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_PIO_PAGE_OFFSET 1
  47 #define KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET 2
  48 #define KVM_HALT_POLL_NS_DEFAULT 400000
  49
  50 #define KVM_IRQCHIP_NUM_PINS  KVM_IOAPIC_NUM_PINS
  51
  52 /* x86-specific vcpu->requests bit members */
  53 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER      8
  54 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS  9
  55 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT      10
  56 #define KVM_REQ_MMU_SYNC          11
  57 #define KVM_REQ_CLOCK_UPDATE      12
  58 #define KVM_REQ_EVENT             14
  59 #define KVM_REQ_APF_HALT          15
  60 #define KVM_REQ_STEAL_UPDATE      16
  61 #define KVM_REQ_NMI               17
  62 #define KVM_REQ_PMU               18
  63 #define KVM_REQ_PMI               19
  64 #define KVM_REQ_SMI               20
  65 #define KVM_REQ_MASTERCLOCK_UPDATE 21
  66 #define KVM_REQ_MCLOCK_INPROGRESS 22
  67 #define KVM_REQ_SCAN_IOAPIC       23
  68 #define KVM_REQ_GLOBAL_CLOCK_UPDATE 24
  69 #define KVM_REQ_APIC_PAGE_RELOAD  25
  70 #define KVM_REQ_HV_CRASH          26
  71 #define KVM_REQ_IOAPIC_EOI_EXIT   27
  72 #define KVM_REQ_HV_RESET          28
  73 #define KVM_REQ_HV_EXIT           29
  74 #define KVM_REQ_HV_STIMER         30
  75
  76 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
  77         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
  78                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
  79                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
  80
  81 #define CR3_L_MODE_RESERVED_BITS 0xFFFFFF0000000000ULL
  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_VMXE | X86_CR4_SMAP \
  89                           | X86_CR4_PKE))
  90
  91 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
  92
  93
  94
  95 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
  96 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
  97
  98 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
  99
 100 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
 101 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       3
 102 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
 103 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
 104 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
 105 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
 106 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
 107
 108 static inline gfn_t gfn_to_index(gfn_t gfn, gfn_t base_gfn, int level)
 109 {
 110         /* KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(PT_PAGE_TABLE_LEVEL) must be 0. */
 111         return (gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level)) -
 112                 (base_gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level));
 113 }
 114
 115 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
 116 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64
 117 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 12
 118 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
 119 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
 120 #define KVM_REFILL_PAGES 25
 121 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 80
 122 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
 123 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
 124
 125 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
 126
 127 enum kvm_reg {
 128         VCPU_REGS_RAX = 0,
 129         VCPU_REGS_RCX = 1,
 130         VCPU_REGS_RDX = 2,
 131         VCPU_REGS_RBX = 3,
 132         VCPU_REGS_RSP = 4,
 133         VCPU_REGS_RBP = 5,
 134         VCPU_REGS_RSI = 6,
 135         VCPU_REGS_RDI = 7,
 136 #ifdef CONFIG_X86_64
 137         VCPU_REGS_R8 = 8,
 138         VCPU_REGS_R9 = 9,
 139         VCPU_REGS_R10 = 10,
 140         VCPU_REGS_R11 = 11,
 141         VCPU_REGS_R12 = 12,
 142         VCPU_REGS_R13 = 13,
 143         VCPU_REGS_R14 = 14,
 144         VCPU_REGS_R15 = 15,
 145 #endif
 146         VCPU_REGS_RIP,
 147         NR_VCPU_REGS
 148 };
 149
 150 enum kvm_reg_ex {
 151         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
 152         VCPU_EXREG_CR3,
 153         VCPU_EXREG_RFLAGS,
 154         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
 155 };
 156
 157 enum {
 158         VCPU_SREG_ES,
 159         VCPU_SREG_CS,
 160         VCPU_SREG_SS,
 161         VCPU_SREG_DS,
 162         VCPU_SREG_FS,
 163         VCPU_SREG_GS,
 164         VCPU_SREG_TR,
 165         VCPU_SREG_LDTR,
 166 };
 167
 168 #include <asm/kvm_emulate.h>
 169
 170 #define KVM_NR_MEM_OBJS 40
 171
 172 #define KVM_NR_DB_REGS  4
 173
 174 #define DR6_BD          (1 << 13)
 175 #define DR6_BS          (1 << 14)
 176 #define DR6_RTM         (1 << 16)
 177 #define DR6_FIXED_1     0xfffe0ff0
 178 #define DR6_INIT        0xffff0ff0
 179 #define DR6_VOLATILE    0x0001e00f
 180
 181 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
 182 #define DR7_GE          (1 << 9)
 183 #define DR7_GD          (1 << 13)
 184 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
 185 #define DR7_VOLATILE    0xffff2bff
 186
 187 #define PFERR_PRESENT_BIT 0
 188 #define PFERR_WRITE_BIT 1
 189 #define PFERR_USER_BIT 2
 190 #define PFERR_RSVD_BIT 3
 191 #define PFERR_FETCH_BIT 4
 192 #define PFERR_PK_BIT 5
 193 #define PFERR_GUEST_FINAL_BIT 32
 194 #define PFERR_GUEST_PAGE_BIT 33
 195
 196 #define PFERR_PRESENT_MASK (1U << PFERR_PRESENT_BIT)
 197 #define PFERR_WRITE_MASK (1U << PFERR_WRITE_BIT)
 198 #define PFERR_USER_MASK (1U << PFERR_USER_BIT)
 199 #define PFERR_RSVD_MASK (1U << PFERR_RSVD_BIT)
 200 #define PFERR_FETCH_MASK (1U << PFERR_FETCH_BIT)
 201 #define PFERR_PK_MASK (1U << PFERR_PK_BIT)
 202 #define PFERR_GUEST_FINAL_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_FINAL_BIT)
 203 #define PFERR_GUEST_PAGE_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_PAGE_BIT)
 204
 205 #define PFERR_NESTED_GUEST_PAGE (PFERR_GUEST_PAGE_MASK |        \
 206                                  PFERR_USER_MASK |              \
 207                                  PFERR_WRITE_MASK |             \
 208                                  PFERR_PRESENT_MASK)
 209
 210 /*
 211  * The mask used to denote special SPTEs, which can be either MMIO SPTEs or
 212  * Access Tracking SPTEs. We use bit 62 instead of bit 63 to avoid conflicting
 213  * with the SVE bit in EPT PTEs.
 214  */
 215 #define SPTE_SPECIAL_MASK (1ULL << 62)
 216
 217 /* apic attention bits */
 218 #define KVM_APIC_CHECK_VAPIC    0
 219 /*
 220  * The following bit is set with PV-EOI, unset on EOI.
 221  * We detect PV-EOI changes by guest by comparing
 222  * this bit with PV-EOI in guest memory.
 223  * See the implementation in apic_update_pv_eoi.
 224  */
 225 #define KVM_APIC_PV_EOI_PENDING 1
 226
 227 struct kvm_kernel_irq_routing_entry;
 228
 229 /*
 230  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
 231  * enough memory for a single page fault in a cache.
 232  */
 233 struct kvm_mmu_memory_cache {
 234         int nobjs;
 235         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
 236 };
 237
 238 /*
 239  * the pages used as guest page table on soft mmu are tracked by
 240  * kvm_memory_slot.arch.gfn_track which is 16 bits, so the role bits used
 241  * by indirect shadow page can not be more than 15 bits.
 242  *
 243  * Currently, we used 14 bits that are @level, @cr4_pae, @quadrant, @access,
 244  * @nxe, @cr0_wp, @smep_andnot_wp and @smap_andnot_wp.
 245  */
 246 union kvm_mmu_page_role {
 247         unsigned word;
 248         struct {
 249                 unsigned level:4;
 250                 unsigned cr4_pae:1;
 251                 unsigned quadrant:2;
 252                 unsigned direct:1;
 253                 unsigned access:3;
 254                 unsigned invalid:1;
 255                 unsigned nxe:1;
 256                 unsigned cr0_wp:1;
 257                 unsigned smep_andnot_wp:1;
 258                 unsigned smap_andnot_wp:1;
 259                 unsigned :8;
 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 struct rsvd_bits_validate {
 319         u64 rsvd_bits_mask[2][4];
 320         u64 bad_mt_xwr;
 321 };
 322
 323 /*
 324  * x86 supports 3 paging modes (4-level 64-bit, 3-level 64-bit, and 2-level
 325  * 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the current mmu
 326  * mode.
 327  */
 328 struct kvm_mmu {
 329         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long root);
 330         unsigned long (*get_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 331         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
 332         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err,
 333                           bool prefault);
 334         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 335                                   struct x86_exception *fault);
 336         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 access,
 337                             struct x86_exception *exception);
 338         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
 339                                struct x86_exception *exception);
 340         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 341                          struct kvm_mmu_page *sp);
 342         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
 343         void (*update_pte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
 344                            u64 *spte, const void *pte);
 345         hpa_t root_hpa;
 346         int root_level;
 347         int shadow_root_level;
 348         union kvm_mmu_page_role base_role;
 349         bool direct_map;
 350
 351         /*
 352          * Bitmap; bit set = permission fault
 353          * Byte index: page fault error code [4:1]
 354          * Bit index: pte permissions in ACC_* format
 355          */
 356         u8 permissions[16];
 357
 358         /*
 359         * The pkru_mask indicates if protection key checks are needed.  It
 360         * consists of 16 domains indexed by page fault error code bits [4:1],
 361         * with PFEC.RSVD replaced by ACC_USER_MASK from the page tables.
 362         * Each domain has 2 bits which are ANDed with AD and WD from PKRU.
 363         */
 364         u32 pkru_mask;
 365
 366         u64 *pae_root;
 367         u64 *lm_root;
 368
 369         /*
 370          * check zero bits on shadow page table entries, these
 371          * bits include not only hardware reserved bits but also
 372          * the bits spte never used.
 373          */
 374         struct rsvd_bits_validate shadow_zero_check;
 375
 376         struct rsvd_bits_validate guest_rsvd_check;
 377
 378         /* Can have large pages at levels 2..last_nonleaf_level-1. */
 379         u8 last_nonleaf_level;
 380
 381         bool nx;
 382
 383         u64 pdptrs[4]; /* pae */
 384 };
 385
 386 enum pmc_type {
 387         KVM_PMC_GP = 0,
 388         KVM_PMC_FIXED,
 389 };
 390
 391 struct kvm_pmc {
 392         enum pmc_type type;
 393         u8 idx;
 394         u64 counter;
 395         u64 eventsel;
 396         struct perf_event *perf_event;
 397         struct kvm_vcpu *vcpu;
 398 };
 399
 400 struct kvm_pmu {
 401         unsigned nr_arch_gp_counters;
 402         unsigned nr_arch_fixed_counters;
 403         unsigned available_event_types;
 404         u64 fixed_ctr_ctrl;
 405         u64 global_ctrl;
 406         u64 global_status;
 407         u64 global_ovf_ctrl;
 408         u64 counter_bitmask[2];
 409         u64 global_ctrl_mask;
 410         u64 reserved_bits;
 411         u8 version;
 412         struct kvm_pmc gp_counters[INTEL_PMC_MAX_GENERIC];
 413         struct kvm_pmc fixed_counters[INTEL_PMC_MAX_FIXED];
 414         struct irq_work irq_work;
 415         u64 reprogram_pmi;
 416 };
 417
 418 struct kvm_pmu_ops;
 419
 420 enum {
 421         KVM_DEBUGREG_BP_ENABLED = 1,
 422         KVM_DEBUGREG_WONT_EXIT = 2,
 423         KVM_DEBUGREG_RELOAD = 4,
 424 };
 425
 426 struct kvm_mtrr_range {
 427         u64 base;
 428         u64 mask;
 429         struct list_head node;
 430 };
 431
 432 struct kvm_mtrr {
 433         struct kvm_mtrr_range var_ranges[KVM_NR_VAR_MTRR];
 434         mtrr_type fixed_ranges[KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION];
 435         u64 deftype;
 436
 437         struct list_head head;
 438 };
 439
 440 /* Hyper-V SynIC timer */
 441 struct kvm_vcpu_hv_stimer {
 442         struct hrtimer timer;
 443         int index;
 444         u64 config;
 445         u64 count;
 446         u64 exp_time;
 447         struct hv_message msg;
 448         bool msg_pending;
 449 };
 450
 451 /* Hyper-V synthetic interrupt controller (SynIC)*/
 452 struct kvm_vcpu_hv_synic {
 453         u64 version;
 454         u64 control;
 455         u64 msg_page;
 456         u64 evt_page;
 457         atomic64_t sint[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
 458         atomic_t sint_to_gsi[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
 459         DECLARE_BITMAP(auto_eoi_bitmap, 256);
 460         DECLARE_BITMAP(vec_bitmap, 256);
 461         bool active;
 462 };
 463
 464 /* Hyper-V per vcpu emulation context */
 465 struct kvm_vcpu_hv {
 466         u64 hv_vapic;
 467         s64 runtime_offset;
 468         struct kvm_vcpu_hv_synic synic;
 469         struct kvm_hyperv_exit exit;
 470         struct kvm_vcpu_hv_stimer stimer[HV_SYNIC_STIMER_COUNT];
 471         DECLARE_BITMAP(stimer_pending_bitmap, HV_SYNIC_STIMER_COUNT);
 472 };
 473
 474 struct kvm_vcpu_arch {
 475         /*
 476          * rip and regs accesses must go through
 477          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
 478          */
 479         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
 480         u32 regs_avail;
 481         u32 regs_dirty;
 482
 483         unsigned long cr0;
 484         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
 485         unsigned long cr2;
 486         unsigned long cr3;
 487         unsigned long cr4;
 488         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
 489         unsigned long cr8;
 490         u32 hflags;
 491         u64 efer;
 492         u64 apic_base;
 493         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
 494         bool apicv_active;
 495         DECLARE_BITMAP(ioapic_handled_vectors, 256);
 496         unsigned long apic_attention;
 497         int32_t apic_arb_prio;
 498         int mp_state;
 499         u64 ia32_misc_enable_msr;
 500         u64 smbase;
 501         bool tpr_access_reporting;
 502         u64 ia32_xss;
 503
 504         /*
 505          * Paging state of the vcpu
 506          *
 507          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
 508          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
 509          * handle faults.
 510          */
 511         struct kvm_mmu mmu;
 512
 513         /*
 514          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
 515          *
 516          * This context will save all necessary information to walk page tables
 517          * of the an L2 guest. This context is only initialized for page table
 518          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
 519          * the host.
 520          */
 521         struct kvm_mmu nested_mmu;
 522
 523         /*
 524          * Pointer to the mmu context currently used for
 525          * gva_to_gpa translations.
 526          */
 527         struct kvm_mmu *walk_mmu;
 528
 529         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
 530         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
 531         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
 532
 533         struct fpu guest_fpu;
 534         u64 xcr0;
 535         u64 guest_supported_xcr0;
 536         u32 guest_xstate_size;
 537
 538         struct kvm_pio_request pio;
 539         void *pio_data;
 540
 541         u8 event_exit_inst_len;
 542
 543         struct kvm_queued_exception {
 544                 bool pending;
 545                 bool has_error_code;
 546                 bool reinject;
 547                 u8 nr;
 548                 u32 error_code;
 549         } exception;
 550
 551         struct kvm_queued_interrupt {
 552                 bool pending;
 553                 bool soft;
 554                 u8 nr;
 555         } interrupt;
 556
 557         int halt_request; /* real mode on Intel only */
 558
 559         int cpuid_nent;
 560         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
 561
 562         int maxphyaddr;
 563
 564         /* emulate context */
 565
 566         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
 567         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
 568         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
 569         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 570
 571         gpa_t time;
 572         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
 573         unsigned int hw_tsc_khz;
 574         struct gfn_to_hva_cache pv_time;
 575         bool pv_time_enabled;
 576         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
 577         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
 578
 579         struct {
 580                 u64 msr_val;
 581                 u64 last_steal;
 582                 struct gfn_to_hva_cache stime;
 583                 struct kvm_steal_time steal;
 584         } st;
 585
 586         u64 tsc_offset;
 587         u64 last_guest_tsc;
 588         u64 last_host_tsc;
 589         u64 tsc_offset_adjustment;
 590         u64 this_tsc_nsec;
 591         u64 this_tsc_write;
 592         u64 this_tsc_generation;
 593         bool tsc_catchup;
 594         bool tsc_always_catchup;
 595         s8 virtual_tsc_shift;
 596         u32 virtual_tsc_mult;
 597         u32 virtual_tsc_khz;
 598         s64 ia32_tsc_adjust_msr;
 599         u64 tsc_scaling_ratio;
 600
 601         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
 602         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
 603         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
 604         bool smi_pending;    /* SMI queued after currently running handler */
 605
 606         struct kvm_mtrr mtrr_state;
 607         u64 pat;
 608
 609         unsigned switch_db_regs;
 610         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
 611         unsigned long dr6;
 612         unsigned long dr7;
 613         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
 614         unsigned long guest_debug_dr7;
 615
 616         u64 mcg_cap;
 617         u64 mcg_status;
 618         u64 mcg_ctl;
 619         u64 mcg_ext_ctl;
 620         u64 *mce_banks;
 621
 622         /* Cache MMIO info */
 623         u64 mmio_gva;
 624         unsigned access;
 625         gfn_t mmio_gfn;
 626         u64 mmio_gen;
 627
 628         struct kvm_pmu pmu;
 629
 630         /* used for guest single stepping over the given code position */
 631         unsigned long singlestep_rip;
 632
 633         struct kvm_vcpu_hv hyperv;
 634
 635         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
 636
 637         unsigned long last_retry_eip;
 638         unsigned long last_retry_addr;
 639
 640         struct {
 641                 bool halted;
 642                 gfn_t gfns[roundup_pow_of_two(ASYNC_PF_PER_VCPU)];
 643                 struct gfn_to_hva_cache data;
 644                 u64 msr_val;
 645                 u32 id;
 646                 bool send_user_only;
 647         } apf;
 648
 649         /* OSVW MSRs (AMD only) */
 650         struct {
 651                 u64 length;
 652                 u64 status;
 653         } osvw;
 654
 655         struct {
 656                 u64 msr_val;
 657                 struct gfn_to_hva_cache data;
 658         } pv_eoi;
 659
 660         /*
 661          * Indicate whether the access faults on its page table in guest
 662          * which is set when fix page fault and used to detect unhandeable
 663          * instruction.
 664          */
 665         bool write_fault_to_shadow_pgtable;
 666
 667         /* set at EPT violation at this point */
 668         unsigned long exit_qualification;
 669
 670         /* pv related host specific info */
 671         struct {
 672                 bool pv_unhalted;
 673         } pv;
 674
 675         int pending_ioapic_eoi;
 676         int pending_external_vector;
 677
 678         /* GPA available (AMD only) */
 679         bool gpa_available;
 680 };
 681
 682 struct kvm_lpage_info {
 683         int disallow_lpage;
 684 };
 685
 686 struct kvm_arch_memory_slot {
 687         struct kvm_rmap_head *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
 688         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
 689         unsigned short *gfn_track[KVM_PAGE_TRACK_MAX];
 690 };
 691
 692 /*
 693  * We use as the mode the number of bits allocated in the LDR for the
 694  * logical processor ID.  It happens that these are all powers of two.
 695  * This makes it is very easy to detect cases where the APICs are
 696  * configured for multiple modes; in that case, we cannot use the map and
 697  * hence cannot use kvm_irq_delivery_to_apic_fast either.
 698  */
 699 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_CLUSTER          4
 700 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_FLAT             8
 701 #define KVM_APIC_MODE_X2APIC                16
 702
 703 struct kvm_apic_map {
 704         struct rcu_head rcu;
 705         u8 mode;
 706         u32 max_apic_id;
 707         union {
 708                 struct kvm_lapic *xapic_flat_map[8];
 709                 struct kvm_lapic *xapic_cluster_map[16][4];
 710         };
 711         struct kvm_lapic *phys_map[];
 712 };
 713
 714 /* Hyper-V emulation context */
 715 struct kvm_hv {
 716         struct mutex hv_lock;
 717         u64 hv_guest_os_id;
 718         u64 hv_hypercall;
 719         u64 hv_tsc_page;
 720
 721         /* Hyper-v based guest crash (NT kernel bugcheck) parameters */
 722         u64 hv_crash_param[HV_X64_MSR_CRASH_PARAMS];
 723         u64 hv_crash_ctl;
 724
 725         HV_REFERENCE_TSC_PAGE tsc_ref;
 726 };
 727
 728 enum kvm_irqchip_mode {
 729         KVM_IRQCHIP_NONE,
 730         KVM_IRQCHIP_KERNEL,       /* created with KVM_CREATE_IRQCHIP */
 731         KVM_IRQCHIP_SPLIT,        /* created with KVM_CAP_SPLIT_IRQCHIP */
 732 };
 733
 734 struct kvm_arch {
 735         unsigned int n_used_mmu_pages;
 736         unsigned int n_requested_mmu_pages;
 737         unsigned int n_max_mmu_pages;
 738         unsigned int indirect_shadow_pages;
 739         unsigned long mmu_valid_gen;
 740         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
 741         /*
 742          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
 743          */
 744         struct list_head active_mmu_pages;
 745         struct list_head zapped_obsolete_pages;
 746         struct kvm_page_track_notifier_node mmu_sp_tracker;
 747         struct kvm_page_track_notifier_head track_notifier_head;
 748
 749         struct list_head assigned_dev_head;
 750         struct iommu_domain *iommu_domain;
 751         bool iommu_noncoherent;
 752 #define __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
 753         atomic_t noncoherent_dma_count;
 754 #define __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
 755         atomic_t assigned_device_count;
 756         struct kvm_pic *vpic;
 757         struct kvm_ioapic *vioapic;
 758         struct kvm_pit *vpit;
 759         atomic_t vapics_in_nmi_mode;
 760         struct mutex apic_map_lock;
 761         struct kvm_apic_map *apic_map;
 762
 763         unsigned int tss_addr;
 764         bool apic_access_page_done;
 765
 766         gpa_t wall_clock;
 767
 768         bool ept_identity_pagetable_done;
 769         gpa_t ept_identity_map_addr;
 770
 771         unsigned long irq_sources_bitmap;
 772         s64 kvmclock_offset;
 773         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
 774         u64 last_tsc_nsec;
 775         u64 last_tsc_write;
 776         u32 last_tsc_khz;
 777         u64 cur_tsc_nsec;
 778         u64 cur_tsc_write;
 779         u64 cur_tsc_offset;
 780         u64 cur_tsc_generation;
 781         int nr_vcpus_matched_tsc;
 782
 783         spinlock_t pvclock_gtod_sync_lock;
 784         bool use_master_clock;
 785         u64 master_kernel_ns;
 786         u64 master_cycle_now;
 787         struct delayed_work kvmclock_update_work;
 788         struct delayed_work kvmclock_sync_work;
 789
 790         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
 791
 792         /* reads protected by irq_srcu, writes by irq_lock */
 793         struct hlist_head mask_notifier_list;
 794
 795         struct kvm_hv hyperv;
 796
 797         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
 798         int audit_point;
 799         #endif
 800
 801         bool boot_vcpu_runs_old_kvmclock;
 802         u32 bsp_vcpu_id;
 803
 804         u64 disabled_quirks;
 805
 806         enum kvm_irqchip_mode irqchip_mode;
 807         u8 nr_reserved_ioapic_pins;
 808
 809         bool disabled_lapic_found;
 810
 811         /* Struct members for AVIC */
 812         u32 avic_vm_id;
 813         u32 ldr_mode;
 814         struct page *avic_logical_id_table_page;
 815         struct page *avic_physical_id_table_page;
 816         struct hlist_node hnode;
 817
 818         bool x2apic_format;
 819         bool x2apic_broadcast_quirk_disabled;
 820 };
 821
 822 struct kvm_vm_stat {
 823         ulong mmu_shadow_zapped;
 824         ulong mmu_pte_write;
 825         ulong mmu_pte_updated;
 826         ulong mmu_pde_zapped;
 827         ulong mmu_flooded;
 828         ulong mmu_recycled;
 829         ulong mmu_cache_miss;
 830         ulong mmu_unsync;
 831         ulong remote_tlb_flush;
 832         ulong lpages;
 833         ulong max_mmu_page_hash_collisions;
 834 };
 835
 836 struct kvm_vcpu_stat {
 837         u64 pf_fixed;
 838         u64 pf_guest;
 839         u64 tlb_flush;
 840         u64 invlpg;
 841
 842         u64 exits;
 843         u64 io_exits;
 844         u64 mmio_exits;
 845         u64 signal_exits;
 846         u64 irq_window_exits;
 847         u64 nmi_window_exits;
 848         u64 halt_exits;
 849         u64 halt_successful_poll;
 850         u64 halt_attempted_poll;
 851         u64 halt_poll_invalid;
 852         u64 halt_wakeup;
 853         u64 request_irq_exits;
 854         u64 irq_exits;
 855         u64 host_state_reload;
 856         u64 efer_reload;
 857         u64 fpu_reload;
 858         u64 insn_emulation;
 859         u64 insn_emulation_fail;
 860         u64 hypercalls;
 861         u64 irq_injections;
 862         u64 nmi_injections;
 863         u64 req_event;
 864 };
 865
 866 struct x86_instruction_info;
 867
 868 struct msr_data {
 869         bool host_initiated;
 870         u32 index;
 871         u64 data;
 872 };
 873
 874 struct kvm_lapic_irq {
 875         u32 vector;
 876         u16 delivery_mode;
 877         u16 dest_mode;
 878         bool level;
 879         u16 trig_mode;
 880         u32 shorthand;
 881         u32 dest_id;
 882         bool msi_redir_hint;
 883 };
 884
 885 struct kvm_x86_ops {
 886         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
 887         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
 888         int (*hardware_enable)(void);
 889         void (*hardware_disable)(void);
 890         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
 891         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
 892         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
 893         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
 894         bool (*cpu_has_high_real_mode_segbase)(void);
 895         void (*cpuid_update)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 896
 897         int (*vm_init)(struct kvm *kvm);
 898         void (*vm_destroy)(struct kvm *kvm);
 899
 900         /* Create, but do not attach this VCPU */
 901         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
 902         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 903         void (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
 904
 905         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 906         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 907         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 908
 909         void (*update_bp_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 910         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
 911         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
 912         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
 913         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 914                             struct kvm_segment *var, int seg);
 915         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 916         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 917                             struct kvm_segment *var, int seg);
 918         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
 919         void (*decache_cr0_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 920         void (*decache_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 921         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 922         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
 923         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 924         int (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
 925         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
 926         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 927         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 928         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 929         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 930         u64 (*get_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 931         void (*set_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
 932         void (*sync_dirty_debug_regs)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 933         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
 934         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
 935         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 936         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
 937         u32 (*get_pkru)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 938
 939         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 940
 941         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 942         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 943         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 944         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
 945         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 946         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 947                                 unsigned char *hypercall_addr);
 948         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 949         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 950         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr,
 951                                 bool has_error_code, u32 error_code,
 952                                 bool reinject);
 953         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 954         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 955         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 956         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 957         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
 958         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 959         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 960         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
 961         bool (*get_enable_apicv)(void);
 962         void (*refresh_apicv_exec_ctrl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 963         void (*hwapic_irr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
 964         void (*hwapic_isr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int isr);
 965         void (*load_eoi_exitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
 966         void (*set_virtual_x2apic_mode)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool set);
 967         void (*set_apic_access_page_addr)(struct kvm_vcpu *vcpu, hpa_t hpa);
 968         void (*deliver_posted_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu, int vector);
 969         int (*sync_pir_to_irr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 970         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
 971         int (*get_tdp_level)(void);
 972         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
 973         int (*get_lpage_level)(void);
 974         bool (*rdtscp_supported)(void);
 975         bool (*invpcid_supported)(void);
 976
 977         void (*set_tdp_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 978
 979         void (*set_supported_cpuid)(u32 func, struct kvm_cpuid_entry2 *entry);
 980
 981         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
 982
 983         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
 984
 985         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2);
 986
 987         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 988                                struct x86_instruction_info *info,
 989                                enum x86_intercept_stage stage);
 990         void (*handle_external_intr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 991         bool (*mpx_supported)(void);
 992         bool (*xsaves_supported)(void);
 993
 994         int (*check_nested_events)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool external_intr);
 995
 996         void (*sched_in)(struct kvm_vcpu *kvm, int cpu);
 997
 998         /*
 999          * Arch-specific dirty logging hooks. These hooks are only supposed to
1000          * be valid if the specific arch has hardware-accelerated dirty logging
1001          * mechanism. Currently only for PML on VMX.
1002          *
1003          *  - slot_enable_log_dirty:
1004          *      called when enabling log dirty mode for the slot.
1005          *  - slot_disable_log_dirty:
1006          *      called when disabling log dirty mode for the slot.
1007          *      also called when slot is created with log dirty disabled.
1008          *  - flush_log_dirty:
1009          *      called before reporting dirty_bitmap to userspace.
1010          *  - enable_log_dirty_pt_masked:
1011          *      called when reenabling log dirty for the GFNs in the mask after
1012          *      corresponding bits are cleared in slot->dirty_bitmap.
1013          */
1014         void (*slot_enable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1015                                       struct kvm_memory_slot *slot);
1016         void (*slot_disable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1017                                        struct kvm_memory_slot *slot);
1018         void (*flush_log_dirty)(struct kvm *kvm);
1019         void (*enable_log_dirty_pt_masked)(struct kvm *kvm,
1020                                            struct kvm_memory_slot *slot,
1021                                            gfn_t offset, unsigned long mask);
1022         /* pmu operations of sub-arch */
1023         const struct kvm_pmu_ops *pmu_ops;
1024
1025         /*
1026          * Architecture specific hooks for vCPU blocking due to
1027          * HLT instruction.
1028          * Returns for .pre_block():
1029          *    - 0 means continue to block the vCPU.
1030          *    - 1 means we cannot block the vCPU since some event
1031          *        happens during this period, such as, 'ON' bit in
1032          *        posted-interrupts descriptor is set.
1033          */
1034         int (*pre_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1035         void (*post_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1036
1037         void (*vcpu_blocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1038         void (*vcpu_unblocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1039
1040         int (*update_pi_irte)(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1041                               uint32_t guest_irq, bool set);
1042         void (*apicv_post_state_restore)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1043
1044         int (*set_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_deadline_tsc);
1045         void (*cancel_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1046
1047         void (*setup_mce)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1048 };
1049
1050 struct kvm_arch_async_pf {
1051         u32 token;
1052         gfn_t gfn;
1053         unsigned long cr3;
1054         bool direct_map;
1055 };
1056
1057 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
1058
1059 int kvm_mmu_module_init(void);
1060 void kvm_mmu_module_exit(void);
1061
1062 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1063 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
1064 void kvm_mmu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
1065 void kvm_mmu_init_vm(struct kvm *kvm);
1066 void kvm_mmu_uninit_vm(struct kvm *kvm);
1067 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
1068                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask, u64 p_mask,
1069                 u64 acc_track_mask);
1070
1071 void kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
1072 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1073                                       struct kvm_memory_slot *memslot);
1074 void kvm_mmu_zap_collapsible_sptes(struct kvm *kvm,
1075                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1076 void kvm_mmu_slot_leaf_clear_dirty(struct kvm *kvm,
1077                                    struct kvm_memory_slot *memslot);
1078 void kvm_mmu_slot_largepage_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1079                                         struct kvm_memory_slot *memslot);
1080 void kvm_mmu_slot_set_dirty(struct kvm *kvm,
1081                             struct kvm_memory_slot *memslot);
1082 void kvm_mmu_clear_dirty_pt_masked(struct kvm *kvm,
1083                                    struct kvm_memory_slot *slot,
1084                                    gfn_t gfn_offset, unsigned long mask);
1085 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
1086 void kvm_mmu_invalidate_mmio_sptes(struct kvm *kvm, struct kvm_memslots *slots);
1087 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
1088 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
1089
1090 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
1091 bool pdptrs_changed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1092
1093 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
1094                           const void *val, int bytes);
1095
1096 struct kvm_irq_mask_notifier {
1097         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
1098         int irq;
1099         struct hlist_node link;
1100 };
1101
1102 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1103                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1104 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1105                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1106 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
1107                              bool mask);
1108
1109 extern bool tdp_enabled;
1110
1111 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
1112
1113 /* control of guest tsc rate supported? */
1114 extern bool kvm_has_tsc_control;
1115 /* maximum supported tsc_khz for guests */
1116 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
1117 /* number of bits of the fractional part of the TSC scaling ratio */
1118 extern u8   kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits;
1119 /* maximum allowed value of TSC scaling ratio */
1120 extern u64  kvm_max_tsc_scaling_ratio;
1121 /* 1ull << kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits */
1122 extern u64  kvm_default_tsc_scaling_ratio;
1123
1124 extern u64 kvm_mce_cap_supported;
1125
1126 enum emulation_result {
1127         EMULATE_DONE,         /* no further processing */
1128         EMULATE_USER_EXIT,    /* kvm_run ready for userspace exit */
1129         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
1130 };
1131
1132 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
1133 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
1134 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
1135 #define EMULTYPE_RETRY              (1 << 3)
1136 #define EMULTYPE_NO_REEXECUTE       (1 << 4)
1137 int x86_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr2,
1138                             int emulation_type, void *insn, int insn_len);
1139
1140 static inline int emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu,
1141                         int emulation_type)
1142 {
1143         return x86_emulate_instruction(vcpu, 0, emulation_type, NULL, 0);
1144 }
1145
1146 void kvm_enable_efer_bits(u64);
1147 bool kvm_valid_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1148 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1149 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1150
1151 struct x86_emulate_ctxt;
1152
1153 int kvm_fast_pio_out(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port);
1154 int kvm_fast_pio_in(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port);
1155 int kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1156 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1157 int kvm_vcpu_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1158 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1159
1160 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
1161 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
1162 void kvm_vcpu_deliver_sipi_vector(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1163
1164 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
1165                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
1166
1167 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1168 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1169 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1170 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
1171 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
1172 int kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
1173 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
1174 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
1175 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1176 int kvm_set_xcr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 xcr);
1177
1178 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1179 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1180
1181 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
1182 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1183 bool kvm_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
1184
1185 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1186 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1187 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1188 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1189 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
1190 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1191                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
1192                             u32 access);
1193 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
1194 bool kvm_require_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr);
1195
1196 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
1197                                        int irq_source_id, int level)
1198 {
1199         /* Logical OR for level trig interrupt */
1200         if (level)
1201                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
1202         else
1203                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
1204
1205         return !!(*irq_state);
1206 }
1207
1208 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
1209 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
1210
1211 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1212
1213 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
1214 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1215 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
1216 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
1217 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
1218 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
1219 gpa_t translate_nested_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1220                            struct x86_exception *exception);
1221 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1222                               struct x86_exception *exception);
1223 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1224                                struct x86_exception *exception);
1225 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1226                                struct x86_exception *exception);
1227 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1228                                 struct x86_exception *exception);
1229
1230 void kvm_vcpu_deactivate_apicv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1231
1232 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
1233
1234 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u64 error_code,
1235                        void *insn, int insn_len);
1236 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1237 void kvm_mmu_new_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu);
1238
1239 void kvm_enable_tdp(void);
1240 void kvm_disable_tdp(void);
1241
1242 static inline gpa_t translate_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1243                                   struct x86_exception *exception)
1244 {
1245         return gpa;
1246 }
1247
1248 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
1249 {
1250         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
1251
1252         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
1253 }
1254
1255 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
1256 {
1257         u16 ldt;
1258         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
1259         return ldt;
1260 }
1261
1262 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
1263 {
1264         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
1265 }
1266
1267 #ifdef CONFIG_X86_64
1268 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
1269 {
1270         u64 value;
1271
1272         rdmsrl(msr, value);
1273         return value;
1274 }
1275 #endif
1276
1277 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
1278 {
1279         return 0x600; /* P6 family */
1280 }
1281
1282 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
1283 {
1284         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
1285 }
1286
1287 static inline u64 get_canonical(u64 la)
1288 {
1289         return ((int64_t)la << 16) >> 16;
1290 }
1291
1292 static inline bool is_noncanonical_address(u64 la)
1293 {
1294 #ifdef CONFIG_X86_64
1295         return get_canonical(la) != la;
1296 #else
1297         return false;
1298 #endif
1299 }
1300
1301 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
1302 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
1303 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
1304 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
1305 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
1306         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
1307
1308 enum {
1309         TASK_SWITCH_CALL = 0,
1310         TASK_SWITCH_IRET = 1,
1311         TASK_SWITCH_JMP = 2,
1312         TASK_SWITCH_GATE = 3,
1313 };
1314
1315 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
1316 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
1317 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
1318 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
1319 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
1320 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
1321 #define HF_SMM_MASK             (1 << 6)
1322 #define HF_SMM_INSIDE_NMI_MASK  (1 << 7)
1323
1324 #define __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
1325 #define KVM_ADDRESS_SPACE_NUM 2
1326
1327 #define kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu) ((vcpu)->arch.hflags & HF_SMM_MASK ? 1 : 0)
1328 #define kvm_memslots_for_spte_role(kvm, role) __kvm_memslots(kvm, (role).smm)
1329
1330 /*
1331  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
1332  * reboot turns off virtualization while processes are running.
1333  * Trap the fault and ignore the instruction if that happens.
1334  */
1335 asmlinkage void kvm_spurious_fault(void);
1336
1337 #define ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, cleanup_insn)      \
1338         "666: " insn "\n\t" \
1339         "668: \n\t"                           \
1340         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n" \
1341         "667: \n\t" \
1342         cleanup_insn "\n\t"                   \
1343         "cmpb $0, kvm_rebooting \n\t"         \
1344         "jne 668b \n\t"                       \
1345         __ASM_SIZE(push) " $666b \n\t"        \
1346         "call kvm_spurious_fault \n\t"        \
1347         ".popsection \n\t" \
1348         _ASM_EXTABLE(666b, 667b)
1349
1350 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn)              \
1351         ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, "")
1352
1353 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
1354 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1355 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1356 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1357 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1358 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
1359 int kvm_cpu_has_injectable_intr(struct kvm_vcpu *v);
1360 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1361 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1362 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
1363 void kvm_vcpu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1364 void kvm_vcpu_reload_apic_access_page(struct kvm_vcpu *vcpu);
1365 void kvm_arch_mmu_notifier_invalidate_page(struct kvm *kvm,
1366                                            unsigned long address);
1367
1368 void kvm_define_shared_msr(unsigned index, u32 msr);
1369 int kvm_set_shared_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
1370
1371 u64 kvm_scale_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 tsc);
1372 u64 kvm_read_l1_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
1373
1374 unsigned long kvm_get_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu);
1375 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
1376
1377 void kvm_make_mclock_inprogress_request(struct kvm *kvm);
1378 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
1379
1380 void kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1381                                      struct kvm_async_pf *work);
1382 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1383                                  struct kvm_async_pf *work);
1384 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
1385                                struct kvm_async_pf *work);
1386 bool kvm_arch_can_inject_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
1387 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
1388
1389 int kvm_skip_emulated_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu);
1390 int kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1391
1392 int kvm_is_in_guest(void);
1393
1394 int __x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1395 int x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1396 bool kvm_vcpu_is_reset_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1397 bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1398
1399 bool kvm_intr_is_single_vcpu(struct kvm *kvm, struct kvm_lapic_irq *irq,
1400                              struct kvm_vcpu **dest_vcpu);
1401
1402 void kvm_set_msi_irq(struct kvm *kvm, struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1403                      struct kvm_lapic_irq *irq);
1404
1405 static inline void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1406 {
1407         if (kvm_x86_ops->vcpu_blocking)
1408                 kvm_x86_ops->vcpu_blocking(vcpu);
1409 }
1410
1411 static inline void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1412 {
1413         if (kvm_x86_ops->vcpu_unblocking)
1414                 kvm_x86_ops->vcpu_unblocking(vcpu);
1415 }
1416
1417 static inline void kvm_arch_vcpu_block_finish(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
1418
1419 static inline int kvm_cpu_get_apicid(int mps_cpu)
1420 {
1421 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1422         return __default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
1423 #else
1424         WARN_ON_ONCE(1);
1425         return BAD_APICID;
1426 #endif
1427 }
1428
1429 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */