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 #include <asm/hyperv-tlfs.h>
  38
  39 #define KVM_MAX_VCPUS 288
  40 #define KVM_SOFT_MAX_VCPUS 240
  41 #define KVM_MAX_VCPU_ID 1023
  42 #define KVM_USER_MEM_SLOTS 509
  43 /* memory slots that are not exposed to userspace */
  44 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 3
  45 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
  46
  47 #define KVM_HALT_POLL_NS_DEFAULT 200000
  48
  49 #define KVM_IRQCHIP_NUM_PINS  KVM_IOAPIC_NUM_PINS
  50
  51 /* x86-specific vcpu->requests bit members */
  52 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER           KVM_ARCH_REQ(0)
  53 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS       KVM_ARCH_REQ(1)
  54 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT            KVM_ARCH_REQ(2)
  55 #define KVM_REQ_MMU_SYNC                KVM_ARCH_REQ(3)
  56 #define KVM_REQ_CLOCK_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(4)
  57 #define KVM_REQ_EVENT                   KVM_ARCH_REQ(6)
  58 #define KVM_REQ_APF_HALT                KVM_ARCH_REQ(7)
  59 #define KVM_REQ_STEAL_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(8)
  60 #define KVM_REQ_NMI                     KVM_ARCH_REQ(9)
  61 #define KVM_REQ_PMU                     KVM_ARCH_REQ(10)
  62 #define KVM_REQ_PMI                     KVM_ARCH_REQ(11)
  63 #define KVM_REQ_SMI                     KVM_ARCH_REQ(12)
  64 #define KVM_REQ_MASTERCLOCK_UPDATE      KVM_ARCH_REQ(13)
  65 #define KVM_REQ_MCLOCK_INPROGRESS \
  66         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(14, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
  67 #define KVM_REQ_SCAN_IOAPIC \
  68         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(15, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
  69 #define KVM_REQ_GLOBAL_CLOCK_UPDATE     KVM_ARCH_REQ(16)
  70 #define KVM_REQ_APIC_PAGE_RELOAD \
  71         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(17, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
  72 #define KVM_REQ_HV_CRASH                KVM_ARCH_REQ(18)
  73 #define KVM_REQ_IOAPIC_EOI_EXIT         KVM_ARCH_REQ(19)
  74 #define KVM_REQ_HV_RESET                KVM_ARCH_REQ(20)
  75 #define KVM_REQ_HV_EXIT                 KVM_ARCH_REQ(21)
  76 #define KVM_REQ_HV_STIMER               KVM_ARCH_REQ(22)
  77 #define KVM_REQ_LOAD_EOI_EXITMAP        KVM_ARCH_REQ(23)
  78 #define KVM_REQ_GET_VMCS12_PAGES        KVM_ARCH_REQ(24)
  79
  80 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
  81         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
  82                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
  83                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
  84
  85 #define CR3_PCID_INVD            BIT_64(63)
  86 #define CR4_RESERVED_BITS                                               \
  87         (~(unsigned long)(X86_CR4_VME | X86_CR4_PVI | X86_CR4_TSD | X86_CR4_DE\
  88                           | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_MCE     \
  89                           | X86_CR4_PGE | X86_CR4_PCE | X86_CR4_OSFXSR | X86_CR4_PCIDE \
  90                           | X86_CR4_OSXSAVE | X86_CR4_SMEP | X86_CR4_FSGSBASE \
  91                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_LA57 | X86_CR4_VMXE \
  92                           | X86_CR4_SMAP | X86_CR4_PKE | X86_CR4_UMIP))
  93
  94 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
  95
  96
  97
  98 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
  99 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
 100
 101 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
 102
 103 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
 104 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       3
 105 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
 106 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
 107 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
 108 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
 109 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
 110
 111 static inline gfn_t gfn_to_index(gfn_t gfn, gfn_t base_gfn, int level)
 112 {
 113         /* KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(PT_PAGE_TABLE_LEVEL) must be 0. */
 114         return (gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level)) -
 115                 (base_gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level));
 116 }
 117
 118 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
 119 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64
 120 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 12
 121 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
 122 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
 123 #define KVM_REFILL_PAGES 25
 124 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 80
 125 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
 126 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
 127
 128 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
 129
 130 enum kvm_reg {
 131         VCPU_REGS_RAX = 0,
 132         VCPU_REGS_RCX = 1,
 133         VCPU_REGS_RDX = 2,
 134         VCPU_REGS_RBX = 3,
 135         VCPU_REGS_RSP = 4,
 136         VCPU_REGS_RBP = 5,
 137         VCPU_REGS_RSI = 6,
 138         VCPU_REGS_RDI = 7,
 139 #ifdef CONFIG_X86_64
 140         VCPU_REGS_R8 = 8,
 141         VCPU_REGS_R9 = 9,
 142         VCPU_REGS_R10 = 10,
 143         VCPU_REGS_R11 = 11,
 144         VCPU_REGS_R12 = 12,
 145         VCPU_REGS_R13 = 13,
 146         VCPU_REGS_R14 = 14,
 147         VCPU_REGS_R15 = 15,
 148 #endif
 149         VCPU_REGS_RIP,
 150         NR_VCPU_REGS
 151 };
 152
 153 enum kvm_reg_ex {
 154         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
 155         VCPU_EXREG_CR3,
 156         VCPU_EXREG_RFLAGS,
 157         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
 158 };
 159
 160 enum {
 161         VCPU_SREG_ES,
 162         VCPU_SREG_CS,
 163         VCPU_SREG_SS,
 164         VCPU_SREG_DS,
 165         VCPU_SREG_FS,
 166         VCPU_SREG_GS,
 167         VCPU_SREG_TR,
 168         VCPU_SREG_LDTR,
 169 };
 170
 171 #include <asm/kvm_emulate.h>
 172
 173 #define KVM_NR_MEM_OBJS 40
 174
 175 #define KVM_NR_DB_REGS  4
 176
 177 #define DR6_BD          (1 << 13)
 178 #define DR6_BS          (1 << 14)
 179 #define DR6_RTM         (1 << 16)
 180 #define DR6_FIXED_1     0xfffe0ff0
 181 #define DR6_INIT        0xffff0ff0
 182 #define DR6_VOLATILE    0x0001e00f
 183
 184 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
 185 #define DR7_GE          (1 << 9)
 186 #define DR7_GD          (1 << 13)
 187 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
 188 #define DR7_VOLATILE    0xffff2bff
 189
 190 #define PFERR_PRESENT_BIT 0
 191 #define PFERR_WRITE_BIT 1
 192 #define PFERR_USER_BIT 2
 193 #define PFERR_RSVD_BIT 3
 194 #define PFERR_FETCH_BIT 4
 195 #define PFERR_PK_BIT 5
 196 #define PFERR_GUEST_FINAL_BIT 32
 197 #define PFERR_GUEST_PAGE_BIT 33
 198
 199 #define PFERR_PRESENT_MASK (1U << PFERR_PRESENT_BIT)
 200 #define PFERR_WRITE_MASK (1U << PFERR_WRITE_BIT)
 201 #define PFERR_USER_MASK (1U << PFERR_USER_BIT)
 202 #define PFERR_RSVD_MASK (1U << PFERR_RSVD_BIT)
 203 #define PFERR_FETCH_MASK (1U << PFERR_FETCH_BIT)
 204 #define PFERR_PK_MASK (1U << PFERR_PK_BIT)
 205 #define PFERR_GUEST_FINAL_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_FINAL_BIT)
 206 #define PFERR_GUEST_PAGE_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_PAGE_BIT)
 207
 208 #define PFERR_NESTED_GUEST_PAGE (PFERR_GUEST_PAGE_MASK |        \
 209                                  PFERR_WRITE_MASK |             \
 210                                  PFERR_PRESENT_MASK)
 211
 212 /*
 213  * The mask used to denote special SPTEs, which can be either MMIO SPTEs or
 214  * Access Tracking SPTEs. We use bit 62 instead of bit 63 to avoid conflicting
 215  * with the SVE bit in EPT PTEs.
 216  */
 217 #define SPTE_SPECIAL_MASK (1ULL << 62)
 218
 219 /* apic attention bits */
 220 #define KVM_APIC_CHECK_VAPIC    0
 221 /*
 222  * The following bit is set with PV-EOI, unset on EOI.
 223  * We detect PV-EOI changes by guest by comparing
 224  * this bit with PV-EOI in guest memory.
 225  * See the implementation in apic_update_pv_eoi.
 226  */
 227 #define KVM_APIC_PV_EOI_PENDING 1
 228
 229 struct kvm_kernel_irq_routing_entry;
 230
 231 /*
 232  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
 233  * enough memory for a single page fault in a cache.
 234  */
 235 struct kvm_mmu_memory_cache {
 236         int nobjs;
 237         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
 238 };
 239
 240 /*
 241  * the pages used as guest page table on soft mmu are tracked by
 242  * kvm_memory_slot.arch.gfn_track which is 16 bits, so the role bits used
 243  * by indirect shadow page can not be more than 15 bits.
 244  *
 245  * Currently, we used 14 bits that are @level, @cr4_pae, @quadrant, @access,
 246  * @nxe, @cr0_wp, @smep_andnot_wp and @smap_andnot_wp.
 247  */
 248 union kvm_mmu_page_role {
 249         unsigned word;
 250         struct {
 251                 unsigned level:4;
 252                 unsigned cr4_pae:1;
 253                 unsigned quadrant:2;
 254                 unsigned direct:1;
 255                 unsigned access:3;
 256                 unsigned invalid:1;
 257                 unsigned nxe:1;
 258                 unsigned cr0_wp:1;
 259                 unsigned smep_andnot_wp:1;
 260                 unsigned smap_andnot_wp:1;
 261                 unsigned ad_disabled:1;
 262                 unsigned guest_mode:1;
 263                 unsigned :6;
 264
 265                 /*
 266                  * This is left at the top of the word so that
 267                  * kvm_memslots_for_spte_role can extract it with a
 268                  * simple shift.  While there is room, give it a whole
 269                  * byte so it is also faster to load it from memory.
 270                  */
 271                 unsigned smm:8;
 272         };
 273 };
 274
 275 struct kvm_rmap_head {
 276         unsigned long val;
 277 };
 278
 279 struct kvm_mmu_page {
 280         struct list_head link;
 281         struct hlist_node hash_link;
 282
 283         /*
 284          * The following two entries are used to key the shadow page in the
 285          * hash table.
 286          */
 287         gfn_t gfn;
 288         union kvm_mmu_page_role role;
 289
 290         u64 *spt;
 291         /* hold the gfn of each spte inside spt */
 292         gfn_t *gfns;
 293         bool unsync;
 294         int root_count;          /* Currently serving as active root */
 295         unsigned int unsync_children;
 296         struct kvm_rmap_head parent_ptes; /* rmap pointers to parent sptes */
 297
 298         /* The page is obsolete if mmu_valid_gen != kvm->arch.mmu_valid_gen.  */
 299         unsigned long mmu_valid_gen;
 300
 301         DECLARE_BITMAP(unsync_child_bitmap, 512);
 302
 303 #ifdef CONFIG_X86_32
 304         /*
 305          * Used out of the mmu-lock to avoid reading spte values while an
 306          * update is in progress; see the comments in __get_spte_lockless().
 307          */
 308         int clear_spte_count;
 309 #endif
 310
 311         /* Number of writes since the last time traversal visited this page.  */
 312         atomic_t write_flooding_count;
 313 };
 314
 315 struct kvm_pio_request {
 316         unsigned long count;
 317         int in;
 318         int port;
 319         int size;
 320 };
 321
 322 #define PT64_ROOT_MAX_LEVEL 5
 323
 324 struct rsvd_bits_validate {
 325         u64 rsvd_bits_mask[2][PT64_ROOT_MAX_LEVEL];
 326         u64 bad_mt_xwr;
 327 };
 328
 329 /*
 330  * x86 supports 4 paging modes (5-level 64-bit, 4-level 64-bit, 3-level 32-bit,
 331  * and 2-level 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the
 332  * current mmu mode.
 333  */
 334 struct kvm_mmu {
 335         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long root);
 336         unsigned long (*get_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 337         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
 338         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err,
 339                           bool prefault);
 340         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 341                                   struct x86_exception *fault);
 342         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 access,
 343                             struct x86_exception *exception);
 344         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
 345                                struct x86_exception *exception);
 346         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 347                          struct kvm_mmu_page *sp);
 348         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
 349         void (*update_pte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
 350                            u64 *spte, const void *pte);
 351         hpa_t root_hpa;
 352         union kvm_mmu_page_role base_role;
 353         u8 root_level;
 354         u8 shadow_root_level;
 355         u8 ept_ad;
 356         bool direct_map;
 357
 358         /*
 359          * Bitmap; bit set = permission fault
 360          * Byte index: page fault error code [4:1]
 361          * Bit index: pte permissions in ACC_* format
 362          */
 363         u8 permissions[16];
 364
 365         /*
 366         * The pkru_mask indicates if protection key checks are needed.  It
 367         * consists of 16 domains indexed by page fault error code bits [4:1],
 368         * with PFEC.RSVD replaced by ACC_USER_MASK from the page tables.
 369         * Each domain has 2 bits which are ANDed with AD and WD from PKRU.
 370         */
 371         u32 pkru_mask;
 372
 373         u64 *pae_root;
 374         u64 *lm_root;
 375
 376         /*
 377          * check zero bits on shadow page table entries, these
 378          * bits include not only hardware reserved bits but also
 379          * the bits spte never used.
 380          */
 381         struct rsvd_bits_validate shadow_zero_check;
 382
 383         struct rsvd_bits_validate guest_rsvd_check;
 384
 385         /* Can have large pages at levels 2..last_nonleaf_level-1. */
 386         u8 last_nonleaf_level;
 387
 388         bool nx;
 389
 390         u64 pdptrs[4]; /* pae */
 391 };
 392
 393 enum pmc_type {
 394         KVM_PMC_GP = 0,
 395         KVM_PMC_FIXED,
 396 };
 397
 398 struct kvm_pmc {
 399         enum pmc_type type;
 400         u8 idx;
 401         u64 counter;
 402         u64 eventsel;
 403         struct perf_event *perf_event;
 404         struct kvm_vcpu *vcpu;
 405 };
 406
 407 struct kvm_pmu {
 408         unsigned nr_arch_gp_counters;
 409         unsigned nr_arch_fixed_counters;
 410         unsigned available_event_types;
 411         u64 fixed_ctr_ctrl;
 412         u64 global_ctrl;
 413         u64 global_status;
 414         u64 global_ovf_ctrl;
 415         u64 counter_bitmask[2];
 416         u64 global_ctrl_mask;
 417         u64 reserved_bits;
 418         u8 version;
 419         struct kvm_pmc gp_counters[INTEL_PMC_MAX_GENERIC];
 420         struct kvm_pmc fixed_counters[INTEL_PMC_MAX_FIXED];
 421         struct irq_work irq_work;
 422         u64 reprogram_pmi;
 423 };
 424
 425 struct kvm_pmu_ops;
 426
 427 enum {
 428         KVM_DEBUGREG_BP_ENABLED = 1,
 429         KVM_DEBUGREG_WONT_EXIT = 2,
 430         KVM_DEBUGREG_RELOAD = 4,
 431 };
 432
 433 struct kvm_mtrr_range {
 434         u64 base;
 435         u64 mask;
 436         struct list_head node;
 437 };
 438
 439 struct kvm_mtrr {
 440         struct kvm_mtrr_range var_ranges[KVM_NR_VAR_MTRR];
 441         mtrr_type fixed_ranges[KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION];
 442         u64 deftype;
 443
 444         struct list_head head;
 445 };
 446
 447 /* Hyper-V SynIC timer */
 448 struct kvm_vcpu_hv_stimer {
 449         struct hrtimer timer;
 450         int index;
 451         u64 config;
 452         u64 count;
 453         u64 exp_time;
 454         struct hv_message msg;
 455         bool msg_pending;
 456 };
 457
 458 /* Hyper-V synthetic interrupt controller (SynIC)*/
 459 struct kvm_vcpu_hv_synic {
 460         u64 version;
 461         u64 control;
 462         u64 msg_page;
 463         u64 evt_page;
 464         atomic64_t sint[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
 465         atomic_t sint_to_gsi[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
 466         DECLARE_BITMAP(auto_eoi_bitmap, 256);
 467         DECLARE_BITMAP(vec_bitmap, 256);
 468         bool active;
 469         bool dont_zero_synic_pages;
 470 };
 471
 472 /* Hyper-V per vcpu emulation context */
 473 struct kvm_vcpu_hv {
 474         u32 vp_index;
 475         u64 hv_vapic;
 476         s64 runtime_offset;
 477         struct kvm_vcpu_hv_synic synic;
 478         struct kvm_hyperv_exit exit;
 479         struct kvm_vcpu_hv_stimer stimer[HV_SYNIC_STIMER_COUNT];
 480         DECLARE_BITMAP(stimer_pending_bitmap, HV_SYNIC_STIMER_COUNT);
 481         cpumask_t tlb_lush;
 482 };
 483
 484 struct kvm_vcpu_arch {
 485         /*
 486          * rip and regs accesses must go through
 487          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
 488          */
 489         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
 490         u32 regs_avail;
 491         u32 regs_dirty;
 492
 493         unsigned long cr0;
 494         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
 495         unsigned long cr2;
 496         unsigned long cr3;
 497         unsigned long cr4;
 498         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
 499         unsigned long cr8;
 500         u32 pkru;
 501         u32 hflags;
 502         u64 efer;
 503         u64 apic_base;
 504         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
 505         bool apicv_active;
 506         bool load_eoi_exitmap_pending;
 507         DECLARE_BITMAP(ioapic_handled_vectors, 256);
 508         unsigned long apic_attention;
 509         int32_t apic_arb_prio;
 510         int mp_state;
 511         u64 ia32_misc_enable_msr;
 512         u64 smbase;
 513         u64 smi_count;
 514         bool tpr_access_reporting;
 515         u64 ia32_xss;
 516         u64 microcode_version;
 517
 518         /*
 519          * Paging state of the vcpu
 520          *
 521          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
 522          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
 523          * handle faults.
 524          */
 525         struct kvm_mmu mmu;
 526
 527         /*
 528          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
 529          *
 530          * This context will save all necessary information to walk page tables
 531          * of the an L2 guest. This context is only initialized for page table
 532          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
 533          * the host.
 534          */
 535         struct kvm_mmu nested_mmu;
 536
 537         /*
 538          * Pointer to the mmu context currently used for
 539          * gva_to_gpa translations.
 540          */
 541         struct kvm_mmu *walk_mmu;
 542
 543         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
 544         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
 545         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
 546
 547         /*
 548          * QEMU userspace and the guest each have their own FPU state.
 549          * In vcpu_run, we switch between the user and guest FPU contexts.
 550          * While running a VCPU, the VCPU thread will have the guest FPU
 551          * context.
 552          *
 553          * Note that while the PKRU state lives inside the fpu registers,
 554          * it is switched out separately at VMENTER and VMEXIT time. The
 555          * "guest_fpu" state here contains the guest FPU context, with the
 556          * host PRKU bits.
 557          */
 558         struct fpu user_fpu;
 559         struct fpu guest_fpu;
 560
 561         u64 xcr0;
 562         u64 guest_supported_xcr0;
 563         u32 guest_xstate_size;
 564
 565         struct kvm_pio_request pio;
 566         void *pio_data;
 567
 568         u8 event_exit_inst_len;
 569
 570         struct kvm_queued_exception {
 571                 bool pending;
 572                 bool injected;
 573                 bool has_error_code;
 574                 u8 nr;
 575                 u32 error_code;
 576                 u8 nested_apf;
 577         } exception;
 578
 579         struct kvm_queued_interrupt {
 580                 bool injected;
 581                 bool soft;
 582                 u8 nr;
 583         } interrupt;
 584
 585         int halt_request; /* real mode on Intel only */
 586
 587         int cpuid_nent;
 588         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
 589
 590         int maxphyaddr;
 591
 592         /* emulate context */
 593
 594         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
 595         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
 596         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
 597         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 598
 599         gpa_t time;
 600         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
 601         unsigned int hw_tsc_khz;
 602         struct gfn_to_hva_cache pv_time;
 603         bool pv_time_enabled;
 604         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
 605         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
 606
 607         struct {
 608                 u64 msr_val;
 609                 u64 last_steal;
 610                 struct gfn_to_hva_cache stime;
 611                 struct kvm_steal_time steal;
 612         } st;
 613
 614         u64 tsc_offset;
 615         u64 last_guest_tsc;
 616         u64 last_host_tsc;
 617         u64 tsc_offset_adjustment;
 618         u64 this_tsc_nsec;
 619         u64 this_tsc_write;
 620         u64 this_tsc_generation;
 621         bool tsc_catchup;
 622         bool tsc_always_catchup;
 623         s8 virtual_tsc_shift;
 624         u32 virtual_tsc_mult;
 625         u32 virtual_tsc_khz;
 626         s64 ia32_tsc_adjust_msr;
 627         u64 tsc_scaling_ratio;
 628
 629         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
 630         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
 631         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
 632         bool smi_pending;    /* SMI queued after currently running handler */
 633
 634         struct kvm_mtrr mtrr_state;
 635         u64 pat;
 636
 637         unsigned switch_db_regs;
 638         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
 639         unsigned long dr6;
 640         unsigned long dr7;
 641         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
 642         unsigned long guest_debug_dr7;
 643         u64 msr_platform_info;
 644         u64 msr_misc_features_enables;
 645
 646         u64 mcg_cap;
 647         u64 mcg_status;
 648         u64 mcg_ctl;
 649         u64 mcg_ext_ctl;
 650         u64 *mce_banks;
 651
 652         /* Cache MMIO info */
 653         u64 mmio_gva;
 654         unsigned access;
 655         gfn_t mmio_gfn;
 656         u64 mmio_gen;
 657
 658         struct kvm_pmu pmu;
 659
 660         /* used for guest single stepping over the given code position */
 661         unsigned long singlestep_rip;
 662
 663         struct kvm_vcpu_hv hyperv;
 664
 665         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
 666
 667         unsigned long last_retry_eip;
 668         unsigned long last_retry_addr;
 669
 670         struct {
 671                 bool halted;
 672                 gfn_t gfns[roundup_pow_of_two(ASYNC_PF_PER_VCPU)];
 673                 struct gfn_to_hva_cache data;
 674                 u64 msr_val;
 675                 u32 id;
 676                 bool send_user_only;
 677                 u32 host_apf_reason;
 678                 unsigned long nested_apf_token;
 679                 bool delivery_as_pf_vmexit;
 680         } apf;
 681
 682         /* OSVW MSRs (AMD only) */
 683         struct {
 684                 u64 length;
 685                 u64 status;
 686         } osvw;
 687
 688         struct {
 689                 u64 msr_val;
 690                 struct gfn_to_hva_cache data;
 691         } pv_eoi;
 692
 693         /*
 694          * Indicate whether the access faults on its page table in guest
 695          * which is set when fix page fault and used to detect unhandeable
 696          * instruction.
 697          */
 698         bool write_fault_to_shadow_pgtable;
 699
 700         /* set at EPT violation at this point */
 701         unsigned long exit_qualification;
 702
 703         /* pv related host specific info */
 704         struct {
 705                 bool pv_unhalted;
 706         } pv;
 707
 708         int pending_ioapic_eoi;
 709         int pending_external_vector;
 710
 711         /* GPA available */
 712         bool gpa_available;
 713         gpa_t gpa_val;
 714
 715         /* be preempted when it's in kernel-mode(cpl=0) */
 716         bool preempted_in_kernel;
 717 };
 718
 719 struct kvm_lpage_info {
 720         int disallow_lpage;
 721 };
 722
 723 struct kvm_arch_memory_slot {
 724         struct kvm_rmap_head *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
 725         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
 726         unsigned short *gfn_track[KVM_PAGE_TRACK_MAX];
 727 };
 728
 729 /*
 730  * We use as the mode the number of bits allocated in the LDR for the
 731  * logical processor ID.  It happens that these are all powers of two.
 732  * This makes it is very easy to detect cases where the APICs are
 733  * configured for multiple modes; in that case, we cannot use the map and
 734  * hence cannot use kvm_irq_delivery_to_apic_fast either.
 735  */
 736 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_CLUSTER          4
 737 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_FLAT             8
 738 #define KVM_APIC_MODE_X2APIC                16
 739
 740 struct kvm_apic_map {
 741         struct rcu_head rcu;
 742         u8 mode;
 743         u32 max_apic_id;
 744         union {
 745                 struct kvm_lapic *xapic_flat_map[8];
 746                 struct kvm_lapic *xapic_cluster_map[16][4];
 747         };
 748         struct kvm_lapic *phys_map[];
 749 };
 750
 751 /* Hyper-V emulation context */
 752 struct kvm_hv {
 753         struct mutex hv_lock;
 754         u64 hv_guest_os_id;
 755         u64 hv_hypercall;
 756         u64 hv_tsc_page;
 757
 758         /* Hyper-v based guest crash (NT kernel bugcheck) parameters */
 759         u64 hv_crash_param[HV_X64_MSR_CRASH_PARAMS];
 760         u64 hv_crash_ctl;
 761
 762         HV_REFERENCE_TSC_PAGE tsc_ref;
 763
 764         struct idr conn_to_evt;
 765
 766         u64 hv_reenlightenment_control;
 767         u64 hv_tsc_emulation_control;
 768         u64 hv_tsc_emulation_status;
 769 };
 770
 771 enum kvm_irqchip_mode {
 772         KVM_IRQCHIP_NONE,
 773         KVM_IRQCHIP_KERNEL,       /* created with KVM_CREATE_IRQCHIP */
 774         KVM_IRQCHIP_SPLIT,        /* created with KVM_CAP_SPLIT_IRQCHIP */
 775 };
 776
 777 struct kvm_arch {
 778         unsigned int n_used_mmu_pages;
 779         unsigned int n_requested_mmu_pages;
 780         unsigned int n_max_mmu_pages;
 781         unsigned int indirect_shadow_pages;
 782         unsigned long mmu_valid_gen;
 783         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
 784         /*
 785          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
 786          */
 787         struct list_head active_mmu_pages;
 788         struct list_head zapped_obsolete_pages;
 789         struct kvm_page_track_notifier_node mmu_sp_tracker;
 790         struct kvm_page_track_notifier_head track_notifier_head;
 791
 792         struct list_head assigned_dev_head;
 793         struct iommu_domain *iommu_domain;
 794         bool iommu_noncoherent;
 795 #define __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
 796         atomic_t noncoherent_dma_count;
 797 #define __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
 798         atomic_t assigned_device_count;
 799         struct kvm_pic *vpic;
 800         struct kvm_ioapic *vioapic;
 801         struct kvm_pit *vpit;
 802         atomic_t vapics_in_nmi_mode;
 803         struct mutex apic_map_lock;
 804         struct kvm_apic_map *apic_map;
 805
 806         bool apic_access_page_done;
 807
 808         gpa_t wall_clock;
 809
 810         bool mwait_in_guest;
 811         bool hlt_in_guest;
 812         bool pause_in_guest;
 813
 814         unsigned long irq_sources_bitmap;
 815         s64 kvmclock_offset;
 816         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
 817         u64 last_tsc_nsec;
 818         u64 last_tsc_write;
 819         u32 last_tsc_khz;
 820         u64 cur_tsc_nsec;
 821         u64 cur_tsc_write;
 822         u64 cur_tsc_offset;
 823         u64 cur_tsc_generation;
 824         int nr_vcpus_matched_tsc;
 825
 826         spinlock_t pvclock_gtod_sync_lock;
 827         bool use_master_clock;
 828         u64 master_kernel_ns;
 829         u64 master_cycle_now;
 830         struct delayed_work kvmclock_update_work;
 831         struct delayed_work kvmclock_sync_work;
 832
 833         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
 834
 835         /* reads protected by irq_srcu, writes by irq_lock */
 836         struct hlist_head mask_notifier_list;
 837
 838         struct kvm_hv hyperv;
 839
 840         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
 841         int audit_point;
 842         #endif
 843
 844         bool backwards_tsc_observed;
 845         bool boot_vcpu_runs_old_kvmclock;
 846         u32 bsp_vcpu_id;
 847
 848         u64 disabled_quirks;
 849
 850         enum kvm_irqchip_mode irqchip_mode;
 851         u8 nr_reserved_ioapic_pins;
 852
 853         bool disabled_lapic_found;
 854
 855         bool x2apic_format;
 856         bool x2apic_broadcast_quirk_disabled;
 857 };
 858
 859 struct kvm_vm_stat {
 860         ulong mmu_shadow_zapped;
 861         ulong mmu_pte_write;
 862         ulong mmu_pte_updated;
 863         ulong mmu_pde_zapped;
 864         ulong mmu_flooded;
 865         ulong mmu_recycled;
 866         ulong mmu_cache_miss;
 867         ulong mmu_unsync;
 868         ulong remote_tlb_flush;
 869         ulong lpages;
 870         ulong max_mmu_page_hash_collisions;
 871 };
 872
 873 struct kvm_vcpu_stat {
 874         u64 pf_fixed;
 875         u64 pf_guest;
 876         u64 tlb_flush;
 877         u64 invlpg;
 878
 879         u64 exits;
 880         u64 io_exits;
 881         u64 mmio_exits;
 882         u64 signal_exits;
 883         u64 irq_window_exits;
 884         u64 nmi_window_exits;
 885         u64 halt_exits;
 886         u64 halt_successful_poll;
 887         u64 halt_attempted_poll;
 888         u64 halt_poll_invalid;
 889         u64 halt_wakeup;
 890         u64 request_irq_exits;
 891         u64 irq_exits;
 892         u64 host_state_reload;
 893         u64 fpu_reload;
 894         u64 insn_emulation;
 895         u64 insn_emulation_fail;
 896         u64 hypercalls;
 897         u64 irq_injections;
 898         u64 nmi_injections;
 899         u64 req_event;
 900 };
 901
 902 struct x86_instruction_info;
 903
 904 struct msr_data {
 905         bool host_initiated;
 906         u32 index;
 907         u64 data;
 908 };
 909
 910 struct kvm_lapic_irq {
 911         u32 vector;
 912         u16 delivery_mode;
 913         u16 dest_mode;
 914         bool level;
 915         u16 trig_mode;
 916         u32 shorthand;
 917         u32 dest_id;
 918         bool msi_redir_hint;
 919 };
 920
 921 struct kvm_x86_ops {
 922         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
 923         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
 924         int (*hardware_enable)(void);
 925         void (*hardware_disable)(void);
 926         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
 927         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
 928         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
 929         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
 930         bool (*has_emulated_msr)(int index);
 931         void (*cpuid_update)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 932
 933         struct kvm *(*vm_alloc)(void);
 934         void (*vm_free)(struct kvm *);
 935         int (*vm_init)(struct kvm *kvm);
 936         void (*vm_destroy)(struct kvm *kvm);
 937
 938         /* Create, but do not attach this VCPU */
 939         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
 940         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 941         void (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
 942
 943         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 944         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 945         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 946
 947         void (*update_bp_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 948         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
 949         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
 950         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
 951         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 952                             struct kvm_segment *var, int seg);
 953         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 954         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 955                             struct kvm_segment *var, int seg);
 956         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
 957         void (*decache_cr0_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 958         void (*decache_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 959         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 960         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
 961         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 962         int (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
 963         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
 964         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 965         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 966         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 967         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 968         u64 (*get_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 969         void (*set_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
 970         void (*sync_dirty_debug_regs)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 971         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
 972         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
 973         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 974         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
 975
 976         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool invalidate_gpa);
 977
 978         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 979         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 980         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 981         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
 982         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 983         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 984                                 unsigned char *hypercall_addr);
 985         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 986         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 987         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 988         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 989         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 990         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 991         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 992         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
 993         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 994         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 995         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
 996         bool (*get_enable_apicv)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 997         void (*refresh_apicv_exec_ctrl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 998         void (*hwapic_irr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
 999         void (*hwapic_isr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int isr);
1000         void (*load_eoi_exitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
1001         void (*set_virtual_apic_mode)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1002         void (*set_apic_access_page_addr)(struct kvm_vcpu *vcpu, hpa_t hpa);
1003         void (*deliver_posted_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu, int vector);
1004         int (*sync_pir_to_irr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1005         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
1006         int (*set_identity_map_addr)(struct kvm *kvm, u64 ident_addr);
1007         int (*get_tdp_level)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1008         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
1009         int (*get_lpage_level)(void);
1010         bool (*rdtscp_supported)(void);
1011         bool (*invpcid_supported)(void);
1012
1013         void (*set_tdp_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1014
1015         void (*set_supported_cpuid)(u32 func, struct kvm_cpuid_entry2 *entry);
1016
1017         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
1018
1019         u64 (*read_l1_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1020         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
1021
1022         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2);
1023
1024         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1025                                struct x86_instruction_info *info,
1026                                enum x86_intercept_stage stage);
1027         void (*handle_external_intr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1028         bool (*mpx_supported)(void);
1029         bool (*xsaves_supported)(void);
1030         bool (*umip_emulated)(void);
1031
1032         int (*check_nested_events)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool external_intr);
1033
1034         void (*sched_in)(struct kvm_vcpu *kvm, int cpu);
1035
1036         /*
1037          * Arch-specific dirty logging hooks. These hooks are only supposed to
1038          * be valid if the specific arch has hardware-accelerated dirty logging
1039          * mechanism. Currently only for PML on VMX.
1040          *
1041          *  - slot_enable_log_dirty:
1042          *      called when enabling log dirty mode for the slot.
1043          *  - slot_disable_log_dirty:
1044          *      called when disabling log dirty mode for the slot.
1045          *      also called when slot is created with log dirty disabled.
1046          *  - flush_log_dirty:
1047          *      called before reporting dirty_bitmap to userspace.
1048          *  - enable_log_dirty_pt_masked:
1049          *      called when reenabling log dirty for the GFNs in the mask after
1050          *      corresponding bits are cleared in slot->dirty_bitmap.
1051          */
1052         void (*slot_enable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1053                                       struct kvm_memory_slot *slot);
1054         void (*slot_disable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1055                                        struct kvm_memory_slot *slot);
1056         void (*flush_log_dirty)(struct kvm *kvm);
1057         void (*enable_log_dirty_pt_masked)(struct kvm *kvm,
1058                                            struct kvm_memory_slot *slot,
1059                                            gfn_t offset, unsigned long mask);
1060         int (*write_log_dirty)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1061
1062         /* pmu operations of sub-arch */
1063         const struct kvm_pmu_ops *pmu_ops;
1064
1065         /*
1066          * Architecture specific hooks for vCPU blocking due to
1067          * HLT instruction.
1068          * Returns for .pre_block():
1069          *    - 0 means continue to block the vCPU.
1070          *    - 1 means we cannot block the vCPU since some event
1071          *        happens during this period, such as, 'ON' bit in
1072          *        posted-interrupts descriptor is set.
1073          */
1074         int (*pre_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1075         void (*post_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1076
1077         void (*vcpu_blocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1078         void (*vcpu_unblocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1079
1080         int (*update_pi_irte)(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1081                               uint32_t guest_irq, bool set);
1082         void (*apicv_post_state_restore)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1083
1084         int (*set_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_deadline_tsc);
1085         void (*cancel_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1086
1087         void (*setup_mce)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1088
1089         void (*get_vmcs12_pages)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1090
1091         int (*smi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1092         int (*pre_enter_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, char *smstate);
1093         int (*pre_leave_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 smbase);
1094         int (*enable_smi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1095
1096         int (*mem_enc_op)(struct kvm *kvm, void __user *argp);
1097         int (*mem_enc_reg_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1098         int (*mem_enc_unreg_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1099
1100         int (*get_msr_feature)(struct kvm_msr_entry *entry);
1101 };
1102
1103 struct kvm_arch_async_pf {
1104         u32 token;
1105         gfn_t gfn;
1106         unsigned long cr3;
1107         bool direct_map;
1108 };
1109
1110 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
1111
1112 #define __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
1113 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
1114 {
1115         return kvm_x86_ops->vm_alloc();
1116 }
1117
1118 static inline void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm)
1119 {
1120         return kvm_x86_ops->vm_free(kvm);
1121 }
1122
1123 int kvm_mmu_module_init(void);
1124 void kvm_mmu_module_exit(void);
1125
1126 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1127 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
1128 void kvm_mmu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
1129 void kvm_mmu_init_vm(struct kvm *kvm);
1130 void kvm_mmu_uninit_vm(struct kvm *kvm);
1131 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
1132                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask, u64 p_mask,
1133                 u64 acc_track_mask, u64 me_mask);
1134
1135 void kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
1136 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1137                                       struct kvm_memory_slot *memslot);
1138 void kvm_mmu_zap_collapsible_sptes(struct kvm *kvm,
1139                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1140 void kvm_mmu_slot_leaf_clear_dirty(struct kvm *kvm,
1141                                    struct kvm_memory_slot *memslot);
1142 void kvm_mmu_slot_largepage_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1143                                         struct kvm_memory_slot *memslot);
1144 void kvm_mmu_slot_set_dirty(struct kvm *kvm,
1145                             struct kvm_memory_slot *memslot);
1146 void kvm_mmu_clear_dirty_pt_masked(struct kvm *kvm,
1147                                    struct kvm_memory_slot *slot,
1148                                    gfn_t gfn_offset, unsigned long mask);
1149 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
1150 void kvm_mmu_invalidate_mmio_sptes(struct kvm *kvm, struct kvm_memslots *slots);
1151 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
1152 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
1153
1154 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
1155 bool pdptrs_changed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1156
1157 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
1158                           const void *val, int bytes);
1159
1160 struct kvm_irq_mask_notifier {
1161         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
1162         int irq;
1163         struct hlist_node link;
1164 };
1165
1166 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1167                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1168 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1169                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1170 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
1171                              bool mask);
1172
1173 extern bool tdp_enabled;
1174
1175 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
1176
1177 /* control of guest tsc rate supported? */
1178 extern bool kvm_has_tsc_control;
1179 /* maximum supported tsc_khz for guests */
1180 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
1181 /* number of bits of the fractional part of the TSC scaling ratio */
1182 extern u8   kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits;
1183 /* maximum allowed value of TSC scaling ratio */
1184 extern u64  kvm_max_tsc_scaling_ratio;
1185 /* 1ull << kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits */
1186 extern u64  kvm_default_tsc_scaling_ratio;
1187
1188 extern u64 kvm_mce_cap_supported;
1189
1190 enum emulation_result {
1191         EMULATE_DONE,         /* no further processing */
1192         EMULATE_USER_EXIT,    /* kvm_run ready for userspace exit */
1193         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
1194 };
1195
1196 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
1197 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
1198 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
1199 #define EMULTYPE_RETRY              (1 << 3)
1200 #define EMULTYPE_NO_REEXECUTE       (1 << 4)
1201 #define EMULTYPE_NO_UD_ON_FAIL      (1 << 5)
1202 #define EMULTYPE_VMWARE             (1 << 6)
1203 int x86_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr2,
1204                             int emulation_type, void *insn, int insn_len);
1205
1206 static inline int emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu,
1207                         int emulation_type)
1208 {
1209         return x86_emulate_instruction(vcpu, 0,
1210                         emulation_type | EMULTYPE_NO_REEXECUTE, NULL, 0);
1211 }
1212
1213 void kvm_enable_efer_bits(u64);
1214 bool kvm_valid_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1215 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1216 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1217
1218 struct x86_emulate_ctxt;
1219
1220 int kvm_fast_pio(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port, int in);
1221 int kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1222 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1223 int kvm_vcpu_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1224 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1225
1226 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
1227 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
1228 void kvm_vcpu_deliver_sipi_vector(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1229
1230 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
1231                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
1232
1233 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1234 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1235 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1236 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
1237 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
1238 int kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
1239 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
1240 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
1241 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1242 int kvm_set_xcr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 xcr);
1243
1244 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1245 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1246
1247 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
1248 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1249 bool kvm_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
1250
1251 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1252 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1253 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1254 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1255 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
1256 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1257                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
1258                             u32 access);
1259 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
1260 bool kvm_require_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr);
1261
1262 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
1263                                        int irq_source_id, int level)
1264 {
1265         /* Logical OR for level trig interrupt */
1266         if (level)
1267                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
1268         else
1269                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
1270
1271         return !!(*irq_state);
1272 }
1273
1274 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
1275 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
1276
1277 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1278
1279 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
1280 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1281 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
1282 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
1283 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
1284 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
1285 void kvm_mmu_free_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
1286 gpa_t translate_nested_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1287                            struct x86_exception *exception);
1288 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1289                               struct x86_exception *exception);
1290 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1291                                struct x86_exception *exception);
1292 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1293                                struct x86_exception *exception);
1294 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1295                                 struct x86_exception *exception);
1296
1297 void kvm_vcpu_deactivate_apicv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1298
1299 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
1300
1301 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u64 error_code,
1302                        void *insn, int insn_len);
1303 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1304 void kvm_mmu_new_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu);
1305
1306 void kvm_enable_tdp(void);
1307 void kvm_disable_tdp(void);
1308
1309 static inline gpa_t translate_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1310                                   struct x86_exception *exception)
1311 {
1312         return gpa;
1313 }
1314
1315 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
1316 {
1317         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
1318
1319         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
1320 }
1321
1322 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
1323 {
1324         u16 ldt;
1325         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
1326         return ldt;
1327 }
1328
1329 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
1330 {
1331         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
1332 }
1333
1334 #ifdef CONFIG_X86_64
1335 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
1336 {
1337         u64 value;
1338
1339         rdmsrl(msr, value);
1340         return value;
1341 }
1342 #endif
1343
1344 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
1345 {
1346         return 0x600; /* P6 family */
1347 }
1348
1349 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
1350 {
1351         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
1352 }
1353
1354 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
1355 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
1356 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
1357 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
1358 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
1359         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
1360
1361 enum {
1362         TASK_SWITCH_CALL = 0,
1363         TASK_SWITCH_IRET = 1,
1364         TASK_SWITCH_JMP = 2,
1365         TASK_SWITCH_GATE = 3,
1366 };
1367
1368 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
1369 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
1370 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
1371 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
1372 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
1373 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
1374 #define HF_SMM_MASK             (1 << 6)
1375 #define HF_SMM_INSIDE_NMI_MASK  (1 << 7)
1376
1377 #define __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
1378 #define KVM_ADDRESS_SPACE_NUM 2
1379
1380 #define kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu) ((vcpu)->arch.hflags & HF_SMM_MASK ? 1 : 0)
1381 #define kvm_memslots_for_spte_role(kvm, role) __kvm_memslots(kvm, (role).smm)
1382
1383 /*
1384  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
1385  * reboot turns off virtualization while processes are running.
1386  * Trap the fault and ignore the instruction if that happens.
1387  */
1388 asmlinkage void kvm_spurious_fault(void);
1389
1390 #define ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, cleanup_insn)      \
1391         "666: " insn "\n\t" \
1392         "668: \n\t"                           \
1393         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n" \
1394         "667: \n\t" \
1395         cleanup_insn "\n\t"                   \
1396         "cmpb $0, kvm_rebooting \n\t"         \
1397         "jne 668b \n\t"                       \
1398         __ASM_SIZE(push) " $666b \n\t"        \
1399         "call kvm_spurious_fault \n\t"        \
1400         ".popsection \n\t" \
1401         _ASM_EXTABLE(666b, 667b)
1402
1403 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn)              \
1404         ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, "")
1405
1406 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
1407 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1408 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1409 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1410 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1411 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
1412 int kvm_cpu_has_injectable_intr(struct kvm_vcpu *v);
1413 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1414 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1415 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
1416 void kvm_vcpu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1417 void kvm_vcpu_reload_apic_access_page(struct kvm_vcpu *vcpu);
1418
1419 void kvm_define_shared_msr(unsigned index, u32 msr);
1420 int kvm_set_shared_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
1421
1422 u64 kvm_scale_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 tsc);
1423 u64 kvm_read_l1_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
1424
1425 unsigned long kvm_get_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu);
1426 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
1427
1428 void kvm_make_mclock_inprogress_request(struct kvm *kvm);
1429 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
1430
1431 void kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1432                                      struct kvm_async_pf *work);
1433 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1434                                  struct kvm_async_pf *work);
1435 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
1436                                struct kvm_async_pf *work);
1437 bool kvm_arch_can_inject_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
1438 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
1439
1440 int kvm_skip_emulated_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu);
1441 int kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1442
1443 int kvm_is_in_guest(void);
1444
1445 int __x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1446 int x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1447 bool kvm_vcpu_is_reset_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1448 bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1449
1450 bool kvm_intr_is_single_vcpu(struct kvm *kvm, struct kvm_lapic_irq *irq,
1451                              struct kvm_vcpu **dest_vcpu);
1452
1453 void kvm_set_msi_irq(struct kvm *kvm, struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1454                      struct kvm_lapic_irq *irq);
1455
1456 static inline void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1457 {
1458         if (kvm_x86_ops->vcpu_blocking)
1459                 kvm_x86_ops->vcpu_blocking(vcpu);
1460 }
1461
1462 static inline void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1463 {
1464         if (kvm_x86_ops->vcpu_unblocking)
1465                 kvm_x86_ops->vcpu_unblocking(vcpu);
1466 }
1467
1468 static inline void kvm_arch_vcpu_block_finish(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
1469
1470 static inline int kvm_cpu_get_apicid(int mps_cpu)
1471 {
1472 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1473         return default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
1474 #else
1475         WARN_ON_ONCE(1);
1476         return BAD_APICID;
1477 #endif
1478 }
1479
1480 #define put_smstate(type, buf, offset, val)                      \
1481         *(type *)((buf) + (offset) - 0x7e00) = val
1482
1483 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */