x86, apicv: add virtual interrupt delivery support
[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 #include <linux/pvclock_gtod.h>
26 #include <linux/clocksource.h>
27
28 #include <asm/pvclock-abi.h>
29 #include <asm/desc.h>
30 #include <asm/mtrr.h>
31 #include <asm/msr-index.h>
32 #include <asm/asm.h>
33
34 #define KVM_MAX_VCPUS 254
35 #define KVM_SOFT_MAX_VCPUS 160
36 #define KVM_USER_MEM_SLOTS 125
37 /* memory slots that are not exposed to userspace */
38 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 3
39 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
40
41 #define KVM_MMIO_SIZE 16
42
43 #define KVM_PIO_PAGE_OFFSET 1
44 #define KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET 2
45
46 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
47         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
48                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
49                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
50
51 #define CR3_PAE_RESERVED_BITS ((X86_CR3_PWT | X86_CR3_PCD) - 1)
52 #define CR3_NONPAE_RESERVED_BITS ((PAGE_SIZE-1) & ~(X86_CR3_PWT | X86_CR3_PCD))
53 #define CR3_PCID_ENABLED_RESERVED_BITS 0xFFFFFF0000000000ULL
54 #define CR3_L_MODE_RESERVED_BITS (CR3_NONPAE_RESERVED_BITS |    \
55                                   0xFFFFFF0000000000ULL)
56 #define CR4_RESERVED_BITS                                               \
57         (~(unsigned long)(X86_CR4_VME | X86_CR4_PVI | X86_CR4_TSD | X86_CR4_DE\
58                           | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_MCE     \
59                           | X86_CR4_PGE | X86_CR4_PCE | X86_CR4_OSFXSR | X86_CR4_PCIDE \
60                           | X86_CR4_OSXSAVE | X86_CR4_SMEP | X86_CR4_RDWRGSFS \
61                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_VMXE))
62
63 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
64
65
66
67 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
68 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
69
70 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
71
72 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
73 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       3
74 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
75 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
76 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
77 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
78 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
79
80 #define SELECTOR_TI_MASK (1 << 2)
81 #define SELECTOR_RPL_MASK 0x03
82
83 #define IOPL_SHIFT 12
84
85 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
86 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64
87 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 10
88 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
89 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
90 #define KVM_REFILL_PAGES 25
91 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 80
92 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
93 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
94
95 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
96
97 extern raw_spinlock_t kvm_lock;
98 extern struct list_head vm_list;
99
100 struct kvm_vcpu;
101 struct kvm;
102 struct kvm_async_pf;
103
104 enum kvm_reg {
105         VCPU_REGS_RAX = 0,
106         VCPU_REGS_RCX = 1,
107         VCPU_REGS_RDX = 2,
108         VCPU_REGS_RBX = 3,
109         VCPU_REGS_RSP = 4,
110         VCPU_REGS_RBP = 5,
111         VCPU_REGS_RSI = 6,
112         VCPU_REGS_RDI = 7,
113 #ifdef CONFIG_X86_64
114         VCPU_REGS_R8 = 8,
115         VCPU_REGS_R9 = 9,
116         VCPU_REGS_R10 = 10,
117         VCPU_REGS_R11 = 11,
118         VCPU_REGS_R12 = 12,
119         VCPU_REGS_R13 = 13,
120         VCPU_REGS_R14 = 14,
121         VCPU_REGS_R15 = 15,
122 #endif
123         VCPU_REGS_RIP,
124         NR_VCPU_REGS
125 };
126
127 enum kvm_reg_ex {
128         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
129         VCPU_EXREG_CR3,
130         VCPU_EXREG_RFLAGS,
131         VCPU_EXREG_CPL,
132         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
133 };
134
135 enum {
136         VCPU_SREG_ES,
137         VCPU_SREG_CS,
138         VCPU_SREG_SS,
139         VCPU_SREG_DS,
140         VCPU_SREG_FS,
141         VCPU_SREG_GS,
142         VCPU_SREG_TR,
143         VCPU_SREG_LDTR,
144 };
145
146 #include <asm/kvm_emulate.h>
147
148 #define KVM_NR_MEM_OBJS 40
149
150 #define KVM_NR_DB_REGS  4
151
152 #define DR6_BD          (1 << 13)
153 #define DR6_BS          (1 << 14)
154 #define DR6_FIXED_1     0xffff0ff0
155 #define DR6_VOLATILE    0x0000e00f
156
157 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
158 #define DR7_GE          (1 << 9)
159 #define DR7_GD          (1 << 13)
160 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
161 #define DR7_VOLATILE    0xffff23ff
162
163 /* apic attention bits */
164 #define KVM_APIC_CHECK_VAPIC    0
165 /*
166  * The following bit is set with PV-EOI, unset on EOI.
167  * We detect PV-EOI changes by guest by comparing
168  * this bit with PV-EOI in guest memory.
169  * See the implementation in apic_update_pv_eoi.
170  */
171 #define KVM_APIC_PV_EOI_PENDING 1
172
173 /*
174  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
175  * enough memory for a single page fault in a cache.
176  */
177 struct kvm_mmu_memory_cache {
178         int nobjs;
179         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
180 };
181
182 /*
183  * kvm_mmu_page_role, below, is defined as:
184  *
185  *   bits 0:3 - total guest paging levels (2-4, or zero for real mode)
186  *   bits 4:7 - page table level for this shadow (1-4)
187  *   bits 8:9 - page table quadrant for 2-level guests
188  *   bit   16 - direct mapping of virtual to physical mapping at gfn
189  *              used for real mode and two-dimensional paging
190  *   bits 17:19 - common access permissions for all ptes in this shadow page
191  */
192 union kvm_mmu_page_role {
193         unsigned word;
194         struct {
195                 unsigned level:4;
196                 unsigned cr4_pae:1;
197                 unsigned quadrant:2;
198                 unsigned pad_for_nice_hex_output:6;
199                 unsigned direct:1;
200                 unsigned access:3;
201                 unsigned invalid:1;
202                 unsigned nxe:1;
203                 unsigned cr0_wp:1;
204                 unsigned smep_andnot_wp:1;
205         };
206 };
207
208 struct kvm_mmu_page {
209         struct list_head link;
210         struct hlist_node hash_link;
211
212         /*
213          * The following two entries are used to key the shadow page in the
214          * hash table.
215          */
216         gfn_t gfn;
217         union kvm_mmu_page_role role;
218
219         u64 *spt;
220         /* hold the gfn of each spte inside spt */
221         gfn_t *gfns;
222         bool unsync;
223         int root_count;          /* Currently serving as active root */
224         unsigned int unsync_children;
225         unsigned long parent_ptes;      /* Reverse mapping for parent_pte */
226         DECLARE_BITMAP(unsync_child_bitmap, 512);
227
228 #ifdef CONFIG_X86_32
229         int clear_spte_count;
230 #endif
231
232         int write_flooding_count;
233 };
234
235 struct kvm_pio_request {
236         unsigned long count;
237         int in;
238         int port;
239         int size;
240 };
241
242 /*
243  * x86 supports 3 paging modes (4-level 64-bit, 3-level 64-bit, and 2-level
244  * 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the current mmu
245  * mode.
246  */
247 struct kvm_mmu {
248         void (*new_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
249         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long root);
250         unsigned long (*get_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
251         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
252         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err,
253                           bool prefault);
254         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
255                                   struct x86_exception *fault);
256         void (*free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
257         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 access,
258                             struct x86_exception *exception);
259         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access);
260         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
261                          struct kvm_mmu_page *sp);
262         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
263         void (*update_pte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
264                            u64 *spte, const void *pte);
265         hpa_t root_hpa;
266         int root_level;
267         int shadow_root_level;
268         union kvm_mmu_page_role base_role;
269         bool direct_map;
270
271         /*
272          * Bitmap; bit set = permission fault
273          * Byte index: page fault error code [4:1]
274          * Bit index: pte permissions in ACC_* format
275          */
276         u8 permissions[16];
277
278         u64 *pae_root;
279         u64 *lm_root;
280         u64 rsvd_bits_mask[2][4];
281
282         /*
283          * Bitmap: bit set = last pte in walk
284          * index[0:1]: level (zero-based)
285          * index[2]: pte.ps
286          */
287         u8 last_pte_bitmap;
288
289         bool nx;
290
291         u64 pdptrs[4]; /* pae */
292 };
293
294 enum pmc_type {
295         KVM_PMC_GP = 0,
296         KVM_PMC_FIXED,
297 };
298
299 struct kvm_pmc {
300         enum pmc_type type;
301         u8 idx;
302         u64 counter;
303         u64 eventsel;
304         struct perf_event *perf_event;
305         struct kvm_vcpu *vcpu;
306 };
307
308 struct kvm_pmu {
309         unsigned nr_arch_gp_counters;
310         unsigned nr_arch_fixed_counters;
311         unsigned available_event_types;
312         u64 fixed_ctr_ctrl;
313         u64 global_ctrl;
314         u64 global_status;
315         u64 global_ovf_ctrl;
316         u64 counter_bitmask[2];
317         u64 global_ctrl_mask;
318         u8 version;
319         struct kvm_pmc gp_counters[INTEL_PMC_MAX_GENERIC];
320         struct kvm_pmc fixed_counters[INTEL_PMC_MAX_FIXED];
321         struct irq_work irq_work;
322         u64 reprogram_pmi;
323 };
324
325 struct kvm_vcpu_arch {
326         /*
327          * rip and regs accesses must go through
328          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
329          */
330         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
331         u32 regs_avail;
332         u32 regs_dirty;
333
334         unsigned long cr0;
335         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
336         unsigned long cr2;
337         unsigned long cr3;
338         unsigned long cr4;
339         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
340         unsigned long cr8;
341         u32 hflags;
342         u64 efer;
343         u64 apic_base;
344         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
345         unsigned long apic_attention;
346         int32_t apic_arb_prio;
347         int mp_state;
348         int sipi_vector;
349         u64 ia32_misc_enable_msr;
350         bool tpr_access_reporting;
351
352         /*
353          * Paging state of the vcpu
354          *
355          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
356          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
357          * handle faults.
358          */
359         struct kvm_mmu mmu;
360
361         /*
362          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
363          *
364          * This context will save all necessary information to walk page tables
365          * of the an L2 guest. This context is only initialized for page table
366          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
367          * the host.
368          */
369         struct kvm_mmu nested_mmu;
370
371         /*
372          * Pointer to the mmu context currently used for
373          * gva_to_gpa translations.
374          */
375         struct kvm_mmu *walk_mmu;
376
377         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
378         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
379         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
380
381         struct fpu guest_fpu;
382         u64 xcr0;
383
384         struct kvm_pio_request pio;
385         void *pio_data;
386
387         u8 event_exit_inst_len;
388
389         struct kvm_queued_exception {
390                 bool pending;
391                 bool has_error_code;
392                 bool reinject;
393                 u8 nr;
394                 u32 error_code;
395         } exception;
396
397         struct kvm_queued_interrupt {
398                 bool pending;
399                 bool soft;
400                 u8 nr;
401         } interrupt;
402
403         int halt_request; /* real mode on Intel only */
404
405         int cpuid_nent;
406         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
407         /* emulate context */
408
409         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
410         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
411         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
412         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
413
414         gpa_t time;
415         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
416         unsigned int hw_tsc_khz;
417         unsigned int time_offset;
418         struct page *time_page;
419         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
420         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
421
422         struct {
423                 u64 msr_val;
424                 u64 last_steal;
425                 u64 accum_steal;
426                 struct gfn_to_hva_cache stime;
427                 struct kvm_steal_time steal;
428         } st;
429
430         u64 last_guest_tsc;
431         u64 last_kernel_ns;
432         u64 last_host_tsc;
433         u64 tsc_offset_adjustment;
434         u64 this_tsc_nsec;
435         u64 this_tsc_write;
436         u8  this_tsc_generation;
437         bool tsc_catchup;
438         bool tsc_always_catchup;
439         s8 virtual_tsc_shift;
440         u32 virtual_tsc_mult;
441         u32 virtual_tsc_khz;
442         s64 ia32_tsc_adjust_msr;
443
444         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
445         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
446         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
447
448         struct mtrr_state_type mtrr_state;
449         u32 pat;
450
451         int switch_db_regs;
452         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
453         unsigned long dr6;
454         unsigned long dr7;
455         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
456         unsigned long guest_debug_dr7;
457
458         u64 mcg_cap;
459         u64 mcg_status;
460         u64 mcg_ctl;
461         u64 *mce_banks;
462
463         /* Cache MMIO info */
464         u64 mmio_gva;
465         unsigned access;
466         gfn_t mmio_gfn;
467
468         struct kvm_pmu pmu;
469
470         /* used for guest single stepping over the given code position */
471         unsigned long singlestep_rip;
472
473         /* fields used by HYPER-V emulation */
474         u64 hv_vapic;
475
476         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
477
478         unsigned long last_retry_eip;
479         unsigned long last_retry_addr;
480
481         struct {
482                 bool halted;
483                 gfn_t gfns[roundup_pow_of_two(ASYNC_PF_PER_VCPU)];
484                 struct gfn_to_hva_cache data;
485                 u64 msr_val;
486                 u32 id;
487                 bool send_user_only;
488         } apf;
489
490         /* OSVW MSRs (AMD only) */
491         struct {
492                 u64 length;
493                 u64 status;
494         } osvw;
495
496         struct {
497                 u64 msr_val;
498                 struct gfn_to_hva_cache data;
499         } pv_eoi;
500
501         /*
502          * Indicate whether the access faults on its page table in guest
503          * which is set when fix page fault and used to detect unhandeable
504          * instruction.
505          */
506         bool write_fault_to_shadow_pgtable;
507 };
508
509 struct kvm_lpage_info {
510         int write_count;
511 };
512
513 struct kvm_arch_memory_slot {
514         unsigned long *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
515         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
516 };
517
518 struct kvm_apic_map {
519         struct rcu_head rcu;
520         u8 ldr_bits;
521         /* fields bellow are used to decode ldr values in different modes */
522         u32 cid_shift, cid_mask, lid_mask;
523         struct kvm_lapic *phys_map[256];
524         /* first index is cluster id second is cpu id in a cluster */
525         struct kvm_lapic *logical_map[16][16];
526 };
527
528 struct kvm_arch {
529         unsigned int n_used_mmu_pages;
530         unsigned int n_requested_mmu_pages;
531         unsigned int n_max_mmu_pages;
532         unsigned int indirect_shadow_pages;
533         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
534         /*
535          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
536          */
537         struct list_head active_mmu_pages;
538         struct list_head assigned_dev_head;
539         struct iommu_domain *iommu_domain;
540         int iommu_flags;
541         struct kvm_pic *vpic;
542         struct kvm_ioapic *vioapic;
543         struct kvm_pit *vpit;
544         int vapics_in_nmi_mode;
545         struct mutex apic_map_lock;
546         struct kvm_apic_map *apic_map;
547
548         unsigned int tss_addr;
549         struct page *apic_access_page;
550
551         gpa_t wall_clock;
552
553         struct page *ept_identity_pagetable;
554         bool ept_identity_pagetable_done;
555         gpa_t ept_identity_map_addr;
556
557         unsigned long irq_sources_bitmap;
558         s64 kvmclock_offset;
559         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
560         u64 last_tsc_nsec;
561         u64 last_tsc_write;
562         u32 last_tsc_khz;
563         u64 cur_tsc_nsec;
564         u64 cur_tsc_write;
565         u64 cur_tsc_offset;
566         u8  cur_tsc_generation;
567         int nr_vcpus_matched_tsc;
568
569         spinlock_t pvclock_gtod_sync_lock;
570         bool use_master_clock;
571         u64 master_kernel_ns;
572         cycle_t master_cycle_now;
573
574         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
575
576         /* fields used by HYPER-V emulation */
577         u64 hv_guest_os_id;
578         u64 hv_hypercall;
579
580         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
581         int audit_point;
582         #endif
583 };
584
585 struct kvm_vm_stat {
586         u32 mmu_shadow_zapped;
587         u32 mmu_pte_write;
588         u32 mmu_pte_updated;
589         u32 mmu_pde_zapped;
590         u32 mmu_flooded;
591         u32 mmu_recycled;
592         u32 mmu_cache_miss;
593         u32 mmu_unsync;
594         u32 remote_tlb_flush;
595         u32 lpages;
596 };
597
598 struct kvm_vcpu_stat {
599         u32 pf_fixed;
600         u32 pf_guest;
601         u32 tlb_flush;
602         u32 invlpg;
603
604         u32 exits;
605         u32 io_exits;
606         u32 mmio_exits;
607         u32 signal_exits;
608         u32 irq_window_exits;
609         u32 nmi_window_exits;
610         u32 halt_exits;
611         u32 halt_wakeup;
612         u32 request_irq_exits;
613         u32 irq_exits;
614         u32 host_state_reload;
615         u32 efer_reload;
616         u32 fpu_reload;
617         u32 insn_emulation;
618         u32 insn_emulation_fail;
619         u32 hypercalls;
620         u32 irq_injections;
621         u32 nmi_injections;
622 };
623
624 struct x86_instruction_info;
625
626 struct msr_data {
627         bool host_initiated;
628         u32 index;
629         u64 data;
630 };
631
632 struct kvm_x86_ops {
633         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
634         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
635         int (*hardware_enable)(void *dummy);
636         void (*hardware_disable)(void *dummy);
637         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
638         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
639         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
640         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
641         void (*cpuid_update)(struct kvm_vcpu *vcpu);
642
643         /* Create, but do not attach this VCPU */
644         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
645         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
646         int (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
647
648         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
649         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
650         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
651
652         void (*update_db_bp_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu);
653         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 *pdata);
654         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
655         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
656         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
657                             struct kvm_segment *var, int seg);
658         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
659         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
660                             struct kvm_segment *var, int seg);
661         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
662         void (*decache_cr0_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
663         void (*decache_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
664         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
665         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
666         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
667         int (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
668         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
669         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
670         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
671         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
672         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
673         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
674         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
675         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
676         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
677         void (*fpu_activate)(struct kvm_vcpu *vcpu);
678         void (*fpu_deactivate)(struct kvm_vcpu *vcpu);
679
680         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
681
682         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
683         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
684         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
685         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
686         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
687         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
688                                 unsigned char *hypercall_addr);
689         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
690         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
691         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr,
692                                 bool has_error_code, u32 error_code,
693                                 bool reinject);
694         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
695         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
696         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
697         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
698         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
699         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
700         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
701         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
702         int (*vm_has_apicv)(struct kvm *kvm);
703         void (*hwapic_irr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
704         void (*hwapic_isr_update)(struct kvm *kvm, int isr);
705         void (*load_eoi_exitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
706         void (*set_virtual_x2apic_mode)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool set);
707         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
708         int (*get_tdp_level)(void);
709         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
710         int (*get_lpage_level)(void);
711         bool (*rdtscp_supported)(void);
712         bool (*invpcid_supported)(void);
713         void (*adjust_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, s64 adjustment, bool host);
714
715         void (*set_tdp_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
716
717         void (*set_supported_cpuid)(u32 func, struct kvm_cpuid_entry2 *entry);
718
719         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
720
721         void (*set_tsc_khz)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 user_tsc_khz, bool scale);
722         u64 (*read_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
723         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
724
725         u64 (*compute_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 target_tsc);
726         u64 (*read_l1_tsc)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
727
728         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2);
729
730         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
731                                struct x86_instruction_info *info,
732                                enum x86_intercept_stage stage);
733 };
734
735 struct kvm_arch_async_pf {
736         u32 token;
737         gfn_t gfn;
738         unsigned long cr3;
739         bool direct_map;
740 };
741
742 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
743
744 static inline void adjust_tsc_offset_guest(struct kvm_vcpu *vcpu,
745                                            s64 adjustment)
746 {
747         kvm_x86_ops->adjust_tsc_offset(vcpu, adjustment, false);
748 }
749
750 static inline void adjust_tsc_offset_host(struct kvm_vcpu *vcpu, s64 adjustment)
751 {
752         kvm_x86_ops->adjust_tsc_offset(vcpu, adjustment, true);
753 }
754
755 int kvm_mmu_module_init(void);
756 void kvm_mmu_module_exit(void);
757
758 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
759 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
760 int kvm_mmu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
761 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
762                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask);
763
764 int kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
765 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm, int slot);
766 void kvm_mmu_write_protect_pt_masked(struct kvm *kvm,
767                                      struct kvm_memory_slot *slot,
768                                      gfn_t gfn_offset, unsigned long mask);
769 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
770 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
771 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
772
773 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
774
775 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
776                           const void *val, int bytes);
777 u8 kvm_get_guest_memory_type(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
778
779 extern bool tdp_enabled;
780
781 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
782
783 /* control of guest tsc rate supported? */
784 extern bool kvm_has_tsc_control;
785 /* minimum supported tsc_khz for guests */
786 extern u32  kvm_min_guest_tsc_khz;
787 /* maximum supported tsc_khz for guests */
788 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
789
790 enum emulation_result {
791         EMULATE_DONE,       /* no further processing */
792         EMULATE_DO_MMIO,      /* kvm_run filled with mmio request */
793         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
794 };
795
796 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
797 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
798 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
799 #define EMULTYPE_RETRY              (1 << 3)
800 int x86_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr2,
801                             int emulation_type, void *insn, int insn_len);
802
803 static inline int emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu,
804                         int emulation_type)
805 {
806         return x86_emulate_instruction(vcpu, 0, emulation_type, NULL, 0);
807 }
808
809 void kvm_enable_efer_bits(u64);
810 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 *data);
811 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
812
813 struct x86_emulate_ctxt;
814
815 int kvm_fast_pio_out(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port);
816 void kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
817 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
818 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
819
820 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
821 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
822
823 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
824                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
825
826 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
827 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
828 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
829 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
830 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
831 int kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
832 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
833 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
834 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
835 int kvm_set_xcr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 xcr);
836
837 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 *pdata);
838 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
839
840 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
841 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
842 bool kvm_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
843
844 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
845 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
846 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
847 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
848 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
849 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
850                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
851                             u32 access);
852 void kvm_propagate_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
853 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
854
855 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
856                                        int irq_source_id, int level)
857 {
858         /* Logical OR for level trig interrupt */
859         if (level)
860                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
861         else
862                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
863
864         return !!(*irq_state);
865 }
866
867 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
868 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
869
870 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
871
872 int fx_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
873
874 void kvm_mmu_flush_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu);
875 void kvm_mmu_pte_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
876                        const u8 *new, int bytes);
877 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
878 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
879 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
880 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
881 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
882 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
883 gpa_t translate_nested_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access);
884 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
885                               struct x86_exception *exception);
886 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
887                                struct x86_exception *exception);
888 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
889                                struct x86_exception *exception);
890 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
891                                 struct x86_exception *exception);
892
893 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
894
895 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 error_code,
896                        void *insn, int insn_len);
897 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
898
899 void kvm_enable_tdp(void);
900 void kvm_disable_tdp(void);
901
902 int complete_pio(struct kvm_vcpu *vcpu);
903 bool kvm_check_iopl(struct kvm_vcpu *vcpu);
904
905 static inline gpa_t translate_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access)
906 {
907         return gpa;
908 }
909
910 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
911 {
912         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
913
914         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
915 }
916
917 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
918 {
919         u16 ldt;
920         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
921         return ldt;
922 }
923
924 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
925 {
926         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
927 }
928
929 #ifdef CONFIG_X86_64
930 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
931 {
932         u64 value;
933
934         rdmsrl(msr, value);
935         return value;
936 }
937 #endif
938
939 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
940 {
941         return 0x600; /* P6 family */
942 }
943
944 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
945 {
946         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
947 }
948
949 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
950 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
951 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
952 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
953 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
954         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
955
956 enum {
957         TASK_SWITCH_CALL = 0,
958         TASK_SWITCH_IRET = 1,
959         TASK_SWITCH_JMP = 2,
960         TASK_SWITCH_GATE = 3,
961 };
962
963 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
964 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
965 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
966 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
967 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
968 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
969
970 /*
971  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
972  * reboot turns off virtualization while processes are running.
973  * Trap the fault and ignore the instruction if that happens.
974  */
975 asmlinkage void kvm_spurious_fault(void);
976 extern bool kvm_rebooting;
977
978 #define ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, cleanup_insn)      \
979         "666: " insn "\n\t" \
980         "668: \n\t"                           \
981         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n" \
982         "667: \n\t" \
983         cleanup_insn "\n\t"                   \
984         "cmpb $0, kvm_rebooting \n\t"         \
985         "jne 668b \n\t"                       \
986         __ASM_SIZE(push) " $666b \n\t"        \
987         "call kvm_spurious_fault \n\t"        \
988         ".popsection \n\t" \
989         _ASM_EXTABLE(666b, 667b)
990
991 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn)              \
992         ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, "")
993
994 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
995 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
996 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
997 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
998 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
999 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
1000 int cpuid_maxphyaddr(struct kvm_vcpu *vcpu);
1001 int kvm_cpu_has_injectable_intr(struct kvm_vcpu *v);
1002 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1003 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1004 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
1005
1006 void kvm_define_shared_msr(unsigned index, u32 msr);
1007 void kvm_set_shared_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
1008
1009 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
1010
1011 void kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1012                                      struct kvm_async_pf *work);
1013 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1014                                  struct kvm_async_pf *work);
1015 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
1016                                struct kvm_async_pf *work);
1017 bool kvm_arch_can_inject_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
1018 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
1019
1020 void kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1021
1022 int kvm_is_in_guest(void);
1023
1024 void kvm_pmu_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
1025 void kvm_pmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1026 void kvm_pmu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu);
1027 void kvm_pmu_cpuid_update(struct kvm_vcpu *vcpu);
1028 bool kvm_pmu_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr);
1029 int kvm_pmu_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 *data);
1030 int kvm_pmu_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 data);
1031 int kvm_pmu_read_pmc(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned pmc, u64 *data);
1032 void kvm_handle_pmu_event(struct kvm_vcpu *vcpu);
1033 void kvm_deliver_pmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1034
1035 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */