c24125cd0c63f2a400f44e4d996f028ae1b95d6b
[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
31 #define KVM_MAX_VCPUS 254
32 #define KVM_SOFT_MAX_VCPUS 160
33 #define KVM_MEMORY_SLOTS 32
34 /* memory slots that does not exposed to userspace */
35 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 4
36 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_MEMORY_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
37
38 #define KVM_MMIO_SIZE 16
39
40 #define KVM_PIO_PAGE_OFFSET 1
41 #define KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET 2
42
43 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
44         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
45                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
46                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
47
48 #define CR3_PAE_RESERVED_BITS ((X86_CR3_PWT | X86_CR3_PCD) - 1)
49 #define CR3_NONPAE_RESERVED_BITS ((PAGE_SIZE-1) & ~(X86_CR3_PWT | X86_CR3_PCD))
50 #define CR3_L_MODE_RESERVED_BITS (CR3_NONPAE_RESERVED_BITS |    \
51                                   0xFFFFFF0000000000ULL)
52 #define CR4_RESERVED_BITS                                               \
53         (~(unsigned long)(X86_CR4_VME | X86_CR4_PVI | X86_CR4_TSD | X86_CR4_DE\
54                           | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_MCE     \
55                           | X86_CR4_PGE | X86_CR4_PCE | X86_CR4_OSFXSR  \
56                           | X86_CR4_OSXSAVE | X86_CR4_SMEP | X86_CR4_RDWRGSFS \
57                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_VMXE))
58
59 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
60
61
62
63 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
64 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
65
66 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
67
68 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
69 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       3
70 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
71 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
72 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
73 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
74 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
75
76 #define DE_VECTOR 0
77 #define DB_VECTOR 1
78 #define BP_VECTOR 3
79 #define OF_VECTOR 4
80 #define BR_VECTOR 5
81 #define UD_VECTOR 6
82 #define NM_VECTOR 7
83 #define DF_VECTOR 8
84 #define TS_VECTOR 10
85 #define NP_VECTOR 11
86 #define SS_VECTOR 12
87 #define GP_VECTOR 13
88 #define PF_VECTOR 14
89 #define MF_VECTOR 16
90 #define MC_VECTOR 18
91
92 #define SELECTOR_TI_MASK (1 << 2)
93 #define SELECTOR_RPL_MASK 0x03
94
95 #define IOPL_SHIFT 12
96
97 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
98 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64
99 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 10
100 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
101 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
102 #define KVM_REFILL_PAGES 25
103 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 80
104 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
105 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
106
107 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
108
109 extern raw_spinlock_t kvm_lock;
110 extern struct list_head vm_list;
111
112 struct kvm_vcpu;
113 struct kvm;
114 struct kvm_async_pf;
115
116 enum kvm_reg {
117         VCPU_REGS_RAX = 0,
118         VCPU_REGS_RCX = 1,
119         VCPU_REGS_RDX = 2,
120         VCPU_REGS_RBX = 3,
121         VCPU_REGS_RSP = 4,
122         VCPU_REGS_RBP = 5,
123         VCPU_REGS_RSI = 6,
124         VCPU_REGS_RDI = 7,
125 #ifdef CONFIG_X86_64
126         VCPU_REGS_R8 = 8,
127         VCPU_REGS_R9 = 9,
128         VCPU_REGS_R10 = 10,
129         VCPU_REGS_R11 = 11,
130         VCPU_REGS_R12 = 12,
131         VCPU_REGS_R13 = 13,
132         VCPU_REGS_R14 = 14,
133         VCPU_REGS_R15 = 15,
134 #endif
135         VCPU_REGS_RIP,
136         NR_VCPU_REGS
137 };
138
139 enum kvm_reg_ex {
140         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
141         VCPU_EXREG_CR3,
142         VCPU_EXREG_RFLAGS,
143         VCPU_EXREG_CPL,
144         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
145 };
146
147 enum {
148         VCPU_SREG_ES,
149         VCPU_SREG_CS,
150         VCPU_SREG_SS,
151         VCPU_SREG_DS,
152         VCPU_SREG_FS,
153         VCPU_SREG_GS,
154         VCPU_SREG_TR,
155         VCPU_SREG_LDTR,
156 };
157
158 #include <asm/kvm_emulate.h>
159
160 #define KVM_NR_MEM_OBJS 40
161
162 #define KVM_NR_DB_REGS  4
163
164 #define DR6_BD          (1 << 13)
165 #define DR6_BS          (1 << 14)
166 #define DR6_FIXED_1     0xffff0ff0
167 #define DR6_VOLATILE    0x0000e00f
168
169 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
170 #define DR7_GE          (1 << 9)
171 #define DR7_GD          (1 << 13)
172 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
173 #define DR7_VOLATILE    0xffff23ff
174
175 /*
176  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
177  * enough memory for a single page fault in a cache.
178  */
179 struct kvm_mmu_memory_cache {
180         int nobjs;
181         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
182 };
183
184 /*
185  * kvm_mmu_page_role, below, is defined as:
186  *
187  *   bits 0:3 - total guest paging levels (2-4, or zero for real mode)
188  *   bits 4:7 - page table level for this shadow (1-4)
189  *   bits 8:9 - page table quadrant for 2-level guests
190  *   bit   16 - direct mapping of virtual to physical mapping at gfn
191  *              used for real mode and two-dimensional paging
192  *   bits 17:19 - common access permissions for all ptes in this shadow page
193  */
194 union kvm_mmu_page_role {
195         unsigned word;
196         struct {
197                 unsigned level:4;
198                 unsigned cr4_pae:1;
199                 unsigned quadrant:2;
200                 unsigned pad_for_nice_hex_output:6;
201                 unsigned direct:1;
202                 unsigned access:3;
203                 unsigned invalid:1;
204                 unsigned nxe:1;
205                 unsigned cr0_wp:1;
206                 unsigned smep_andnot_wp:1;
207         };
208 };
209
210 struct kvm_mmu_page {
211         struct list_head link;
212         struct hlist_node hash_link;
213
214         /*
215          * The following two entries are used to key the shadow page in the
216          * hash table.
217          */
218         gfn_t gfn;
219         union kvm_mmu_page_role role;
220
221         u64 *spt;
222         /* hold the gfn of each spte inside spt */
223         gfn_t *gfns;
224         /*
225          * One bit set per slot which has memory
226          * in this shadow page.
227          */
228         DECLARE_BITMAP(slot_bitmap, KVM_MEM_SLOTS_NUM);
229         bool unsync;
230         int root_count;          /* Currently serving as active root */
231         unsigned int unsync_children;
232         unsigned long parent_ptes;      /* Reverse mapping for parent_pte */
233         DECLARE_BITMAP(unsync_child_bitmap, 512);
234
235 #ifdef CONFIG_X86_32
236         int clear_spte_count;
237 #endif
238
239         int write_flooding_count;
240
241         struct rcu_head rcu;
242 };
243
244 struct kvm_pio_request {
245         unsigned long count;
246         int in;
247         int port;
248         int size;
249 };
250
251 /*
252  * x86 supports 3 paging modes (4-level 64-bit, 3-level 64-bit, and 2-level
253  * 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the current mmu
254  * mode.
255  */
256 struct kvm_mmu {
257         void (*new_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
258         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long root);
259         unsigned long (*get_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
260         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
261         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err,
262                           bool prefault);
263         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
264                                   struct x86_exception *fault);
265         void (*free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
266         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 access,
267                             struct x86_exception *exception);
268         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access);
269         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
270                          struct kvm_mmu_page *sp);
271         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
272         void (*update_pte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
273                            u64 *spte, const void *pte);
274         hpa_t root_hpa;
275         int root_level;
276         int shadow_root_level;
277         union kvm_mmu_page_role base_role;
278         bool direct_map;
279
280         u64 *pae_root;
281         u64 *lm_root;
282         u64 rsvd_bits_mask[2][4];
283
284         bool nx;
285
286         u64 pdptrs[4]; /* pae */
287 };
288
289 enum pmc_type {
290         KVM_PMC_GP = 0,
291         KVM_PMC_FIXED,
292 };
293
294 struct kvm_pmc {
295         enum pmc_type type;
296         u8 idx;
297         u64 counter;
298         u64 eventsel;
299         struct perf_event *perf_event;
300         struct kvm_vcpu *vcpu;
301 };
302
303 struct kvm_pmu {
304         unsigned nr_arch_gp_counters;
305         unsigned nr_arch_fixed_counters;
306         unsigned available_event_types;
307         u64 fixed_ctr_ctrl;
308         u64 global_ctrl;
309         u64 global_status;
310         u64 global_ovf_ctrl;
311         u64 counter_bitmask[2];
312         u64 global_ctrl_mask;
313         u8 version;
314         struct kvm_pmc gp_counters[X86_PMC_MAX_GENERIC];
315         struct kvm_pmc fixed_counters[X86_PMC_MAX_FIXED];
316         struct irq_work irq_work;
317         u64 reprogram_pmi;
318 };
319
320 struct kvm_vcpu_arch {
321         /*
322          * rip and regs accesses must go through
323          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
324          */
325         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
326         u32 regs_avail;
327         u32 regs_dirty;
328
329         unsigned long cr0;
330         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
331         unsigned long cr2;
332         unsigned long cr3;
333         unsigned long cr4;
334         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
335         unsigned long cr8;
336         u32 hflags;
337         u64 efer;
338         u64 apic_base;
339         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
340         int32_t apic_arb_prio;
341         int mp_state;
342         int sipi_vector;
343         u64 ia32_misc_enable_msr;
344         bool tpr_access_reporting;
345
346         /*
347          * Paging state of the vcpu
348          *
349          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
350          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
351          * handle faults.
352          */
353         struct kvm_mmu mmu;
354
355         /*
356          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
357          *
358          * This context will save all necessary information to walk page tables
359          * of the an L2 guest. This context is only initialized for page table
360          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
361          * the host.
362          */
363         struct kvm_mmu nested_mmu;
364
365         /*
366          * Pointer to the mmu context currently used for
367          * gva_to_gpa translations.
368          */
369         struct kvm_mmu *walk_mmu;
370
371         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
372         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
373         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
374
375         struct fpu guest_fpu;
376         u64 xcr0;
377
378         struct kvm_pio_request pio;
379         void *pio_data;
380
381         u8 event_exit_inst_len;
382
383         struct kvm_queued_exception {
384                 bool pending;
385                 bool has_error_code;
386                 bool reinject;
387                 u8 nr;
388                 u32 error_code;
389         } exception;
390
391         struct kvm_queued_interrupt {
392                 bool pending;
393                 bool soft;
394                 u8 nr;
395         } interrupt;
396
397         int halt_request; /* real mode on Intel only */
398
399         int cpuid_nent;
400         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
401         /* emulate context */
402
403         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
404         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
405         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
406
407         gpa_t time;
408         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
409         unsigned int hw_tsc_khz;
410         unsigned int time_offset;
411         struct page *time_page;
412
413         struct {
414                 u64 msr_val;
415                 u64 last_steal;
416                 u64 accum_steal;
417                 struct gfn_to_hva_cache stime;
418                 struct kvm_steal_time steal;
419         } st;
420
421         u64 last_guest_tsc;
422         u64 last_kernel_ns;
423         u64 last_host_tsc;
424         u64 tsc_offset_adjustment;
425         u64 this_tsc_nsec;
426         u64 this_tsc_write;
427         u8  this_tsc_generation;
428         bool tsc_catchup;
429         bool tsc_always_catchup;
430         s8 virtual_tsc_shift;
431         u32 virtual_tsc_mult;
432         u32 virtual_tsc_khz;
433
434         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
435         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
436         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
437
438         struct mtrr_state_type mtrr_state;
439         u32 pat;
440
441         int switch_db_regs;
442         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
443         unsigned long dr6;
444         unsigned long dr7;
445         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
446
447         u64 mcg_cap;
448         u64 mcg_status;
449         u64 mcg_ctl;
450         u64 *mce_banks;
451
452         /* Cache MMIO info */
453         u64 mmio_gva;
454         unsigned access;
455         gfn_t mmio_gfn;
456
457         struct kvm_pmu pmu;
458
459         /* used for guest single stepping over the given code position */
460         unsigned long singlestep_rip;
461
462         /* fields used by HYPER-V emulation */
463         u64 hv_vapic;
464
465         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
466
467         unsigned long last_retry_eip;
468         unsigned long last_retry_addr;
469
470         struct {
471                 bool halted;
472                 gfn_t gfns[roundup_pow_of_two(ASYNC_PF_PER_VCPU)];
473                 struct gfn_to_hva_cache data;
474                 u64 msr_val;
475                 u32 id;
476                 bool send_user_only;
477         } apf;
478
479         /* OSVW MSRs (AMD only) */
480         struct {
481                 u64 length;
482                 u64 status;
483         } osvw;
484 };
485
486 struct kvm_arch {
487         unsigned int n_used_mmu_pages;
488         unsigned int n_requested_mmu_pages;
489         unsigned int n_max_mmu_pages;
490         unsigned int indirect_shadow_pages;
491         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
492         /*
493          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
494          */
495         struct list_head active_mmu_pages;
496         struct list_head assigned_dev_head;
497         struct iommu_domain *iommu_domain;
498         int iommu_flags;
499         struct kvm_pic *vpic;
500         struct kvm_ioapic *vioapic;
501         struct kvm_pit *vpit;
502         int vapics_in_nmi_mode;
503
504         unsigned int tss_addr;
505         struct page *apic_access_page;
506
507         gpa_t wall_clock;
508
509         struct page *ept_identity_pagetable;
510         bool ept_identity_pagetable_done;
511         gpa_t ept_identity_map_addr;
512
513         unsigned long irq_sources_bitmap;
514         s64 kvmclock_offset;
515         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
516         u64 last_tsc_nsec;
517         u64 last_tsc_write;
518         u32 last_tsc_khz;
519         u64 cur_tsc_nsec;
520         u64 cur_tsc_write;
521         u64 cur_tsc_offset;
522         u8  cur_tsc_generation;
523
524         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
525
526         /* fields used by HYPER-V emulation */
527         u64 hv_guest_os_id;
528         u64 hv_hypercall;
529
530         atomic_t reader_counter;
531
532         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
533         int audit_point;
534         #endif
535 };
536
537 struct kvm_vm_stat {
538         u32 mmu_shadow_zapped;
539         u32 mmu_pte_write;
540         u32 mmu_pte_updated;
541         u32 mmu_pde_zapped;
542         u32 mmu_flooded;
543         u32 mmu_recycled;
544         u32 mmu_cache_miss;
545         u32 mmu_unsync;
546         u32 remote_tlb_flush;
547         u32 lpages;
548 };
549
550 struct kvm_vcpu_stat {
551         u32 pf_fixed;
552         u32 pf_guest;
553         u32 tlb_flush;
554         u32 invlpg;
555
556         u32 exits;
557         u32 io_exits;
558         u32 mmio_exits;
559         u32 signal_exits;
560         u32 irq_window_exits;
561         u32 nmi_window_exits;
562         u32 halt_exits;
563         u32 halt_wakeup;
564         u32 request_irq_exits;
565         u32 irq_exits;
566         u32 host_state_reload;
567         u32 efer_reload;
568         u32 fpu_reload;
569         u32 insn_emulation;
570         u32 insn_emulation_fail;
571         u32 hypercalls;
572         u32 irq_injections;
573         u32 nmi_injections;
574 };
575
576 struct x86_instruction_info;
577
578 struct kvm_x86_ops {
579         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
580         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
581         int (*hardware_enable)(void *dummy);
582         void (*hardware_disable)(void *dummy);
583         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
584         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
585         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
586         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
587         void (*cpuid_update)(struct kvm_vcpu *vcpu);
588
589         /* Create, but do not attach this VCPU */
590         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
591         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
592         int (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
593
594         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
595         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
596         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
597
598         void (*set_guest_debug)(struct kvm_vcpu *vcpu,
599                                 struct kvm_guest_debug *dbg);
600         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 *pdata);
601         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 data);
602         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
603         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
604                             struct kvm_segment *var, int seg);
605         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
606         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
607                             struct kvm_segment *var, int seg);
608         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
609         void (*decache_cr0_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
610         void (*decache_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
611         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
612         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
613         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
614         int (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
615         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
616         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
617         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
618         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
619         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
620         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
621         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
622         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
623         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
624         void (*fpu_activate)(struct kvm_vcpu *vcpu);
625         void (*fpu_deactivate)(struct kvm_vcpu *vcpu);
626
627         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
628
629         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
630         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
631         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
632         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
633         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
634         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
635                                 unsigned char *hypercall_addr);
636         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
637         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
638         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr,
639                                 bool has_error_code, u32 error_code,
640                                 bool reinject);
641         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
642         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
643         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
644         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
645         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
646         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
647         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
648         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
649         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
650         int (*get_tdp_level)(void);
651         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
652         int (*get_lpage_level)(void);
653         bool (*rdtscp_supported)(void);
654         void (*adjust_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, s64 adjustment, bool host);
655
656         void (*set_tdp_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
657
658         void (*set_supported_cpuid)(u32 func, struct kvm_cpuid_entry2 *entry);
659
660         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
661
662         void (*set_tsc_khz)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 user_tsc_khz, bool scale);
663         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
664
665         u64 (*compute_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 target_tsc);
666         u64 (*read_l1_tsc)(struct kvm_vcpu *vcpu);
667
668         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2);
669
670         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
671                                struct x86_instruction_info *info,
672                                enum x86_intercept_stage stage);
673 };
674
675 struct kvm_arch_async_pf {
676         u32 token;
677         gfn_t gfn;
678         unsigned long cr3;
679         bool direct_map;
680 };
681
682 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
683
684 static inline void adjust_tsc_offset_guest(struct kvm_vcpu *vcpu,
685                                            s64 adjustment)
686 {
687         kvm_x86_ops->adjust_tsc_offset(vcpu, adjustment, false);
688 }
689
690 static inline void adjust_tsc_offset_host(struct kvm_vcpu *vcpu, s64 adjustment)
691 {
692         kvm_x86_ops->adjust_tsc_offset(vcpu, adjustment, true);
693 }
694
695 int kvm_mmu_module_init(void);
696 void kvm_mmu_module_exit(void);
697
698 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
699 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
700 int kvm_mmu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
701 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
702                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask);
703
704 int kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
705 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm, int slot);
706 int kvm_mmu_rmap_write_protect(struct kvm *kvm, u64 gfn,
707                                struct kvm_memory_slot *slot);
708 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
709 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
710 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
711
712 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
713
714 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
715                           const void *val, int bytes);
716 u8 kvm_get_guest_memory_type(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
717
718 extern bool tdp_enabled;
719
720 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
721
722 /* control of guest tsc rate supported? */
723 extern bool kvm_has_tsc_control;
724 /* minimum supported tsc_khz for guests */
725 extern u32  kvm_min_guest_tsc_khz;
726 /* maximum supported tsc_khz for guests */
727 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
728
729 enum emulation_result {
730         EMULATE_DONE,       /* no further processing */
731         EMULATE_DO_MMIO,      /* kvm_run filled with mmio request */
732         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
733 };
734
735 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
736 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
737 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
738 #define EMULTYPE_RETRY              (1 << 3)
739 int x86_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr2,
740                             int emulation_type, void *insn, int insn_len);
741
742 static inline int emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu,
743                         int emulation_type)
744 {
745         return x86_emulate_instruction(vcpu, 0, emulation_type, NULL, 0);
746 }
747
748 void kvm_enable_efer_bits(u64);
749 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 *data);
750 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 data);
751
752 struct x86_emulate_ctxt;
753
754 int kvm_fast_pio_out(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port);
755 void kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
756 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
757 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
758
759 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
760 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
761
762 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int reason,
763                     bool has_error_code, u32 error_code);
764
765 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
766 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
767 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
768 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
769 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
770 int kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
771 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
772 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
773 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
774 int kvm_set_xcr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 xcr);
775
776 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 *pdata);
777 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 data);
778
779 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
780 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
781 bool kvm_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
782
783 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
784 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
785 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
786 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
787 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
788 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
789                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
790                             u32 access);
791 void kvm_propagate_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
792 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
793
794 int kvm_pic_set_irq(void *opaque, int irq, int level);
795
796 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
797
798 int fx_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
799
800 void kvm_mmu_flush_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu);
801 void kvm_mmu_pte_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
802                        const u8 *new, int bytes);
803 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
804 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
805 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
806 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
807 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
808 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
809 gpa_t translate_nested_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access);
810 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
811                               struct x86_exception *exception);
812 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
813                                struct x86_exception *exception);
814 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
815                                struct x86_exception *exception);
816 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
817                                 struct x86_exception *exception);
818
819 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
820
821 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 error_code,
822                        void *insn, int insn_len);
823 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
824
825 void kvm_enable_tdp(void);
826 void kvm_disable_tdp(void);
827
828 int complete_pio(struct kvm_vcpu *vcpu);
829 bool kvm_check_iopl(struct kvm_vcpu *vcpu);
830
831 static inline gpa_t translate_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access)
832 {
833         return gpa;
834 }
835
836 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
837 {
838         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
839
840         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
841 }
842
843 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
844 {
845         u16 ldt;
846         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
847         return ldt;
848 }
849
850 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
851 {
852         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
853 }
854
855 #ifdef CONFIG_X86_64
856 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
857 {
858         u64 value;
859
860         rdmsrl(msr, value);
861         return value;
862 }
863 #endif
864
865 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
866 {
867         return 0x600; /* P6 family */
868 }
869
870 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
871 {
872         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
873 }
874
875 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
876 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
877 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
878 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
879 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
880         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
881
882 enum {
883         TASK_SWITCH_CALL = 0,
884         TASK_SWITCH_IRET = 1,
885         TASK_SWITCH_JMP = 2,
886         TASK_SWITCH_GATE = 3,
887 };
888
889 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
890 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
891 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
892 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
893 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
894 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
895
896 /*
897  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
898  * reboot turns off virtualization while processes are running.
899  * Trap the fault and ignore the instruction if that happens.
900  */
901 asmlinkage void kvm_spurious_fault(void);
902 extern bool kvm_rebooting;
903
904 #define ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, cleanup_insn)      \
905         "666: " insn "\n\t" \
906         "668: \n\t"                           \
907         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n" \
908         "667: \n\t" \
909         cleanup_insn "\n\t"                   \
910         "cmpb $0, kvm_rebooting \n\t"         \
911         "jne 668b \n\t"                       \
912         __ASM_SIZE(push) " $666b \n\t"        \
913         "call kvm_spurious_fault \n\t"        \
914         ".popsection \n\t" \
915         ".pushsection __ex_table, \"a\" \n\t" \
916         _ASM_PTR " 666b, 667b \n\t" \
917         ".popsection"
918
919 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn)              \
920         ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, "")
921
922 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
923 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
924 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
925 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
926 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
927 int cpuid_maxphyaddr(struct kvm_vcpu *vcpu);
928 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
929 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
930 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
931
932 void kvm_define_shared_msr(unsigned index, u32 msr);
933 void kvm_set_shared_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
934
935 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
936
937 void kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
938                                      struct kvm_async_pf *work);
939 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
940                                  struct kvm_async_pf *work);
941 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
942                                struct kvm_async_pf *work);
943 bool kvm_arch_can_inject_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
944 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
945
946 void kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
947
948 int kvm_is_in_guest(void);
949
950 void kvm_pmu_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
951 void kvm_pmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
952 void kvm_pmu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu);
953 void kvm_pmu_cpuid_update(struct kvm_vcpu *vcpu);
954 bool kvm_pmu_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr);
955 int kvm_pmu_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 *data);
956 int kvm_pmu_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 data);
957 int kvm_pmu_read_pmc(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned pmc, u64 *data);
958 void kvm_handle_pmu_event(struct kvm_vcpu *vcpu);
959 void kvm_deliver_pmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
960
961 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */