Merge tag 'kvm-3.7-1' of git://git.kernel.org/pub/scm/virt/kvm/kvm
[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 SELECTOR_TI_MASK (1 << 2)
79 #define SELECTOR_RPL_MASK 0x03
80
81 #define IOPL_SHIFT 12
82
83 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
84 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64
85 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 10
86 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
87 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
88 #define KVM_REFILL_PAGES 25
89 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 80
90 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
91 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
92
93 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
94
95 extern raw_spinlock_t kvm_lock;
96 extern struct list_head vm_list;
97
98 struct kvm_vcpu;
99 struct kvm;
100 struct kvm_async_pf;
101
102 enum kvm_reg {
103         VCPU_REGS_RAX = 0,
104         VCPU_REGS_RCX = 1,
105         VCPU_REGS_RDX = 2,
106         VCPU_REGS_RBX = 3,
107         VCPU_REGS_RSP = 4,
108         VCPU_REGS_RBP = 5,
109         VCPU_REGS_RSI = 6,
110         VCPU_REGS_RDI = 7,
111 #ifdef CONFIG_X86_64
112         VCPU_REGS_R8 = 8,
113         VCPU_REGS_R9 = 9,
114         VCPU_REGS_R10 = 10,
115         VCPU_REGS_R11 = 11,
116         VCPU_REGS_R12 = 12,
117         VCPU_REGS_R13 = 13,
118         VCPU_REGS_R14 = 14,
119         VCPU_REGS_R15 = 15,
120 #endif
121         VCPU_REGS_RIP,
122         NR_VCPU_REGS
123 };
124
125 enum kvm_reg_ex {
126         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
127         VCPU_EXREG_CR3,
128         VCPU_EXREG_RFLAGS,
129         VCPU_EXREG_CPL,
130         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
131 };
132
133 enum {
134         VCPU_SREG_ES,
135         VCPU_SREG_CS,
136         VCPU_SREG_SS,
137         VCPU_SREG_DS,
138         VCPU_SREG_FS,
139         VCPU_SREG_GS,
140         VCPU_SREG_TR,
141         VCPU_SREG_LDTR,
142 };
143
144 #include <asm/kvm_emulate.h>
145
146 #define KVM_NR_MEM_OBJS 40
147
148 #define KVM_NR_DB_REGS  4
149
150 #define DR6_BD          (1 << 13)
151 #define DR6_BS          (1 << 14)
152 #define DR6_FIXED_1     0xffff0ff0
153 #define DR6_VOLATILE    0x0000e00f
154
155 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
156 #define DR7_GE          (1 << 9)
157 #define DR7_GD          (1 << 13)
158 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
159 #define DR7_VOLATILE    0xffff23ff
160
161 /* apic attention bits */
162 #define KVM_APIC_CHECK_VAPIC    0
163 /*
164  * The following bit is set with PV-EOI, unset on EOI.
165  * We detect PV-EOI changes by guest by comparing
166  * this bit with PV-EOI in guest memory.
167  * See the implementation in apic_update_pv_eoi.
168  */
169 #define KVM_APIC_PV_EOI_PENDING 1
170
171 /*
172  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
173  * enough memory for a single page fault in a cache.
174  */
175 struct kvm_mmu_memory_cache {
176         int nobjs;
177         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
178 };
179
180 /*
181  * kvm_mmu_page_role, below, is defined as:
182  *
183  *   bits 0:3 - total guest paging levels (2-4, or zero for real mode)
184  *   bits 4:7 - page table level for this shadow (1-4)
185  *   bits 8:9 - page table quadrant for 2-level guests
186  *   bit   16 - direct mapping of virtual to physical mapping at gfn
187  *              used for real mode and two-dimensional paging
188  *   bits 17:19 - common access permissions for all ptes in this shadow page
189  */
190 union kvm_mmu_page_role {
191         unsigned word;
192         struct {
193                 unsigned level:4;
194                 unsigned cr4_pae:1;
195                 unsigned quadrant:2;
196                 unsigned pad_for_nice_hex_output:6;
197                 unsigned direct:1;
198                 unsigned access:3;
199                 unsigned invalid:1;
200                 unsigned nxe:1;
201                 unsigned cr0_wp:1;
202                 unsigned smep_andnot_wp:1;
203         };
204 };
205
206 struct kvm_mmu_page {
207         struct list_head link;
208         struct hlist_node hash_link;
209
210         /*
211          * The following two entries are used to key the shadow page in the
212          * hash table.
213          */
214         gfn_t gfn;
215         union kvm_mmu_page_role role;
216
217         u64 *spt;
218         /* hold the gfn of each spte inside spt */
219         gfn_t *gfns;
220         /*
221          * One bit set per slot which has memory
222          * in this shadow page.
223          */
224         DECLARE_BITMAP(slot_bitmap, KVM_MEM_SLOTS_NUM);
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         DECLARE_BITMAP(unsync_child_bitmap, 512);
230
231 #ifdef CONFIG_X86_32
232         int clear_spte_count;
233 #endif
234
235         int write_flooding_count;
236 };
237
238 struct kvm_pio_request {
239         unsigned long count;
240         int in;
241         int port;
242         int size;
243 };
244
245 /*
246  * x86 supports 3 paging modes (4-level 64-bit, 3-level 64-bit, and 2-level
247  * 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the current mmu
248  * mode.
249  */
250 struct kvm_mmu {
251         void (*new_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
252         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long root);
253         unsigned long (*get_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
254         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
255         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err,
256                           bool prefault);
257         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
258                                   struct x86_exception *fault);
259         void (*free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
260         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 access,
261                             struct x86_exception *exception);
262         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access);
263         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
264                          struct kvm_mmu_page *sp);
265         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
266         void (*update_pte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
267                            u64 *spte, const void *pte);
268         hpa_t root_hpa;
269         int root_level;
270         int shadow_root_level;
271         union kvm_mmu_page_role base_role;
272         bool direct_map;
273
274         /*
275          * Bitmap; bit set = permission fault
276          * Byte index: page fault error code [4:1]
277          * Bit index: pte permissions in ACC_* format
278          */
279         u8 permissions[16];
280
281         u64 *pae_root;
282         u64 *lm_root;
283         u64 rsvd_bits_mask[2][4];
284
285         /*
286          * Bitmap: bit set = last pte in walk
287          * index[0:1]: level (zero-based)
288          * index[2]: pte.ps
289          */
290         u8 last_pte_bitmap;
291
292         bool nx;
293
294         u64 pdptrs[4]; /* pae */
295 };
296
297 enum pmc_type {
298         KVM_PMC_GP = 0,
299         KVM_PMC_FIXED,
300 };
301
302 struct kvm_pmc {
303         enum pmc_type type;
304         u8 idx;
305         u64 counter;
306         u64 eventsel;
307         struct perf_event *perf_event;
308         struct kvm_vcpu *vcpu;
309 };
310
311 struct kvm_pmu {
312         unsigned nr_arch_gp_counters;
313         unsigned nr_arch_fixed_counters;
314         unsigned available_event_types;
315         u64 fixed_ctr_ctrl;
316         u64 global_ctrl;
317         u64 global_status;
318         u64 global_ovf_ctrl;
319         u64 counter_bitmask[2];
320         u64 global_ctrl_mask;
321         u8 version;
322         struct kvm_pmc gp_counters[INTEL_PMC_MAX_GENERIC];
323         struct kvm_pmc fixed_counters[INTEL_PMC_MAX_FIXED];
324         struct irq_work irq_work;
325         u64 reprogram_pmi;
326 };
327
328 struct kvm_vcpu_arch {
329         /*
330          * rip and regs accesses must go through
331          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
332          */
333         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
334         u32 regs_avail;
335         u32 regs_dirty;
336
337         unsigned long cr0;
338         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
339         unsigned long cr2;
340         unsigned long cr3;
341         unsigned long cr4;
342         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
343         unsigned long cr8;
344         u32 hflags;
345         u64 efer;
346         u64 apic_base;
347         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
348         unsigned long apic_attention;
349         int32_t apic_arb_prio;
350         int mp_state;
351         int sipi_vector;
352         u64 ia32_misc_enable_msr;
353         bool tpr_access_reporting;
354
355         /*
356          * Paging state of the vcpu
357          *
358          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
359          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
360          * handle faults.
361          */
362         struct kvm_mmu mmu;
363
364         /*
365          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
366          *
367          * This context will save all necessary information to walk page tables
368          * of the an L2 guest. This context is only initialized for page table
369          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
370          * the host.
371          */
372         struct kvm_mmu nested_mmu;
373
374         /*
375          * Pointer to the mmu context currently used for
376          * gva_to_gpa translations.
377          */
378         struct kvm_mmu *walk_mmu;
379
380         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
381         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
382         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
383
384         struct fpu guest_fpu;
385         u64 xcr0;
386
387         struct kvm_pio_request pio;
388         void *pio_data;
389
390         u8 event_exit_inst_len;
391
392         struct kvm_queued_exception {
393                 bool pending;
394                 bool has_error_code;
395                 bool reinject;
396                 u8 nr;
397                 u32 error_code;
398         } exception;
399
400         struct kvm_queued_interrupt {
401                 bool pending;
402                 bool soft;
403                 u8 nr;
404         } interrupt;
405
406         int halt_request; /* real mode on Intel only */
407
408         int cpuid_nent;
409         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
410         /* emulate context */
411
412         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
413         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
414         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
415         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
416
417         gpa_t time;
418         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
419         unsigned int hw_tsc_khz;
420         unsigned int time_offset;
421         struct page *time_page;
422         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
423         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
424
425         struct {
426                 u64 msr_val;
427                 u64 last_steal;
428                 u64 accum_steal;
429                 struct gfn_to_hva_cache stime;
430                 struct kvm_steal_time steal;
431         } st;
432
433         u64 last_guest_tsc;
434         u64 last_kernel_ns;
435         u64 last_host_tsc;
436         u64 tsc_offset_adjustment;
437         u64 this_tsc_nsec;
438         u64 this_tsc_write;
439         u8  this_tsc_generation;
440         bool tsc_catchup;
441         bool tsc_always_catchup;
442         s8 virtual_tsc_shift;
443         u32 virtual_tsc_mult;
444         u32 virtual_tsc_khz;
445
446         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
447         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
448         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
449
450         struct mtrr_state_type mtrr_state;
451         u32 pat;
452
453         int switch_db_regs;
454         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
455         unsigned long dr6;
456         unsigned long dr7;
457         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
458         unsigned long guest_debug_dr7;
459
460         u64 mcg_cap;
461         u64 mcg_status;
462         u64 mcg_ctl;
463         u64 *mce_banks;
464
465         /* Cache MMIO info */
466         u64 mmio_gva;
467         unsigned access;
468         gfn_t mmio_gfn;
469
470         struct kvm_pmu pmu;
471
472         /* used for guest single stepping over the given code position */
473         unsigned long singlestep_rip;
474
475         /* fields used by HYPER-V emulation */
476         u64 hv_vapic;
477
478         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
479
480         unsigned long last_retry_eip;
481         unsigned long last_retry_addr;
482
483         struct {
484                 bool halted;
485                 gfn_t gfns[roundup_pow_of_two(ASYNC_PF_PER_VCPU)];
486                 struct gfn_to_hva_cache data;
487                 u64 msr_val;
488                 u32 id;
489                 bool send_user_only;
490         } apf;
491
492         /* OSVW MSRs (AMD only) */
493         struct {
494                 u64 length;
495                 u64 status;
496         } osvw;
497
498         struct {
499                 u64 msr_val;
500                 struct gfn_to_hva_cache data;
501         } pv_eoi;
502 };
503
504 struct kvm_lpage_info {
505         int write_count;
506 };
507
508 struct kvm_arch_memory_slot {
509         unsigned long *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
510         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
511 };
512
513 struct kvm_apic_map {
514         struct rcu_head rcu;
515         u8 ldr_bits;
516         /* fields bellow are used to decode ldr values in different modes */
517         u32 cid_shift, cid_mask, lid_mask;
518         struct kvm_lapic *phys_map[256];
519         /* first index is cluster id second is cpu id in a cluster */
520         struct kvm_lapic *logical_map[16][16];
521 };
522
523 struct kvm_arch {
524         unsigned int n_used_mmu_pages;
525         unsigned int n_requested_mmu_pages;
526         unsigned int n_max_mmu_pages;
527         unsigned int indirect_shadow_pages;
528         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
529         /*
530          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
531          */
532         struct list_head active_mmu_pages;
533         struct list_head assigned_dev_head;
534         struct iommu_domain *iommu_domain;
535         int iommu_flags;
536         struct kvm_pic *vpic;
537         struct kvm_ioapic *vioapic;
538         struct kvm_pit *vpit;
539         int vapics_in_nmi_mode;
540         struct mutex apic_map_lock;
541         struct kvm_apic_map *apic_map;
542
543         unsigned int tss_addr;
544         struct page *apic_access_page;
545
546         gpa_t wall_clock;
547
548         struct page *ept_identity_pagetable;
549         bool ept_identity_pagetable_done;
550         gpa_t ept_identity_map_addr;
551
552         unsigned long irq_sources_bitmap;
553         s64 kvmclock_offset;
554         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
555         u64 last_tsc_nsec;
556         u64 last_tsc_write;
557         u32 last_tsc_khz;
558         u64 cur_tsc_nsec;
559         u64 cur_tsc_write;
560         u64 cur_tsc_offset;
561         u8  cur_tsc_generation;
562
563         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
564
565         /* fields used by HYPER-V emulation */
566         u64 hv_guest_os_id;
567         u64 hv_hypercall;
568
569         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
570         int audit_point;
571         #endif
572 };
573
574 struct kvm_vm_stat {
575         u32 mmu_shadow_zapped;
576         u32 mmu_pte_write;
577         u32 mmu_pte_updated;
578         u32 mmu_pde_zapped;
579         u32 mmu_flooded;
580         u32 mmu_recycled;
581         u32 mmu_cache_miss;
582         u32 mmu_unsync;
583         u32 remote_tlb_flush;
584         u32 lpages;
585 };
586
587 struct kvm_vcpu_stat {
588         u32 pf_fixed;
589         u32 pf_guest;
590         u32 tlb_flush;
591         u32 invlpg;
592
593         u32 exits;
594         u32 io_exits;
595         u32 mmio_exits;
596         u32 signal_exits;
597         u32 irq_window_exits;
598         u32 nmi_window_exits;
599         u32 halt_exits;
600         u32 halt_wakeup;
601         u32 request_irq_exits;
602         u32 irq_exits;
603         u32 host_state_reload;
604         u32 efer_reload;
605         u32 fpu_reload;
606         u32 insn_emulation;
607         u32 insn_emulation_fail;
608         u32 hypercalls;
609         u32 irq_injections;
610         u32 nmi_injections;
611 };
612
613 struct x86_instruction_info;
614
615 struct kvm_x86_ops {
616         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
617         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
618         int (*hardware_enable)(void *dummy);
619         void (*hardware_disable)(void *dummy);
620         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
621         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
622         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
623         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
624         void (*cpuid_update)(struct kvm_vcpu *vcpu);
625
626         /* Create, but do not attach this VCPU */
627         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
628         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
629         int (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
630
631         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
632         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
633         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
634
635         void (*update_db_bp_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu);
636         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 *pdata);
637         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 data);
638         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
639         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
640                             struct kvm_segment *var, int seg);
641         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
642         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
643                             struct kvm_segment *var, int seg);
644         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
645         void (*decache_cr0_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
646         void (*decache_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
647         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
648         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
649         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
650         int (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
651         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
652         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
653         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
654         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
655         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
656         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
657         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
658         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
659         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
660         void (*fpu_activate)(struct kvm_vcpu *vcpu);
661         void (*fpu_deactivate)(struct kvm_vcpu *vcpu);
662
663         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
664
665         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
666         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
667         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
668         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
669         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
670         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
671                                 unsigned char *hypercall_addr);
672         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
673         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
674         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr,
675                                 bool has_error_code, u32 error_code,
676                                 bool reinject);
677         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
678         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
679         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
680         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
681         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
682         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
683         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
684         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
685         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
686         int (*get_tdp_level)(void);
687         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
688         int (*get_lpage_level)(void);
689         bool (*rdtscp_supported)(void);
690         bool (*invpcid_supported)(void);
691         void (*adjust_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, s64 adjustment, bool host);
692
693         void (*set_tdp_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
694
695         void (*set_supported_cpuid)(u32 func, struct kvm_cpuid_entry2 *entry);
696
697         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
698
699         void (*set_tsc_khz)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 user_tsc_khz, bool scale);
700         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
701
702         u64 (*compute_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 target_tsc);
703         u64 (*read_l1_tsc)(struct kvm_vcpu *vcpu);
704
705         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2);
706
707         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
708                                struct x86_instruction_info *info,
709                                enum x86_intercept_stage stage);
710 };
711
712 struct kvm_arch_async_pf {
713         u32 token;
714         gfn_t gfn;
715         unsigned long cr3;
716         bool direct_map;
717 };
718
719 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
720
721 static inline void adjust_tsc_offset_guest(struct kvm_vcpu *vcpu,
722                                            s64 adjustment)
723 {
724         kvm_x86_ops->adjust_tsc_offset(vcpu, adjustment, false);
725 }
726
727 static inline void adjust_tsc_offset_host(struct kvm_vcpu *vcpu, s64 adjustment)
728 {
729         kvm_x86_ops->adjust_tsc_offset(vcpu, adjustment, true);
730 }
731
732 int kvm_mmu_module_init(void);
733 void kvm_mmu_module_exit(void);
734
735 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
736 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
737 int kvm_mmu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
738 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
739                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask);
740
741 int kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
742 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm, int slot);
743 void kvm_mmu_write_protect_pt_masked(struct kvm *kvm,
744                                      struct kvm_memory_slot *slot,
745                                      gfn_t gfn_offset, unsigned long mask);
746 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
747 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
748 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
749
750 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
751
752 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
753                           const void *val, int bytes);
754 u8 kvm_get_guest_memory_type(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
755
756 extern bool tdp_enabled;
757
758 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
759
760 /* control of guest tsc rate supported? */
761 extern bool kvm_has_tsc_control;
762 /* minimum supported tsc_khz for guests */
763 extern u32  kvm_min_guest_tsc_khz;
764 /* maximum supported tsc_khz for guests */
765 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
766
767 enum emulation_result {
768         EMULATE_DONE,       /* no further processing */
769         EMULATE_DO_MMIO,      /* kvm_run filled with mmio request */
770         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
771 };
772
773 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
774 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
775 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
776 #define EMULTYPE_RETRY              (1 << 3)
777 int x86_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr2,
778                             int emulation_type, void *insn, int insn_len);
779
780 static inline int emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu,
781                         int emulation_type)
782 {
783         return x86_emulate_instruction(vcpu, 0, emulation_type, NULL, 0);
784 }
785
786 void kvm_enable_efer_bits(u64);
787 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 *data);
788 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 data);
789
790 struct x86_emulate_ctxt;
791
792 int kvm_fast_pio_out(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port);
793 void kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
794 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
795 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
796
797 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
798 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
799
800 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
801                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
802
803 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
804 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
805 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
806 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
807 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
808 int kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
809 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
810 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
811 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
812 int kvm_set_xcr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 xcr);
813
814 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 *pdata);
815 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 data);
816
817 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
818 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
819 bool kvm_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
820
821 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
822 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
823 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
824 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
825 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
826 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
827                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
828                             u32 access);
829 void kvm_propagate_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
830 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
831
832 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
833                                        int irq_source_id, int level)
834 {
835         /* Logical OR for level trig interrupt */
836         if (level)
837                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
838         else
839                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
840
841         return !!(*irq_state);
842 }
843
844 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
845 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
846
847 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
848
849 int fx_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
850
851 void kvm_mmu_flush_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu);
852 void kvm_mmu_pte_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
853                        const u8 *new, int bytes);
854 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
855 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
856 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
857 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
858 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
859 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
860 gpa_t translate_nested_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access);
861 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
862                               struct x86_exception *exception);
863 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
864                                struct x86_exception *exception);
865 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
866                                struct x86_exception *exception);
867 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
868                                 struct x86_exception *exception);
869
870 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
871
872 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 error_code,
873                        void *insn, int insn_len);
874 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
875
876 void kvm_enable_tdp(void);
877 void kvm_disable_tdp(void);
878
879 int complete_pio(struct kvm_vcpu *vcpu);
880 bool kvm_check_iopl(struct kvm_vcpu *vcpu);
881
882 static inline gpa_t translate_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access)
883 {
884         return gpa;
885 }
886
887 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
888 {
889         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
890
891         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
892 }
893
894 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
895 {
896         u16 ldt;
897         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
898         return ldt;
899 }
900
901 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
902 {
903         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
904 }
905
906 #ifdef CONFIG_X86_64
907 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
908 {
909         u64 value;
910
911         rdmsrl(msr, value);
912         return value;
913 }
914 #endif
915
916 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
917 {
918         return 0x600; /* P6 family */
919 }
920
921 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
922 {
923         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
924 }
925
926 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
927 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
928 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
929 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
930 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
931         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
932
933 enum {
934         TASK_SWITCH_CALL = 0,
935         TASK_SWITCH_IRET = 1,
936         TASK_SWITCH_JMP = 2,
937         TASK_SWITCH_GATE = 3,
938 };
939
940 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
941 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
942 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
943 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
944 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
945 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
946
947 /*
948  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
949  * reboot turns off virtualization while processes are running.
950  * Trap the fault and ignore the instruction if that happens.
951  */
952 asmlinkage void kvm_spurious_fault(void);
953 extern bool kvm_rebooting;
954
955 #define ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, cleanup_insn)      \
956         "666: " insn "\n\t" \
957         "668: \n\t"                           \
958         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n" \
959         "667: \n\t" \
960         cleanup_insn "\n\t"                   \
961         "cmpb $0, kvm_rebooting \n\t"         \
962         "jne 668b \n\t"                       \
963         __ASM_SIZE(push) " $666b \n\t"        \
964         "call kvm_spurious_fault \n\t"        \
965         ".popsection \n\t" \
966         _ASM_EXTABLE(666b, 667b)
967
968 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn)              \
969         ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, "")
970
971 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
972 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
973 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
974 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
975 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
976 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
977 int cpuid_maxphyaddr(struct kvm_vcpu *vcpu);
978 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
979 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
980 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
981
982 void kvm_define_shared_msr(unsigned index, u32 msr);
983 void kvm_set_shared_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
984
985 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
986
987 void kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
988                                      struct kvm_async_pf *work);
989 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
990                                  struct kvm_async_pf *work);
991 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
992                                struct kvm_async_pf *work);
993 bool kvm_arch_can_inject_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
994 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
995
996 void kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
997
998 int kvm_is_in_guest(void);
999
1000 void kvm_pmu_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
1001 void kvm_pmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1002 void kvm_pmu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu);
1003 void kvm_pmu_cpuid_update(struct kvm_vcpu *vcpu);
1004 bool kvm_pmu_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr);
1005 int kvm_pmu_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 *data);
1006 int kvm_pmu_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 data);
1007 int kvm_pmu_read_pmc(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned pmc, u64 *data);
1008 void kvm_handle_pmu_event(struct kvm_vcpu *vcpu);
1009 void kvm_deliver_pmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1010
1011 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */