KVM: optimize apic interrupt delivery
[linux-3.10.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
26 #include <asm/pvclock-abi.h>
27 #include <asm/desc.h>
28 #include <asm/mtrr.h>
29 #include <asm/msr-index.h>
30 #include <asm/asm.h>
31
32 #define KVM_MAX_VCPUS 254
33 #define KVM_SOFT_MAX_VCPUS 160
34 #define KVM_MEMORY_SLOTS 32
35 /* memory slots that does not exposed to userspace */
36 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 4
37 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_MEMORY_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
38
39 #define KVM_MMIO_SIZE 16
40
41 #define KVM_PIO_PAGE_OFFSET 1
42 #define KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET 2
43
44 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
45         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
46                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
47                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
48
49 #define CR3_PAE_RESERVED_BITS ((X86_CR3_PWT | X86_CR3_PCD) - 1)
50 #define CR3_NONPAE_RESERVED_BITS ((PAGE_SIZE-1) & ~(X86_CR3_PWT | X86_CR3_PCD))
51 #define CR3_PCID_ENABLED_RESERVED_BITS 0xFFFFFF0000000000ULL
52 #define CR3_L_MODE_RESERVED_BITS (CR3_NONPAE_RESERVED_BITS |    \
53                                   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_RDWRGSFS \
59                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_VMXE))
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 #define DE_VECTOR 0
79 #define DB_VECTOR 1
80 #define BP_VECTOR 3
81 #define OF_VECTOR 4
82 #define BR_VECTOR 5
83 #define UD_VECTOR 6
84 #define NM_VECTOR 7
85 #define DF_VECTOR 8
86 #define TS_VECTOR 10
87 #define NP_VECTOR 11
88 #define SS_VECTOR 12
89 #define GP_VECTOR 13
90 #define PF_VECTOR 14
91 #define MF_VECTOR 16
92 #define MC_VECTOR 18
93
94 #define SELECTOR_TI_MASK (1 << 2)
95 #define SELECTOR_RPL_MASK 0x03
96
97 #define IOPL_SHIFT 12
98
99 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
100 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64
101 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 10
102 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
103 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
104 #define KVM_REFILL_PAGES 25
105 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 80
106 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
107 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
108
109 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
110
111 extern raw_spinlock_t kvm_lock;
112 extern struct list_head vm_list;
113
114 struct kvm_vcpu;
115 struct kvm;
116 struct kvm_async_pf;
117
118 enum kvm_reg {
119         VCPU_REGS_RAX = 0,
120         VCPU_REGS_RCX = 1,
121         VCPU_REGS_RDX = 2,
122         VCPU_REGS_RBX = 3,
123         VCPU_REGS_RSP = 4,
124         VCPU_REGS_RBP = 5,
125         VCPU_REGS_RSI = 6,
126         VCPU_REGS_RDI = 7,
127 #ifdef CONFIG_X86_64
128         VCPU_REGS_R8 = 8,
129         VCPU_REGS_R9 = 9,
130         VCPU_REGS_R10 = 10,
131         VCPU_REGS_R11 = 11,
132         VCPU_REGS_R12 = 12,
133         VCPU_REGS_R13 = 13,
134         VCPU_REGS_R14 = 14,
135         VCPU_REGS_R15 = 15,
136 #endif
137         VCPU_REGS_RIP,
138         NR_VCPU_REGS
139 };
140
141 enum kvm_reg_ex {
142         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
143         VCPU_EXREG_CR3,
144         VCPU_EXREG_RFLAGS,
145         VCPU_EXREG_CPL,
146         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
147 };
148
149 enum {
150         VCPU_SREG_ES,
151         VCPU_SREG_CS,
152         VCPU_SREG_SS,
153         VCPU_SREG_DS,
154         VCPU_SREG_FS,
155         VCPU_SREG_GS,
156         VCPU_SREG_TR,
157         VCPU_SREG_LDTR,
158 };
159
160 #include <asm/kvm_emulate.h>
161
162 #define KVM_NR_MEM_OBJS 40
163
164 #define KVM_NR_DB_REGS  4
165
166 #define DR6_BD          (1 << 13)
167 #define DR6_BS          (1 << 14)
168 #define DR6_FIXED_1     0xffff0ff0
169 #define DR6_VOLATILE    0x0000e00f
170
171 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
172 #define DR7_GE          (1 << 9)
173 #define DR7_GD          (1 << 13)
174 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
175 #define DR7_VOLATILE    0xffff23ff
176
177 /* apic attention bits */
178 #define KVM_APIC_CHECK_VAPIC    0
179 /*
180  * The following bit is set with PV-EOI, unset on EOI.
181  * We detect PV-EOI changes by guest by comparing
182  * this bit with PV-EOI in guest memory.
183  * See the implementation in apic_update_pv_eoi.
184  */
185 #define KVM_APIC_PV_EOI_PENDING 1
186
187 /*
188  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
189  * enough memory for a single page fault in a cache.
190  */
191 struct kvm_mmu_memory_cache {
192         int nobjs;
193         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
194 };
195
196 /*
197  * kvm_mmu_page_role, below, is defined as:
198  *
199  *   bits 0:3 - total guest paging levels (2-4, or zero for real mode)
200  *   bits 4:7 - page table level for this shadow (1-4)
201  *   bits 8:9 - page table quadrant for 2-level guests
202  *   bit   16 - direct mapping of virtual to physical mapping at gfn
203  *              used for real mode and two-dimensional paging
204  *   bits 17:19 - common access permissions for all ptes in this shadow page
205  */
206 union kvm_mmu_page_role {
207         unsigned word;
208         struct {
209                 unsigned level:4;
210                 unsigned cr4_pae:1;
211                 unsigned quadrant:2;
212                 unsigned pad_for_nice_hex_output:6;
213                 unsigned direct:1;
214                 unsigned access:3;
215                 unsigned invalid:1;
216                 unsigned nxe:1;
217                 unsigned cr0_wp:1;
218                 unsigned smep_andnot_wp:1;
219         };
220 };
221
222 struct kvm_mmu_page {
223         struct list_head link;
224         struct hlist_node hash_link;
225
226         /*
227          * The following two entries are used to key the shadow page in the
228          * hash table.
229          */
230         gfn_t gfn;
231         union kvm_mmu_page_role role;
232
233         u64 *spt;
234         /* hold the gfn of each spte inside spt */
235         gfn_t *gfns;
236         /*
237          * One bit set per slot which has memory
238          * in this shadow page.
239          */
240         DECLARE_BITMAP(slot_bitmap, KVM_MEM_SLOTS_NUM);
241         bool unsync;
242         int root_count;          /* Currently serving as active root */
243         unsigned int unsync_children;
244         unsigned long parent_ptes;      /* Reverse mapping for parent_pte */
245         DECLARE_BITMAP(unsync_child_bitmap, 512);
246
247 #ifdef CONFIG_X86_32
248         int clear_spte_count;
249 #endif
250
251         int write_flooding_count;
252 };
253
254 struct kvm_pio_request {
255         unsigned long count;
256         int in;
257         int port;
258         int size;
259 };
260
261 /*
262  * x86 supports 3 paging modes (4-level 64-bit, 3-level 64-bit, and 2-level
263  * 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the current mmu
264  * mode.
265  */
266 struct kvm_mmu {
267         void (*new_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
268         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long root);
269         unsigned long (*get_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
270         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
271         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err,
272                           bool prefault);
273         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
274                                   struct x86_exception *fault);
275         void (*free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
276         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 access,
277                             struct x86_exception *exception);
278         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access);
279         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
280                          struct kvm_mmu_page *sp);
281         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
282         void (*update_pte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
283                            u64 *spte, const void *pte);
284         hpa_t root_hpa;
285         int root_level;
286         int shadow_root_level;
287         union kvm_mmu_page_role base_role;
288         bool direct_map;
289
290         /*
291          * Bitmap; bit set = permission fault
292          * Byte index: page fault error code [4:1]
293          * Bit index: pte permissions in ACC_* format
294          */
295         u8 permissions[16];
296
297         u64 *pae_root;
298         u64 *lm_root;
299         u64 rsvd_bits_mask[2][4];
300
301         /*
302          * Bitmap: bit set = last pte in walk
303          * index[0:1]: level (zero-based)
304          * index[2]: pte.ps
305          */
306         u8 last_pte_bitmap;
307
308         bool nx;
309
310         u64 pdptrs[4]; /* pae */
311 };
312
313 enum pmc_type {
314         KVM_PMC_GP = 0,
315         KVM_PMC_FIXED,
316 };
317
318 struct kvm_pmc {
319         enum pmc_type type;
320         u8 idx;
321         u64 counter;
322         u64 eventsel;
323         struct perf_event *perf_event;
324         struct kvm_vcpu *vcpu;
325 };
326
327 struct kvm_pmu {
328         unsigned nr_arch_gp_counters;
329         unsigned nr_arch_fixed_counters;
330         unsigned available_event_types;
331         u64 fixed_ctr_ctrl;
332         u64 global_ctrl;
333         u64 global_status;
334         u64 global_ovf_ctrl;
335         u64 counter_bitmask[2];
336         u64 global_ctrl_mask;
337         u8 version;
338         struct kvm_pmc gp_counters[INTEL_PMC_MAX_GENERIC];
339         struct kvm_pmc fixed_counters[INTEL_PMC_MAX_FIXED];
340         struct irq_work irq_work;
341         u64 reprogram_pmi;
342 };
343
344 struct kvm_vcpu_arch {
345         /*
346          * rip and regs accesses must go through
347          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
348          */
349         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
350         u32 regs_avail;
351         u32 regs_dirty;
352
353         unsigned long cr0;
354         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
355         unsigned long cr2;
356         unsigned long cr3;
357         unsigned long cr4;
358         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
359         unsigned long cr8;
360         u32 hflags;
361         u64 efer;
362         u64 apic_base;
363         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
364         unsigned long apic_attention;
365         int32_t apic_arb_prio;
366         int mp_state;
367         int sipi_vector;
368         u64 ia32_misc_enable_msr;
369         bool tpr_access_reporting;
370
371         /*
372          * Paging state of the vcpu
373          *
374          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
375          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
376          * handle faults.
377          */
378         struct kvm_mmu mmu;
379
380         /*
381          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
382          *
383          * This context will save all necessary information to walk page tables
384          * of the an L2 guest. This context is only initialized for page table
385          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
386          * the host.
387          */
388         struct kvm_mmu nested_mmu;
389
390         /*
391          * Pointer to the mmu context currently used for
392          * gva_to_gpa translations.
393          */
394         struct kvm_mmu *walk_mmu;
395
396         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
397         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
398         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
399
400         struct fpu guest_fpu;
401         u64 xcr0;
402
403         struct kvm_pio_request pio;
404         void *pio_data;
405
406         u8 event_exit_inst_len;
407
408         struct kvm_queued_exception {
409                 bool pending;
410                 bool has_error_code;
411                 bool reinject;
412                 u8 nr;
413                 u32 error_code;
414         } exception;
415
416         struct kvm_queued_interrupt {
417                 bool pending;
418                 bool soft;
419                 u8 nr;
420         } interrupt;
421
422         int halt_request; /* real mode on Intel only */
423
424         int cpuid_nent;
425         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
426         /* emulate context */
427
428         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
429         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
430         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
431         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
432
433         gpa_t time;
434         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
435         unsigned int hw_tsc_khz;
436         unsigned int time_offset;
437         struct page *time_page;
438         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
439         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
440
441         struct {
442                 u64 msr_val;
443                 u64 last_steal;
444                 u64 accum_steal;
445                 struct gfn_to_hva_cache stime;
446                 struct kvm_steal_time steal;
447         } st;
448
449         u64 last_guest_tsc;
450         u64 last_kernel_ns;
451         u64 last_host_tsc;
452         u64 tsc_offset_adjustment;
453         u64 this_tsc_nsec;
454         u64 this_tsc_write;
455         u8  this_tsc_generation;
456         bool tsc_catchup;
457         bool tsc_always_catchup;
458         s8 virtual_tsc_shift;
459         u32 virtual_tsc_mult;
460         u32 virtual_tsc_khz;
461
462         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
463         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
464         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
465
466         struct mtrr_state_type mtrr_state;
467         u32 pat;
468
469         int switch_db_regs;
470         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
471         unsigned long dr6;
472         unsigned long dr7;
473         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
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
485         struct kvm_pmu pmu;
486
487         /* used for guest single stepping over the given code position */
488         unsigned long singlestep_rip;
489
490         /* fields used by HYPER-V emulation */
491         u64 hv_vapic;
492
493         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
494
495         unsigned long last_retry_eip;
496         unsigned long last_retry_addr;
497
498         struct {
499                 bool halted;
500                 gfn_t gfns[roundup_pow_of_two(ASYNC_PF_PER_VCPU)];
501                 struct gfn_to_hva_cache data;
502                 u64 msr_val;
503                 u32 id;
504                 bool send_user_only;
505         } apf;
506
507         /* OSVW MSRs (AMD only) */
508         struct {
509                 u64 length;
510                 u64 status;
511         } osvw;
512
513         struct {
514                 u64 msr_val;
515                 struct gfn_to_hva_cache data;
516         } pv_eoi;
517 };
518
519 struct kvm_lpage_info {
520         int write_count;
521 };
522
523 struct kvm_arch_memory_slot {
524         unsigned long *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
525         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
526 };
527
528 struct kvm_apic_map {
529         struct rcu_head rcu;
530         u8 ldr_bits;
531         /* fields bellow are used to decode ldr values in different modes */
532         u32 cid_shift, cid_mask, lid_mask;
533         struct kvm_lapic *phys_map[256];
534         /* first index is cluster id second is cpu id in a cluster */
535         struct kvm_lapic *logical_map[16][16];
536 };
537
538 struct kvm_arch {
539         unsigned int n_used_mmu_pages;
540         unsigned int n_requested_mmu_pages;
541         unsigned int n_max_mmu_pages;
542         unsigned int indirect_shadow_pages;
543         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
544         /*
545          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
546          */
547         struct list_head active_mmu_pages;
548         struct list_head assigned_dev_head;
549         struct iommu_domain *iommu_domain;
550         int iommu_flags;
551         struct kvm_pic *vpic;
552         struct kvm_ioapic *vioapic;
553         struct kvm_pit *vpit;
554         int vapics_in_nmi_mode;
555         struct mutex apic_map_lock;
556         struct kvm_apic_map *apic_map;
557
558         unsigned int tss_addr;
559         struct page *apic_access_page;
560
561         gpa_t wall_clock;
562
563         struct page *ept_identity_pagetable;
564         bool ept_identity_pagetable_done;
565         gpa_t ept_identity_map_addr;
566
567         unsigned long irq_sources_bitmap;
568         s64 kvmclock_offset;
569         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
570         u64 last_tsc_nsec;
571         u64 last_tsc_write;
572         u32 last_tsc_khz;
573         u64 cur_tsc_nsec;
574         u64 cur_tsc_write;
575         u64 cur_tsc_offset;
576         u8  cur_tsc_generation;
577
578         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
579
580         /* fields used by HYPER-V emulation */
581         u64 hv_guest_os_id;
582         u64 hv_hypercall;
583
584         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
585         int audit_point;
586         #endif
587 };
588
589 struct kvm_vm_stat {
590         u32 mmu_shadow_zapped;
591         u32 mmu_pte_write;
592         u32 mmu_pte_updated;
593         u32 mmu_pde_zapped;
594         u32 mmu_flooded;
595         u32 mmu_recycled;
596         u32 mmu_cache_miss;
597         u32 mmu_unsync;
598         u32 remote_tlb_flush;
599         u32 lpages;
600 };
601
602 struct kvm_vcpu_stat {
603         u32 pf_fixed;
604         u32 pf_guest;
605         u32 tlb_flush;
606         u32 invlpg;
607
608         u32 exits;
609         u32 io_exits;
610         u32 mmio_exits;
611         u32 signal_exits;
612         u32 irq_window_exits;
613         u32 nmi_window_exits;
614         u32 halt_exits;
615         u32 halt_wakeup;
616         u32 request_irq_exits;
617         u32 irq_exits;
618         u32 host_state_reload;
619         u32 efer_reload;
620         u32 fpu_reload;
621         u32 insn_emulation;
622         u32 insn_emulation_fail;
623         u32 hypercalls;
624         u32 irq_injections;
625         u32 nmi_injections;
626 };
627
628 struct x86_instruction_info;
629
630 struct kvm_x86_ops {
631         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
632         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
633         int (*hardware_enable)(void *dummy);
634         void (*hardware_disable)(void *dummy);
635         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
636         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
637         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
638         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
639         void (*cpuid_update)(struct kvm_vcpu *vcpu);
640
641         /* Create, but do not attach this VCPU */
642         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
643         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
644         int (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
645
646         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
647         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
648         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
649
650         void (*set_guest_debug)(struct kvm_vcpu *vcpu,
651                                 struct kvm_guest_debug *dbg);
652         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 *pdata);
653         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 data);
654         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
655         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
656                             struct kvm_segment *var, int seg);
657         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
658         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
659                             struct kvm_segment *var, int seg);
660         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
661         void (*decache_cr0_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
662         void (*decache_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
663         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
664         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
665         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
666         int (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
667         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
668         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
669         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
670         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
671         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
672         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
673         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
674         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
675         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
676         void (*fpu_activate)(struct kvm_vcpu *vcpu);
677         void (*fpu_deactivate)(struct kvm_vcpu *vcpu);
678
679         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
680
681         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
682         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
683         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
684         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
685         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
686         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
687                                 unsigned char *hypercall_addr);
688         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
689         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
690         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr,
691                                 bool has_error_code, u32 error_code,
692                                 bool reinject);
693         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
694         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
695         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
696         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
697         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
698         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
699         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
700         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
701         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
702         int (*get_tdp_level)(void);
703         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
704         int (*get_lpage_level)(void);
705         bool (*rdtscp_supported)(void);
706         bool (*invpcid_supported)(void);
707         void (*adjust_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, s64 adjustment, bool host);
708
709         void (*set_tdp_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
710
711         void (*set_supported_cpuid)(u32 func, struct kvm_cpuid_entry2 *entry);
712
713         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
714
715         void (*set_tsc_khz)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 user_tsc_khz, bool scale);
716         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
717
718         u64 (*compute_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 target_tsc);
719         u64 (*read_l1_tsc)(struct kvm_vcpu *vcpu);
720
721         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2);
722
723         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
724                                struct x86_instruction_info *info,
725                                enum x86_intercept_stage stage);
726 };
727
728 struct kvm_arch_async_pf {
729         u32 token;
730         gfn_t gfn;
731         unsigned long cr3;
732         bool direct_map;
733 };
734
735 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
736
737 static inline void adjust_tsc_offset_guest(struct kvm_vcpu *vcpu,
738                                            s64 adjustment)
739 {
740         kvm_x86_ops->adjust_tsc_offset(vcpu, adjustment, false);
741 }
742
743 static inline void adjust_tsc_offset_host(struct kvm_vcpu *vcpu, s64 adjustment)
744 {
745         kvm_x86_ops->adjust_tsc_offset(vcpu, adjustment, true);
746 }
747
748 int kvm_mmu_module_init(void);
749 void kvm_mmu_module_exit(void);
750
751 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
752 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
753 int kvm_mmu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
754 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
755                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask);
756
757 int kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
758 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm, int slot);
759 void kvm_mmu_write_protect_pt_masked(struct kvm *kvm,
760                                      struct kvm_memory_slot *slot,
761                                      gfn_t gfn_offset, unsigned long mask);
762 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
763 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
764 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
765
766 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
767
768 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
769                           const void *val, int bytes);
770 u8 kvm_get_guest_memory_type(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
771
772 extern bool tdp_enabled;
773
774 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
775
776 /* control of guest tsc rate supported? */
777 extern bool kvm_has_tsc_control;
778 /* minimum supported tsc_khz for guests */
779 extern u32  kvm_min_guest_tsc_khz;
780 /* maximum supported tsc_khz for guests */
781 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
782
783 enum emulation_result {
784         EMULATE_DONE,       /* no further processing */
785         EMULATE_DO_MMIO,      /* kvm_run filled with mmio request */
786         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
787 };
788
789 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
790 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
791 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
792 #define EMULTYPE_RETRY              (1 << 3)
793 int x86_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr2,
794                             int emulation_type, void *insn, int insn_len);
795
796 static inline int emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu,
797                         int emulation_type)
798 {
799         return x86_emulate_instruction(vcpu, 0, emulation_type, NULL, 0);
800 }
801
802 void kvm_enable_efer_bits(u64);
803 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 *data);
804 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 data);
805
806 struct x86_emulate_ctxt;
807
808 int kvm_fast_pio_out(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port);
809 void kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
810 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
811 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
812
813 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
814 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
815
816 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
817                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
818
819 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
820 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
821 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
822 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
823 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
824 int kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
825 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
826 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
827 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
828 int kvm_set_xcr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 xcr);
829
830 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 *pdata);
831 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 data);
832
833 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
834 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
835 bool kvm_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
836
837 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
838 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
839 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
840 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
841 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
842 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
843                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
844                             u32 access);
845 void kvm_propagate_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
846 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
847
848 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
849                                        int irq_source_id, int level)
850 {
851         /* Logical OR for level trig interrupt */
852         if (level)
853                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
854         else
855                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
856
857         return !!(*irq_state);
858 }
859
860 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
861 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
862
863 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
864
865 int fx_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
866
867 void kvm_mmu_flush_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu);
868 void kvm_mmu_pte_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
869                        const u8 *new, int bytes);
870 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
871 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
872 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
873 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
874 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
875 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
876 gpa_t translate_nested_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access);
877 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
878                               struct x86_exception *exception);
879 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
880                                struct x86_exception *exception);
881 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
882                                struct x86_exception *exception);
883 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
884                                 struct x86_exception *exception);
885
886 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
887
888 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 error_code,
889                        void *insn, int insn_len);
890 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
891
892 void kvm_enable_tdp(void);
893 void kvm_disable_tdp(void);
894
895 int complete_pio(struct kvm_vcpu *vcpu);
896 bool kvm_check_iopl(struct kvm_vcpu *vcpu);
897
898 static inline gpa_t translate_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access)
899 {
900         return gpa;
901 }
902
903 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
904 {
905         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
906
907         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
908 }
909
910 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
911 {
912         u16 ldt;
913         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
914         return ldt;
915 }
916
917 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
918 {
919         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
920 }
921
922 #ifdef CONFIG_X86_64
923 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
924 {
925         u64 value;
926
927         rdmsrl(msr, value);
928         return value;
929 }
930 #endif
931
932 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
933 {
934         return 0x600; /* P6 family */
935 }
936
937 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
938 {
939         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
940 }
941
942 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
943 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
944 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
945 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
946 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
947         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
948
949 enum {
950         TASK_SWITCH_CALL = 0,
951         TASK_SWITCH_IRET = 1,
952         TASK_SWITCH_JMP = 2,
953         TASK_SWITCH_GATE = 3,
954 };
955
956 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
957 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
958 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
959 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
960 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
961 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
962
963 /*
964  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
965  * reboot turns off virtualization while processes are running.
966  * Trap the fault and ignore the instruction if that happens.
967  */
968 asmlinkage void kvm_spurious_fault(void);
969 extern bool kvm_rebooting;
970
971 #define ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, cleanup_insn)      \
972         "666: " insn "\n\t" \
973         "668: \n\t"                           \
974         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n" \
975         "667: \n\t" \
976         cleanup_insn "\n\t"                   \
977         "cmpb $0, kvm_rebooting \n\t"         \
978         "jne 668b \n\t"                       \
979         __ASM_SIZE(push) " $666b \n\t"        \
980         "call kvm_spurious_fault \n\t"        \
981         ".popsection \n\t" \
982         _ASM_EXTABLE(666b, 667b)
983
984 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn)              \
985         ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, "")
986
987 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
988 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
989 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
990 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
991 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
992 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
993 int cpuid_maxphyaddr(struct kvm_vcpu *vcpu);
994 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
995 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
996 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
997
998 void kvm_define_shared_msr(unsigned index, u32 msr);
999 void kvm_set_shared_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
1000
1001 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
1002
1003 void kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1004                                      struct kvm_async_pf *work);
1005 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1006                                  struct kvm_async_pf *work);
1007 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
1008                                struct kvm_async_pf *work);
1009 bool kvm_arch_can_inject_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
1010 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
1011
1012 void kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1013
1014 int kvm_is_in_guest(void);
1015
1016 void kvm_pmu_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
1017 void kvm_pmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1018 void kvm_pmu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu);
1019 void kvm_pmu_cpuid_update(struct kvm_vcpu *vcpu);
1020 bool kvm_pmu_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr);
1021 int kvm_pmu_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 *data);
1022 int kvm_pmu_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 data);
1023 int kvm_pmu_read_pmc(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned pmc, u64 *data);
1024 void kvm_handle_pmu_event(struct kvm_vcpu *vcpu);
1025 void kvm_deliver_pmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1026
1027 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */