KVM: Introduce kvm_unmap_hva_range() for kvm_mmu_notifier_invalidate_range_start()
[linux-3.10.git] / arch / x86 / include / asm / kvm_host.h
1 /*
2  * Kernel-based Virtual Machine driver for Linux
3  *
4  * This header defines architecture specific interfaces, x86 version
5  *
6  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
7  * the COPYING file in the top-level directory.
8  *
9  */
10
11 #ifndef _ASM_X86_KVM_HOST_H
12 #define _ASM_X86_KVM_HOST_H
13
14 #include <linux/types.h>
15 #include <linux/mm.h>
16 #include <linux/mmu_notifier.h>
17 #include <linux/tracepoint.h>
18 #include <linux/cpumask.h>
19 #include <linux/irq_work.h>
20
21 #include <linux/kvm.h>
22 #include <linux/kvm_para.h>
23 #include <linux/kvm_types.h>
24 #include <linux/perf_event.h>
25
26 #include <asm/pvclock-abi.h>
27 #include <asm/desc.h>
28 #include <asm/mtrr.h>
29 #include <asm/msr-index.h>
30 #include <asm/asm.h>
31
32 #define KVM_MAX_VCPUS 254
33 #define KVM_SOFT_MAX_VCPUS 160
34 #define KVM_MEMORY_SLOTS 32
35 /* memory slots that does not exposed to userspace */
36 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 4
37 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_MEMORY_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
38
39 #define KVM_MMIO_SIZE 16
40
41 #define KVM_PIO_PAGE_OFFSET 1
42 #define KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET 2
43
44 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
45         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
46                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
47                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
48
49 #define CR3_PAE_RESERVED_BITS ((X86_CR3_PWT | X86_CR3_PCD) - 1)
50 #define CR3_NONPAE_RESERVED_BITS ((PAGE_SIZE-1) & ~(X86_CR3_PWT | X86_CR3_PCD))
51 #define CR3_PCID_ENABLED_RESERVED_BITS 0xFFFFFF0000000000ULL
52 #define CR3_L_MODE_RESERVED_BITS (CR3_NONPAE_RESERVED_BITS |    \
53                                   0xFFFFFF0000000000ULL)
54 #define CR4_RESERVED_BITS                                               \
55         (~(unsigned long)(X86_CR4_VME | X86_CR4_PVI | X86_CR4_TSD | X86_CR4_DE\
56                           | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_MCE     \
57                           | X86_CR4_PGE | X86_CR4_PCE | X86_CR4_OSFXSR | X86_CR4_PCIDE \
58                           | X86_CR4_OSXSAVE | X86_CR4_SMEP | X86_CR4_RDWRGSFS \
59                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_VMXE))
60
61 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
62
63
64
65 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
66 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
67
68 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
69
70 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
71 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       3
72 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
73 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
74 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
75 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
76 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
77
78 #define DE_VECTOR 0
79 #define DB_VECTOR 1
80 #define BP_VECTOR 3
81 #define OF_VECTOR 4
82 #define BR_VECTOR 5
83 #define UD_VECTOR 6
84 #define NM_VECTOR 7
85 #define DF_VECTOR 8
86 #define TS_VECTOR 10
87 #define NP_VECTOR 11
88 #define SS_VECTOR 12
89 #define GP_VECTOR 13
90 #define PF_VECTOR 14
91 #define MF_VECTOR 16
92 #define MC_VECTOR 18
93
94 #define SELECTOR_TI_MASK (1 << 2)
95 #define SELECTOR_RPL_MASK 0x03
96
97 #define IOPL_SHIFT 12
98
99 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
100 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64
101 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 10
102 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
103 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
104 #define KVM_REFILL_PAGES 25
105 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 80
106 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
107 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
108
109 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
110
111 extern raw_spinlock_t kvm_lock;
112 extern struct list_head vm_list;
113
114 struct kvm_vcpu;
115 struct kvm;
116 struct kvm_async_pf;
117
118 enum kvm_reg {
119         VCPU_REGS_RAX = 0,
120         VCPU_REGS_RCX = 1,
121         VCPU_REGS_RDX = 2,
122         VCPU_REGS_RBX = 3,
123         VCPU_REGS_RSP = 4,
124         VCPU_REGS_RBP = 5,
125         VCPU_REGS_RSI = 6,
126         VCPU_REGS_RDI = 7,
127 #ifdef CONFIG_X86_64
128         VCPU_REGS_R8 = 8,
129         VCPU_REGS_R9 = 9,
130         VCPU_REGS_R10 = 10,
131         VCPU_REGS_R11 = 11,
132         VCPU_REGS_R12 = 12,
133         VCPU_REGS_R13 = 13,
134         VCPU_REGS_R14 = 14,
135         VCPU_REGS_R15 = 15,
136 #endif
137         VCPU_REGS_RIP,
138         NR_VCPU_REGS
139 };
140
141 enum kvm_reg_ex {
142         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
143         VCPU_EXREG_CR3,
144         VCPU_EXREG_RFLAGS,
145         VCPU_EXREG_CPL,
146         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
147 };
148
149 enum {
150         VCPU_SREG_ES,
151         VCPU_SREG_CS,
152         VCPU_SREG_SS,
153         VCPU_SREG_DS,
154         VCPU_SREG_FS,
155         VCPU_SREG_GS,
156         VCPU_SREG_TR,
157         VCPU_SREG_LDTR,
158 };
159
160 #include <asm/kvm_emulate.h>
161
162 #define KVM_NR_MEM_OBJS 40
163
164 #define KVM_NR_DB_REGS  4
165
166 #define DR6_BD          (1 << 13)
167 #define DR6_BS          (1 << 14)
168 #define DR6_FIXED_1     0xffff0ff0
169 #define DR6_VOLATILE    0x0000e00f
170
171 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
172 #define DR7_GE          (1 << 9)
173 #define DR7_GD          (1 << 13)
174 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
175 #define DR7_VOLATILE    0xffff23ff
176
177 /* apic attention bits */
178 #define KVM_APIC_CHECK_VAPIC    0
179 /*
180  * The following bit is set with PV-EOI, unset on EOI.
181  * We detect PV-EOI changes by guest by comparing
182  * this bit with PV-EOI in guest memory.
183  * See the implementation in apic_update_pv_eoi.
184  */
185 #define KVM_APIC_PV_EOI_PENDING 1
186
187 /*
188  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
189  * enough memory for a single page fault in a cache.
190  */
191 struct kvm_mmu_memory_cache {
192         int nobjs;
193         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
194 };
195
196 /*
197  * kvm_mmu_page_role, below, is defined as:
198  *
199  *   bits 0:3 - total guest paging levels (2-4, or zero for real mode)
200  *   bits 4:7 - page table level for this shadow (1-4)
201  *   bits 8:9 - page table quadrant for 2-level guests
202  *   bit   16 - direct mapping of virtual to physical mapping at gfn
203  *              used for real mode and two-dimensional paging
204  *   bits 17:19 - common access permissions for all ptes in this shadow page
205  */
206 union kvm_mmu_page_role {
207         unsigned word;
208         struct {
209                 unsigned level:4;
210                 unsigned cr4_pae:1;
211                 unsigned quadrant:2;
212                 unsigned pad_for_nice_hex_output:6;
213                 unsigned direct:1;
214                 unsigned access:3;
215                 unsigned invalid:1;
216                 unsigned nxe:1;
217                 unsigned cr0_wp:1;
218                 unsigned smep_andnot_wp:1;
219         };
220 };
221
222 struct kvm_mmu_page {
223         struct list_head link;
224         struct hlist_node hash_link;
225
226         /*
227          * The following two entries are used to key the shadow page in the
228          * hash table.
229          */
230         gfn_t gfn;
231         union kvm_mmu_page_role role;
232
233         u64 *spt;
234         /* hold the gfn of each spte inside spt */
235         gfn_t *gfns;
236         /*
237          * One bit set per slot which has memory
238          * in this shadow page.
239          */
240         DECLARE_BITMAP(slot_bitmap, KVM_MEM_SLOTS_NUM);
241         bool unsync;
242         int root_count;          /* Currently serving as active root */
243         unsigned int unsync_children;
244         unsigned long parent_ptes;      /* Reverse mapping for parent_pte */
245         DECLARE_BITMAP(unsync_child_bitmap, 512);
246
247 #ifdef CONFIG_X86_32
248         int clear_spte_count;
249 #endif
250
251         int write_flooding_count;
252 };
253
254 struct kvm_pio_request {
255         unsigned long count;
256         int in;
257         int port;
258         int size;
259 };
260
261 /*
262  * x86 supports 3 paging modes (4-level 64-bit, 3-level 64-bit, and 2-level
263  * 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the current mmu
264  * mode.
265  */
266 struct kvm_mmu {
267         void (*new_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
268         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long root);
269         unsigned long (*get_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
270         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
271         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err,
272                           bool prefault);
273         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
274                                   struct x86_exception *fault);
275         void (*free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
276         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 access,
277                             struct x86_exception *exception);
278         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access);
279         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
280                          struct kvm_mmu_page *sp);
281         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
282         void (*update_pte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
283                            u64 *spte, const void *pte);
284         hpa_t root_hpa;
285         int root_level;
286         int shadow_root_level;
287         union kvm_mmu_page_role base_role;
288         bool direct_map;
289
290         u64 *pae_root;
291         u64 *lm_root;
292         u64 rsvd_bits_mask[2][4];
293
294         bool nx;
295
296         u64 pdptrs[4]; /* pae */
297 };
298
299 enum pmc_type {
300         KVM_PMC_GP = 0,
301         KVM_PMC_FIXED,
302 };
303
304 struct kvm_pmc {
305         enum pmc_type type;
306         u8 idx;
307         u64 counter;
308         u64 eventsel;
309         struct perf_event *perf_event;
310         struct kvm_vcpu *vcpu;
311 };
312
313 struct kvm_pmu {
314         unsigned nr_arch_gp_counters;
315         unsigned nr_arch_fixed_counters;
316         unsigned available_event_types;
317         u64 fixed_ctr_ctrl;
318         u64 global_ctrl;
319         u64 global_status;
320         u64 global_ovf_ctrl;
321         u64 counter_bitmask[2];
322         u64 global_ctrl_mask;
323         u8 version;
324         struct kvm_pmc gp_counters[X86_PMC_MAX_GENERIC];
325         struct kvm_pmc fixed_counters[X86_PMC_MAX_FIXED];
326         struct irq_work irq_work;
327         u64 reprogram_pmi;
328 };
329
330 struct kvm_vcpu_arch {
331         /*
332          * rip and regs accesses must go through
333          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
334          */
335         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
336         u32 regs_avail;
337         u32 regs_dirty;
338
339         unsigned long cr0;
340         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
341         unsigned long cr2;
342         unsigned long cr3;
343         unsigned long cr4;
344         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
345         unsigned long cr8;
346         u32 hflags;
347         u64 efer;
348         u64 apic_base;
349         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
350         unsigned long apic_attention;
351         int32_t apic_arb_prio;
352         int mp_state;
353         int sipi_vector;
354         u64 ia32_misc_enable_msr;
355         bool tpr_access_reporting;
356
357         /*
358          * Paging state of the vcpu
359          *
360          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
361          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
362          * handle faults.
363          */
364         struct kvm_mmu mmu;
365
366         /*
367          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
368          *
369          * This context will save all necessary information to walk page tables
370          * of the an L2 guest. This context is only initialized for page table
371          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
372          * the host.
373          */
374         struct kvm_mmu nested_mmu;
375
376         /*
377          * Pointer to the mmu context currently used for
378          * gva_to_gpa translations.
379          */
380         struct kvm_mmu *walk_mmu;
381
382         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
383         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
384         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
385
386         struct fpu guest_fpu;
387         u64 xcr0;
388
389         struct kvm_pio_request pio;
390         void *pio_data;
391
392         u8 event_exit_inst_len;
393
394         struct kvm_queued_exception {
395                 bool pending;
396                 bool has_error_code;
397                 bool reinject;
398                 u8 nr;
399                 u32 error_code;
400         } exception;
401
402         struct kvm_queued_interrupt {
403                 bool pending;
404                 bool soft;
405                 u8 nr;
406         } interrupt;
407
408         int halt_request; /* real mode on Intel only */
409
410         int cpuid_nent;
411         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
412         /* emulate context */
413
414         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
415         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
416         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
417
418         gpa_t time;
419         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
420         unsigned int hw_tsc_khz;
421         unsigned int time_offset;
422         struct page *time_page;
423
424         struct {
425                 u64 msr_val;
426                 u64 last_steal;
427                 u64 accum_steal;
428                 struct gfn_to_hva_cache stime;
429                 struct kvm_steal_time steal;
430         } st;
431
432         u64 last_guest_tsc;
433         u64 last_kernel_ns;
434         u64 last_host_tsc;
435         u64 tsc_offset_adjustment;
436         u64 this_tsc_nsec;
437         u64 this_tsc_write;
438         u8  this_tsc_generation;
439         bool tsc_catchup;
440         bool tsc_always_catchup;
441         s8 virtual_tsc_shift;
442         u32 virtual_tsc_mult;
443         u32 virtual_tsc_khz;
444
445         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
446         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
447         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
448
449         struct mtrr_state_type mtrr_state;
450         u32 pat;
451
452         int switch_db_regs;
453         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
454         unsigned long dr6;
455         unsigned long dr7;
456         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
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 struct kvm_lpage_info {
503         unsigned long rmap_pde;
504         int write_count;
505 };
506
507 struct kvm_arch_memory_slot {
508         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
509 };
510
511 struct kvm_arch {
512         unsigned int n_used_mmu_pages;
513         unsigned int n_requested_mmu_pages;
514         unsigned int n_max_mmu_pages;
515         unsigned int indirect_shadow_pages;
516         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
517         /*
518          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
519          */
520         struct list_head active_mmu_pages;
521         struct list_head assigned_dev_head;
522         struct iommu_domain *iommu_domain;
523         int iommu_flags;
524         struct kvm_pic *vpic;
525         struct kvm_ioapic *vioapic;
526         struct kvm_pit *vpit;
527         int vapics_in_nmi_mode;
528
529         unsigned int tss_addr;
530         struct page *apic_access_page;
531
532         gpa_t wall_clock;
533
534         struct page *ept_identity_pagetable;
535         bool ept_identity_pagetable_done;
536         gpa_t ept_identity_map_addr;
537
538         unsigned long irq_sources_bitmap;
539         s64 kvmclock_offset;
540         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
541         u64 last_tsc_nsec;
542         u64 last_tsc_write;
543         u32 last_tsc_khz;
544         u64 cur_tsc_nsec;
545         u64 cur_tsc_write;
546         u64 cur_tsc_offset;
547         u8  cur_tsc_generation;
548
549         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
550
551         /* fields used by HYPER-V emulation */
552         u64 hv_guest_os_id;
553         u64 hv_hypercall;
554
555         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
556         int audit_point;
557         #endif
558 };
559
560 struct kvm_vm_stat {
561         u32 mmu_shadow_zapped;
562         u32 mmu_pte_write;
563         u32 mmu_pte_updated;
564         u32 mmu_pde_zapped;
565         u32 mmu_flooded;
566         u32 mmu_recycled;
567         u32 mmu_cache_miss;
568         u32 mmu_unsync;
569         u32 remote_tlb_flush;
570         u32 lpages;
571 };
572
573 struct kvm_vcpu_stat {
574         u32 pf_fixed;
575         u32 pf_guest;
576         u32 tlb_flush;
577         u32 invlpg;
578
579         u32 exits;
580         u32 io_exits;
581         u32 mmio_exits;
582         u32 signal_exits;
583         u32 irq_window_exits;
584         u32 nmi_window_exits;
585         u32 halt_exits;
586         u32 halt_wakeup;
587         u32 request_irq_exits;
588         u32 irq_exits;
589         u32 host_state_reload;
590         u32 efer_reload;
591         u32 fpu_reload;
592         u32 insn_emulation;
593         u32 insn_emulation_fail;
594         u32 hypercalls;
595         u32 irq_injections;
596         u32 nmi_injections;
597 };
598
599 struct x86_instruction_info;
600
601 struct kvm_x86_ops {
602         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
603         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
604         int (*hardware_enable)(void *dummy);
605         void (*hardware_disable)(void *dummy);
606         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
607         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
608         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
609         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
610         void (*cpuid_update)(struct kvm_vcpu *vcpu);
611
612         /* Create, but do not attach this VCPU */
613         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
614         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
615         int (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
616
617         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
618         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
619         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
620
621         void (*set_guest_debug)(struct kvm_vcpu *vcpu,
622                                 struct kvm_guest_debug *dbg);
623         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 *pdata);
624         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 data);
625         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
626         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
627                             struct kvm_segment *var, int seg);
628         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
629         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
630                             struct kvm_segment *var, int seg);
631         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
632         void (*decache_cr0_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
633         void (*decache_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
634         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
635         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
636         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
637         int (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
638         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
639         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
640         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
641         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
642         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
643         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
644         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
645         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
646         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
647         void (*fpu_activate)(struct kvm_vcpu *vcpu);
648         void (*fpu_deactivate)(struct kvm_vcpu *vcpu);
649
650         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
651
652         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
653         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
654         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
655         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
656         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
657         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
658                                 unsigned char *hypercall_addr);
659         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
660         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
661         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr,
662                                 bool has_error_code, u32 error_code,
663                                 bool reinject);
664         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
665         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
666         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
667         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
668         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
669         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
670         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
671         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
672         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
673         int (*get_tdp_level)(void);
674         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
675         int (*get_lpage_level)(void);
676         bool (*rdtscp_supported)(void);
677         bool (*invpcid_supported)(void);
678         void (*adjust_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, s64 adjustment, bool host);
679
680         void (*set_tdp_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
681
682         void (*set_supported_cpuid)(u32 func, struct kvm_cpuid_entry2 *entry);
683
684         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
685
686         void (*set_tsc_khz)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 user_tsc_khz, bool scale);
687         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
688
689         u64 (*compute_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 target_tsc);
690         u64 (*read_l1_tsc)(struct kvm_vcpu *vcpu);
691
692         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2);
693
694         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
695                                struct x86_instruction_info *info,
696                                enum x86_intercept_stage stage);
697 };
698
699 struct kvm_arch_async_pf {
700         u32 token;
701         gfn_t gfn;
702         unsigned long cr3;
703         bool direct_map;
704 };
705
706 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
707
708 static inline void adjust_tsc_offset_guest(struct kvm_vcpu *vcpu,
709                                            s64 adjustment)
710 {
711         kvm_x86_ops->adjust_tsc_offset(vcpu, adjustment, false);
712 }
713
714 static inline void adjust_tsc_offset_host(struct kvm_vcpu *vcpu, s64 adjustment)
715 {
716         kvm_x86_ops->adjust_tsc_offset(vcpu, adjustment, true);
717 }
718
719 int kvm_mmu_module_init(void);
720 void kvm_mmu_module_exit(void);
721
722 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
723 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
724 int kvm_mmu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
725 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
726                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask);
727
728 int kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
729 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm, int slot);
730 void kvm_mmu_write_protect_pt_masked(struct kvm *kvm,
731                                      struct kvm_memory_slot *slot,
732                                      gfn_t gfn_offset, unsigned long mask);
733 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
734 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
735 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
736
737 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
738
739 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
740                           const void *val, int bytes);
741 u8 kvm_get_guest_memory_type(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
742
743 extern bool tdp_enabled;
744
745 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
746
747 /* control of guest tsc rate supported? */
748 extern bool kvm_has_tsc_control;
749 /* minimum supported tsc_khz for guests */
750 extern u32  kvm_min_guest_tsc_khz;
751 /* maximum supported tsc_khz for guests */
752 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
753
754 enum emulation_result {
755         EMULATE_DONE,       /* no further processing */
756         EMULATE_DO_MMIO,      /* kvm_run filled with mmio request */
757         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
758 };
759
760 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
761 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
762 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
763 #define EMULTYPE_RETRY              (1 << 3)
764 int x86_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr2,
765                             int emulation_type, void *insn, int insn_len);
766
767 static inline int emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu,
768                         int emulation_type)
769 {
770         return x86_emulate_instruction(vcpu, 0, emulation_type, NULL, 0);
771 }
772
773 void kvm_enable_efer_bits(u64);
774 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 *data);
775 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 data);
776
777 struct x86_emulate_ctxt;
778
779 int kvm_fast_pio_out(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port);
780 void kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
781 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
782 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
783
784 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
785 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
786
787 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
788                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
789
790 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
791 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
792 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
793 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
794 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
795 int kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
796 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
797 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
798 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
799 int kvm_set_xcr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 xcr);
800
801 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 *pdata);
802 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 data);
803
804 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
805 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
806 bool kvm_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
807
808 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
809 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
810 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
811 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
812 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
813 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
814                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
815                             u32 access);
816 void kvm_propagate_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
817 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
818
819 int kvm_pic_set_irq(void *opaque, int irq, int level);
820
821 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
822
823 int fx_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
824
825 void kvm_mmu_flush_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu);
826 void kvm_mmu_pte_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
827                        const u8 *new, int bytes);
828 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
829 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
830 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
831 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
832 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
833 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
834 gpa_t translate_nested_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access);
835 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
836                               struct x86_exception *exception);
837 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
838                                struct x86_exception *exception);
839 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
840                                struct x86_exception *exception);
841 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
842                                 struct x86_exception *exception);
843
844 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
845
846 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 error_code,
847                        void *insn, int insn_len);
848 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
849
850 void kvm_enable_tdp(void);
851 void kvm_disable_tdp(void);
852
853 int complete_pio(struct kvm_vcpu *vcpu);
854 bool kvm_check_iopl(struct kvm_vcpu *vcpu);
855
856 static inline gpa_t translate_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access)
857 {
858         return gpa;
859 }
860
861 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
862 {
863         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
864
865         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
866 }
867
868 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
869 {
870         u16 ldt;
871         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
872         return ldt;
873 }
874
875 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
876 {
877         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
878 }
879
880 #ifdef CONFIG_X86_64
881 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
882 {
883         u64 value;
884
885         rdmsrl(msr, value);
886         return value;
887 }
888 #endif
889
890 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
891 {
892         return 0x600; /* P6 family */
893 }
894
895 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
896 {
897         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
898 }
899
900 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
901 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
902 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
903 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
904 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
905         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
906
907 enum {
908         TASK_SWITCH_CALL = 0,
909         TASK_SWITCH_IRET = 1,
910         TASK_SWITCH_JMP = 2,
911         TASK_SWITCH_GATE = 3,
912 };
913
914 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
915 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
916 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
917 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
918 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
919 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
920
921 /*
922  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
923  * reboot turns off virtualization while processes are running.
924  * Trap the fault and ignore the instruction if that happens.
925  */
926 asmlinkage void kvm_spurious_fault(void);
927 extern bool kvm_rebooting;
928
929 #define ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, cleanup_insn)      \
930         "666: " insn "\n\t" \
931         "668: \n\t"                           \
932         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n" \
933         "667: \n\t" \
934         cleanup_insn "\n\t"                   \
935         "cmpb $0, kvm_rebooting \n\t"         \
936         "jne 668b \n\t"                       \
937         __ASM_SIZE(push) " $666b \n\t"        \
938         "call kvm_spurious_fault \n\t"        \
939         ".popsection \n\t" \
940         _ASM_EXTABLE(666b, 667b)
941
942 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn)              \
943         ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, "")
944
945 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
946 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
947 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
948 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
949 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
950 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
951 int cpuid_maxphyaddr(struct kvm_vcpu *vcpu);
952 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
953 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
954 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
955
956 void kvm_define_shared_msr(unsigned index, u32 msr);
957 void kvm_set_shared_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
958
959 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
960
961 void kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
962                                      struct kvm_async_pf *work);
963 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
964                                  struct kvm_async_pf *work);
965 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
966                                struct kvm_async_pf *work);
967 bool kvm_arch_can_inject_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
968 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
969
970 void kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
971
972 int kvm_is_in_guest(void);
973
974 void kvm_pmu_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
975 void kvm_pmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
976 void kvm_pmu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu);
977 void kvm_pmu_cpuid_update(struct kvm_vcpu *vcpu);
978 bool kvm_pmu_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr);
979 int kvm_pmu_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 *data);
980 int kvm_pmu_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 data);
981 int kvm_pmu_read_pmc(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned pmc, u64 *data);
982 void kvm_handle_pmu_event(struct kvm_vcpu *vcpu);
983 void kvm_deliver_pmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
984
985 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */