 329  */
 330 struct kvm_mmu {
 331         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long root);
 332         unsigned long (*get_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 333         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
 334         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err,
 335                           bool prefault);
 336         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 337                                   struct x86_exception *fault);
 338         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 access,
 339                             struct x86_exception *exception);
 340         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
 341                                struct x86_exception *exception);
 342         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 343                          struct kvm_mmu_page *sp);
 344         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
 345         void (*update_pte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
 346                            u64 *spte, const void *pte);
 347         hpa_t root_hpa;
 348         union kvm_mmu_page_role base_role;
 349         u8 root_level;
 350         u8 shadow_root_level;
 351         u8 ept_ad;
 352         bool direct_map;
 353
 354         /*
 355          * Bitmap; bit set = permission fault
 356          * Byte index: page fault error code [4:1]
 357          * Bit index: pte permissions in ACC_* format
 358          */
 359         u8 permissions[16];
 360
 361         /*
 362         * The pkru_mask indicates if protection key checks are needed.  It
 363         * consists of 16 domains indexed by page fault error code bits [4:1],
 364         * with PFEC.RSVD replaced by ACC_USER_MASK from the page tables.
 365         * Each domain has 2 bits which are ANDed with AD and WD from PKRU.
 366         */
 367         u32 pkru_mask;
 368
 369         u64 *pae_root;
 370         u64 *lm_root;
 371
 372         /*
 373          * check zero bits on shadow page table entries, these
 374          * bits include not only hardware reserved bits but also
 375          * the bits spte never used.
 376          */
 377         struct rsvd_bits_validate shadow_zero_check;
 378
 379         struct rsvd_bits_validate guest_rsvd_check;
 380
 381         /* Can have large pages at levels 2..last_nonleaf_level-1. */
 382         u8 last_nonleaf_level;
 383
 384         bool nx;
 385
 386         u64 pdptrs[4]; /* pae */
 387 };
 388
 389 enum pmc_type {
 390         KVM_PMC_GP = 0,
 391         KVM_PMC_FIXED,
 392 };
 393
 394 struct kvm_pmc {
 395         enum pmc_type type;
 396         u8 idx;
 397         u64 counter;
 398         u64 eventsel;
 399         struct perf_event *perf_event;
 400         struct kvm_vcpu *vcpu;
 401 };
 402
 403 struct kvm_pmu {
 404         unsigned nr_arch_gp_counters;
 405         unsigned nr_arch_fixed_counters;
 406         unsigned available_event_types;
 407         u64 fixed_ctr_ctrl;
 408         u64 global_ctrl;
 409         u64 global_status;
 410         u64 global_ovf_ctrl;
 411         u64 counter_bitmask[2];
 412         u64 global_ctrl_mask;
 413         u64 reserved_bits;
 414         u8 version;
 415         struct kvm_pmc gp_counters[INTEL_PMC_MAX_GENERIC];
 416         struct kvm_pmc fixed_counters[INTEL_PMC_MAX_FIXED];
 417         struct irq_work irq_work;
 418         u64 reprogram_pmi;
 419 };
 420
 421 struct kvm_pmu_ops;
 422
 423 enum {
 424         KVM_DEBUGREG_BP_ENABLED = 1,
 425         KVM_DEBUGREG_WONT_EXIT = 2,
 426         KVM_DEBUGREG_RELOAD = 4,
 427 };
 428
 429 struct kvm_mtrr_range {
 430         u64 base;
 431         u64 mask;
 432         struct list_head node;
 433 };
 434
 435 struct kvm_mtrr {
 436         struct kvm_mtrr_range var_ranges[KVM_NR_VAR_MTRR];
 437         mtrr_type fixed_ranges[KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION];
 438         u64 deftype;
 439
 440         struct list_head head;
 441 };
 442
 443 /* Hyper-V SynIC timer */
 444 struct kvm_vcpu_hv_stimer {
 445         struct hrtimer timer;
 446         int index;
 447         u64 config;
 448         u64 count;
 449         u64 exp_time;
 450         struct hv_message msg;
 451         bool msg_pending;
 452 };
 453
 454 /* Hyper-V synthetic interrupt controller (SynIC)*/
 455 struct kvm_vcpu_hv_synic {
 456         u64 version;
 457         u64 control;
 458         u64 msg_page;
 459         u64 evt_page;
 460         atomic64_t sint[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
 461         atomic_t sint_to_gsi[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
 462         DECLARE_BITMAP(auto_eoi_bitmap, 256);
 463         DECLARE_BITMAP(vec_bitmap, 256);
 464         bool active;
 465         bool dont_zero_synic_pages;
 466 };
 467
 468 /* Hyper-V per vcpu emulation context */
 469 struct kvm_vcpu_hv {
 470         u32 vp_index;
 471         u64 hv_vapic;
 472         s64 runtime_offset;
 473         struct kvm_vcpu_hv_synic synic;
 474         struct kvm_hyperv_exit exit;
 475         struct kvm_vcpu_hv_stimer stimer[HV_SYNIC_STIMER_COUNT];
 476         DECLARE_BITMAP(stimer_pending_bitmap, HV_SYNIC_STIMER_COUNT);
 477 };
 478
 479 struct kvm_vcpu_arch {
 480         /*
 481          * rip and regs accesses must go through
 482          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
 483          */
 484         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
 485         u32 regs_avail;
 486         u32 regs_dirty;
 487
 488         unsigned long cr0;
 489         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
 490         unsigned long cr2;
 491         unsigned long cr3;
 492         unsigned long cr4;
 493         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
 494         unsigned long cr8;
 495         u32 pkru;
 496         u32 hflags;
 497         u64 efer;
 498         u64 apic_base;
 499         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
 500         bool apicv_active;
 501         DECLARE_BITMAP(ioapic_handled_vectors, 256);
 502         unsigned long apic_attention;
 503         int32_t apic_arb_prio;
 504         int mp_state;
 505         u64 ia32_misc_enable_msr;
 506         u64 smbase;
 507         u64 smi_count;
 508         bool tpr_access_reporting;
 509         u64 ia32_xss;
 510         u64 microcode_version;
 511
 512         /*
 513          * Paging state of the vcpu
 514          *
 515          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
 516          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
 517          * handle faults.
 518          */
 519         struct kvm_mmu mmu;
 520
 521         /*
 522          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
 523          *
 524          * This context will save all necessary information to walk page tables
 525          * of the an L2 guest. This context is only initialized for page table
 526          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
 527          * the host.
 528          */
 529         struct kvm_mmu nested_mmu;
 530
 531         /*
 532          * Pointer to the mmu context currently used for
 533          * gva_to_gpa translations.
 534          */
 535         struct kvm_mmu *walk_mmu;
 536
 537         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
 538         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
 539         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
 540
 541         /*
 542          * QEMU userspace and the guest each have their own FPU state.
 543          * In vcpu_run, we switch between the user and guest FPU contexts.
 544          * While running a VCPU, the VCPU thread will have the guest FPU
 545          * context.
 546          *
 547          * Note that while the PKRU state lives inside the fpu registers,
 548          * it is switched out separately at VMENTER and VMEXIT time. The
 549          * "guest_fpu" state here contains the guest FPU context, with the
 550          * host PRKU bits.
 551          */
 552         struct fpu user_fpu;
 553         struct fpu guest_fpu;
 554
 555         u64 xcr0;
 556         u64 guest_supported_xcr0;
 557         u32 guest_xstate_size;
 558
 559         struct kvm_pio_request pio;
 560         void *pio_data;
 561
 562         u8 event_exit_inst_len;
 563
 564         struct kvm_queued_exception {
 565                 bool pending;
 566                 bool injected;
 567                 bool has_error_code;
 568                 u8 nr;
 569                 u32 error_code;
 570                 u8 nested_apf;
 571         } exception;
 572
 573         struct kvm_queued_interrupt {
 574                 bool pending;
 575                 bool soft;
 576                 u8 nr;
 577         } interrupt;
 578
 579         int halt_request; /* real mode on Intel only */
 580
 581         int cpuid_nent;
 582         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
 583
 584         int maxphyaddr;
 585
 586         /* emulate context */
 587
 588         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
 589         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
 590         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
 591         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 592
 593         gpa_t time;
 594         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
 595         unsigned int hw_tsc_khz;
 596         struct gfn_to_hva_cache pv_time;
 597         bool pv_time_enabled;
 598         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
 599         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
 600
 601         struct {
 602                 u64 msr_val;
 603                 u64 last_steal;
 604                 struct gfn_to_hva_cache stime;
 605                 struct kvm_steal_time steal;
 606         } st;
 607
 608         u64 tsc_offset;
 609         u64 last_guest_tsc;
 610         u64 last_host_tsc;
 611         u64 tsc_offset_adjustment;
 612         u64 this_tsc_nsec;
 613         u64 this_tsc_write;
 614         u64 this_tsc_generation;
 615         bool tsc_catchup;
 616         bool tsc_always_catchup;
 617         s8 virtual_tsc_shift;
 618         u32 virtual_tsc_mult;
 619         u32 virtual_tsc_khz;
 620         s64 ia32_tsc_adjust_msr;
 621         u64 tsc_scaling_ratio;
 622
 623         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
 624         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
 625         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
 626         bool smi_pending;    /* SMI queued after currently running handler */
 627
 628         struct kvm_mtrr mtrr_state;
 629         u64 pat;
 630
 631         unsigned switch_db_regs;
 632         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
 633         unsigned long dr6;
 634         unsigned long dr7;
 635         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
 636         unsigned long guest_debug_dr7;
 637         u64 msr_platform_info;
 638         u64 msr_misc_features_enables;
 639
 640         u64 mcg_cap;
 641         u64 mcg_status;
 642         u64 mcg_ctl;
 643         u64 mcg_ext_ctl;
 644         u64 *mce_banks;
 645
 646         /* Cache MMIO info */
 647         u64 mmio_gva;
 648         unsigned access;
 649         gfn_t mmio_gfn;
 650         u64 mmio_gen;
 651
 652         struct kvm_pmu pmu;
 653
 654         /* used for guest single stepping over the given code position */
 655         unsigned long singlestep_rip;
 656
 657         struct kvm_vcpu_hv hyperv;
 658
 659         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
 660
 661         unsigned long last_retry_eip;
 662         unsigned long last_retry_addr;
 663
 664         struct {
 665                 bool halted;
 666                 gfn_t gfns[roundup_pow_of_two(ASYNC_PF_PER_VCPU)];
 667                 struct gfn_to_hva_cache data;
 668                 u64 msr_val;
 669                 u32 id;
 670                 bool send_user_only;
 671                 u32 host_apf_reason;
 672                 unsigned long nested_apf_token;
 673                 bool delivery_as_pf_vmexit;
 674         } apf;
 675
 676         /* OSVW MSRs (AMD only) */
 677         struct {
 678                 u64 length;
 679                 u64 status;
 680         } osvw;
 681
 682         struct {
 683                 u64 msr_val;
 684                 struct gfn_to_hva_cache data;
 685         } pv_eoi;
 686
 687         /*
 688          * Indicate whether the access faults on its page table in guest
 689          * which is set when fix page fault and used to detect unhandeable
 690          * instruction.
 691          */
 692         bool write_fault_to_shadow_pgtable;
 693
 694         /* set at EPT violation at this point */
 695         unsigned long exit_qualification;
 696
 697         /* pv related host specific info */
 698         struct {
 699                 bool pv_unhalted;
 700         } pv;
 701
 702         int pending_ioapic_eoi;
 703         int pending_external_vector;
 704
 705         /* GPA available */
 706         bool gpa_available;
 707         gpa_t gpa_val;
 708
 709         /* be preempted when it's in kernel-mode(cpl=0) */
 710         bool preempted_in_kernel;
 711 };
 712
 713 struct kvm_lpage_info {
 714         int disallow_lpage;
 715 };
 716
 717 struct kvm_arch_memory_slot {
 718         struct kvm_rmap_head *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
 719         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
 720         unsigned short *gfn_track[KVM_PAGE_TRACK_MAX];
 721 };
 722
 723 /*
 724  * We use as the mode the number of bits allocated in the LDR for the
 725  * logical processor ID.  It happens that these are all powers of two.
 726  * This makes it is very easy to detect cases where the APICs are
 727  * configured for multiple modes; in that case, we cannot use the map and
 728  * hence cannot use kvm_irq_delivery_to_apic_fast either.
 729  */
 730 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_CLUSTER          4
 731 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_FLAT             8
 732 #define KVM_APIC_MODE_X2APIC                16
 733
 734 struct kvm_apic_map {
 735         struct rcu_head rcu;
 736         u8 mode;
 737         u32 max_apic_id;
 738         union {
 739                 struct kvm_lapic *xapic_flat_map[8];
 740                 struct kvm_lapic *xapic_cluster_map[16][4];
 741         };
 742         struct kvm_lapic *phys_map[];
 743 };
 744
 745 /* Hyper-V emulation context */
 746 struct kvm_hv {
 747         struct mutex hv_lock;
 748         u64 hv_guest_os_id;
 749         u64 hv_hypercall;
 750         u64 hv_tsc_page;
 751
 752         /* Hyper-v based guest crash (NT kernel bugcheck) parameters */
 753         u64 hv_crash_param[HV_X64_MSR_CRASH_PARAMS];
 754         u64 hv_crash_ctl;
 755
 756         HV_REFERENCE_TSC_PAGE tsc_ref;
 757
 758         struct idr conn_to_evt;
 759
 760         u64 hv_reenlightenment_control;
 761         u64 hv_tsc_emulation_control;
 762         u64 hv_tsc_emulation_status;
 763 };
 764
 765 enum kvm_irqchip_mode {
 766         KVM_IRQCHIP_NONE,
 767         KVM_IRQCHIP_KERNEL,       /* created with KVM_CREATE_IRQCHIP */
 768         KVM_IRQCHIP_SPLIT,        /* created with KVM_CAP_SPLIT_IRQCHIP */
 769 };
 770
 771 struct kvm_sev_info {
 772         bool active;            /* SEV enabled guest */
 773         unsigned int asid;      /* ASID used for this guest */
 774         unsigned int handle;    /* SEV firmware handle */
 775         int fd;                 /* SEV device fd */
 776         unsigned long pages_locked; /* Number of pages locked */
 777         struct list_head regions_list;  /* List of registered regions */
 778 };
 779
 780 struct kvm_arch {
 781         unsigned int n_used_mmu_pages;
 782         unsigned int n_requested_mmu_pages;
 783         unsigned int n_max_mmu_pages;
 784         unsigned int indirect_shadow_pages;
 785         unsigned long mmu_valid_gen;
 786         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
 787         /*
 788          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
 789          */
 790         struct list_head active_mmu_pages;
 791         struct list_head zapped_obsolete_pages;
 792         struct kvm_page_track_notifier_node mmu_sp_tracker;
 793         struct kvm_page_track_notifier_head track_notifier_head;
 794
 795         struct list_head assigned_dev_head;
 796         struct iommu_domain *iommu_domain;
 797         bool iommu_noncoherent;
 798 #define __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
 799         atomic_t noncoherent_dma_count;
 800 #define __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
 801         atomic_t assigned_device_count;
 802         struct kvm_pic *vpic;
 803         struct kvm_ioapic *vioapic;
 804         struct kvm_pit *vpit;
 805         atomic_t vapics_in_nmi_mode;
 806         struct mutex apic_map_lock;
 807         struct kvm_apic_map *apic_map;
 808
 809         unsigned int tss_addr;
 810         bool apic_access_page_done;
 811
 812         gpa_t wall_clock;
 813
 814         bool ept_identity_pagetable_done;
 815         gpa_t ept_identity_map_addr;
 816
 817         unsigned long irq_sources_bitmap;
 818         s64 kvmclock_offset;
 819         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
 820         u64 last_tsc_nsec;
 821         u64 last_tsc_write;
 822         u32 last_tsc_khz;
 823         u64 cur_tsc_nsec;
 824         u64 cur_tsc_write;
 825         u64 cur_tsc_offset;
 826         u64 cur_tsc_generation;
 827         int nr_vcpus_matched_tsc;
 828
 829         spinlock_t pvclock_gtod_sync_lock;
 830         bool use_master_clock;
 831         u64 master_kernel_ns;
 832         u64 master_cycle_now;
 833         struct delayed_work kvmclock_update_work;
 834         struct delayed_work kvmclock_sync_work;
 835
 836         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
 837
 838         /* reads protected by irq_srcu, writes by irq_lock */
 839         struct hlist_head mask_notifier_list;
 840
 841         struct kvm_hv hyperv;
 842
 843         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
 844         int audit_point;
 845         #endif
 846
 847         bool backwards_tsc_observed;
 848         bool boot_vcpu_runs_old_kvmclock;
 849         u32 bsp_vcpu_id;
 850
 851         u64 disabled_quirks;
 852
 853         enum kvm_irqchip_mode irqchip_mode;
 854         u8 nr_reserved_ioapic_pins;
 855
 856         bool disabled_lapic_found;
 857
 858         /* Struct members for AVIC */
 859         u32 avic_vm_id;
 860         u32 ldr_mode;
 861         struct page *avic_logical_id_table_page;
 862         struct page *avic_physical_id_table_page;
 863         struct hlist_node hnode;
 864
 865         bool x2apic_format;
 866         bool x2apic_broadcast_quirk_disabled;
 867
 868         struct kvm_sev_info sev_info;
 869 };
 870
 871 struct kvm_vm_stat {
 872         ulong mmu_shadow_zapped;
 873         ulong mmu_pte_write;
 874         ulong mmu_pte_updated;
 875         ulong mmu_pde_zapped;
 876         ulong mmu_flooded;
 877         ulong mmu_recycled;
 878         ulong mmu_cache_miss;
 879         ulong mmu_unsync;
 880         ulong remote_tlb_flush;
 881         ulong lpages;
 882         ulong max_mmu_page_hash_collisions;
 883 };
 884
 885 struct kvm_vcpu_stat {
 886         u64 pf_fixed;
 887         u64 pf_guest;
 888         u64 tlb_flush;
 889         u64 invlpg;
 890
 891         u64 exits;
 892         u64 io_exits;
 893         u64 mmio_exits;
 894         u64 signal_exits;
 895         u64 irq_window_exits;
 896         u64 nmi_window_exits;
 897         u64 halt_exits;
 898         u64 halt_successful_poll;
 899         u64 halt_attempted_poll;
 900         u64 halt_poll_invalid;
 901         u64 halt_wakeup;
 902         u64 request_irq_exits;
 903         u64 irq_exits;
 904         u64 host_state_reload;
 905         u64 fpu_reload;
 906         u64 insn_emulation;
 907         u64 insn_emulation_fail;
 908         u64 hypercalls;
 909         u64 irq_injections;
 910         u64 nmi_injections;
 911         u64 req_event;
 912 };
 913
 914 struct x86_instruction_info;
 915
 916 struct msr_data {
 917         bool host_initiated;
 918         u32 index;
 919         u64 data;
 920 };
 921
 922 struct kvm_lapic_irq {
 923         u32 vector;
 924         u16 delivery_mode;
 925         u16 dest_mode;
 926         bool level;
 927         u16 trig_mode;
 928         u32 shorthand;
 929         u32 dest_id;
 930         bool msi_redir_hint;
 931 };
 932
 933 struct kvm_x86_ops {
 934         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
 935         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
 936         int (*hardware_enable)(void);
 937         void (*hardware_disable)(void);
 938         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
 939         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
 940         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
 941         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
 942         bool (*cpu_has_high_real_mode_segbase)(void);
 943         void (*cpuid_update)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 944
 945         int (*vm_init)(struct kvm *kvm);
 946         void (*vm_destroy)(struct kvm *kvm);
 947
 948         /* Create, but do not attach this VCPU */
 949         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
 950         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 951         void (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
 952
 953         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 954         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 955         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 956
 957         void (*update_bp_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 958         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
 959         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
 960         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
 961         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 962                             struct kvm_segment *var, int seg);
 963         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 964         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 965                             struct kvm_segment *var, int seg);
 966         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
 967         void (*decache_cr0_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 968         void (*decache_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 969         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 970         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
 971         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 972         int (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
 973         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
 974         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 975         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 976         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 977         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 978         u64 (*get_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 979         void (*set_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
 980         void (*sync_dirty_debug_regs)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 981         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
 982         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
 983         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 984         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
 985
 986         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool invalidate_gpa);
 987
 988         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 989         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 990         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 991         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
 992         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 993         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 994                                 unsigned char *hypercall_addr);
 995         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 996         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 997         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 998         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 999         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1000         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1001         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1002         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
1003         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1004         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1005         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
1006         bool (*get_enable_apicv)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1007         void (*refresh_apicv_exec_ctrl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1008         void (*hwapic_irr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
1009         void (*hwapic_isr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int isr);
1010         void (*load_eoi_exitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
1011         void (*set_virtual_x2apic_mode)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool set);
1012         void (*set_apic_access_page_addr)(struct kvm_vcpu *vcpu, hpa_t hpa);
1013         void (*deliver_posted_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu, int vector);
1014         int (*sync_pir_to_irr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1015         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
1016         int (*get_tdp_level)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1017         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
1018         int (*get_lpage_level)(void);
1019         bool (*rdtscp_supported)(void);
1020         bool (*invpcid_supported)(void);
1021
1022         void (*set_tdp_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1023
1024         void (*set_supported_cpuid)(u32 func, struct kvm_cpuid_entry2 *entry);
1025
1026         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
1027
1028         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
1029
1030         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2);
1031
1032         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1033                                struct x86_instruction_info *info,
1034                                enum x86_intercept_stage stage);
1035         void (*handle_external_intr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1036         bool (*mpx_supported)(void);
1037         bool (*xsaves_supported)(void);
1038         bool (*umip_emulated)(void);
1039
1040         int (*check_nested_events)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool external_intr);
1041
1042         void (*sched_in)(struct kvm_vcpu *kvm, int cpu);
1043
1044         /*
1045          * Arch-specific dirty logging hooks. These hooks are only supposed to
1046          * be valid if the specific arch has hardware-accelerated dirty logging
1047          * mechanism. Currently only for PML on VMX.
1048          *
1049          *  - slot_enable_log_dirty:
1050          *      called when enabling log dirty mode for the slot.
1051          *  - slot_disable_log_dirty:
1052          *      called when disabling log dirty mode for the slot.
1053          *      also called when slot is created with log dirty disabled.
1054          *  - flush_log_dirty:
1055          *      called before reporting dirty_bitmap to userspace.
1056          *  - enable_log_dirty_pt_masked:
1057          *      called when reenabling log dirty for the GFNs in the mask after
1058          *      corresponding bits are cleared in slot->dirty_bitmap.
1059          */
1060         void (*slot_enable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1061                                       struct kvm_memory_slot *slot);
1062         void (*slot_disable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1063                                        struct kvm_memory_slot *slot);
1064         void (*flush_log_dirty)(struct kvm *kvm);
1065         void (*enable_log_dirty_pt_masked)(struct kvm *kvm,
1066                                            struct kvm_memory_slot *slot,
1067                                            gfn_t offset, unsigned long mask);
1068         int (*write_log_dirty)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1069
1070         /* pmu operations of sub-arch */
1071         const struct kvm_pmu_ops *pmu_ops;
1072
1073         /*
1074          * Architecture specific hooks for vCPU blocking due to
1075          * HLT instruction.
1076          * Returns for .pre_block():
1077          *    - 0 means continue to block the vCPU.
1078          *    - 1 means we cannot block the vCPU since some event
1079          *        happens during this period, such as, 'ON' bit in
1080          *        posted-interrupts descriptor is set.
1081          */
1082         int (*pre_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1083         void (*post_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1084
1085         void (*vcpu_blocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1086         void (*vcpu_unblocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1087
1088         int (*update_pi_irte)(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1089                               uint32_t guest_irq, bool set);
1090         void (*apicv_post_state_restore)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1091
1092         int (*set_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_deadline_tsc);
1093         void (*cancel_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1094
1095         void (*setup_mce)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1096
1097         int (*smi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1098         int (*pre_enter_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, char *smstate);
1099         int (*pre_leave_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 smbase);
1100         int (*enable_smi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1101
1102         int (*mem_enc_op)(struct kvm *kvm, void __user *argp);
1103         int (*mem_enc_reg_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1104         int (*mem_enc_unreg_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1105
1106         int (*get_msr_feature)(struct kvm_msr_entry *entry);
1107 };
1108
1109 struct kvm_arch_async_pf {
1110         u32 token;
1111         gfn_t gfn;
1112         unsigned long cr3;
1113         bool direct_map;
1114 };
1115
1116 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
1117
1118 int kvm_mmu_module_init(void);
1119 void kvm_mmu_module_exit(void);
1120
1121 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1122 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
1123 void kvm_mmu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
1124 void kvm_mmu_init_vm(struct kvm *kvm);
1125 void kvm_mmu_uninit_vm(struct kvm *kvm);
1126 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
1127                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask, u64 p_mask,
1128                 u64 acc_track_mask, u64 me_mask);
1129
1130 void kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
1131 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1132                                       struct kvm_memory_slot *memslot);
1133 void kvm_mmu_zap_collapsible_sptes(struct kvm *kvm,
1134                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1135 void kvm_mmu_slot_leaf_clear_dirty(struct kvm *kvm,
1136                                    struct kvm_memory_slot *memslot);
1137 void kvm_mmu_slot_largepage_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1138                                         struct kvm_memory_slot *memslot);
1139 void kvm_mmu_slot_set_dirty(struct kvm *kvm,
1140                             struct kvm_memory_slot *memslot);
1141 void kvm_mmu_clear_dirty_pt_masked(struct kvm *kvm,
1142                                    struct kvm_memory_slot *slot,
1143                                    gfn_t gfn_offset, unsigned long mask);
1144 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
1145 void kvm_mmu_invalidate_mmio_sptes(struct kvm *kvm, struct kvm_memslots *slots);
1146 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
1147 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
1148
1149 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
1150 bool pdptrs_changed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1151
1152 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
1153                           const void *val, int bytes);
1154
1155 struct kvm_irq_mask_notifier {
1156         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
1157         int irq;
1158         struct hlist_node link;
1159 };
1160
1161 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1162                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1163 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1164                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1165 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
1166                              bool mask);
1167
1168 extern bool tdp_enabled;
1169
1170 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
1171
1172 /* control of guest tsc rate supported? */
1173 extern bool kvm_has_tsc_control;
1174 /* maximum supported tsc_khz for guests */
1175 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
1176 /* number of bits of the fractional part of the TSC scaling ratio */
1177 extern u8   kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits;
1178 /* maximum allowed value of TSC scaling ratio */
1179 extern u64  kvm_max_tsc_scaling_ratio;
1180 /* 1ull << kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits */
1181 extern u64  kvm_default_tsc_scaling_ratio;
1182
1183 extern u64 kvm_mce_cap_supported;
1184
1185 enum emulation_result {
1186         EMULATE_DONE,         /* no further processing */
1187         EMULATE_USER_EXIT,    /* kvm_run ready for userspace exit */
1188         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
1189 };
1190
1191 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
1192 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
1193 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
1194 #define EMULTYPE_RETRY              (1 << 3)
1195 #define EMULTYPE_NO_REEXECUTE       (1 << 4)
1196 int x86_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr2,
1197                             int emulation_type, void *insn, int insn_len);
1198
1199 static inline int emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu,
1200                         int emulation_type)
1201 {
1202         return x86_emulate_instruction(vcpu, 0,
1203                         emulation_type | EMULTYPE_NO_REEXECUTE, NULL, 0);
1204 }
1205
1206 void kvm_enable_efer_bits(u64);
1207 bool kvm_valid_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1208 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1209 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1210
1211 struct x86_emulate_ctxt;
1212
1213 int kvm_fast_pio_out(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port);
1214 int kvm_fast_pio_in(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port);
1215 int kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1216 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1217 int kvm_vcpu_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1218 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1219
1220 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
1221 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
1222 void kvm_vcpu_deliver_sipi_vector(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1223
1224 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
1225                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
1226
1227 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1228 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1229 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1230 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
1231 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
1232 int kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
1233 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
1234 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
1235 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1236 int kvm_set_xcr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 xcr);
1237
1238 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1239 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1240
1241 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
1242 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1243 bool kvm_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
1244
1245 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1246 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1247 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1248 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1249 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
1250 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1251                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
1252                             u32 access);
1253 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
1254 bool kvm_require_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr);
1255
1256 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
1257                                        int irq_source_id, int level)
1258 {
1259         /* Logical OR for level trig interrupt */
1260         if (level)
1261                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
1262         else
1263                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
1264
1265         return !!(*irq_state);
1266 }
1267
1268 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
1269 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
1270
1271 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1272
1273 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
1274 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1275 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
1276 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
1277 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
1278 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
1279 gpa_t translate_nested_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1280                            struct x86_exception *exception);
1281 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1282                               struct x86_exception *exception);
1283 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1284                                struct x86_exception *exception);
1285 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1286                                struct x86_exception *exception);
1287 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1288                                 struct x86_exception *exception);
1289
1290 void kvm_vcpu_deactivate_apicv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1291
1292 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
1293
1294 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u64 error_code,
1295                        void *insn, int insn_len);
1296 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1297 void kvm_mmu_new_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu);
1298
1299 void kvm_enable_tdp(void);
1300 void kvm_disable_tdp(void);
1301
1302 static inline gpa_t translate_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1303                                   struct x86_exception *exception)
1304 {
1305         return gpa;
1306 }
1307
1308 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
1309 {
1310         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
1311
1312         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
1313 }
1314
1315 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
1316 {
1317         u16 ldt;
1318         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
1319         return ldt;
1320 }
1321
1322 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
1323 {
1324         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
1325 }
1326
1327 #ifdef CONFIG_X86_64
1328 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
1329 {
1330         u64 value;
1331
1332         rdmsrl(msr, value);
1333         return value;
1334 }
1335 #endif
1336
1337 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
1338 {
1339         return 0x600; /* P6 family */
1340 }
1341
1342 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
1343 {
1344         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
1345 }
1346
1347 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
1348 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
1349 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
1350 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
1351 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
1352         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
1353
1354 enum {
1355         TASK_SWITCH_CALL = 0,
1356         TASK_SWITCH_IRET = 1,
1357         TASK_SWITCH_JMP = 2,
1358         TASK_SWITCH_GATE = 3,
1359 };
1360
1361 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
1362 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
1363 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
1364 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
1365 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
1366 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
1367 #define HF_SMM_MASK             (1 << 6)
1368 #define HF_SMM_INSIDE_NMI_MASK  (1 << 7)
1369
1370 #define __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
1371 #define KVM_ADDRESS_SPACE_NUM 2
1372
1373 #define kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu) ((vcpu)->arch.hflags & HF_SMM_MASK ? 1 : 0)
1374 #define kvm_memslots_for_spte_role(kvm, role) __kvm_memslots(kvm, (role).smm)
1375
1376 /*
1377  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
1378  * reboot turns off virtualization while processes are running.
1379  * Trap the fault and ignore the instruction if that happens.
1380  */
1381 asmlinkage void kvm_spurious_fault(void);
1382
1383 #define ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, cleanup_insn)      \
1384         "666: " insn "\n\t" \
1385         "668: \n\t"                           \
1386         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n" \
1387         "667: \n\t" \
1388         cleanup_insn "\n\t"                   \
1389         "cmpb $0, kvm_rebooting \n\t"         \
1390         "jne 668b \n\t"                       \
1391         __ASM_SIZE(push) " $666b \n\t"        \
1392         "call kvm_spurious_fault \n\t"        \
1393         ".popsection \n\t" \
1394         _ASM_EXTABLE(666b, 667b)
1395
1396 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn)              \
1397         ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, "")
1398
1399 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
1400 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1401 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1402 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1403 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1404 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
1405 int kvm_cpu_has_injectable_intr(struct kvm_vcpu *v);
1406 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1407 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1408 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
1409 void kvm_vcpu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1410 void kvm_vcpu_reload_apic_access_page(struct kvm_vcpu *vcpu);
1411
1412 void kvm_define_shared_msr(unsigned index, u32 msr);
1413 int kvm_set_shared_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
1414
1415 u64 kvm_scale_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 tsc);
1416 u64 kvm_read_l1_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
1417
1418 unsigned long kvm_get_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu);
1419 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
1420
1421 void kvm_make_mclock_inprogress_request(struct kvm *kvm);
1422 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
1423
1424 void kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1425                                      struct kvm_async_pf *work);
1426 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1427                                  struct kvm_async_pf *work);
1428 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
1429                                struct kvm_async_pf *work);
1430 bool kvm_arch_can_inject_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
1431 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
1432
1433 int kvm_skip_emulated_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu);
1434 int kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1435
1436 int kvm_is_in_guest(void);
1437
1438 int __x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1439 int x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1440 bool kvm_vcpu_is_reset_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1441 bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1442
1443 bool kvm_intr_is_single_vcpu(struct kvm *kvm, struct kvm_lapic_irq *irq,
1444                              struct kvm_vcpu **dest_vcpu);
1445
1446 void kvm_set_msi_irq(struct kvm *kvm, struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1447                      struct kvm_lapic_irq *irq);
1448
1449 static inline void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1450 {
1451         if (kvm_x86_ops->vcpu_blocking)
1452                 kvm_x86_ops->vcpu_blocking(vcpu);
1453 }
1454
1455 static inline void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1456 {
1457         if (kvm_x86_ops->vcpu_unblocking)
1458                 kvm_x86_ops->vcpu_unblocking(vcpu);
1459 }
1460
1461 static inline void kvm_arch_vcpu_block_finish(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
1462
1463 static inline int kvm_cpu_get_apicid(int mps_cpu)
1464 {
1465 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1466         return default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
1467 #else
1468         WARN_ON_ONCE(1);
1469         return BAD_APICID;
1470 #endif
1471 }
1472
1473 #define put_smstate(type, buf, offset, val)                      \
1474         *(type *)((buf) + (offset) - 0x7e00) = val
1475
1476 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */