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_L_MODE_RESERVED_BITS 0xFFFFFF0000000000ULL
  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_VMXE | X86_CR4_SMAP \
  90                           | 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_RTM         (1 << 16)
 178 #define DR6_FIXED_1     0xfffe0ff0
 179 #define DR6_INIT        0xffff0ff0
 180 #define DR6_VOLATILE    0x0001e00f
 181
 182 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
 183 #define DR7_GE          (1 << 9)
 184 #define DR7_GD          (1 << 13)
 185 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
 186 #define DR7_VOLATILE    0xffff2bff
 187
 188 #define PFERR_PRESENT_BIT 0
 189 #define PFERR_WRITE_BIT 1
 190 #define PFERR_USER_BIT 2
 191 #define PFERR_RSVD_BIT 3
 192 #define PFERR_FETCH_BIT 4
 193 #define PFERR_PK_BIT 5
 194 #define PFERR_GUEST_FINAL_BIT 32
 195 #define PFERR_GUEST_PAGE_BIT 33
 196
 197 #define PFERR_PRESENT_MASK (1U << PFERR_PRESENT_BIT)
 198 #define PFERR_WRITE_MASK (1U << PFERR_WRITE_BIT)
 199 #define PFERR_USER_MASK (1U << PFERR_USER_BIT)
 200 #define PFERR_RSVD_MASK (1U << PFERR_RSVD_BIT)
 201 #define PFERR_FETCH_MASK (1U << PFERR_FETCH_BIT)
 202 #define PFERR_PK_MASK (1U << PFERR_PK_BIT)
 203 #define PFERR_GUEST_FINAL_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_FINAL_BIT)
 204 #define PFERR_GUEST_PAGE_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_PAGE_BIT)
 205
 206 #define PFERR_NESTED_GUEST_PAGE (PFERR_GUEST_PAGE_MASK |        \
 207                                  PFERR_USER_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
 281         /*
 282          * The following two entries are used to key the shadow page in the
 283          * hash table.
 284          */
 285         gfn_t gfn;
 286         union kvm_mmu_page_role role;
 287
 288         u64 *spt;
 289         /* hold the gfn of each spte inside spt */
 290         gfn_t *gfns;
 291         bool unsync;
 292         int root_count;          /* Currently serving as active root */
 293         unsigned int unsync_children;
 294         struct kvm_rmap_head parent_ptes; /* rmap pointers to parent sptes */
 295
 296         /* The page is obsolete if mmu_valid_gen != kvm->arch.mmu_valid_gen.  */
 297         unsigned long mmu_valid_gen;
 298
 299         DECLARE_BITMAP(unsync_child_bitmap, 512);
 300
 301 #ifdef CONFIG_X86_32
 302         /*
 303          * Used out of the mmu-lock to avoid reading spte values while an
 304          * update is in progress; see the comments in __get_spte_lockless().
 305          */
 306         int clear_spte_count;
 307 #endif
 308
 309         /* Number of writes since the last time traversal visited this page.  */
 310         atomic_t write_flooding_count;
 311 };
 312
 313 struct kvm_pio_request {
 314         unsigned long count;
 315         int in;
 316         int port;
 317         int size;
 318 };
 319
 320 struct rsvd_bits_validate {
 321         u64 rsvd_bits_mask[2][4];
 322         u64 bad_mt_xwr;
 323 };
 324
 325 /*
 326  * x86 supports 3 paging modes (4-level 64-bit, 3-level 64-bit, and 2-level
 327  * 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the current mmu
 328  * 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 };
 466
 467 /* Hyper-V per vcpu emulation context */
 468 struct kvm_vcpu_hv {
 469         u64 hv_vapic;
 470         s64 runtime_offset;
 471         struct kvm_vcpu_hv_synic synic;
 472         struct kvm_hyperv_exit exit;
 473         struct kvm_vcpu_hv_stimer stimer[HV_SYNIC_STIMER_COUNT];
 474         DECLARE_BITMAP(stimer_pending_bitmap, HV_SYNIC_STIMER_COUNT);
 475 };
 476
 477 struct kvm_vcpu_arch {
 478         /*
 479          * rip and regs accesses must go through
 480          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
 481          */
 482         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
 483         u32 regs_avail;
 484         u32 regs_dirty;
 485
 486         unsigned long cr0;
 487         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
 488         unsigned long cr2;
 489         unsigned long cr3;
 490         unsigned long cr4;
 491         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
 492         unsigned long cr8;
 493         u32 hflags;
 494         u64 efer;
 495         u64 apic_base;
 496         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
 497         bool apicv_active;
 498         DECLARE_BITMAP(ioapic_handled_vectors, 256);
 499         unsigned long apic_attention;
 500         int32_t apic_arb_prio;
 501         int mp_state;
 502         u64 ia32_misc_enable_msr;
 503         u64 smbase;
 504         bool tpr_access_reporting;
 505         u64 ia32_xss;
 506
 507         /*
 508          * Paging state of the vcpu
 509          *
 510          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
 511          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
 512          * handle faults.
 513          */
 514         struct kvm_mmu mmu;
 515
 516         /*
 517          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
 518          *
 519          * This context will save all necessary information to walk page tables
 520          * of the an L2 guest. This context is only initialized for page table
 521          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
 522          * the host.
 523          */
 524         struct kvm_mmu nested_mmu;
 525
 526         /*
 527          * Pointer to the mmu context currently used for
 528          * gva_to_gpa translations.
 529          */
 530         struct kvm_mmu *walk_mmu;
 531
 532         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
 533         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
 534         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
 535
 536         struct fpu guest_fpu;
 537         u64 xcr0;
 538         u64 guest_supported_xcr0;
 539         u32 guest_xstate_size;
 540
 541         struct kvm_pio_request pio;
 542         void *pio_data;
 543
 544         u8 event_exit_inst_len;
 545
 546         struct kvm_queued_exception {
 547                 bool pending;
 548                 bool has_error_code;
 549                 bool reinject;
 550                 u8 nr;
 551                 u32 error_code;
 552         } exception;
 553
 554         struct kvm_queued_interrupt {
 555                 bool pending;
 556                 bool soft;
 557                 u8 nr;
 558         } interrupt;
 559
 560         int halt_request; /* real mode on Intel only */
 561
 562         int cpuid_nent;
 563         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
 564
 565         int maxphyaddr;
 566
 567         /* emulate context */
 568
 569         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
 570         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
 571         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
 572         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 573
 574         gpa_t time;
 575         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
 576         unsigned int hw_tsc_khz;
 577         struct gfn_to_hva_cache pv_time;
 578         bool pv_time_enabled;
 579         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
 580         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
 581
 582         struct {
 583                 u64 msr_val;
 584                 u64 last_steal;
 585                 struct gfn_to_hva_cache stime;
 586                 struct kvm_steal_time steal;
 587         } st;
 588
 589         u64 tsc_offset;
 590         u64 last_guest_tsc;
 591         u64 last_host_tsc;
 592         u64 tsc_offset_adjustment;
 593         u64 this_tsc_nsec;
 594         u64 this_tsc_write;
 595         u64 this_tsc_generation;
 596         bool tsc_catchup;
 597         bool tsc_always_catchup;
 598         s8 virtual_tsc_shift;
 599         u32 virtual_tsc_mult;
 600         u32 virtual_tsc_khz;
 601         s64 ia32_tsc_adjust_msr;
 602         u64 tsc_scaling_ratio;
 603
 604         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
 605         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
 606         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
 607         bool smi_pending;    /* SMI queued after currently running handler */
 608
 609         struct kvm_mtrr mtrr_state;
 610         u64 pat;
 611
 612         unsigned switch_db_regs;
 613         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
 614         unsigned long dr6;
 615         unsigned long dr7;
 616         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
 617         unsigned long guest_debug_dr7;
 618         u64 msr_platform_info;
 619         u64 msr_misc_features_enables;
 620
 621         u64 mcg_cap;
 622         u64 mcg_status;
 623         u64 mcg_ctl;
 624         u64 mcg_ext_ctl;
 625         u64 *mce_banks;
 626
 627         /* Cache MMIO info */
 628         u64 mmio_gva;
 629         unsigned access;
 630         gfn_t mmio_gfn;
 631         u64 mmio_gen;
 632
 633         struct kvm_pmu pmu;
 634
 635         /* used for guest single stepping over the given code position */
 636         unsigned long singlestep_rip;
 637
 638         struct kvm_vcpu_hv hyperv;
 639
 640         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
 641
 642         unsigned long last_retry_eip;
 643         unsigned long last_retry_addr;
 644
 645         struct {
 646                 bool halted;
 647                 gfn_t gfns[roundup_pow_of_two(ASYNC_PF_PER_VCPU)];
 648                 struct gfn_to_hva_cache data;
 649                 u64 msr_val;
 650                 u32 id;
 651                 bool send_user_only;
 652         } apf;
 653
 654         /* OSVW MSRs (AMD only) */
 655         struct {
 656                 u64 length;
 657                 u64 status;
 658         } osvw;
 659
 660         struct {
 661                 u64 msr_val;
 662                 struct gfn_to_hva_cache data;
 663         } pv_eoi;
 664
 665         /*
 666          * Indicate whether the access faults on its page table in guest
 667          * which is set when fix page fault and used to detect unhandeable
 668          * instruction.
 669          */
 670         bool write_fault_to_shadow_pgtable;
 671
 672         /* set at EPT violation at this point */
 673         unsigned long exit_qualification;
 674
 675         /* pv related host specific info */
 676         struct {
 677                 bool pv_unhalted;
 678         } pv;
 679
 680         int pending_ioapic_eoi;
 681         int pending_external_vector;
 682
 683         /* GPA available (AMD only) */
 684         bool gpa_available;
 685 };
 686
 687 struct kvm_lpage_info {
 688         int disallow_lpage;
 689 };
 690
 691 struct kvm_arch_memory_slot {
 692         struct kvm_rmap_head *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
 693         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
 694         unsigned short *gfn_track[KVM_PAGE_TRACK_MAX];
 695 };
 696
 697 /*
 698  * We use as the mode the number of bits allocated in the LDR for the
 699  * logical processor ID.  It happens that these are all powers of two.
 700  * This makes it is very easy to detect cases where the APICs are
 701  * configured for multiple modes; in that case, we cannot use the map and
 702  * hence cannot use kvm_irq_delivery_to_apic_fast either.
 703  */
 704 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_CLUSTER          4
 705 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_FLAT             8
 706 #define KVM_APIC_MODE_X2APIC                16
 707
 708 struct kvm_apic_map {
 709         struct rcu_head rcu;
 710         u8 mode;
 711         u32 max_apic_id;
 712         union {
 713                 struct kvm_lapic *xapic_flat_map[8];
 714                 struct kvm_lapic *xapic_cluster_map[16][4];
 715         };
 716         struct kvm_lapic *phys_map[];
 717 };
 718
 719 /* Hyper-V emulation context */
 720 struct kvm_hv {
 721         struct mutex hv_lock;
 722         u64 hv_guest_os_id;
 723         u64 hv_hypercall;
 724         u64 hv_tsc_page;
 725
 726         /* Hyper-v based guest crash (NT kernel bugcheck) parameters */
 727         u64 hv_crash_param[HV_X64_MSR_CRASH_PARAMS];
 728         u64 hv_crash_ctl;
 729
 730         HV_REFERENCE_TSC_PAGE tsc_ref;
 731 };
 732
 733 enum kvm_irqchip_mode {
 734         KVM_IRQCHIP_NONE,
 735         KVM_IRQCHIP_KERNEL,       /* created with KVM_CREATE_IRQCHIP */
 736         KVM_IRQCHIP_SPLIT,        /* created with KVM_CAP_SPLIT_IRQCHIP */
 737 };
 738
 739 struct kvm_arch {
 740         unsigned int n_used_mmu_pages;
 741         unsigned int n_requested_mmu_pages;
 742         unsigned int n_max_mmu_pages;
 743         unsigned int indirect_shadow_pages;
 744         unsigned long mmu_valid_gen;
 745         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
 746         /*
 747          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
 748          */
 749         struct list_head active_mmu_pages;
 750         struct list_head zapped_obsolete_pages;
 751         struct kvm_page_track_notifier_node mmu_sp_tracker;
 752         struct kvm_page_track_notifier_head track_notifier_head;
 753
 754         struct list_head assigned_dev_head;
 755         struct iommu_domain *iommu_domain;
 756         bool iommu_noncoherent;
 757 #define __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
 758         atomic_t noncoherent_dma_count;
 759 #define __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
 760         atomic_t assigned_device_count;
 761         struct kvm_pic *vpic;
 762         struct kvm_ioapic *vioapic;
 763         struct kvm_pit *vpit;
 764         atomic_t vapics_in_nmi_mode;
 765         struct mutex apic_map_lock;
 766         struct kvm_apic_map *apic_map;
 767
 768         unsigned int tss_addr;
 769         bool apic_access_page_done;
 770
 771         gpa_t wall_clock;
 772
 773         bool ept_identity_pagetable_done;
 774         gpa_t ept_identity_map_addr;
 775
 776         unsigned long irq_sources_bitmap;
 777         s64 kvmclock_offset;
 778         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
 779         u64 last_tsc_nsec;
 780         u64 last_tsc_write;
 781         u32 last_tsc_khz;
 782         u64 cur_tsc_nsec;
 783         u64 cur_tsc_write;
 784         u64 cur_tsc_offset;
 785         u64 cur_tsc_generation;
 786         int nr_vcpus_matched_tsc;
 787
 788         spinlock_t pvclock_gtod_sync_lock;
 789         bool use_master_clock;
 790         u64 master_kernel_ns;
 791         u64 master_cycle_now;
 792         struct delayed_work kvmclock_update_work;
 793         struct delayed_work kvmclock_sync_work;
 794
 795         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
 796
 797         /* reads protected by irq_srcu, writes by irq_lock */
 798         struct hlist_head mask_notifier_list;
 799
 800         struct kvm_hv hyperv;
 801
 802         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
 803         int audit_point;
 804         #endif
 805
 806         bool boot_vcpu_runs_old_kvmclock;
 807         u32 bsp_vcpu_id;
 808
 809         u64 disabled_quirks;
 810
 811         enum kvm_irqchip_mode irqchip_mode;
 812         u8 nr_reserved_ioapic_pins;
 813
 814         bool disabled_lapic_found;
 815
 816         /* Struct members for AVIC */
 817         u32 avic_vm_id;
 818         u32 ldr_mode;
 819         struct page *avic_logical_id_table_page;
 820         struct page *avic_physical_id_table_page;
 821         struct hlist_node hnode;
 822
 823         bool x2apic_format;
 824         bool x2apic_broadcast_quirk_disabled;
 825 };
 826
 827 struct kvm_vm_stat {
 828         ulong mmu_shadow_zapped;
 829         ulong mmu_pte_write;
 830         ulong mmu_pte_updated;
 831         ulong mmu_pde_zapped;
 832         ulong mmu_flooded;
 833         ulong mmu_recycled;
 834         ulong mmu_cache_miss;
 835         ulong mmu_unsync;
 836         ulong remote_tlb_flush;
 837         ulong lpages;
 838         ulong max_mmu_page_hash_collisions;
 839 };
 840
 841 struct kvm_vcpu_stat {
 842         u64 pf_fixed;
 843         u64 pf_guest;
 844         u64 tlb_flush;
 845         u64 invlpg;
 846
 847         u64 exits;
 848         u64 io_exits;
 849         u64 mmio_exits;
 850         u64 signal_exits;
 851         u64 irq_window_exits;
 852         u64 nmi_window_exits;
 853         u64 halt_exits;
 854         u64 halt_successful_poll;
 855         u64 halt_attempted_poll;
 856         u64 halt_poll_invalid;
 857         u64 halt_wakeup;
 858         u64 request_irq_exits;
 859         u64 irq_exits;
 860         u64 host_state_reload;
 861         u64 efer_reload;
 862         u64 fpu_reload;
 863         u64 insn_emulation;
 864         u64 insn_emulation_fail;
 865         u64 hypercalls;
 866         u64 irq_injections;
 867         u64 nmi_injections;
 868         u64 req_event;
 869 };
 870
 871 struct x86_instruction_info;
 872
 873 struct msr_data {
 874         bool host_initiated;
 875         u32 index;
 876         u64 data;
 877 };
 878
 879 struct kvm_lapic_irq {
 880         u32 vector;
 881         u16 delivery_mode;
 882         u16 dest_mode;
 883         bool level;
 884         u16 trig_mode;
 885         u32 shorthand;
 886         u32 dest_id;
 887         bool msi_redir_hint;
 888 };
 889
 890 struct kvm_x86_ops {
 891         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
 892         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
 893         int (*hardware_enable)(void);
 894         void (*hardware_disable)(void);
 895         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
 896         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
 897         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
 898         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
 899         bool (*cpu_has_high_real_mode_segbase)(void);
 900         void (*cpuid_update)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 901
 902         int (*vm_init)(struct kvm *kvm);
 903         void (*vm_destroy)(struct kvm *kvm);
 904
 905         /* Create, but do not attach this VCPU */
 906         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
 907         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 908         void (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
 909
 910         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 911         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 912         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 913
 914         void (*update_bp_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 915         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
 916         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
 917         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
 918         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 919                             struct kvm_segment *var, int seg);
 920         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 921         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 922                             struct kvm_segment *var, int seg);
 923         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
 924         void (*decache_cr0_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 925         void (*decache_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 926         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 927         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
 928         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 929         int (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
 930         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
 931         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 932         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 933         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 934         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 935         u64 (*get_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 936         void (*set_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
 937         void (*sync_dirty_debug_regs)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 938         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
 939         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
 940         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 941         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
 942         u32 (*get_pkru)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 943
 944         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 945
 946         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 947         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 948         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 949         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
 950         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 951         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 952                                 unsigned char *hypercall_addr);
 953         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 954         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 955         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr,
 956                                 bool has_error_code, u32 error_code,
 957                                 bool reinject);
 958         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 959         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 960         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 961         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 962         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
 963         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 964         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 965         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
 966         bool (*get_enable_apicv)(void);
 967         void (*refresh_apicv_exec_ctrl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 968         void (*hwapic_irr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
 969         void (*hwapic_isr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int isr);
 970         void (*load_eoi_exitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
 971         void (*set_virtual_x2apic_mode)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool set);
 972         void (*set_apic_access_page_addr)(struct kvm_vcpu *vcpu, hpa_t hpa);
 973         void (*deliver_posted_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu, int vector);
 974         int (*sync_pir_to_irr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 975         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
 976         int (*get_tdp_level)(void);
 977         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
 978         int (*get_lpage_level)(void);
 979         bool (*rdtscp_supported)(void);
 980         bool (*invpcid_supported)(void);
 981
 982         void (*set_tdp_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 983
 984         void (*set_supported_cpuid)(u32 func, struct kvm_cpuid_entry2 *entry);
 985
 986         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
 987
 988         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
 989
 990         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2);
 991
 992         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 993                                struct x86_instruction_info *info,
 994                                enum x86_intercept_stage stage);
 995         void (*handle_external_intr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 996         bool (*mpx_supported)(void);
 997         bool (*xsaves_supported)(void);
 998
 999         int (*check_nested_events)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool external_intr);
1000
1001         void (*sched_in)(struct kvm_vcpu *kvm, int cpu);
1002
1003         /*
1004          * Arch-specific dirty logging hooks. These hooks are only supposed to
1005          * be valid if the specific arch has hardware-accelerated dirty logging
1006          * mechanism. Currently only for PML on VMX.
1007          *
1008          *  - slot_enable_log_dirty:
1009          *      called when enabling log dirty mode for the slot.
1010          *  - slot_disable_log_dirty:
1011          *      called when disabling log dirty mode for the slot.
1012          *      also called when slot is created with log dirty disabled.
1013          *  - flush_log_dirty:
1014          *      called before reporting dirty_bitmap to userspace.
1015          *  - enable_log_dirty_pt_masked:
1016          *      called when reenabling log dirty for the GFNs in the mask after
1017          *      corresponding bits are cleared in slot->dirty_bitmap.
1018          */
1019         void (*slot_enable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1020                                       struct kvm_memory_slot *slot);
1021         void (*slot_disable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1022                                        struct kvm_memory_slot *slot);
1023         void (*flush_log_dirty)(struct kvm *kvm);
1024         void (*enable_log_dirty_pt_masked)(struct kvm *kvm,
1025                                            struct kvm_memory_slot *slot,
1026                                            gfn_t offset, unsigned long mask);
1027         int (*write_log_dirty)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1028
1029         /* pmu operations of sub-arch */
1030         const struct kvm_pmu_ops *pmu_ops;
1031
1032         /*
1033          * Architecture specific hooks for vCPU blocking due to
1034          * HLT instruction.
1035          * Returns for .pre_block():
1036          *    - 0 means continue to block the vCPU.
1037          *    - 1 means we cannot block the vCPU since some event
1038          *        happens during this period, such as, 'ON' bit in
1039          *        posted-interrupts descriptor is set.
1040          */
1041         int (*pre_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1042         void (*post_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1043
1044         void (*vcpu_blocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1045         void (*vcpu_unblocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1046
1047         int (*update_pi_irte)(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1048                               uint32_t guest_irq, bool set);
1049         void (*apicv_post_state_restore)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1050
1051         int (*set_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_deadline_tsc);
1052         void (*cancel_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1053
1054         void (*setup_mce)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1055 };
1056
1057 struct kvm_arch_async_pf {
1058         u32 token;
1059         gfn_t gfn;
1060         unsigned long cr3;
1061         bool direct_map;
1062 };
1063
1064 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
1065
1066 int kvm_mmu_module_init(void);
1067 void kvm_mmu_module_exit(void);
1068
1069 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1070 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
1071 void kvm_mmu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
1072 void kvm_mmu_init_vm(struct kvm *kvm);
1073 void kvm_mmu_uninit_vm(struct kvm *kvm);
1074 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
1075                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask, u64 p_mask,
1076                 u64 acc_track_mask);
1077
1078 void kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
1079 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1080                                       struct kvm_memory_slot *memslot);
1081 void kvm_mmu_zap_collapsible_sptes(struct kvm *kvm,
1082                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1083 void kvm_mmu_slot_leaf_clear_dirty(struct kvm *kvm,
1084                                    struct kvm_memory_slot *memslot);
1085 void kvm_mmu_slot_largepage_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1086                                         struct kvm_memory_slot *memslot);
1087 void kvm_mmu_slot_set_dirty(struct kvm *kvm,
1088                             struct kvm_memory_slot *memslot);
1089 void kvm_mmu_clear_dirty_pt_masked(struct kvm *kvm,
1090                                    struct kvm_memory_slot *slot,
1091                                    gfn_t gfn_offset, unsigned long mask);
1092 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
1093 void kvm_mmu_invalidate_mmio_sptes(struct kvm *kvm, struct kvm_memslots *slots);
1094 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
1095 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
1096
1097 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
1098 bool pdptrs_changed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1099
1100 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
1101                           const void *val, int bytes);
1102
1103 struct kvm_irq_mask_notifier {
1104         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
1105         int irq;
1106         struct hlist_node link;
1107 };
1108
1109 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1110                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1111 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1112                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1113 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
1114                              bool mask);
1115
1116 extern bool tdp_enabled;
1117
1118 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
1119
1120 /* control of guest tsc rate supported? */
1121 extern bool kvm_has_tsc_control;
1122 /* maximum supported tsc_khz for guests */
1123 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
1124 /* number of bits of the fractional part of the TSC scaling ratio */
1125 extern u8   kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits;
1126 /* maximum allowed value of TSC scaling ratio */
1127 extern u64  kvm_max_tsc_scaling_ratio;
1128 /* 1ull << kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits */
1129 extern u64  kvm_default_tsc_scaling_ratio;
1130
1131 extern u64 kvm_mce_cap_supported;
1132
1133 enum emulation_result {
1134         EMULATE_DONE,         /* no further processing */
1135         EMULATE_USER_EXIT,    /* kvm_run ready for userspace exit */
1136         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
1137 };
1138
1139 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
1140 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
1141 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
1142 #define EMULTYPE_RETRY              (1 << 3)
1143 #define EMULTYPE_NO_REEXECUTE       (1 << 4)
1144 int x86_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr2,
1145                             int emulation_type, void *insn, int insn_len);
1146
1147 static inline int emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu,
1148                         int emulation_type)
1149 {
1150         return x86_emulate_instruction(vcpu, 0, emulation_type, NULL, 0);
1151 }
1152
1153 void kvm_enable_efer_bits(u64);
1154 bool kvm_valid_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1155 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1156 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1157
1158 struct x86_emulate_ctxt;
1159
1160 int kvm_fast_pio_out(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port);
1161 int kvm_fast_pio_in(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port);
1162 int kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1163 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1164 int kvm_vcpu_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1165 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1166
1167 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
1168 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
1169 void kvm_vcpu_deliver_sipi_vector(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1170
1171 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
1172                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
1173
1174 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1175 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1176 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1177 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
1178 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
1179 int kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
1180 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
1181 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
1182 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1183 int kvm_set_xcr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 xcr);
1184
1185 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1186 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1187
1188 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
1189 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1190 bool kvm_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
1191
1192 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1193 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1194 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1195 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1196 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
1197 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1198                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
1199                             u32 access);
1200 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
1201 bool kvm_require_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr);
1202
1203 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
1204                                        int irq_source_id, int level)
1205 {
1206         /* Logical OR for level trig interrupt */
1207         if (level)
1208                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
1209         else
1210                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
1211
1212         return !!(*irq_state);
1213 }
1214
1215 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
1216 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
1217
1218 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1219
1220 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
1221 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1222 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
1223 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
1224 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
1225 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
1226 gpa_t translate_nested_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1227                            struct x86_exception *exception);
1228 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1229                               struct x86_exception *exception);
1230 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1231                                struct x86_exception *exception);
1232 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1233                                struct x86_exception *exception);
1234 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1235                                 struct x86_exception *exception);
1236
1237 void kvm_vcpu_deactivate_apicv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1238
1239 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
1240
1241 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u64 error_code,
1242                        void *insn, int insn_len);
1243 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1244 void kvm_mmu_new_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu);
1245
1246 void kvm_enable_tdp(void);
1247 void kvm_disable_tdp(void);
1248
1249 static inline gpa_t translate_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1250                                   struct x86_exception *exception)
1251 {
1252         return gpa;
1253 }
1254
1255 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
1256 {
1257         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
1258
1259         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
1260 }
1261
1262 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
1263 {
1264         u16 ldt;
1265         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
1266         return ldt;
1267 }
1268
1269 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
1270 {
1271         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
1272 }
1273
1274 #ifdef CONFIG_X86_64
1275 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
1276 {
1277         u64 value;
1278
1279         rdmsrl(msr, value);
1280         return value;
1281 }
1282 #endif
1283
1284 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
1285 {
1286         return 0x600; /* P6 family */
1287 }
1288
1289 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
1290 {
1291         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
1292 }
1293
1294 static inline u64 get_canonical(u64 la)
1295 {
1296         return ((int64_t)la << 16) >> 16;
1297 }
1298
1299 static inline bool is_noncanonical_address(u64 la)
1300 {
1301 #ifdef CONFIG_X86_64
1302         return get_canonical(la) != la;
1303 #else
1304         return false;
1305 #endif
1306 }
1307
1308 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
1309 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
1310 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
1311 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
1312 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
1313         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
1314
1315 enum {
1316         TASK_SWITCH_CALL = 0,
1317         TASK_SWITCH_IRET = 1,
1318         TASK_SWITCH_JMP = 2,
1319         TASK_SWITCH_GATE = 3,
1320 };
1321
1322 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
1323 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
1324 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
1325 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
1326 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
1327 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
1328 #define HF_SMM_MASK             (1 << 6)
1329 #define HF_SMM_INSIDE_NMI_MASK  (1 << 7)
1330
1331 #define __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
1332 #define KVM_ADDRESS_SPACE_NUM 2
1333
1334 #define kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu) ((vcpu)->arch.hflags & HF_SMM_MASK ? 1 : 0)
1335 #define kvm_memslots_for_spte_role(kvm, role) __kvm_memslots(kvm, (role).smm)
1336
1337 /*
1338  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
1339  * reboot turns off virtualization while processes are running.
1340  * Trap the fault and ignore the instruction if that happens.
1341  */
1342 asmlinkage void kvm_spurious_fault(void);
1343
1344 #define ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, cleanup_insn)      \
1345         "666: " insn "\n\t" \
1346         "668: \n\t"                           \
1347         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n" \
1348         "667: \n\t" \
1349         cleanup_insn "\n\t"                   \
1350         "cmpb $0, kvm_rebooting \n\t"         \
1351         "jne 668b \n\t"                       \
1352         __ASM_SIZE(push) " $666b \n\t"        \
1353         "call kvm_spurious_fault \n\t"        \
1354         ".popsection \n\t" \
1355         _ASM_EXTABLE(666b, 667b)
1356
1357 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn)              \
1358         ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, "")
1359
1360 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
1361 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1362 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1363 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1364 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1365 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
1366 int kvm_cpu_has_injectable_intr(struct kvm_vcpu *v);
1367 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1368 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1369 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
1370 void kvm_vcpu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1371 void kvm_vcpu_reload_apic_access_page(struct kvm_vcpu *vcpu);
1372 void kvm_arch_mmu_notifier_invalidate_page(struct kvm *kvm,
1373                                            unsigned long address);
1374
1375 void kvm_define_shared_msr(unsigned index, u32 msr);
1376 int kvm_set_shared_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
1377
1378 u64 kvm_scale_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 tsc);
1379 u64 kvm_read_l1_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
1380
1381 unsigned long kvm_get_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu);
1382 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
1383
1384 void kvm_make_mclock_inprogress_request(struct kvm *kvm);
1385 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
1386
1387 void kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1388                                      struct kvm_async_pf *work);
1389 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1390                                  struct kvm_async_pf *work);
1391 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
1392                                struct kvm_async_pf *work);
1393 bool kvm_arch_can_inject_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
1394 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
1395
1396 int kvm_skip_emulated_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu);
1397 int kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1398
1399 int kvm_is_in_guest(void);
1400
1401 int __x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1402 int x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1403 bool kvm_vcpu_is_reset_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1404 bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1405
1406 bool kvm_intr_is_single_vcpu(struct kvm *kvm, struct kvm_lapic_irq *irq,
1407                              struct kvm_vcpu **dest_vcpu);
1408
1409 void kvm_set_msi_irq(struct kvm *kvm, struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1410                      struct kvm_lapic_irq *irq);
1411
1412 static inline void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1413 {
1414         if (kvm_x86_ops->vcpu_blocking)
1415                 kvm_x86_ops->vcpu_blocking(vcpu);
1416 }
1417
1418 static inline void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1419 {
1420         if (kvm_x86_ops->vcpu_unblocking)
1421                 kvm_x86_ops->vcpu_unblocking(vcpu);
1422 }
1423
1424 static inline void kvm_arch_vcpu_block_finish(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
1425
1426 static inline int kvm_cpu_get_apicid(int mps_cpu)
1427 {
1428 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1429         return __default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
1430 #else
1431         WARN_ON_ONCE(1);
1432         return BAD_APICID;
1433 #endif
1434 }
1435
1436 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */