Linux-libre 3.17.4-gnu
[librecmc/linux-libre.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
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
28 #include <asm/pvclock-abi.h>
29 #include <asm/desc.h>
30 #include <asm/mtrr.h>
31 #include <asm/msr-index.h>
32 #include <asm/asm.h>
33
34 #define KVM_MAX_VCPUS 255
35 #define KVM_SOFT_MAX_VCPUS 160
36 #define KVM_USER_MEM_SLOTS 125
37 /* memory slots that are not exposed to userspace */
38 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 3
39 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
40
41 #define KVM_MMIO_SIZE 16
42
43 #define KVM_PIO_PAGE_OFFSET 1
44 #define KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET 2
45
46 #define KVM_IRQCHIP_NUM_PINS  KVM_IOAPIC_NUM_PINS
47
48 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
49         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
50                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
51                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
52
53 #define CR3_L_MODE_RESERVED_BITS 0xFFFFFF0000000000ULL
54 #define CR4_RESERVED_BITS                                               \
55         (~(unsigned long)(X86_CR4_VME | X86_CR4_PVI | X86_CR4_TSD | X86_CR4_DE\
56                           | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_MCE     \
57                           | X86_CR4_PGE | X86_CR4_PCE | X86_CR4_OSFXSR | X86_CR4_PCIDE \
58                           | X86_CR4_OSXSAVE | X86_CR4_SMEP | X86_CR4_FSGSBASE \
59                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_VMXE | X86_CR4_SMAP))
60
61 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
62
63
64
65 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
66 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
67
68 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
69
70 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
71 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       3
72 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
73 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
74 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
75 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
76 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
77
78 static inline gfn_t gfn_to_index(gfn_t gfn, gfn_t base_gfn, int level)
79 {
80         /* KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(PT_PAGE_TABLE_LEVEL) must be 0. */
81         return (gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level)) -
82                 (base_gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level));
83 }
84
85 #define SELECTOR_TI_MASK (1 << 2)
86 #define SELECTOR_RPL_MASK 0x03
87
88 #define IOPL_SHIFT 12
89
90 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
91 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64
92 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 10
93 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
94 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
95 #define KVM_REFILL_PAGES 25
96 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 80
97 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
98 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
99
100 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
101
102 struct kvm_vcpu;
103 struct kvm;
104 struct kvm_async_pf;
105
106 enum kvm_reg {
107         VCPU_REGS_RAX = 0,
108         VCPU_REGS_RCX = 1,
109         VCPU_REGS_RDX = 2,
110         VCPU_REGS_RBX = 3,
111         VCPU_REGS_RSP = 4,
112         VCPU_REGS_RBP = 5,
113         VCPU_REGS_RSI = 6,
114         VCPU_REGS_RDI = 7,
115 #ifdef CONFIG_X86_64
116         VCPU_REGS_R8 = 8,
117         VCPU_REGS_R9 = 9,
118         VCPU_REGS_R10 = 10,
119         VCPU_REGS_R11 = 11,
120         VCPU_REGS_R12 = 12,
121         VCPU_REGS_R13 = 13,
122         VCPU_REGS_R14 = 14,
123         VCPU_REGS_R15 = 15,
124 #endif
125         VCPU_REGS_RIP,
126         NR_VCPU_REGS
127 };
128
129 enum kvm_reg_ex {
130         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
131         VCPU_EXREG_CR3,
132         VCPU_EXREG_RFLAGS,
133         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
134 };
135
136 enum {
137         VCPU_SREG_ES,
138         VCPU_SREG_CS,
139         VCPU_SREG_SS,
140         VCPU_SREG_DS,
141         VCPU_SREG_FS,
142         VCPU_SREG_GS,
143         VCPU_SREG_TR,
144         VCPU_SREG_LDTR,
145 };
146
147 #include <asm/kvm_emulate.h>
148
149 #define KVM_NR_MEM_OBJS 40
150
151 #define KVM_NR_DB_REGS  4
152
153 #define DR6_BD          (1 << 13)
154 #define DR6_BS          (1 << 14)
155 #define DR6_RTM         (1 << 16)
156 #define DR6_FIXED_1     0xfffe0ff0
157 #define DR6_INIT        0xffff0ff0
158 #define DR6_VOLATILE    0x0001e00f
159
160 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
161 #define DR7_GE          (1 << 9)
162 #define DR7_GD          (1 << 13)
163 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
164 #define DR7_VOLATILE    0xffff2bff
165
166 /* apic attention bits */
167 #define KVM_APIC_CHECK_VAPIC    0
168 /*
169  * The following bit is set with PV-EOI, unset on EOI.
170  * We detect PV-EOI changes by guest by comparing
171  * this bit with PV-EOI in guest memory.
172  * See the implementation in apic_update_pv_eoi.
173  */
174 #define KVM_APIC_PV_EOI_PENDING 1
175
176 /*
177  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
178  * enough memory for a single page fault in a cache.
179  */
180 struct kvm_mmu_memory_cache {
181         int nobjs;
182         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
183 };
184
185 /*
186  * kvm_mmu_page_role, below, is defined as:
187  *
188  *   bits 0:3 - total guest paging levels (2-4, or zero for real mode)
189  *   bits 4:7 - page table level for this shadow (1-4)
190  *   bits 8:9 - page table quadrant for 2-level guests
191  *   bit   16 - direct mapping of virtual to physical mapping at gfn
192  *              used for real mode and two-dimensional paging
193  *   bits 17:19 - common access permissions for all ptes in this shadow page
194  */
195 union kvm_mmu_page_role {
196         unsigned word;
197         struct {
198                 unsigned level:4;
199                 unsigned cr4_pae:1;
200                 unsigned quadrant:2;
201                 unsigned pad_for_nice_hex_output:6;
202                 unsigned direct:1;
203                 unsigned access:3;
204                 unsigned invalid:1;
205                 unsigned nxe:1;
206                 unsigned cr0_wp:1;
207                 unsigned smep_andnot_wp:1;
208         };
209 };
210
211 struct kvm_mmu_page {
212         struct list_head link;
213         struct hlist_node hash_link;
214
215         /*
216          * The following two entries are used to key the shadow page in the
217          * hash table.
218          */
219         gfn_t gfn;
220         union kvm_mmu_page_role role;
221
222         u64 *spt;
223         /* hold the gfn of each spte inside spt */
224         gfn_t *gfns;
225         bool unsync;
226         int root_count;          /* Currently serving as active root */
227         unsigned int unsync_children;
228         unsigned long parent_ptes;      /* Reverse mapping for parent_pte */
229
230         /* The page is obsolete if mmu_valid_gen != kvm->arch.mmu_valid_gen.  */
231         unsigned long mmu_valid_gen;
232
233         DECLARE_BITMAP(unsync_child_bitmap, 512);
234
235 #ifdef CONFIG_X86_32
236         /*
237          * Used out of the mmu-lock to avoid reading spte values while an
238          * update is in progress; see the comments in __get_spte_lockless().
239          */
240         int clear_spte_count;
241 #endif
242
243         /* Number of writes since the last time traversal visited this page.  */
244         int write_flooding_count;
245 };
246
247 struct kvm_pio_request {
248         unsigned long count;
249         int in;
250         int port;
251         int size;
252 };
253
254 /*
255  * x86 supports 3 paging modes (4-level 64-bit, 3-level 64-bit, and 2-level
256  * 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the current mmu
257  * mode.
258  */
259 struct kvm_mmu {
260         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long root);
261         unsigned long (*get_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
262         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
263         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err,
264                           bool prefault);
265         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
266                                   struct x86_exception *fault);
267         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 access,
268                             struct x86_exception *exception);
269         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access);
270         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
271                          struct kvm_mmu_page *sp);
272         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
273         void (*update_pte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
274                            u64 *spte, const void *pte);
275         hpa_t root_hpa;
276         int root_level;
277         int shadow_root_level;
278         union kvm_mmu_page_role base_role;
279         bool direct_map;
280
281         /*
282          * Bitmap; bit set = permission fault
283          * Byte index: page fault error code [4:1]
284          * Bit index: pte permissions in ACC_* format
285          */
286         u8 permissions[16];
287
288         u64 *pae_root;
289         u64 *lm_root;
290         u64 rsvd_bits_mask[2][4];
291         u64 bad_mt_xwr;
292
293         /*
294          * Bitmap: bit set = last pte in walk
295          * index[0:1]: level (zero-based)
296          * index[2]: pte.ps
297          */
298         u8 last_pte_bitmap;
299
300         bool nx;
301
302         u64 pdptrs[4]; /* pae */
303 };
304
305 enum pmc_type {
306         KVM_PMC_GP = 0,
307         KVM_PMC_FIXED,
308 };
309
310 struct kvm_pmc {
311         enum pmc_type type;
312         u8 idx;
313         u64 counter;
314         u64 eventsel;
315         struct perf_event *perf_event;
316         struct kvm_vcpu *vcpu;
317 };
318
319 struct kvm_pmu {
320         unsigned nr_arch_gp_counters;
321         unsigned nr_arch_fixed_counters;
322         unsigned available_event_types;
323         u64 fixed_ctr_ctrl;
324         u64 global_ctrl;
325         u64 global_status;
326         u64 global_ovf_ctrl;
327         u64 counter_bitmask[2];
328         u64 global_ctrl_mask;
329         u64 reserved_bits;
330         u8 version;
331         struct kvm_pmc gp_counters[INTEL_PMC_MAX_GENERIC];
332         struct kvm_pmc fixed_counters[INTEL_PMC_MAX_FIXED];
333         struct irq_work irq_work;
334         u64 reprogram_pmi;
335 };
336
337 enum {
338         KVM_DEBUGREG_BP_ENABLED = 1,
339         KVM_DEBUGREG_WONT_EXIT = 2,
340 };
341
342 struct kvm_vcpu_arch {
343         /*
344          * rip and regs accesses must go through
345          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
346          */
347         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
348         u32 regs_avail;
349         u32 regs_dirty;
350
351         unsigned long cr0;
352         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
353         unsigned long cr2;
354         unsigned long cr3;
355         unsigned long cr4;
356         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
357         unsigned long cr8;
358         u32 hflags;
359         u64 efer;
360         u64 apic_base;
361         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
362         unsigned long apic_attention;
363         int32_t apic_arb_prio;
364         int mp_state;
365         u64 ia32_misc_enable_msr;
366         bool tpr_access_reporting;
367
368         /*
369          * Paging state of the vcpu
370          *
371          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
372          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
373          * handle faults.
374          */
375         struct kvm_mmu mmu;
376
377         /*
378          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
379          *
380          * This context will save all necessary information to walk page tables
381          * of the an L2 guest. This context is only initialized for page table
382          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
383          * the host.
384          */
385         struct kvm_mmu nested_mmu;
386
387         /*
388          * Pointer to the mmu context currently used for
389          * gva_to_gpa translations.
390          */
391         struct kvm_mmu *walk_mmu;
392
393         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
394         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
395         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
396
397         struct fpu guest_fpu;
398         u64 xcr0;
399         u64 guest_supported_xcr0;
400         u32 guest_xstate_size;
401
402         struct kvm_pio_request pio;
403         void *pio_data;
404
405         u8 event_exit_inst_len;
406
407         struct kvm_queued_exception {
408                 bool pending;
409                 bool has_error_code;
410                 bool reinject;
411                 u8 nr;
412                 u32 error_code;
413         } exception;
414
415         struct kvm_queued_interrupt {
416                 bool pending;
417                 bool soft;
418                 u8 nr;
419         } interrupt;
420
421         int halt_request; /* real mode on Intel only */
422
423         int cpuid_nent;
424         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
425         /* emulate context */
426
427         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
428         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
429         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
430         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
431
432         gpa_t time;
433         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
434         unsigned int hw_tsc_khz;
435         struct gfn_to_hva_cache pv_time;
436         bool pv_time_enabled;
437         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
438         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
439
440         struct {
441                 u64 msr_val;
442                 u64 last_steal;
443                 u64 accum_steal;
444                 struct gfn_to_hva_cache stime;
445                 struct kvm_steal_time steal;
446         } st;
447
448         u64 last_guest_tsc;
449         u64 last_host_tsc;
450         u64 tsc_offset_adjustment;
451         u64 this_tsc_nsec;
452         u64 this_tsc_write;
453         u64 this_tsc_generation;
454         bool tsc_catchup;
455         bool tsc_always_catchup;
456         s8 virtual_tsc_shift;
457         u32 virtual_tsc_mult;
458         u32 virtual_tsc_khz;
459         s64 ia32_tsc_adjust_msr;
460
461         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
462         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
463         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
464
465         struct mtrr_state_type mtrr_state;
466         u64 pat;
467
468         unsigned switch_db_regs;
469         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
470         unsigned long dr6;
471         unsigned long dr7;
472         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
473         unsigned long guest_debug_dr7;
474
475         u64 mcg_cap;
476         u64 mcg_status;
477         u64 mcg_ctl;
478         u64 *mce_banks;
479
480         /* Cache MMIO info */
481         u64 mmio_gva;
482         unsigned access;
483         gfn_t mmio_gfn;
484         u64 mmio_gen;
485
486         struct kvm_pmu pmu;
487
488         /* used for guest single stepping over the given code position */
489         unsigned long singlestep_rip;
490
491         /* fields used by HYPER-V emulation */
492         u64 hv_vapic;
493
494         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
495
496         unsigned long last_retry_eip;
497         unsigned long last_retry_addr;
498
499         struct {
500                 bool halted;
501                 gfn_t gfns[roundup_pow_of_two(ASYNC_PF_PER_VCPU)];
502                 struct gfn_to_hva_cache data;
503                 u64 msr_val;
504                 u32 id;
505                 bool send_user_only;
506         } apf;
507
508         /* OSVW MSRs (AMD only) */
509         struct {
510                 u64 length;
511                 u64 status;
512         } osvw;
513
514         struct {
515                 u64 msr_val;
516                 struct gfn_to_hva_cache data;
517         } pv_eoi;
518
519         /*
520          * Indicate whether the access faults on its page table in guest
521          * which is set when fix page fault and used to detect unhandeable
522          * instruction.
523          */
524         bool write_fault_to_shadow_pgtable;
525
526         /* set at EPT violation at this point */
527         unsigned long exit_qualification;
528
529         /* pv related host specific info */
530         struct {
531                 bool pv_unhalted;
532         } pv;
533 };
534
535 struct kvm_lpage_info {
536         int write_count;
537 };
538
539 struct kvm_arch_memory_slot {
540         unsigned long *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
541         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
542 };
543
544 struct kvm_apic_map {
545         struct rcu_head rcu;
546         u8 ldr_bits;
547         /* fields bellow are used to decode ldr values in different modes */
548         u32 cid_shift, cid_mask, lid_mask;
549         struct kvm_lapic *phys_map[256];
550         /* first index is cluster id second is cpu id in a cluster */
551         struct kvm_lapic *logical_map[16][16];
552 };
553
554 struct kvm_arch {
555         unsigned int n_used_mmu_pages;
556         unsigned int n_requested_mmu_pages;
557         unsigned int n_max_mmu_pages;
558         unsigned int indirect_shadow_pages;
559         unsigned long mmu_valid_gen;
560         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
561         /*
562          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
563          */
564         struct list_head active_mmu_pages;
565         struct list_head zapped_obsolete_pages;
566
567         struct list_head assigned_dev_head;
568         struct iommu_domain *iommu_domain;
569         bool iommu_noncoherent;
570 #define __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
571         atomic_t noncoherent_dma_count;
572         struct kvm_pic *vpic;
573         struct kvm_ioapic *vioapic;
574         struct kvm_pit *vpit;
575         int vapics_in_nmi_mode;
576         struct mutex apic_map_lock;
577         struct kvm_apic_map *apic_map;
578
579         unsigned int tss_addr;
580         struct page *apic_access_page;
581
582         gpa_t wall_clock;
583
584         struct page *ept_identity_pagetable;
585         bool ept_identity_pagetable_done;
586         gpa_t ept_identity_map_addr;
587
588         unsigned long irq_sources_bitmap;
589         s64 kvmclock_offset;
590         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
591         u64 last_tsc_nsec;
592         u64 last_tsc_write;
593         u32 last_tsc_khz;
594         u64 cur_tsc_nsec;
595         u64 cur_tsc_write;
596         u64 cur_tsc_offset;
597         u64 cur_tsc_generation;
598         int nr_vcpus_matched_tsc;
599
600         spinlock_t pvclock_gtod_sync_lock;
601         bool use_master_clock;
602         u64 master_kernel_ns;
603         cycle_t master_cycle_now;
604         struct delayed_work kvmclock_update_work;
605         struct delayed_work kvmclock_sync_work;
606
607         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
608
609         /* fields used by HYPER-V emulation */
610         u64 hv_guest_os_id;
611         u64 hv_hypercall;
612         u64 hv_tsc_page;
613
614         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
615         int audit_point;
616         #endif
617 };
618
619 struct kvm_vm_stat {
620         u32 mmu_shadow_zapped;
621         u32 mmu_pte_write;
622         u32 mmu_pte_updated;
623         u32 mmu_pde_zapped;
624         u32 mmu_flooded;
625         u32 mmu_recycled;
626         u32 mmu_cache_miss;
627         u32 mmu_unsync;
628         u32 remote_tlb_flush;
629         u32 lpages;
630 };
631
632 struct kvm_vcpu_stat {
633         u32 pf_fixed;
634         u32 pf_guest;
635         u32 tlb_flush;
636         u32 invlpg;
637
638         u32 exits;
639         u32 io_exits;
640         u32 mmio_exits;
641         u32 signal_exits;
642         u32 irq_window_exits;
643         u32 nmi_window_exits;
644         u32 halt_exits;
645         u32 halt_wakeup;
646         u32 request_irq_exits;
647         u32 irq_exits;
648         u32 host_state_reload;
649         u32 efer_reload;
650         u32 fpu_reload;
651         u32 insn_emulation;
652         u32 insn_emulation_fail;
653         u32 hypercalls;
654         u32 irq_injections;
655         u32 nmi_injections;
656 };
657
658 struct x86_instruction_info;
659
660 struct msr_data {
661         bool host_initiated;
662         u32 index;
663         u64 data;
664 };
665
666 struct kvm_x86_ops {
667         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
668         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
669         int (*hardware_enable)(void *dummy);
670         void (*hardware_disable)(void *dummy);
671         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
672         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
673         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
674         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
675         void (*cpuid_update)(struct kvm_vcpu *vcpu);
676
677         /* Create, but do not attach this VCPU */
678         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
679         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
680         void (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
681
682         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
683         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
684         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
685
686         void (*update_db_bp_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu);
687         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 *pdata);
688         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
689         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
690         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
691                             struct kvm_segment *var, int seg);
692         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
693         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
694                             struct kvm_segment *var, int seg);
695         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
696         void (*decache_cr0_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
697         void (*decache_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
698         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
699         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
700         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
701         int (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
702         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
703         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
704         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
705         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
706         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
707         u64 (*get_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu);
708         void (*set_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
709         void (*sync_dirty_debug_regs)(struct kvm_vcpu *vcpu);
710         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
711         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
712         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
713         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
714         void (*fpu_activate)(struct kvm_vcpu *vcpu);
715         void (*fpu_deactivate)(struct kvm_vcpu *vcpu);
716
717         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
718
719         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
720         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
721         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
722         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
723         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu);
724         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
725                                 unsigned char *hypercall_addr);
726         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
727         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
728         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr,
729                                 bool has_error_code, u32 error_code,
730                                 bool reinject);
731         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
732         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
733         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
734         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
735         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
736         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
737         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
738         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
739         int (*vm_has_apicv)(struct kvm *kvm);
740         void (*hwapic_irr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
741         void (*hwapic_isr_update)(struct kvm *kvm, int isr);
742         void (*load_eoi_exitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
743         void (*set_virtual_x2apic_mode)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool set);
744         void (*deliver_posted_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu, int vector);
745         void (*sync_pir_to_irr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
746         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
747         int (*get_tdp_level)(void);
748         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
749         int (*get_lpage_level)(void);
750         bool (*rdtscp_supported)(void);
751         bool (*invpcid_supported)(void);
752         void (*adjust_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, s64 adjustment, bool host);
753
754         void (*set_tdp_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
755
756         void (*set_supported_cpuid)(u32 func, struct kvm_cpuid_entry2 *entry);
757
758         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
759
760         void (*set_tsc_khz)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 user_tsc_khz, bool scale);
761         u64 (*read_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
762         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
763
764         u64 (*compute_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 target_tsc);
765         u64 (*read_l1_tsc)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
766
767         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2);
768
769         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
770                                struct x86_instruction_info *info,
771                                enum x86_intercept_stage stage);
772         void (*handle_external_intr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
773         bool (*mpx_supported)(void);
774
775         int (*check_nested_events)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool external_intr);
776 };
777
778 struct kvm_arch_async_pf {
779         u32 token;
780         gfn_t gfn;
781         unsigned long cr3;
782         bool direct_map;
783 };
784
785 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
786
787 static inline void adjust_tsc_offset_guest(struct kvm_vcpu *vcpu,
788                                            s64 adjustment)
789 {
790         kvm_x86_ops->adjust_tsc_offset(vcpu, adjustment, false);
791 }
792
793 static inline void adjust_tsc_offset_host(struct kvm_vcpu *vcpu, s64 adjustment)
794 {
795         kvm_x86_ops->adjust_tsc_offset(vcpu, adjustment, true);
796 }
797
798 int kvm_mmu_module_init(void);
799 void kvm_mmu_module_exit(void);
800
801 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
802 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
803 void kvm_mmu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
804 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
805                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask);
806
807 void kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
808 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm, int slot);
809 void kvm_mmu_write_protect_pt_masked(struct kvm *kvm,
810                                      struct kvm_memory_slot *slot,
811                                      gfn_t gfn_offset, unsigned long mask);
812 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
813 void kvm_mmu_invalidate_mmio_sptes(struct kvm *kvm);
814 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
815 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
816
817 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
818
819 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
820                           const void *val, int bytes);
821 u8 kvm_get_guest_memory_type(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
822
823 extern bool tdp_enabled;
824
825 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
826
827 /* control of guest tsc rate supported? */
828 extern bool kvm_has_tsc_control;
829 /* minimum supported tsc_khz for guests */
830 extern u32  kvm_min_guest_tsc_khz;
831 /* maximum supported tsc_khz for guests */
832 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
833
834 enum emulation_result {
835         EMULATE_DONE,         /* no further processing */
836         EMULATE_USER_EXIT,    /* kvm_run ready for userspace exit */
837         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
838 };
839
840 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
841 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
842 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
843 #define EMULTYPE_RETRY              (1 << 3)
844 #define EMULTYPE_NO_REEXECUTE       (1 << 4)
845 int x86_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr2,
846                             int emulation_type, void *insn, int insn_len);
847
848 static inline int emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu,
849                         int emulation_type)
850 {
851         return x86_emulate_instruction(vcpu, 0, emulation_type, NULL, 0);
852 }
853
854 void kvm_enable_efer_bits(u64);
855 bool kvm_valid_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
856 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 *data);
857 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
858
859 struct x86_emulate_ctxt;
860
861 int kvm_fast_pio_out(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port);
862 void kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
863 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
864 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
865
866 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
867 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
868 void kvm_vcpu_deliver_sipi_vector(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned int vector);
869
870 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
871                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
872
873 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
874 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
875 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
876 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
877 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
878 int kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
879 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
880 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
881 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
882 int kvm_set_xcr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 xcr);
883
884 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 *pdata);
885 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
886
887 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
888 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
889 bool kvm_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
890
891 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
892 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
893 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
894 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
895 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
896 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
897                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
898                             u32 access);
899 void kvm_propagate_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
900 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
901
902 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
903                                        int irq_source_id, int level)
904 {
905         /* Logical OR for level trig interrupt */
906         if (level)
907                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
908         else
909                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
910
911         return !!(*irq_state);
912 }
913
914 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
915 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
916
917 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
918
919 int fx_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
920
921 void kvm_mmu_flush_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu);
922 void kvm_mmu_pte_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
923                        const u8 *new, int bytes);
924 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
925 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
926 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
927 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
928 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
929 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
930 gpa_t translate_nested_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access);
931 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
932                               struct x86_exception *exception);
933 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
934                                struct x86_exception *exception);
935 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
936                                struct x86_exception *exception);
937 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
938                                 struct x86_exception *exception);
939
940 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
941
942 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 error_code,
943                        void *insn, int insn_len);
944 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
945 void kvm_mmu_new_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu);
946
947 void kvm_enable_tdp(void);
948 void kvm_disable_tdp(void);
949
950 static inline gpa_t translate_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access)
951 {
952         return gpa;
953 }
954
955 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
956 {
957         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
958
959         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
960 }
961
962 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
963 {
964         u16 ldt;
965         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
966         return ldt;
967 }
968
969 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
970 {
971         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
972 }
973
974 #ifdef CONFIG_X86_64
975 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
976 {
977         u64 value;
978
979         rdmsrl(msr, value);
980         return value;
981 }
982 #endif
983
984 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
985 {
986         return 0x600; /* P6 family */
987 }
988
989 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
990 {
991         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
992 }
993
994 static inline u64 get_canonical(u64 la)
995 {
996         return ((int64_t)la << 16) >> 16;
997 }
998
999 static inline bool is_noncanonical_address(u64 la)
1000 {
1001 #ifdef CONFIG_X86_64
1002         return get_canonical(la) != la;
1003 #else
1004         return false;
1005 #endif
1006 }
1007
1008 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
1009 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
1010 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
1011 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
1012 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
1013         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
1014
1015 enum {
1016         TASK_SWITCH_CALL = 0,
1017         TASK_SWITCH_IRET = 1,
1018         TASK_SWITCH_JMP = 2,
1019         TASK_SWITCH_GATE = 3,
1020 };
1021
1022 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
1023 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
1024 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
1025 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
1026 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
1027 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
1028
1029 /*
1030  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
1031  * reboot turns off virtualization while processes are running.
1032  * Trap the fault and ignore the instruction if that happens.
1033  */
1034 asmlinkage void kvm_spurious_fault(void);
1035
1036 #define ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, cleanup_insn)      \
1037         "666: " insn "\n\t" \
1038         "668: \n\t"                           \
1039         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n" \
1040         "667: \n\t" \
1041         cleanup_insn "\n\t"                   \
1042         "cmpb $0, kvm_rebooting \n\t"         \
1043         "jne 668b \n\t"                       \
1044         __ASM_SIZE(push) " $666b \n\t"        \
1045         "call kvm_spurious_fault \n\t"        \
1046         ".popsection \n\t" \
1047         _ASM_EXTABLE(666b, 667b)
1048
1049 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn)              \
1050         ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, "")
1051
1052 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
1053 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1054 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1055 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1056 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1057 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
1058 int cpuid_maxphyaddr(struct kvm_vcpu *vcpu);
1059 int kvm_cpu_has_injectable_intr(struct kvm_vcpu *v);
1060 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1061 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1062 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
1063 void kvm_vcpu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu);
1064
1065 void kvm_define_shared_msr(unsigned index, u32 msr);
1066 int kvm_set_shared_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
1067
1068 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
1069
1070 void kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1071                                      struct kvm_async_pf *work);
1072 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1073                                  struct kvm_async_pf *work);
1074 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
1075                                struct kvm_async_pf *work);
1076 bool kvm_arch_can_inject_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
1077 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
1078
1079 void kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1080
1081 int kvm_is_in_guest(void);
1082
1083 void kvm_pmu_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
1084 void kvm_pmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1085 void kvm_pmu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu);
1086 void kvm_pmu_cpuid_update(struct kvm_vcpu *vcpu);
1087 bool kvm_pmu_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr);
1088 int kvm_pmu_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 *data);
1089 int kvm_pmu_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr_info);
1090 int kvm_pmu_check_pmc(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned pmc);
1091 int kvm_pmu_read_pmc(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned pmc, u64 *data);
1092 void kvm_handle_pmu_event(struct kvm_vcpu *vcpu);
1093 void kvm_deliver_pmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1094
1095 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */