19027ab204122a392ceef512c8a088727e6d3eb1
[linux-2.6.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
19 #include <linux/kvm.h>
20 #include <linux/kvm_para.h>
21 #include <linux/kvm_types.h>
22
23 #include <asm/pvclock-abi.h>
24 #include <asm/desc.h>
25 #include <asm/mtrr.h>
26 #include <asm/msr-index.h>
27
28 #define KVM_MAX_VCPUS 16
29 #define KVM_MEMORY_SLOTS 32
30 /* memory slots that does not exposed to userspace */
31 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 4
32
33 #define KVM_PIO_PAGE_OFFSET 1
34 #define KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET 2
35
36 #define CR3_PAE_RESERVED_BITS ((X86_CR3_PWT | X86_CR3_PCD) - 1)
37 #define CR3_NONPAE_RESERVED_BITS ((PAGE_SIZE-1) & ~(X86_CR3_PWT | X86_CR3_PCD))
38 #define CR3_L_MODE_RESERVED_BITS (CR3_NONPAE_RESERVED_BITS |    \
39                                   0xFFFFFF0000000000ULL)
40
41 #define KVM_GUEST_CR0_MASK_UNRESTRICTED_GUEST                           \
42         (X86_CR0_WP | X86_CR0_NE | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD)
43 #define KVM_GUEST_CR0_MASK                                              \
44         (KVM_GUEST_CR0_MASK_UNRESTRICTED_GUEST | X86_CR0_PG | X86_CR0_PE)
45 #define KVM_VM_CR0_ALWAYS_ON_UNRESTRICTED_GUEST                         \
46         (X86_CR0_WP | X86_CR0_NE | X86_CR0_TS | X86_CR0_MP)
47 #define KVM_VM_CR0_ALWAYS_ON                                            \
48         (KVM_VM_CR0_ALWAYS_ON_UNRESTRICTED_GUEST | X86_CR0_PG | X86_CR0_PE)
49 #define KVM_GUEST_CR4_MASK                                              \
50         (X86_CR4_VME | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_PGE | X86_CR4_VMXE)
51 #define KVM_PMODE_VM_CR4_ALWAYS_ON (X86_CR4_PAE | X86_CR4_VMXE)
52 #define KVM_RMODE_VM_CR4_ALWAYS_ON (X86_CR4_VME | X86_CR4_PAE | X86_CR4_VMXE)
53
54 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
55 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
56
57 /* shadow tables are PAE even on non-PAE hosts */
58 #define KVM_HPAGE_SHIFT 21
59 #define KVM_HPAGE_SIZE (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT)
60 #define KVM_HPAGE_MASK (~(KVM_HPAGE_SIZE - 1))
61
62 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE (KVM_HPAGE_SIZE / PAGE_SIZE)
63
64 #define DE_VECTOR 0
65 #define DB_VECTOR 1
66 #define BP_VECTOR 3
67 #define OF_VECTOR 4
68 #define BR_VECTOR 5
69 #define UD_VECTOR 6
70 #define NM_VECTOR 7
71 #define DF_VECTOR 8
72 #define TS_VECTOR 10
73 #define NP_VECTOR 11
74 #define SS_VECTOR 12
75 #define GP_VECTOR 13
76 #define PF_VECTOR 14
77 #define MF_VECTOR 16
78 #define MC_VECTOR 18
79
80 #define SELECTOR_TI_MASK (1 << 2)
81 #define SELECTOR_RPL_MASK 0x03
82
83 #define IOPL_SHIFT 12
84
85 #define KVM_ALIAS_SLOTS 4
86
87 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
88 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64
89 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 10
90 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
91 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
92 #define KVM_REFILL_PAGES 25
93 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 40
94 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
95 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
96
97 extern spinlock_t kvm_lock;
98 extern struct list_head vm_list;
99
100 struct kvm_vcpu;
101 struct kvm;
102
103 enum kvm_reg {
104         VCPU_REGS_RAX = 0,
105         VCPU_REGS_RCX = 1,
106         VCPU_REGS_RDX = 2,
107         VCPU_REGS_RBX = 3,
108         VCPU_REGS_RSP = 4,
109         VCPU_REGS_RBP = 5,
110         VCPU_REGS_RSI = 6,
111         VCPU_REGS_RDI = 7,
112 #ifdef CONFIG_X86_64
113         VCPU_REGS_R8 = 8,
114         VCPU_REGS_R9 = 9,
115         VCPU_REGS_R10 = 10,
116         VCPU_REGS_R11 = 11,
117         VCPU_REGS_R12 = 12,
118         VCPU_REGS_R13 = 13,
119         VCPU_REGS_R14 = 14,
120         VCPU_REGS_R15 = 15,
121 #endif
122         VCPU_REGS_RIP,
123         NR_VCPU_REGS
124 };
125
126 enum kvm_reg_ex {
127         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
128 };
129
130 enum {
131         VCPU_SREG_ES,
132         VCPU_SREG_CS,
133         VCPU_SREG_SS,
134         VCPU_SREG_DS,
135         VCPU_SREG_FS,
136         VCPU_SREG_GS,
137         VCPU_SREG_TR,
138         VCPU_SREG_LDTR,
139 };
140
141 #include <asm/kvm_x86_emulate.h>
142
143 #define KVM_NR_MEM_OBJS 40
144
145 #define KVM_NR_DB_REGS  4
146
147 #define DR6_BD          (1 << 13)
148 #define DR6_BS          (1 << 14)
149 #define DR6_FIXED_1     0xffff0ff0
150 #define DR6_VOLATILE    0x0000e00f
151
152 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
153 #define DR7_GE          (1 << 9)
154 #define DR7_GD          (1 << 13)
155 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
156 #define DR7_VOLATILE    0xffff23ff
157
158 /*
159  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
160  * enough memory for a single page fault in a cache.
161  */
162 struct kvm_mmu_memory_cache {
163         int nobjs;
164         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
165 };
166
167 #define NR_PTE_CHAIN_ENTRIES 5
168
169 struct kvm_pte_chain {
170         u64 *parent_ptes[NR_PTE_CHAIN_ENTRIES];
171         struct hlist_node link;
172 };
173
174 /*
175  * kvm_mmu_page_role, below, is defined as:
176  *
177  *   bits 0:3 - total guest paging levels (2-4, or zero for real mode)
178  *   bits 4:7 - page table level for this shadow (1-4)
179  *   bits 8:9 - page table quadrant for 2-level guests
180  *   bit   16 - direct mapping of virtual to physical mapping at gfn
181  *              used for real mode and two-dimensional paging
182  *   bits 17:19 - common access permissions for all ptes in this shadow page
183  */
184 union kvm_mmu_page_role {
185         unsigned word;
186         struct {
187                 unsigned glevels:4;
188                 unsigned level:4;
189                 unsigned quadrant:2;
190                 unsigned pad_for_nice_hex_output:6;
191                 unsigned direct:1;
192                 unsigned access:3;
193                 unsigned invalid:1;
194                 unsigned cr4_pge:1;
195                 unsigned nxe:1;
196         };
197 };
198
199 struct kvm_mmu_page {
200         struct list_head link;
201         struct hlist_node hash_link;
202
203         struct list_head oos_link;
204
205         /*
206          * The following two entries are used to key the shadow page in the
207          * hash table.
208          */
209         gfn_t gfn;
210         union kvm_mmu_page_role role;
211
212         u64 *spt;
213         /* hold the gfn of each spte inside spt */
214         gfn_t *gfns;
215         /*
216          * One bit set per slot which has memory
217          * in this shadow page.
218          */
219         DECLARE_BITMAP(slot_bitmap, KVM_MEMORY_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS);
220         int multimapped;         /* More than one parent_pte? */
221         int root_count;          /* Currently serving as active root */
222         bool unsync;
223         unsigned int unsync_children;
224         union {
225                 u64 *parent_pte;               /* !multimapped */
226                 struct hlist_head parent_ptes; /* multimapped, kvm_pte_chain */
227         };
228         DECLARE_BITMAP(unsync_child_bitmap, 512);
229 };
230
231 struct kvm_pv_mmu_op_buffer {
232         void *ptr;
233         unsigned len;
234         unsigned processed;
235         char buf[512] __aligned(sizeof(long));
236 };
237
238 struct kvm_pio_request {
239         unsigned long count;
240         int cur_count;
241         gva_t guest_gva;
242         int in;
243         int port;
244         int size;
245         int string;
246         int down;
247         int rep;
248 };
249
250 /*
251  * x86 supports 3 paging modes (4-level 64-bit, 3-level 64-bit, and 2-level
252  * 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the current mmu
253  * mode.
254  */
255 struct kvm_mmu {
256         void (*new_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
257         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err);
258         void (*free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
259         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
260         void (*prefetch_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
261                               struct kvm_mmu_page *page);
262         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
263                          struct kvm_mmu_page *sp);
264         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
265         hpa_t root_hpa;
266         int root_level;
267         int shadow_root_level;
268         union kvm_mmu_page_role base_role;
269
270         u64 *pae_root;
271         u64 rsvd_bits_mask[2][4];
272 };
273
274 struct kvm_vcpu_arch {
275         u64 host_tsc;
276         /*
277          * rip and regs accesses must go through
278          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
279          */
280         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
281         u32 regs_avail;
282         u32 regs_dirty;
283
284         unsigned long cr0;
285         unsigned long cr2;
286         unsigned long cr3;
287         unsigned long cr4;
288         unsigned long cr8;
289         u32 hflags;
290         u64 pdptrs[4]; /* pae */
291         u64 shadow_efer;
292         u64 apic_base;
293         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
294         int32_t apic_arb_prio;
295         int mp_state;
296         int sipi_vector;
297         u64 ia32_misc_enable_msr;
298         bool tpr_access_reporting;
299
300         struct kvm_mmu mmu;
301         /* only needed in kvm_pv_mmu_op() path, but it's hot so
302          * put it here to avoid allocation */
303         struct kvm_pv_mmu_op_buffer mmu_op_buffer;
304
305         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_chain_cache;
306         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_rmap_desc_cache;
307         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
308         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
309
310         gfn_t last_pt_write_gfn;
311         int   last_pt_write_count;
312         u64  *last_pte_updated;
313         gfn_t last_pte_gfn;
314
315         struct {
316                 gfn_t gfn;      /* presumed gfn during guest pte update */
317                 pfn_t pfn;      /* pfn corresponding to that gfn */
318                 int largepage;
319                 unsigned long mmu_seq;
320         } update_pte;
321
322         struct i387_fxsave_struct host_fx_image;
323         struct i387_fxsave_struct guest_fx_image;
324
325         gva_t mmio_fault_cr2;
326         struct kvm_pio_request pio;
327         void *pio_data;
328
329         u8 event_exit_inst_len;
330
331         struct kvm_queued_exception {
332                 bool pending;
333                 bool has_error_code;
334                 u8 nr;
335                 u32 error_code;
336         } exception;
337
338         struct kvm_queued_interrupt {
339                 bool pending;
340                 bool soft;
341                 u8 nr;
342         } interrupt;
343
344         int halt_request; /* real mode on Intel only */
345
346         int cpuid_nent;
347         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
348         /* emulate context */
349
350         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
351
352         gpa_t time;
353         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
354         unsigned int hv_clock_tsc_khz;
355         unsigned int time_offset;
356         struct page *time_page;
357
358         bool singlestep; /* guest is single stepped by KVM */
359         bool nmi_pending;
360         bool nmi_injected;
361
362         struct mtrr_state_type mtrr_state;
363         u32 pat;
364
365         int switch_db_regs;
366         unsigned long host_db[KVM_NR_DB_REGS];
367         unsigned long host_dr6;
368         unsigned long host_dr7;
369         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
370         unsigned long dr6;
371         unsigned long dr7;
372         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
373
374         u64 mcg_cap;
375         u64 mcg_status;
376         u64 mcg_ctl;
377         u64 *mce_banks;
378 };
379
380 struct kvm_mem_alias {
381         gfn_t base_gfn;
382         unsigned long npages;
383         gfn_t target_gfn;
384 };
385
386 struct kvm_arch{
387         int naliases;
388         struct kvm_mem_alias aliases[KVM_ALIAS_SLOTS];
389
390         unsigned int n_free_mmu_pages;
391         unsigned int n_requested_mmu_pages;
392         unsigned int n_alloc_mmu_pages;
393         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
394         /*
395          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
396          */
397         struct list_head active_mmu_pages;
398         struct list_head assigned_dev_head;
399         struct iommu_domain *iommu_domain;
400         int iommu_flags;
401         struct kvm_pic *vpic;
402         struct kvm_ioapic *vioapic;
403         struct kvm_pit *vpit;
404         struct hlist_head irq_ack_notifier_list;
405         int vapics_in_nmi_mode;
406
407         unsigned int tss_addr;
408         struct page *apic_access_page;
409
410         gpa_t wall_clock;
411
412         struct page *ept_identity_pagetable;
413         bool ept_identity_pagetable_done;
414
415         unsigned long irq_sources_bitmap;
416         unsigned long irq_states[KVM_IOAPIC_NUM_PINS];
417         u64 vm_init_tsc;
418 };
419
420 struct kvm_vm_stat {
421         u32 mmu_shadow_zapped;
422         u32 mmu_pte_write;
423         u32 mmu_pte_updated;
424         u32 mmu_pde_zapped;
425         u32 mmu_flooded;
426         u32 mmu_recycled;
427         u32 mmu_cache_miss;
428         u32 mmu_unsync;
429         u32 remote_tlb_flush;
430         u32 lpages;
431 };
432
433 struct kvm_vcpu_stat {
434         u32 pf_fixed;
435         u32 pf_guest;
436         u32 tlb_flush;
437         u32 invlpg;
438
439         u32 exits;
440         u32 io_exits;
441         u32 mmio_exits;
442         u32 signal_exits;
443         u32 irq_window_exits;
444         u32 nmi_window_exits;
445         u32 halt_exits;
446         u32 halt_wakeup;
447         u32 request_irq_exits;
448         u32 irq_exits;
449         u32 host_state_reload;
450         u32 efer_reload;
451         u32 fpu_reload;
452         u32 insn_emulation;
453         u32 insn_emulation_fail;
454         u32 hypercalls;
455         u32 irq_injections;
456         u32 nmi_injections;
457 };
458
459 struct descriptor_table {
460         u16 limit;
461         unsigned long base;
462 } __attribute__((packed));
463
464 struct kvm_x86_ops {
465         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
466         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
467         void (*hardware_enable)(void *dummy);      /* __init */
468         void (*hardware_disable)(void *dummy);
469         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
470         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
471         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
472         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
473
474         /* Create, but do not attach this VCPU */
475         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
476         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
477         int (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
478
479         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
480         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
481         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
482
483         int (*set_guest_debug)(struct kvm_vcpu *vcpu,
484                                struct kvm_guest_debug *dbg);
485         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 *pdata);
486         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 data);
487         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
488         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
489                             struct kvm_segment *var, int seg);
490         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
491         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
492                             struct kvm_segment *var, int seg);
493         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
494         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
495         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
496         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
497         void (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
498         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
499         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct descriptor_table *dt);
500         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct descriptor_table *dt);
501         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct descriptor_table *dt);
502         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct descriptor_table *dt);
503         unsigned long (*get_dr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr);
504         void (*set_dr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long value,
505                        int *exception);
506         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
507         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
508         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
509
510         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
511
512         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *run);
513         int (*handle_exit)(struct kvm_run *run, struct kvm_vcpu *vcpu);
514         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
515         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
516         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
517         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
518                                 unsigned char *hypercall_addr);
519         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
520         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
521         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr,
522                                 bool has_error_code, u32 error_code);
523         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
524         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
525         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
526         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
527         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
528         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
529         int (*get_tdp_level)(void);
530         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
531         const struct trace_print_flags *exit_reasons_str;
532 };
533
534 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
535
536 int kvm_mmu_module_init(void);
537 void kvm_mmu_module_exit(void);
538
539 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
540 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
541 int kvm_mmu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
542 void kvm_mmu_set_nonpresent_ptes(u64 trap_pte, u64 notrap_pte);
543 void kvm_mmu_set_base_ptes(u64 base_pte);
544 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
545                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask);
546
547 int kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
548 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm, int slot);
549 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
550 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
551 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
552
553 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
554
555 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
556                           const void *val, int bytes);
557 int kvm_pv_mmu_op(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long bytes,
558                   gpa_t addr, unsigned long *ret);
559 u8 kvm_get_guest_memory_type(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
560
561 extern bool tdp_enabled;
562
563 enum emulation_result {
564         EMULATE_DONE,       /* no further processing */
565         EMULATE_DO_MMIO,      /* kvm_run filled with mmio request */
566         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
567 };
568
569 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
570 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
571 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
572 int emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *run,
573                         unsigned long cr2, u16 error_code, int emulation_type);
574 void kvm_report_emulation_failure(struct kvm_vcpu *cvpu, const char *context);
575 void realmode_lgdt(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 size, unsigned long address);
576 void realmode_lidt(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 size, unsigned long address);
577 void realmode_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw,
578                    unsigned long *rflags);
579
580 unsigned long realmode_get_cr(struct kvm_vcpu *vcpu, int cr);
581 void realmode_set_cr(struct kvm_vcpu *vcpu, int cr, unsigned long value,
582                      unsigned long *rflags);
583 void kvm_enable_efer_bits(u64);
584 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 *data);
585 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 data);
586
587 struct x86_emulate_ctxt;
588
589 int kvm_emulate_pio(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *run, int in,
590                      int size, unsigned port);
591 int kvm_emulate_pio_string(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *run, int in,
592                            int size, unsigned long count, int down,
593                             gva_t address, int rep, unsigned port);
594 void kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
595 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
596 int emulate_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t address);
597 int emulate_clts(struct kvm_vcpu *vcpu);
598 int emulator_get_dr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int dr,
599                     unsigned long *dest);
600 int emulator_set_dr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int dr,
601                     unsigned long value);
602
603 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
604 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector,
605                                 int type_bits, int seg);
606
607 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int reason);
608
609 void kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
610 void kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
611 void kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
612 void kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
613 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
614 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
615 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
616
617 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 *pdata);
618 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 data);
619
620 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
621 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
622 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr2,
623                            u32 error_code);
624
625 int kvm_pic_set_irq(void *opaque, int irq, int level);
626
627 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
628
629 void fx_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
630
631 int emulator_write_emulated(unsigned long addr,
632                             const void *val,
633                             unsigned int bytes,
634                             struct kvm_vcpu *vcpu);
635
636 unsigned long segment_base(u16 selector);
637
638 void kvm_mmu_flush_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu);
639 void kvm_mmu_pte_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
640                        const u8 *new, int bytes,
641                        bool guest_initiated);
642 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
643 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
644 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
645 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
646 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
647
648 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
649
650 int kvm_fix_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
651
652 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 error_code);
653 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
654
655 void kvm_enable_tdp(void);
656 void kvm_disable_tdp(void);
657
658 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
659 int complete_pio(struct kvm_vcpu *vcpu);
660
661 struct kvm_memory_slot *gfn_to_memslot_unaliased(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
662
663 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
664 {
665         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
666
667         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
668 }
669
670 static inline u16 kvm_read_fs(void)
671 {
672         u16 seg;
673         asm("mov %%fs, %0" : "=g"(seg));
674         return seg;
675 }
676
677 static inline u16 kvm_read_gs(void)
678 {
679         u16 seg;
680         asm("mov %%gs, %0" : "=g"(seg));
681         return seg;
682 }
683
684 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
685 {
686         u16 ldt;
687         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
688         return ldt;
689 }
690
691 static inline void kvm_load_fs(u16 sel)
692 {
693         asm("mov %0, %%fs" : : "rm"(sel));
694 }
695
696 static inline void kvm_load_gs(u16 sel)
697 {
698         asm("mov %0, %%gs" : : "rm"(sel));
699 }
700
701 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
702 {
703         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
704 }
705
706 static inline void kvm_get_idt(struct descriptor_table *table)
707 {
708         asm("sidt %0" : "=m"(*table));
709 }
710
711 static inline void kvm_get_gdt(struct descriptor_table *table)
712 {
713         asm("sgdt %0" : "=m"(*table));
714 }
715
716 static inline unsigned long kvm_read_tr_base(void)
717 {
718         u16 tr;
719         asm("str %0" : "=g"(tr));
720         return segment_base(tr);
721 }
722
723 #ifdef CONFIG_X86_64
724 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
725 {
726         u64 value;
727
728         rdmsrl(msr, value);
729         return value;
730 }
731 #endif
732
733 static inline void kvm_fx_save(struct i387_fxsave_struct *image)
734 {
735         asm("fxsave (%0)":: "r" (image));
736 }
737
738 static inline void kvm_fx_restore(struct i387_fxsave_struct *image)
739 {
740         asm("fxrstor (%0)":: "r" (image));
741 }
742
743 static inline void kvm_fx_finit(void)
744 {
745         asm("finit");
746 }
747
748 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
749 {
750         return 0x600; /* P6 family */
751 }
752
753 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
754 {
755         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
756 }
757
758 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
759 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
760 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
761 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
762 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
763         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
764
765 enum {
766         TASK_SWITCH_CALL = 0,
767         TASK_SWITCH_IRET = 1,
768         TASK_SWITCH_JMP = 2,
769         TASK_SWITCH_GATE = 3,
770 };
771
772 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
773 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
774 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
775 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
776 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
777
778 /*
779  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
780  * reboot turns off virtualization while processes are running.
781  * Trap the fault and ignore the instruction if that happens.
782  */
783 asmlinkage void kvm_handle_fault_on_reboot(void);
784
785 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn) \
786         "666: " insn "\n\t" \
787         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n" \
788         "667: \n\t" \
789         __ASM_SIZE(push) " $666b \n\t"        \
790         "jmp kvm_handle_fault_on_reboot \n\t" \
791         ".popsection \n\t" \
792         ".pushsection __ex_table, \"a\" \n\t" \
793         _ASM_PTR " 666b, 667b \n\t" \
794         ".popsection"
795
796 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
797 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
798 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
799 int cpuid_maxphyaddr(struct kvm_vcpu *vcpu);
800
801 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */