Merge tag 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/virt/kvm/kvm
[linux-2.6-microblaze.git] / arch / x86 / include / asm / kvm_host.h
1 /*
2  * Kernel-based Virtual Machine driver for Linux
3  *
4  * This header defines architecture specific interfaces, x86 version
5  *
6  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
7  * the COPYING file in the top-level directory.
8  *
9  */
10
11 #ifndef _ASM_X86_KVM_HOST_H
12 #define _ASM_X86_KVM_HOST_H
13
14 #include <linux/types.h>
15 #include <linux/mm.h>
16 #include <linux/mmu_notifier.h>
17 #include <linux/tracepoint.h>
18 #include <linux/cpumask.h>
19 #include <linux/irq_work.h>
20 #include <linux/irq.h>
21
22 #include <linux/kvm.h>
23 #include <linux/kvm_para.h>
24 #include <linux/kvm_types.h>
25 #include <linux/perf_event.h>
26 #include <linux/pvclock_gtod.h>
27 #include <linux/clocksource.h>
28 #include <linux/irqbypass.h>
29 #include <linux/hyperv.h>
30
31 #include <asm/apic.h>
32 #include <asm/pvclock-abi.h>
33 #include <asm/desc.h>
34 #include <asm/mtrr.h>
35 #include <asm/msr-index.h>
36 #include <asm/asm.h>
37 #include <asm/kvm_page_track.h>
38 #include <asm/kvm_vcpu_regs.h>
39 #include <asm/hyperv-tlfs.h>
40
41 #define KVM_MAX_VCPUS 288
42 #define KVM_SOFT_MAX_VCPUS 240
43 #define KVM_MAX_VCPU_ID 1023
44 #define KVM_USER_MEM_SLOTS 509
45 /* memory slots that are not exposed to userspace */
46 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 3
47 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
48
49 #define KVM_HALT_POLL_NS_DEFAULT 200000
50
51 #define KVM_IRQCHIP_NUM_PINS  KVM_IOAPIC_NUM_PINS
52
53 /* x86-specific vcpu->requests bit members */
54 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER           KVM_ARCH_REQ(0)
55 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS       KVM_ARCH_REQ(1)
56 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT            KVM_ARCH_REQ(2)
57 #define KVM_REQ_MMU_SYNC                KVM_ARCH_REQ(3)
58 #define KVM_REQ_CLOCK_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(4)
59 #define KVM_REQ_LOAD_CR3                KVM_ARCH_REQ(5)
60 #define KVM_REQ_EVENT                   KVM_ARCH_REQ(6)
61 #define KVM_REQ_APF_HALT                KVM_ARCH_REQ(7)
62 #define KVM_REQ_STEAL_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(8)
63 #define KVM_REQ_NMI                     KVM_ARCH_REQ(9)
64 #define KVM_REQ_PMU                     KVM_ARCH_REQ(10)
65 #define KVM_REQ_PMI                     KVM_ARCH_REQ(11)
66 #define KVM_REQ_SMI                     KVM_ARCH_REQ(12)
67 #define KVM_REQ_MASTERCLOCK_UPDATE      KVM_ARCH_REQ(13)
68 #define KVM_REQ_MCLOCK_INPROGRESS \
69         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(14, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
70 #define KVM_REQ_SCAN_IOAPIC \
71         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(15, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
72 #define KVM_REQ_GLOBAL_CLOCK_UPDATE     KVM_ARCH_REQ(16)
73 #define KVM_REQ_APIC_PAGE_RELOAD \
74         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(17, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
75 #define KVM_REQ_HV_CRASH                KVM_ARCH_REQ(18)
76 #define KVM_REQ_IOAPIC_EOI_EXIT         KVM_ARCH_REQ(19)
77 #define KVM_REQ_HV_RESET                KVM_ARCH_REQ(20)
78 #define KVM_REQ_HV_EXIT                 KVM_ARCH_REQ(21)
79 #define KVM_REQ_HV_STIMER               KVM_ARCH_REQ(22)
80 #define KVM_REQ_LOAD_EOI_EXITMAP        KVM_ARCH_REQ(23)
81 #define KVM_REQ_GET_VMCS12_PAGES        KVM_ARCH_REQ(24)
82
83 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
84         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
85                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
86                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
87
88 #define CR4_RESERVED_BITS                                               \
89         (~(unsigned long)(X86_CR4_VME | X86_CR4_PVI | X86_CR4_TSD | X86_CR4_DE\
90                           | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_MCE     \
91                           | X86_CR4_PGE | X86_CR4_PCE | X86_CR4_OSFXSR | X86_CR4_PCIDE \
92                           | X86_CR4_OSXSAVE | X86_CR4_SMEP | X86_CR4_FSGSBASE \
93                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_LA57 | X86_CR4_VMXE \
94                           | X86_CR4_SMAP | X86_CR4_PKE | X86_CR4_UMIP))
95
96 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
97
98
99
100 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
101 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
102
103 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
104
105 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
106 enum {
107         PT_PAGE_TABLE_LEVEL   = 1,
108         PT_DIRECTORY_LEVEL    = 2,
109         PT_PDPE_LEVEL         = 3,
110         /* set max level to the biggest one */
111         PT_MAX_HUGEPAGE_LEVEL = PT_PDPE_LEVEL,
112 };
113 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       (PT_MAX_HUGEPAGE_LEVEL - \
114                                  PT_PAGE_TABLE_LEVEL + 1)
115 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
116 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
117 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
118 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
119 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
120
121 static inline gfn_t gfn_to_index(gfn_t gfn, gfn_t base_gfn, int level)
122 {
123         /* KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(PT_PAGE_TABLE_LEVEL) must be 0. */
124         return (gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level)) -
125                 (base_gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level));
126 }
127
128 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
129 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64
130 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 12
131 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
132 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
133 #define KVM_REFILL_PAGES 25
134 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 80
135 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
136 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
137
138 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
139
140 enum kvm_reg {
141         VCPU_REGS_RAX = __VCPU_REGS_RAX,
142         VCPU_REGS_RCX = __VCPU_REGS_RCX,
143         VCPU_REGS_RDX = __VCPU_REGS_RDX,
144         VCPU_REGS_RBX = __VCPU_REGS_RBX,
145         VCPU_REGS_RSP = __VCPU_REGS_RSP,
146         VCPU_REGS_RBP = __VCPU_REGS_RBP,
147         VCPU_REGS_RSI = __VCPU_REGS_RSI,
148         VCPU_REGS_RDI = __VCPU_REGS_RDI,
149 #ifdef CONFIG_X86_64
150         VCPU_REGS_R8  = __VCPU_REGS_R8,
151         VCPU_REGS_R9  = __VCPU_REGS_R9,
152         VCPU_REGS_R10 = __VCPU_REGS_R10,
153         VCPU_REGS_R11 = __VCPU_REGS_R11,
154         VCPU_REGS_R12 = __VCPU_REGS_R12,
155         VCPU_REGS_R13 = __VCPU_REGS_R13,
156         VCPU_REGS_R14 = __VCPU_REGS_R14,
157         VCPU_REGS_R15 = __VCPU_REGS_R15,
158 #endif
159         VCPU_REGS_RIP,
160         NR_VCPU_REGS
161 };
162
163 enum kvm_reg_ex {
164         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
165         VCPU_EXREG_CR3,
166         VCPU_EXREG_RFLAGS,
167         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
168 };
169
170 enum {
171         VCPU_SREG_ES,
172         VCPU_SREG_CS,
173         VCPU_SREG_SS,
174         VCPU_SREG_DS,
175         VCPU_SREG_FS,
176         VCPU_SREG_GS,
177         VCPU_SREG_TR,
178         VCPU_SREG_LDTR,
179 };
180
181 #include <asm/kvm_emulate.h>
182
183 #define KVM_NR_MEM_OBJS 40
184
185 #define KVM_NR_DB_REGS  4
186
187 #define DR6_BD          (1 << 13)
188 #define DR6_BS          (1 << 14)
189 #define DR6_BT          (1 << 15)
190 #define DR6_RTM         (1 << 16)
191 #define DR6_FIXED_1     0xfffe0ff0
192 #define DR6_INIT        0xffff0ff0
193 #define DR6_VOLATILE    0x0001e00f
194
195 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
196 #define DR7_GE          (1 << 9)
197 #define DR7_GD          (1 << 13)
198 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
199 #define DR7_VOLATILE    0xffff2bff
200
201 #define PFERR_PRESENT_BIT 0
202 #define PFERR_WRITE_BIT 1
203 #define PFERR_USER_BIT 2
204 #define PFERR_RSVD_BIT 3
205 #define PFERR_FETCH_BIT 4
206 #define PFERR_PK_BIT 5
207 #define PFERR_GUEST_FINAL_BIT 32
208 #define PFERR_GUEST_PAGE_BIT 33
209
210 #define PFERR_PRESENT_MASK (1U << PFERR_PRESENT_BIT)
211 #define PFERR_WRITE_MASK (1U << PFERR_WRITE_BIT)
212 #define PFERR_USER_MASK (1U << PFERR_USER_BIT)
213 #define PFERR_RSVD_MASK (1U << PFERR_RSVD_BIT)
214 #define PFERR_FETCH_MASK (1U << PFERR_FETCH_BIT)
215 #define PFERR_PK_MASK (1U << PFERR_PK_BIT)
216 #define PFERR_GUEST_FINAL_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_FINAL_BIT)
217 #define PFERR_GUEST_PAGE_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_PAGE_BIT)
218
219 #define PFERR_NESTED_GUEST_PAGE (PFERR_GUEST_PAGE_MASK |        \
220                                  PFERR_WRITE_MASK |             \
221                                  PFERR_PRESENT_MASK)
222
223 /*
224  * The mask used to denote special SPTEs, which can be either MMIO SPTEs or
225  * Access Tracking SPTEs. We use bit 62 instead of bit 63 to avoid conflicting
226  * with the SVE bit in EPT PTEs.
227  */
228 #define SPTE_SPECIAL_MASK (1ULL << 62)
229
230 /* apic attention bits */
231 #define KVM_APIC_CHECK_VAPIC    0
232 /*
233  * The following bit is set with PV-EOI, unset on EOI.
234  * We detect PV-EOI changes by guest by comparing
235  * this bit with PV-EOI in guest memory.
236  * See the implementation in apic_update_pv_eoi.
237  */
238 #define KVM_APIC_PV_EOI_PENDING 1
239
240 struct kvm_kernel_irq_routing_entry;
241
242 /*
243  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
244  * enough memory for a single page fault in a cache.
245  */
246 struct kvm_mmu_memory_cache {
247         int nobjs;
248         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
249 };
250
251 /*
252  * the pages used as guest page table on soft mmu are tracked by
253  * kvm_memory_slot.arch.gfn_track which is 16 bits, so the role bits used
254  * by indirect shadow page can not be more than 15 bits.
255  *
256  * Currently, we used 14 bits that are @level, @cr4_pae, @quadrant, @access,
257  * @nxe, @cr0_wp, @smep_andnot_wp and @smap_andnot_wp.
258  */
259 union kvm_mmu_page_role {
260         u32 word;
261         struct {
262                 unsigned level:4;
263                 unsigned cr4_pae:1;
264                 unsigned quadrant:2;
265                 unsigned direct:1;
266                 unsigned access:3;
267                 unsigned invalid:1;
268                 unsigned nxe:1;
269                 unsigned cr0_wp:1;
270                 unsigned smep_andnot_wp:1;
271                 unsigned smap_andnot_wp:1;
272                 unsigned ad_disabled:1;
273                 unsigned guest_mode:1;
274                 unsigned :6;
275
276                 /*
277                  * This is left at the top of the word so that
278                  * kvm_memslots_for_spte_role can extract it with a
279                  * simple shift.  While there is room, give it a whole
280                  * byte so it is also faster to load it from memory.
281                  */
282                 unsigned smm:8;
283         };
284 };
285
286 union kvm_mmu_extended_role {
287 /*
288  * This structure complements kvm_mmu_page_role caching everything needed for
289  * MMU configuration. If nothing in both these structures changed, MMU
290  * re-configuration can be skipped. @valid bit is set on first usage so we don't
291  * treat all-zero structure as valid data.
292  */
293         u32 word;
294         struct {
295                 unsigned int valid:1;
296                 unsigned int execonly:1;
297                 unsigned int cr0_pg:1;
298                 unsigned int cr4_pse:1;
299                 unsigned int cr4_pke:1;
300                 unsigned int cr4_smap:1;
301                 unsigned int cr4_smep:1;
302                 unsigned int cr4_la57:1;
303                 unsigned int maxphyaddr:6;
304         };
305 };
306
307 union kvm_mmu_role {
308         u64 as_u64;
309         struct {
310                 union kvm_mmu_page_role base;
311                 union kvm_mmu_extended_role ext;
312         };
313 };
314
315 struct kvm_rmap_head {
316         unsigned long val;
317 };
318
319 struct kvm_mmu_page {
320         struct list_head link;
321         struct hlist_node hash_link;
322         bool unsync;
323         bool mmio_cached;
324
325         /*
326          * The following two entries are used to key the shadow page in the
327          * hash table.
328          */
329         union kvm_mmu_page_role role;
330         gfn_t gfn;
331
332         u64 *spt;
333         /* hold the gfn of each spte inside spt */
334         gfn_t *gfns;
335         int root_count;          /* Currently serving as active root */
336         unsigned int unsync_children;
337         struct kvm_rmap_head parent_ptes; /* rmap pointers to parent sptes */
338         DECLARE_BITMAP(unsync_child_bitmap, 512);
339
340 #ifdef CONFIG_X86_32
341         /*
342          * Used out of the mmu-lock to avoid reading spte values while an
343          * update is in progress; see the comments in __get_spte_lockless().
344          */
345         int clear_spte_count;
346 #endif
347
348         /* Number of writes since the last time traversal visited this page.  */
349         atomic_t write_flooding_count;
350 };
351
352 struct kvm_pio_request {
353         unsigned long count;
354         int in;
355         int port;
356         int size;
357 };
358
359 #define PT64_ROOT_MAX_LEVEL 5
360
361 struct rsvd_bits_validate {
362         u64 rsvd_bits_mask[2][PT64_ROOT_MAX_LEVEL];
363         u64 bad_mt_xwr;
364 };
365
366 struct kvm_mmu_root_info {
367         gpa_t cr3;
368         hpa_t hpa;
369 };
370
371 #define KVM_MMU_ROOT_INFO_INVALID \
372         ((struct kvm_mmu_root_info) { .cr3 = INVALID_PAGE, .hpa = INVALID_PAGE })
373
374 #define KVM_MMU_NUM_PREV_ROOTS 3
375
376 /*
377  * x86 supports 4 paging modes (5-level 64-bit, 4-level 64-bit, 3-level 32-bit,
378  * and 2-level 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the
379  * current mmu mode.
380  */
381 struct kvm_mmu {
382         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long root);
383         unsigned long (*get_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
384         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
385         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err,
386                           bool prefault);
387         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
388                                   struct x86_exception *fault);
389         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 access,
390                             struct x86_exception *exception);
391         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
392                                struct x86_exception *exception);
393         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
394                          struct kvm_mmu_page *sp);
395         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, hpa_t root_hpa);
396         void (*update_pte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
397                            u64 *spte, const void *pte);
398         hpa_t root_hpa;
399         gpa_t root_cr3;
400         union kvm_mmu_role mmu_role;
401         u8 root_level;
402         u8 shadow_root_level;
403         u8 ept_ad;
404         bool direct_map;
405         struct kvm_mmu_root_info prev_roots[KVM_MMU_NUM_PREV_ROOTS];
406
407         /*
408          * Bitmap; bit set = permission fault
409          * Byte index: page fault error code [4:1]
410          * Bit index: pte permissions in ACC_* format
411          */
412         u8 permissions[16];
413
414         /*
415         * The pkru_mask indicates if protection key checks are needed.  It
416         * consists of 16 domains indexed by page fault error code bits [4:1],
417         * with PFEC.RSVD replaced by ACC_USER_MASK from the page tables.
418         * Each domain has 2 bits which are ANDed with AD and WD from PKRU.
419         */
420         u32 pkru_mask;
421
422         u64 *pae_root;
423         u64 *lm_root;
424
425         /*
426          * check zero bits on shadow page table entries, these
427          * bits include not only hardware reserved bits but also
428          * the bits spte never used.
429          */
430         struct rsvd_bits_validate shadow_zero_check;
431
432         struct rsvd_bits_validate guest_rsvd_check;
433
434         /* Can have large pages at levels 2..last_nonleaf_level-1. */
435         u8 last_nonleaf_level;
436
437         bool nx;
438
439         u64 pdptrs[4]; /* pae */
440 };
441
442 struct kvm_tlb_range {
443         u64 start_gfn;
444         u64 pages;
445 };
446
447 enum pmc_type {
448         KVM_PMC_GP = 0,
449         KVM_PMC_FIXED,
450 };
451
452 struct kvm_pmc {
453         enum pmc_type type;
454         u8 idx;
455         u64 counter;
456         u64 eventsel;
457         struct perf_event *perf_event;
458         struct kvm_vcpu *vcpu;
459 };
460
461 struct kvm_pmu {
462         unsigned nr_arch_gp_counters;
463         unsigned nr_arch_fixed_counters;
464         unsigned available_event_types;
465         u64 fixed_ctr_ctrl;
466         u64 global_ctrl;
467         u64 global_status;
468         u64 global_ovf_ctrl;
469         u64 counter_bitmask[2];
470         u64 global_ctrl_mask;
471         u64 reserved_bits;
472         u8 version;
473         struct kvm_pmc gp_counters[INTEL_PMC_MAX_GENERIC];
474         struct kvm_pmc fixed_counters[INTEL_PMC_MAX_FIXED];
475         struct irq_work irq_work;
476         u64 reprogram_pmi;
477 };
478
479 struct kvm_pmu_ops;
480
481 enum {
482         KVM_DEBUGREG_BP_ENABLED = 1,
483         KVM_DEBUGREG_WONT_EXIT = 2,
484         KVM_DEBUGREG_RELOAD = 4,
485 };
486
487 struct kvm_mtrr_range {
488         u64 base;
489         u64 mask;
490         struct list_head node;
491 };
492
493 struct kvm_mtrr {
494         struct kvm_mtrr_range var_ranges[KVM_NR_VAR_MTRR];
495         mtrr_type fixed_ranges[KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION];
496         u64 deftype;
497
498         struct list_head head;
499 };
500
501 /* Hyper-V SynIC timer */
502 struct kvm_vcpu_hv_stimer {
503         struct hrtimer timer;
504         int index;
505         union hv_stimer_config config;
506         u64 count;
507         u64 exp_time;
508         struct hv_message msg;
509         bool msg_pending;
510 };
511
512 /* Hyper-V synthetic interrupt controller (SynIC)*/
513 struct kvm_vcpu_hv_synic {
514         u64 version;
515         u64 control;
516         u64 msg_page;
517         u64 evt_page;
518         atomic64_t sint[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
519         atomic_t sint_to_gsi[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
520         DECLARE_BITMAP(auto_eoi_bitmap, 256);
521         DECLARE_BITMAP(vec_bitmap, 256);
522         bool active;
523         bool dont_zero_synic_pages;
524 };
525
526 /* Hyper-V per vcpu emulation context */
527 struct kvm_vcpu_hv {
528         u32 vp_index;
529         u64 hv_vapic;
530         s64 runtime_offset;
531         struct kvm_vcpu_hv_synic synic;
532         struct kvm_hyperv_exit exit;
533         struct kvm_vcpu_hv_stimer stimer[HV_SYNIC_STIMER_COUNT];
534         DECLARE_BITMAP(stimer_pending_bitmap, HV_SYNIC_STIMER_COUNT);
535         cpumask_t tlb_flush;
536 };
537
538 struct kvm_vcpu_arch {
539         /*
540          * rip and regs accesses must go through
541          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
542          */
543         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
544         u32 regs_avail;
545         u32 regs_dirty;
546
547         unsigned long cr0;
548         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
549         unsigned long cr2;
550         unsigned long cr3;
551         unsigned long cr4;
552         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
553         unsigned long cr8;
554         u32 pkru;
555         u32 hflags;
556         u64 efer;
557         u64 apic_base;
558         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
559         bool apicv_active;
560         bool load_eoi_exitmap_pending;
561         DECLARE_BITMAP(ioapic_handled_vectors, 256);
562         unsigned long apic_attention;
563         int32_t apic_arb_prio;
564         int mp_state;
565         u64 ia32_misc_enable_msr;
566         u64 smbase;
567         u64 smi_count;
568         bool tpr_access_reporting;
569         u64 ia32_xss;
570         u64 microcode_version;
571
572         /*
573          * Paging state of the vcpu
574          *
575          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
576          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
577          * handle faults.
578          */
579         struct kvm_mmu *mmu;
580
581         /* Non-nested MMU for L1 */
582         struct kvm_mmu root_mmu;
583
584         /* L1 MMU when running nested */
585         struct kvm_mmu guest_mmu;
586
587         /*
588          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
589          *
590          * This context will save all necessary information to walk page tables
591          * of the an L2 guest. This context is only initialized for page table
592          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
593          * the host.
594          */
595         struct kvm_mmu nested_mmu;
596
597         /*
598          * Pointer to the mmu context currently used for
599          * gva_to_gpa translations.
600          */
601         struct kvm_mmu *walk_mmu;
602
603         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
604         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
605         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
606
607         /*
608          * QEMU userspace and the guest each have their own FPU state.
609          * In vcpu_run, we switch between the user, maintained in the
610          * task_struct struct, and guest FPU contexts. While running a VCPU,
611          * the VCPU thread will have the guest FPU context.
612          *
613          * Note that while the PKRU state lives inside the fpu registers,
614          * it is switched out separately at VMENTER and VMEXIT time. The
615          * "guest_fpu" state here contains the guest FPU context, with the
616          * host PRKU bits.
617          */
618         struct fpu *guest_fpu;
619
620         u64 xcr0;
621         u64 guest_supported_xcr0;
622         u32 guest_xstate_size;
623
624         struct kvm_pio_request pio;
625         void *pio_data;
626
627         u8 event_exit_inst_len;
628
629         struct kvm_queued_exception {
630                 bool pending;
631                 bool injected;
632                 bool has_error_code;
633                 u8 nr;
634                 u32 error_code;
635                 unsigned long payload;
636                 bool has_payload;
637                 u8 nested_apf;
638         } exception;
639
640         struct kvm_queued_interrupt {
641                 bool injected;
642                 bool soft;
643                 u8 nr;
644         } interrupt;
645
646         int halt_request; /* real mode on Intel only */
647
648         int cpuid_nent;
649         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
650
651         int maxphyaddr;
652
653         /* emulate context */
654
655         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
656         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
657         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
658         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
659
660         gpa_t time;
661         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
662         unsigned int hw_tsc_khz;
663         struct gfn_to_hva_cache pv_time;
664         bool pv_time_enabled;
665         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
666         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
667
668         struct {
669                 u64 msr_val;
670                 u64 last_steal;
671                 struct gfn_to_hva_cache stime;
672                 struct kvm_steal_time steal;
673         } st;
674
675         u64 tsc_offset;
676         u64 last_guest_tsc;
677         u64 last_host_tsc;
678         u64 tsc_offset_adjustment;
679         u64 this_tsc_nsec;
680         u64 this_tsc_write;
681         u64 this_tsc_generation;
682         bool tsc_catchup;
683         bool tsc_always_catchup;
684         s8 virtual_tsc_shift;
685         u32 virtual_tsc_mult;
686         u32 virtual_tsc_khz;
687         s64 ia32_tsc_adjust_msr;
688         u64 tsc_scaling_ratio;
689
690         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
691         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
692         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
693         bool smi_pending;    /* SMI queued after currently running handler */
694
695         struct kvm_mtrr mtrr_state;
696         u64 pat;
697
698         unsigned switch_db_regs;
699         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
700         unsigned long dr6;
701         unsigned long dr7;
702         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
703         unsigned long guest_debug_dr7;
704         u64 msr_platform_info;
705         u64 msr_misc_features_enables;
706
707         u64 mcg_cap;
708         u64 mcg_status;
709         u64 mcg_ctl;
710         u64 mcg_ext_ctl;
711         u64 *mce_banks;
712
713         /* Cache MMIO info */
714         u64 mmio_gva;
715         unsigned access;
716         gfn_t mmio_gfn;
717         u64 mmio_gen;
718
719         struct kvm_pmu pmu;
720
721         /* used for guest single stepping over the given code position */
722         unsigned long singlestep_rip;
723
724         struct kvm_vcpu_hv hyperv;
725
726         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
727
728         unsigned long last_retry_eip;
729         unsigned long last_retry_addr;
730
731         struct {
732                 bool halted;
733                 gfn_t gfns[roundup_pow_of_two(ASYNC_PF_PER_VCPU)];
734                 struct gfn_to_hva_cache data;
735                 u64 msr_val;
736                 u32 id;
737                 bool send_user_only;
738                 u32 host_apf_reason;
739                 unsigned long nested_apf_token;
740                 bool delivery_as_pf_vmexit;
741         } apf;
742
743         /* OSVW MSRs (AMD only) */
744         struct {
745                 u64 length;
746                 u64 status;
747         } osvw;
748
749         struct {
750                 u64 msr_val;
751                 struct gfn_to_hva_cache data;
752         } pv_eoi;
753
754         /*
755          * Indicate whether the access faults on its page table in guest
756          * which is set when fix page fault and used to detect unhandeable
757          * instruction.
758          */
759         bool write_fault_to_shadow_pgtable;
760
761         /* set at EPT violation at this point */
762         unsigned long exit_qualification;
763
764         /* pv related host specific info */
765         struct {
766                 bool pv_unhalted;
767         } pv;
768
769         int pending_ioapic_eoi;
770         int pending_external_vector;
771
772         /* GPA available */
773         bool gpa_available;
774         gpa_t gpa_val;
775
776         /* be preempted when it's in kernel-mode(cpl=0) */
777         bool preempted_in_kernel;
778
779         /* Flush the L1 Data cache for L1TF mitigation on VMENTER */
780         bool l1tf_flush_l1d;
781 };
782
783 struct kvm_lpage_info {
784         int disallow_lpage;
785 };
786
787 struct kvm_arch_memory_slot {
788         struct kvm_rmap_head *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
789         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
790         unsigned short *gfn_track[KVM_PAGE_TRACK_MAX];
791 };
792
793 /*
794  * We use as the mode the number of bits allocated in the LDR for the
795  * logical processor ID.  It happens that these are all powers of two.
796  * This makes it is very easy to detect cases where the APICs are
797  * configured for multiple modes; in that case, we cannot use the map and
798  * hence cannot use kvm_irq_delivery_to_apic_fast either.
799  */
800 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_CLUSTER          4
801 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_FLAT             8
802 #define KVM_APIC_MODE_X2APIC                16
803
804 struct kvm_apic_map {
805         struct rcu_head rcu;
806         u8 mode;
807         u32 max_apic_id;
808         union {
809                 struct kvm_lapic *xapic_flat_map[8];
810                 struct kvm_lapic *xapic_cluster_map[16][4];
811         };
812         struct kvm_lapic *phys_map[];
813 };
814
815 /* Hyper-V emulation context */
816 struct kvm_hv {
817         struct mutex hv_lock;
818         u64 hv_guest_os_id;
819         u64 hv_hypercall;
820         u64 hv_tsc_page;
821
822         /* Hyper-v based guest crash (NT kernel bugcheck) parameters */
823         u64 hv_crash_param[HV_X64_MSR_CRASH_PARAMS];
824         u64 hv_crash_ctl;
825
826         HV_REFERENCE_TSC_PAGE tsc_ref;
827
828         struct idr conn_to_evt;
829
830         u64 hv_reenlightenment_control;
831         u64 hv_tsc_emulation_control;
832         u64 hv_tsc_emulation_status;
833
834         /* How many vCPUs have VP index != vCPU index */
835         atomic_t num_mismatched_vp_indexes;
836 };
837
838 enum kvm_irqchip_mode {
839         KVM_IRQCHIP_NONE,
840         KVM_IRQCHIP_KERNEL,       /* created with KVM_CREATE_IRQCHIP */
841         KVM_IRQCHIP_SPLIT,        /* created with KVM_CAP_SPLIT_IRQCHIP */
842 };
843
844 struct kvm_arch {
845         unsigned int n_used_mmu_pages;
846         unsigned int n_requested_mmu_pages;
847         unsigned int n_max_mmu_pages;
848         unsigned int indirect_shadow_pages;
849         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
850         /*
851          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
852          */
853         struct list_head active_mmu_pages;
854         struct kvm_page_track_notifier_node mmu_sp_tracker;
855         struct kvm_page_track_notifier_head track_notifier_head;
856
857         struct list_head assigned_dev_head;
858         struct iommu_domain *iommu_domain;
859         bool iommu_noncoherent;
860 #define __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
861         atomic_t noncoherent_dma_count;
862 #define __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
863         atomic_t assigned_device_count;
864         struct kvm_pic *vpic;
865         struct kvm_ioapic *vioapic;
866         struct kvm_pit *vpit;
867         atomic_t vapics_in_nmi_mode;
868         struct mutex apic_map_lock;
869         struct kvm_apic_map *apic_map;
870
871         bool apic_access_page_done;
872
873         gpa_t wall_clock;
874
875         bool mwait_in_guest;
876         bool hlt_in_guest;
877         bool pause_in_guest;
878
879         unsigned long irq_sources_bitmap;
880         s64 kvmclock_offset;
881         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
882         u64 last_tsc_nsec;
883         u64 last_tsc_write;
884         u32 last_tsc_khz;
885         u64 cur_tsc_nsec;
886         u64 cur_tsc_write;
887         u64 cur_tsc_offset;
888         u64 cur_tsc_generation;
889         int nr_vcpus_matched_tsc;
890
891         spinlock_t pvclock_gtod_sync_lock;
892         bool use_master_clock;
893         u64 master_kernel_ns;
894         u64 master_cycle_now;
895         struct delayed_work kvmclock_update_work;
896         struct delayed_work kvmclock_sync_work;
897
898         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
899
900         /* reads protected by irq_srcu, writes by irq_lock */
901         struct hlist_head mask_notifier_list;
902
903         struct kvm_hv hyperv;
904
905         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
906         int audit_point;
907         #endif
908
909         bool backwards_tsc_observed;
910         bool boot_vcpu_runs_old_kvmclock;
911         u32 bsp_vcpu_id;
912
913         u64 disabled_quirks;
914
915         enum kvm_irqchip_mode irqchip_mode;
916         u8 nr_reserved_ioapic_pins;
917
918         bool disabled_lapic_found;
919
920         bool x2apic_format;
921         bool x2apic_broadcast_quirk_disabled;
922
923         bool guest_can_read_msr_platform_info;
924         bool exception_payload_enabled;
925 };
926
927 struct kvm_vm_stat {
928         ulong mmu_shadow_zapped;
929         ulong mmu_pte_write;
930         ulong mmu_pte_updated;
931         ulong mmu_pde_zapped;
932         ulong mmu_flooded;
933         ulong mmu_recycled;
934         ulong mmu_cache_miss;
935         ulong mmu_unsync;
936         ulong remote_tlb_flush;
937         ulong lpages;
938         ulong max_mmu_page_hash_collisions;
939 };
940
941 struct kvm_vcpu_stat {
942         u64 pf_fixed;
943         u64 pf_guest;
944         u64 tlb_flush;
945         u64 invlpg;
946
947         u64 exits;
948         u64 io_exits;
949         u64 mmio_exits;
950         u64 signal_exits;
951         u64 irq_window_exits;
952         u64 nmi_window_exits;
953         u64 l1d_flush;
954         u64 halt_exits;
955         u64 halt_successful_poll;
956         u64 halt_attempted_poll;
957         u64 halt_poll_invalid;
958         u64 halt_wakeup;
959         u64 request_irq_exits;
960         u64 irq_exits;
961         u64 host_state_reload;
962         u64 fpu_reload;
963         u64 insn_emulation;
964         u64 insn_emulation_fail;
965         u64 hypercalls;
966         u64 irq_injections;
967         u64 nmi_injections;
968         u64 req_event;
969 };
970
971 struct x86_instruction_info;
972
973 struct msr_data {
974         bool host_initiated;
975         u32 index;
976         u64 data;
977 };
978
979 struct kvm_lapic_irq {
980         u32 vector;
981         u16 delivery_mode;
982         u16 dest_mode;
983         bool level;
984         u16 trig_mode;
985         u32 shorthand;
986         u32 dest_id;
987         bool msi_redir_hint;
988 };
989
990 struct kvm_x86_ops {
991         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
992         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
993         int (*hardware_enable)(void);
994         void (*hardware_disable)(void);
995         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
996         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
997         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
998         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
999         bool (*has_emulated_msr)(int index);
1000         void (*cpuid_update)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1001
1002         struct kvm *(*vm_alloc)(void);
1003         void (*vm_free)(struct kvm *);
1004         int (*vm_init)(struct kvm *kvm);
1005         void (*vm_destroy)(struct kvm *kvm);
1006
1007         /* Create, but do not attach this VCPU */
1008         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
1009         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1010         void (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1011
1012         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1013         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
1014         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1015
1016         void (*update_bp_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1017         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1018         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1019         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
1020         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1021                             struct kvm_segment *var, int seg);
1022         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1023         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1024                             struct kvm_segment *var, int seg);
1025         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1026         void (*decache_cr0_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1027         void (*decache_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1028         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1029         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1030         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1031         int (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1032         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1033         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1034         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1035         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1036         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1037         u64 (*get_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1038         void (*set_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
1039         void (*sync_dirty_debug_regs)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1040         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
1041         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
1042         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1043         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1044
1045         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool invalidate_gpa);
1046         int  (*tlb_remote_flush)(struct kvm *kvm);
1047         int  (*tlb_remote_flush_with_range)(struct kvm *kvm,
1048                         struct kvm_tlb_range *range);
1049
1050         /*
1051          * Flush any TLB entries associated with the given GVA.
1052          * Does not need to flush GPA->HPA mappings.
1053          * Can potentially get non-canonical addresses through INVLPGs, which
1054          * the implementation may choose to ignore if appropriate.
1055          */
1056         void (*tlb_flush_gva)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t addr);
1057
1058         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1059         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1060         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1061         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
1062         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1063         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1064                                 unsigned char *hypercall_addr);
1065         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1066         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1067         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1068         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1069         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1070         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1071         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1072         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
1073         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1074         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1075         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
1076         bool (*get_enable_apicv)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1077         void (*refresh_apicv_exec_ctrl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1078         void (*hwapic_irr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
1079         void (*hwapic_isr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int isr);
1080         bool (*guest_apic_has_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1081         void (*load_eoi_exitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
1082         void (*set_virtual_apic_mode)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1083         void (*set_apic_access_page_addr)(struct kvm_vcpu *vcpu, hpa_t hpa);
1084         void (*deliver_posted_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu, int vector);
1085         int (*sync_pir_to_irr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1086         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
1087         int (*set_identity_map_addr)(struct kvm *kvm, u64 ident_addr);
1088         int (*get_tdp_level)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1089         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
1090         int (*get_lpage_level)(void);
1091         bool (*rdtscp_supported)(void);
1092         bool (*invpcid_supported)(void);
1093
1094         void (*set_tdp_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1095
1096         void (*set_supported_cpuid)(u32 func, struct kvm_cpuid_entry2 *entry);
1097
1098         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
1099
1100         u64 (*read_l1_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1101         /* Returns actual tsc_offset set in active VMCS */
1102         u64 (*write_l1_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
1103
1104         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2);
1105
1106         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1107                                struct x86_instruction_info *info,
1108                                enum x86_intercept_stage stage);
1109         void (*handle_external_intr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1110         bool (*mpx_supported)(void);
1111         bool (*xsaves_supported)(void);
1112         bool (*umip_emulated)(void);
1113         bool (*pt_supported)(void);
1114
1115         int (*check_nested_events)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool external_intr);
1116         void (*request_immediate_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1117
1118         void (*sched_in)(struct kvm_vcpu *kvm, int cpu);
1119
1120         /*
1121          * Arch-specific dirty logging hooks. These hooks are only supposed to
1122          * be valid if the specific arch has hardware-accelerated dirty logging
1123          * mechanism. Currently only for PML on VMX.
1124          *
1125          *  - slot_enable_log_dirty:
1126          *      called when enabling log dirty mode for the slot.
1127          *  - slot_disable_log_dirty:
1128          *      called when disabling log dirty mode for the slot.
1129          *      also called when slot is created with log dirty disabled.
1130          *  - flush_log_dirty:
1131          *      called before reporting dirty_bitmap to userspace.
1132          *  - enable_log_dirty_pt_masked:
1133          *      called when reenabling log dirty for the GFNs in the mask after
1134          *      corresponding bits are cleared in slot->dirty_bitmap.
1135          */
1136         void (*slot_enable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1137                                       struct kvm_memory_slot *slot);
1138         void (*slot_disable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1139                                        struct kvm_memory_slot *slot);
1140         void (*flush_log_dirty)(struct kvm *kvm);
1141         void (*enable_log_dirty_pt_masked)(struct kvm *kvm,
1142                                            struct kvm_memory_slot *slot,
1143                                            gfn_t offset, unsigned long mask);
1144         int (*write_log_dirty)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1145
1146         /* pmu operations of sub-arch */
1147         const struct kvm_pmu_ops *pmu_ops;
1148
1149         /*
1150          * Architecture specific hooks for vCPU blocking due to
1151          * HLT instruction.
1152          * Returns for .pre_block():
1153          *    - 0 means continue to block the vCPU.
1154          *    - 1 means we cannot block the vCPU since some event
1155          *        happens during this period, such as, 'ON' bit in
1156          *        posted-interrupts descriptor is set.
1157          */
1158         int (*pre_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1159         void (*post_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1160
1161         void (*vcpu_blocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1162         void (*vcpu_unblocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1163
1164         int (*update_pi_irte)(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1165                               uint32_t guest_irq, bool set);
1166         void (*apicv_post_state_restore)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1167
1168         int (*set_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_deadline_tsc);
1169         void (*cancel_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1170
1171         void (*setup_mce)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1172
1173         int (*get_nested_state)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1174                                 struct kvm_nested_state __user *user_kvm_nested_state,
1175                                 unsigned user_data_size);
1176         int (*set_nested_state)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1177                                 struct kvm_nested_state __user *user_kvm_nested_state,
1178                                 struct kvm_nested_state *kvm_state);
1179         void (*get_vmcs12_pages)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1180
1181         int (*smi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1182         int (*pre_enter_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, char *smstate);
1183         int (*pre_leave_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 smbase);
1184         int (*enable_smi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1185
1186         int (*mem_enc_op)(struct kvm *kvm, void __user *argp);
1187         int (*mem_enc_reg_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1188         int (*mem_enc_unreg_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1189
1190         int (*get_msr_feature)(struct kvm_msr_entry *entry);
1191
1192         int (*nested_enable_evmcs)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1193                                    uint16_t *vmcs_version);
1194         uint16_t (*nested_get_evmcs_version)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1195 };
1196
1197 struct kvm_arch_async_pf {
1198         u32 token;
1199         gfn_t gfn;
1200         unsigned long cr3;
1201         bool direct_map;
1202 };
1203
1204 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
1205 extern struct kmem_cache *x86_fpu_cache;
1206
1207 #define __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
1208 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
1209 {
1210         return kvm_x86_ops->vm_alloc();
1211 }
1212
1213 static inline void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm)
1214 {
1215         return kvm_x86_ops->vm_free(kvm);
1216 }
1217
1218 #define __KVM_HAVE_ARCH_FLUSH_REMOTE_TLB
1219 static inline int kvm_arch_flush_remote_tlb(struct kvm *kvm)
1220 {
1221         if (kvm_x86_ops->tlb_remote_flush &&
1222             !kvm_x86_ops->tlb_remote_flush(kvm))
1223                 return 0;
1224         else
1225                 return -ENOTSUPP;
1226 }
1227
1228 int kvm_mmu_module_init(void);
1229 void kvm_mmu_module_exit(void);
1230
1231 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1232 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
1233 void kvm_mmu_init_vm(struct kvm *kvm);
1234 void kvm_mmu_uninit_vm(struct kvm *kvm);
1235 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
1236                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask, u64 p_mask,
1237                 u64 acc_track_mask, u64 me_mask);
1238
1239 void kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
1240 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1241                                       struct kvm_memory_slot *memslot);
1242 void kvm_mmu_zap_collapsible_sptes(struct kvm *kvm,
1243                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1244 void kvm_mmu_slot_leaf_clear_dirty(struct kvm *kvm,
1245                                    struct kvm_memory_slot *memslot);
1246 void kvm_mmu_slot_largepage_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1247                                         struct kvm_memory_slot *memslot);
1248 void kvm_mmu_slot_set_dirty(struct kvm *kvm,
1249                             struct kvm_memory_slot *memslot);
1250 void kvm_mmu_clear_dirty_pt_masked(struct kvm *kvm,
1251                                    struct kvm_memory_slot *slot,
1252                                    gfn_t gfn_offset, unsigned long mask);
1253 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
1254 void kvm_mmu_invalidate_mmio_sptes(struct kvm *kvm, u64 gen);
1255 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
1256 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
1257
1258 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
1259 bool pdptrs_changed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1260
1261 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
1262                           const void *val, int bytes);
1263
1264 struct kvm_irq_mask_notifier {
1265         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
1266         int irq;
1267         struct hlist_node link;
1268 };
1269
1270 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1271                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1272 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1273                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1274 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
1275                              bool mask);
1276
1277 extern bool tdp_enabled;
1278
1279 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
1280
1281 /* control of guest tsc rate supported? */
1282 extern bool kvm_has_tsc_control;
1283 /* maximum supported tsc_khz for guests */
1284 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
1285 /* number of bits of the fractional part of the TSC scaling ratio */
1286 extern u8   kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits;
1287 /* maximum allowed value of TSC scaling ratio */
1288 extern u64  kvm_max_tsc_scaling_ratio;
1289 /* 1ull << kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits */
1290 extern u64  kvm_default_tsc_scaling_ratio;
1291
1292 extern u64 kvm_mce_cap_supported;
1293
1294 enum emulation_result {
1295         EMULATE_DONE,         /* no further processing */
1296         EMULATE_USER_EXIT,    /* kvm_run ready for userspace exit */
1297         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
1298 };
1299
1300 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
1301 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
1302 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
1303 #define EMULTYPE_ALLOW_RETRY        (1 << 3)
1304 #define EMULTYPE_NO_UD_ON_FAIL      (1 << 4)
1305 #define EMULTYPE_VMWARE             (1 << 5)
1306 int kvm_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, int emulation_type);
1307 int kvm_emulate_instruction_from_buffer(struct kvm_vcpu *vcpu,
1308                                         void *insn, int insn_len);
1309
1310 void kvm_enable_efer_bits(u64);
1311 bool kvm_valid_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1312 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1313 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1314
1315 struct x86_emulate_ctxt;
1316
1317 int kvm_fast_pio(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port, int in);
1318 int kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1319 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1320 int kvm_vcpu_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1321 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1322
1323 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
1324 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
1325 void kvm_vcpu_deliver_sipi_vector(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1326
1327 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
1328                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
1329
1330 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1331 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1332 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1333 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
1334 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
1335 int kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
1336 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
1337 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
1338 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1339 int kvm_set_xcr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 xcr);
1340
1341 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1342 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1343
1344 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
1345 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1346 bool kvm_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
1347
1348 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1349 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1350 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1351 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1352 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
1353 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1354                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
1355                             u32 access);
1356 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
1357 bool kvm_require_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr);
1358
1359 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
1360                                        int irq_source_id, int level)
1361 {
1362         /* Logical OR for level trig interrupt */
1363         if (level)
1364                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
1365         else
1366                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
1367
1368         return !!(*irq_state);
1369 }
1370
1371 #define KVM_MMU_ROOT_CURRENT            BIT(0)
1372 #define KVM_MMU_ROOT_PREVIOUS(i)        BIT(1+i)
1373 #define KVM_MMU_ROOTS_ALL               (~0UL)
1374
1375 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
1376 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
1377
1378 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1379
1380 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
1381 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1382 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
1383 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
1384 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
1385 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
1386 void kvm_mmu_free_roots(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1387                         ulong roots_to_free);
1388 gpa_t translate_nested_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1389                            struct x86_exception *exception);
1390 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1391                               struct x86_exception *exception);
1392 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1393                                struct x86_exception *exception);
1394 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1395                                struct x86_exception *exception);
1396 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1397                                 struct x86_exception *exception);
1398
1399 void kvm_vcpu_deactivate_apicv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1400
1401 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
1402
1403 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u64 error_code,
1404                        void *insn, int insn_len);
1405 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1406 void kvm_mmu_invpcid_gva(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, unsigned long pcid);
1407 void kvm_mmu_new_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t new_cr3, bool skip_tlb_flush);
1408
1409 void kvm_enable_tdp(void);
1410 void kvm_disable_tdp(void);
1411
1412 static inline gpa_t translate_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1413                                   struct x86_exception *exception)
1414 {
1415         return gpa;
1416 }
1417
1418 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
1419 {
1420         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
1421
1422         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
1423 }
1424
1425 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
1426 {
1427         u16 ldt;
1428         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
1429         return ldt;
1430 }
1431
1432 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
1433 {
1434         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
1435 }
1436
1437 #ifdef CONFIG_X86_64
1438 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
1439 {
1440         u64 value;
1441
1442         rdmsrl(msr, value);
1443         return value;
1444 }
1445 #endif
1446
1447 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
1448 {
1449         return 0x600; /* P6 family */
1450 }
1451
1452 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
1453 {
1454         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
1455 }
1456
1457 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
1458 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
1459 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
1460 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
1461 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
1462         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
1463
1464 enum {
1465         TASK_SWITCH_CALL = 0,
1466         TASK_SWITCH_IRET = 1,
1467         TASK_SWITCH_JMP = 2,
1468         TASK_SWITCH_GATE = 3,
1469 };
1470
1471 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
1472 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
1473 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
1474 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
1475 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
1476 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
1477 #define HF_SMM_MASK             (1 << 6)
1478 #define HF_SMM_INSIDE_NMI_MASK  (1 << 7)
1479
1480 #define __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
1481 #define KVM_ADDRESS_SPACE_NUM 2
1482
1483 #define kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu) ((vcpu)->arch.hflags & HF_SMM_MASK ? 1 : 0)
1484 #define kvm_memslots_for_spte_role(kvm, role) __kvm_memslots(kvm, (role).smm)
1485
1486 /*
1487  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
1488  * reboot turns off virtualization while processes are running.
1489  * Trap the fault and ignore the instruction if that happens.
1490  */
1491 asmlinkage void kvm_spurious_fault(void);
1492
1493 #define ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, cleanup_insn)      \
1494         "666: " insn "\n\t" \
1495         "668: \n\t"                           \
1496         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n" \
1497         "667: \n\t" \
1498         cleanup_insn "\n\t"                   \
1499         "cmpb $0, kvm_rebooting \n\t"         \
1500         "jne 668b \n\t"                       \
1501         __ASM_SIZE(push) " $666b \n\t"        \
1502         "jmp kvm_spurious_fault \n\t"         \
1503         ".popsection \n\t" \
1504         _ASM_EXTABLE(666b, 667b)
1505
1506 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn)              \
1507         ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, "")
1508
1509 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
1510 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1511 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1512 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1513 int kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
1514 int kvm_cpu_has_injectable_intr(struct kvm_vcpu *v);
1515 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1516 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1517 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
1518 void kvm_vcpu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1519 void kvm_vcpu_reload_apic_access_page(struct kvm_vcpu *vcpu);
1520
1521 int kvm_pv_send_ipi(struct kvm *kvm, unsigned long ipi_bitmap_low,
1522                     unsigned long ipi_bitmap_high, u32 min,
1523                     unsigned long icr, int op_64_bit);
1524
1525 u64 kvm_get_arch_capabilities(void);
1526 void kvm_define_shared_msr(unsigned index, u32 msr);
1527 int kvm_set_shared_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
1528
1529 u64 kvm_scale_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 tsc);
1530 u64 kvm_read_l1_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
1531
1532 unsigned long kvm_get_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu);
1533 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
1534
1535 void kvm_make_mclock_inprogress_request(struct kvm *kvm);
1536 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
1537
1538 void kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1539                                      struct kvm_async_pf *work);
1540 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1541                                  struct kvm_async_pf *work);
1542 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
1543                                struct kvm_async_pf *work);
1544 bool kvm_arch_can_inject_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
1545 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
1546
1547 int kvm_skip_emulated_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu);
1548 int kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1549 void __kvm_request_immediate_exit(struct kvm_vcpu *vcpu);
1550
1551 int kvm_is_in_guest(void);
1552
1553 int __x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1554 int x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1555 bool kvm_vcpu_is_reset_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1556 bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1557
1558 bool kvm_intr_is_single_vcpu(struct kvm *kvm, struct kvm_lapic_irq *irq,
1559                              struct kvm_vcpu **dest_vcpu);
1560
1561 void kvm_set_msi_irq(struct kvm *kvm, struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1562                      struct kvm_lapic_irq *irq);
1563
1564 static inline void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1565 {
1566         if (kvm_x86_ops->vcpu_blocking)
1567                 kvm_x86_ops->vcpu_blocking(vcpu);
1568 }
1569
1570 static inline void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1571 {
1572         if (kvm_x86_ops->vcpu_unblocking)
1573                 kvm_x86_ops->vcpu_unblocking(vcpu);
1574 }
1575
1576 static inline void kvm_arch_vcpu_block_finish(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
1577
1578 static inline int kvm_cpu_get_apicid(int mps_cpu)
1579 {
1580 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1581         return default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
1582 #else
1583         WARN_ON_ONCE(1);
1584         return BAD_APICID;
1585 #endif
1586 }
1587
1588 #define put_smstate(type, buf, offset, val)                      \
1589         *(type *)((buf) + (offset) - 0x7e00) = val
1590
1591 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */