]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - arch/x86/include/asm/kvm_host.h
Linux 3.14
[~andy/linux] / 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 255
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 KVM_IRQCHIP_NUM_PINS  KVM_IOAPIC_NUM_PINS
47
48 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
49         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
50                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
51                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
52
53 #define CR3_PAE_RESERVED_BITS ((X86_CR3_PWT | X86_CR3_PCD) - 1)
54 #define CR3_NONPAE_RESERVED_BITS ((PAGE_SIZE-1) & ~(X86_CR3_PWT | X86_CR3_PCD))
55 #define CR3_PCID_ENABLED_RESERVED_BITS 0xFFFFFF0000000000ULL
56 #define CR3_L_MODE_RESERVED_BITS (CR3_NONPAE_RESERVED_BITS |    \
57                                   0xFFFFFF0000000000ULL)
58 #define CR4_RESERVED_BITS                                               \
59         (~(unsigned long)(X86_CR4_VME | X86_CR4_PVI | X86_CR4_TSD | X86_CR4_DE\
60                           | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_MCE     \
61                           | X86_CR4_PGE | X86_CR4_PCE | X86_CR4_OSFXSR | X86_CR4_PCIDE \
62                           | X86_CR4_OSXSAVE | X86_CR4_SMEP | X86_CR4_FSGSBASE \
63                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_VMXE))
64
65 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
66
67
68
69 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
70 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
71
72 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
73
74 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
75 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       3
76 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
77 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
78 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
79 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
80 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
81
82 static inline gfn_t gfn_to_index(gfn_t gfn, gfn_t base_gfn, int level)
83 {
84         /* KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(PT_PAGE_TABLE_LEVEL) must be 0. */
85         return (gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level)) -
86                 (base_gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level));
87 }
88
89 #define SELECTOR_TI_MASK (1 << 2)
90 #define SELECTOR_RPL_MASK 0x03
91
92 #define IOPL_SHIFT 12
93
94 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
95 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64
96 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 10
97 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
98 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
99 #define KVM_REFILL_PAGES 25
100 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 80
101 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
102 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
103
104 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
105
106 struct kvm_vcpu;
107 struct kvm;
108 struct kvm_async_pf;
109
110 enum kvm_reg {
111         VCPU_REGS_RAX = 0,
112         VCPU_REGS_RCX = 1,
113         VCPU_REGS_RDX = 2,
114         VCPU_REGS_RBX = 3,
115         VCPU_REGS_RSP = 4,
116         VCPU_REGS_RBP = 5,
117         VCPU_REGS_RSI = 6,
118         VCPU_REGS_RDI = 7,
119 #ifdef CONFIG_X86_64
120         VCPU_REGS_R8 = 8,
121         VCPU_REGS_R9 = 9,
122         VCPU_REGS_R10 = 10,
123         VCPU_REGS_R11 = 11,
124         VCPU_REGS_R12 = 12,
125         VCPU_REGS_R13 = 13,
126         VCPU_REGS_R14 = 14,
127         VCPU_REGS_R15 = 15,
128 #endif
129         VCPU_REGS_RIP,
130         NR_VCPU_REGS
131 };
132
133 enum kvm_reg_ex {
134         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
135         VCPU_EXREG_CR3,
136         VCPU_EXREG_RFLAGS,
137         VCPU_EXREG_CPL,
138         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
139 };
140
141 enum {
142         VCPU_SREG_ES,
143         VCPU_SREG_CS,
144         VCPU_SREG_SS,
145         VCPU_SREG_DS,
146         VCPU_SREG_FS,
147         VCPU_SREG_GS,
148         VCPU_SREG_TR,
149         VCPU_SREG_LDTR,
150 };
151
152 #include <asm/kvm_emulate.h>
153
154 #define KVM_NR_MEM_OBJS 40
155
156 #define KVM_NR_DB_REGS  4
157
158 #define DR6_BD          (1 << 13)
159 #define DR6_BS          (1 << 14)
160 #define DR6_FIXED_1     0xffff0ff0
161 #define DR6_VOLATILE    0x0000e00f
162
163 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
164 #define DR7_GE          (1 << 9)
165 #define DR7_GD          (1 << 13)
166 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
167 #define DR7_VOLATILE    0xffff23ff
168
169 /* apic attention bits */
170 #define KVM_APIC_CHECK_VAPIC    0
171 /*
172  * The following bit is set with PV-EOI, unset on EOI.
173  * We detect PV-EOI changes by guest by comparing
174  * this bit with PV-EOI in guest memory.
175  * See the implementation in apic_update_pv_eoi.
176  */
177 #define KVM_APIC_PV_EOI_PENDING 1
178
179 /*
180  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
181  * enough memory for a single page fault in a cache.
182  */
183 struct kvm_mmu_memory_cache {
184         int nobjs;
185         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
186 };
187
188 /*
189  * kvm_mmu_page_role, below, is defined as:
190  *
191  *   bits 0:3 - total guest paging levels (2-4, or zero for real mode)
192  *   bits 4:7 - page table level for this shadow (1-4)
193  *   bits 8:9 - page table quadrant for 2-level guests
194  *   bit   16 - direct mapping of virtual to physical mapping at gfn
195  *              used for real mode and two-dimensional paging
196  *   bits 17:19 - common access permissions for all ptes in this shadow page
197  */
198 union kvm_mmu_page_role {
199         unsigned word;
200         struct {
201                 unsigned level:4;
202                 unsigned cr4_pae:1;
203                 unsigned quadrant:2;
204                 unsigned pad_for_nice_hex_output:6;
205                 unsigned direct:1;
206                 unsigned access:3;
207                 unsigned invalid:1;
208                 unsigned nxe:1;
209                 unsigned cr0_wp:1;
210                 unsigned smep_andnot_wp:1;
211         };
212 };
213
214 struct kvm_mmu_page {
215         struct list_head link;
216         struct hlist_node hash_link;
217
218         /*
219          * The following two entries are used to key the shadow page in the
220          * hash table.
221          */
222         gfn_t gfn;
223         union kvm_mmu_page_role role;
224
225         u64 *spt;
226         /* hold the gfn of each spte inside spt */
227         gfn_t *gfns;
228         bool unsync;
229         int root_count;          /* Currently serving as active root */
230         unsigned int unsync_children;
231         unsigned long parent_ptes;      /* Reverse mapping for parent_pte */
232
233         /* The page is obsolete if mmu_valid_gen != kvm->arch.mmu_valid_gen.  */
234         unsigned long mmu_valid_gen;
235
236         DECLARE_BITMAP(unsync_child_bitmap, 512);
237
238 #ifdef CONFIG_X86_32
239         /*
240          * Used out of the mmu-lock to avoid reading spte values while an
241          * update is in progress; see the comments in __get_spte_lockless().
242          */
243         int clear_spte_count;
244 #endif
245
246         /* Number of writes since the last time traversal visited this page.  */
247         int write_flooding_count;
248 };
249
250 struct kvm_pio_request {
251         unsigned long count;
252         int in;
253         int port;
254         int size;
255 };
256
257 /*
258  * x86 supports 3 paging modes (4-level 64-bit, 3-level 64-bit, and 2-level
259  * 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the current mmu
260  * mode.
261  */
262 struct kvm_mmu {
263         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long root);
264         unsigned long (*get_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
265         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
266         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err,
267                           bool prefault);
268         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
269                                   struct x86_exception *fault);
270         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 access,
271                             struct x86_exception *exception);
272         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access);
273         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
274                          struct kvm_mmu_page *sp);
275         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
276         void (*update_pte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
277                            u64 *spte, const void *pte);
278         hpa_t root_hpa;
279         int root_level;
280         int shadow_root_level;
281         union kvm_mmu_page_role base_role;
282         bool direct_map;
283
284         /*
285          * Bitmap; bit set = permission fault
286          * Byte index: page fault error code [4:1]
287          * Bit index: pte permissions in ACC_* format
288          */
289         u8 permissions[16];
290
291         u64 *pae_root;
292         u64 *lm_root;
293         u64 rsvd_bits_mask[2][4];
294         u64 bad_mt_xwr;
295
296         /*
297          * Bitmap: bit set = last pte in walk
298          * index[0:1]: level (zero-based)
299          * index[2]: pte.ps
300          */
301         u8 last_pte_bitmap;
302
303         bool nx;
304
305         u64 pdptrs[4]; /* pae */
306 };
307
308 enum pmc_type {
309         KVM_PMC_GP = 0,
310         KVM_PMC_FIXED,
311 };
312
313 struct kvm_pmc {
314         enum pmc_type type;
315         u8 idx;
316         u64 counter;
317         u64 eventsel;
318         struct perf_event *perf_event;
319         struct kvm_vcpu *vcpu;
320 };
321
322 struct kvm_pmu {
323         unsigned nr_arch_gp_counters;
324         unsigned nr_arch_fixed_counters;
325         unsigned available_event_types;
326         u64 fixed_ctr_ctrl;
327         u64 global_ctrl;
328         u64 global_status;
329         u64 global_ovf_ctrl;
330         u64 counter_bitmask[2];
331         u64 global_ctrl_mask;
332         u64 reserved_bits;
333         u8 version;
334         struct kvm_pmc gp_counters[INTEL_PMC_MAX_GENERIC];
335         struct kvm_pmc fixed_counters[INTEL_PMC_MAX_FIXED];
336         struct irq_work irq_work;
337         u64 reprogram_pmi;
338 };
339
340 struct kvm_vcpu_arch {
341         /*
342          * rip and regs accesses must go through
343          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
344          */
345         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
346         u32 regs_avail;
347         u32 regs_dirty;
348
349         unsigned long cr0;
350         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
351         unsigned long cr2;
352         unsigned long cr3;
353         unsigned long cr4;
354         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
355         unsigned long cr8;
356         u32 hflags;
357         u64 efer;
358         u64 apic_base;
359         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
360         unsigned long apic_attention;
361         int32_t apic_arb_prio;
362         int mp_state;
363         u64 ia32_misc_enable_msr;
364         bool tpr_access_reporting;
365
366         /*
367          * Paging state of the vcpu
368          *
369          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
370          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
371          * handle faults.
372          */
373         struct kvm_mmu mmu;
374
375         /*
376          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
377          *
378          * This context will save all necessary information to walk page tables
379          * of the an L2 guest. This context is only initialized for page table
380          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
381          * the host.
382          */
383         struct kvm_mmu nested_mmu;
384
385         /*
386          * Pointer to the mmu context currently used for
387          * gva_to_gpa translations.
388          */
389         struct kvm_mmu *walk_mmu;
390
391         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
392         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
393         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
394
395         struct fpu guest_fpu;
396         u64 xcr0;
397         u64 guest_supported_xcr0;
398         u32 guest_xstate_size;
399
400         struct kvm_pio_request pio;
401         void *pio_data;
402
403         u8 event_exit_inst_len;
404
405         struct kvm_queued_exception {
406                 bool pending;
407                 bool has_error_code;
408                 bool reinject;
409                 u8 nr;
410                 u32 error_code;
411         } exception;
412
413         struct kvm_queued_interrupt {
414                 bool pending;
415                 bool soft;
416                 u8 nr;
417         } interrupt;
418
419         int halt_request; /* real mode on Intel only */
420
421         int cpuid_nent;
422         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
423         /* emulate context */
424
425         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
426         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
427         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
428         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
429
430         gpa_t time;
431         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
432         unsigned int hw_tsc_khz;
433         struct gfn_to_hva_cache pv_time;
434         bool pv_time_enabled;
435         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
436         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
437
438         struct {
439                 u64 msr_val;
440                 u64 last_steal;
441                 u64 accum_steal;
442                 struct gfn_to_hva_cache stime;
443                 struct kvm_steal_time steal;
444         } st;
445
446         u64 last_guest_tsc;
447         u64 last_kernel_ns;
448         u64 last_host_tsc;
449         u64 tsc_offset_adjustment;
450         u64 this_tsc_nsec;
451         u64 this_tsc_write;
452         u8  this_tsc_generation;
453         bool tsc_catchup;
454         bool tsc_always_catchup;
455         s8 virtual_tsc_shift;
456         u32 virtual_tsc_mult;
457         u32 virtual_tsc_khz;
458         s64 ia32_tsc_adjust_msr;
459
460         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
461         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
462         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
463
464         struct mtrr_state_type mtrr_state;
465         u32 pat;
466
467         int switch_db_regs;
468         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
469         unsigned long dr6;
470         unsigned long dr7;
471         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
472         unsigned long guest_debug_dr7;
473
474         u64 mcg_cap;
475         u64 mcg_status;
476         u64 mcg_ctl;
477         u64 *mce_banks;
478
479         /* Cache MMIO info */
480         u64 mmio_gva;
481         unsigned access;
482         gfn_t mmio_gfn;
483
484         struct kvm_pmu pmu;
485
486         /* used for guest single stepping over the given code position */
487         unsigned long singlestep_rip;
488
489         /* fields used by HYPER-V emulation */
490         u64 hv_vapic;
491
492         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
493
494         unsigned long last_retry_eip;
495         unsigned long last_retry_addr;
496
497         struct {
498                 bool halted;
499                 gfn_t gfns[roundup_pow_of_two(ASYNC_PF_PER_VCPU)];
500                 struct gfn_to_hva_cache data;
501                 u64 msr_val;
502                 u32 id;
503                 bool send_user_only;
504         } apf;
505
506         /* OSVW MSRs (AMD only) */
507         struct {
508                 u64 length;
509                 u64 status;
510         } osvw;
511
512         struct {
513                 u64 msr_val;
514                 struct gfn_to_hva_cache data;
515         } pv_eoi;
516
517         /*
518          * Indicate whether the access faults on its page table in guest
519          * which is set when fix page fault and used to detect unhandeable
520          * instruction.
521          */
522         bool write_fault_to_shadow_pgtable;
523
524         /* set at EPT violation at this point */
525         unsigned long exit_qualification;
526
527         /* pv related host specific info */
528         struct {
529                 bool pv_unhalted;
530         } pv;
531 };
532
533 struct kvm_lpage_info {
534         int write_count;
535 };
536
537 struct kvm_arch_memory_slot {
538         unsigned long *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
539         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
540 };
541
542 struct kvm_apic_map {
543         struct rcu_head rcu;
544         u8 ldr_bits;
545         /* fields bellow are used to decode ldr values in different modes */
546         u32 cid_shift, cid_mask, lid_mask;
547         struct kvm_lapic *phys_map[256];
548         /* first index is cluster id second is cpu id in a cluster */
549         struct kvm_lapic *logical_map[16][16];
550 };
551
552 struct kvm_arch {
553         unsigned int n_used_mmu_pages;
554         unsigned int n_requested_mmu_pages;
555         unsigned int n_max_mmu_pages;
556         unsigned int indirect_shadow_pages;
557         unsigned long mmu_valid_gen;
558         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
559         /*
560          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
561          */
562         struct list_head active_mmu_pages;
563         struct list_head zapped_obsolete_pages;
564
565         struct list_head assigned_dev_head;
566         struct iommu_domain *iommu_domain;
567         bool iommu_noncoherent;
568 #define __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
569         atomic_t noncoherent_dma_count;
570         struct kvm_pic *vpic;
571         struct kvm_ioapic *vioapic;
572         struct kvm_pit *vpit;
573         int vapics_in_nmi_mode;
574         struct mutex apic_map_lock;
575         struct kvm_apic_map *apic_map;
576
577         unsigned int tss_addr;
578         struct page *apic_access_page;
579
580         gpa_t wall_clock;
581
582         struct page *ept_identity_pagetable;
583         bool ept_identity_pagetable_done;
584         gpa_t ept_identity_map_addr;
585
586         unsigned long irq_sources_bitmap;
587         s64 kvmclock_offset;
588         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
589         u64 last_tsc_nsec;
590         u64 last_tsc_write;
591         u32 last_tsc_khz;
592         u64 cur_tsc_nsec;
593         u64 cur_tsc_write;
594         u64 cur_tsc_offset;
595         u8  cur_tsc_generation;
596         int nr_vcpus_matched_tsc;
597
598         spinlock_t pvclock_gtod_sync_lock;
599         bool use_master_clock;
600         u64 master_kernel_ns;
601         cycle_t master_cycle_now;
602
603         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
604
605         /* fields used by HYPER-V emulation */
606         u64 hv_guest_os_id;
607         u64 hv_hypercall;
608         u64 hv_tsc_page;
609
610         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
611         int audit_point;
612         #endif
613 };
614
615 struct kvm_vm_stat {
616         u32 mmu_shadow_zapped;
617         u32 mmu_pte_write;
618         u32 mmu_pte_updated;
619         u32 mmu_pde_zapped;
620         u32 mmu_flooded;
621         u32 mmu_recycled;
622         u32 mmu_cache_miss;
623         u32 mmu_unsync;
624         u32 remote_tlb_flush;
625         u32 lpages;
626 };
627
628 struct kvm_vcpu_stat {
629         u32 pf_fixed;
630         u32 pf_guest;
631         u32 tlb_flush;
632         u32 invlpg;
633
634         u32 exits;
635         u32 io_exits;
636         u32 mmio_exits;
637         u32 signal_exits;
638         u32 irq_window_exits;
639         u32 nmi_window_exits;
640         u32 halt_exits;
641         u32 halt_wakeup;
642         u32 request_irq_exits;
643         u32 irq_exits;
644         u32 host_state_reload;
645         u32 efer_reload;
646         u32 fpu_reload;
647         u32 insn_emulation;
648         u32 insn_emulation_fail;
649         u32 hypercalls;
650         u32 irq_injections;
651         u32 nmi_injections;
652 };
653
654 struct x86_instruction_info;
655
656 struct msr_data {
657         bool host_initiated;
658         u32 index;
659         u64 data;
660 };
661
662 struct kvm_x86_ops {
663         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
664         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
665         int (*hardware_enable)(void *dummy);
666         void (*hardware_disable)(void *dummy);
667         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
668         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
669         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
670         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
671         void (*cpuid_update)(struct kvm_vcpu *vcpu);
672
673         /* Create, but do not attach this VCPU */
674         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
675         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
676         void (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
677
678         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
679         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
680         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
681
682         void (*update_db_bp_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu);
683         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 *pdata);
684         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
685         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
686         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
687                             struct kvm_segment *var, int seg);
688         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
689         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
690                             struct kvm_segment *var, int seg);
691         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
692         void (*decache_cr0_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
693         void (*decache_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
694         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
695         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
696         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
697         int (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
698         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
699         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
700         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
701         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
702         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
703         u64 (*get_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu);
704         void (*set_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
705         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
706         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
707         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
708         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
709         void (*fpu_activate)(struct kvm_vcpu *vcpu);
710         void (*fpu_deactivate)(struct kvm_vcpu *vcpu);
711
712         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
713
714         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
715         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
716         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
717         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
718         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
719         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
720                                 unsigned char *hypercall_addr);
721         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
722         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
723         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr,
724                                 bool has_error_code, u32 error_code,
725                                 bool reinject);
726         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
727         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
728         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
729         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
730         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
731         int (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
732         int (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
733         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
734         int (*vm_has_apicv)(struct kvm *kvm);
735         void (*hwapic_irr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
736         void (*hwapic_isr_update)(struct kvm *kvm, int isr);
737         void (*load_eoi_exitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
738         void (*set_virtual_x2apic_mode)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool set);
739         void (*deliver_posted_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu, int vector);
740         void (*sync_pir_to_irr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
741         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
742         int (*get_tdp_level)(void);
743         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
744         int (*get_lpage_level)(void);
745         bool (*rdtscp_supported)(void);
746         bool (*invpcid_supported)(void);
747         void (*adjust_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, s64 adjustment, bool host);
748
749         void (*set_tdp_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
750
751         void (*set_supported_cpuid)(u32 func, struct kvm_cpuid_entry2 *entry);
752
753         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
754
755         void (*set_tsc_khz)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 user_tsc_khz, bool scale);
756         u64 (*read_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
757         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
758
759         u64 (*compute_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 target_tsc);
760         u64 (*read_l1_tsc)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
761
762         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2);
763
764         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
765                                struct x86_instruction_info *info,
766                                enum x86_intercept_stage stage);
767         void (*handle_external_intr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
768 };
769
770 struct kvm_arch_async_pf {
771         u32 token;
772         gfn_t gfn;
773         unsigned long cr3;
774         bool direct_map;
775 };
776
777 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
778
779 static inline void adjust_tsc_offset_guest(struct kvm_vcpu *vcpu,
780                                            s64 adjustment)
781 {
782         kvm_x86_ops->adjust_tsc_offset(vcpu, adjustment, false);
783 }
784
785 static inline void adjust_tsc_offset_host(struct kvm_vcpu *vcpu, s64 adjustment)
786 {
787         kvm_x86_ops->adjust_tsc_offset(vcpu, adjustment, true);
788 }
789
790 int kvm_mmu_module_init(void);
791 void kvm_mmu_module_exit(void);
792
793 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
794 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
795 void kvm_mmu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
796 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
797                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask);
798
799 void kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
800 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm, int slot);
801 void kvm_mmu_write_protect_pt_masked(struct kvm *kvm,
802                                      struct kvm_memory_slot *slot,
803                                      gfn_t gfn_offset, unsigned long mask);
804 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
805 void kvm_mmu_invalidate_mmio_sptes(struct kvm *kvm);
806 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
807 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
808
809 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
810
811 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
812                           const void *val, int bytes);
813 u8 kvm_get_guest_memory_type(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
814
815 extern bool tdp_enabled;
816
817 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
818
819 /* control of guest tsc rate supported? */
820 extern bool kvm_has_tsc_control;
821 /* minimum supported tsc_khz for guests */
822 extern u32  kvm_min_guest_tsc_khz;
823 /* maximum supported tsc_khz for guests */
824 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
825
826 enum emulation_result {
827         EMULATE_DONE,         /* no further processing */
828         EMULATE_USER_EXIT,    /* kvm_run ready for userspace exit */
829         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
830 };
831
832 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
833 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
834 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
835 #define EMULTYPE_RETRY              (1 << 3)
836 #define EMULTYPE_NO_REEXECUTE       (1 << 4)
837 int x86_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr2,
838                             int emulation_type, void *insn, int insn_len);
839
840 static inline int emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu,
841                         int emulation_type)
842 {
843         return x86_emulate_instruction(vcpu, 0, emulation_type, NULL, 0);
844 }
845
846 void kvm_enable_efer_bits(u64);
847 bool kvm_valid_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
848 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 *data);
849 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
850
851 struct x86_emulate_ctxt;
852
853 int kvm_fast_pio_out(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port);
854 void kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
855 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
856 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
857
858 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
859 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
860 void kvm_vcpu_deliver_sipi_vector(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned int vector);
861
862 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
863                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
864
865 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
866 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
867 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
868 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
869 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
870 int kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
871 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
872 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
873 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
874 int kvm_set_xcr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 xcr);
875
876 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 *pdata);
877 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
878
879 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
880 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
881 bool kvm_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
882
883 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
884 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
885 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
886 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
887 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
888 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
889                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
890                             u32 access);
891 void kvm_propagate_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
892 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
893
894 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
895                                        int irq_source_id, int level)
896 {
897         /* Logical OR for level trig interrupt */
898         if (level)
899                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
900         else
901                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
902
903         return !!(*irq_state);
904 }
905
906 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
907 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
908
909 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
910
911 int fx_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
912
913 void kvm_mmu_flush_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu);
914 void kvm_mmu_pte_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
915                        const u8 *new, int bytes);
916 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
917 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
918 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
919 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
920 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
921 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
922 gpa_t translate_nested_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access);
923 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
924                               struct x86_exception *exception);
925 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
926                                struct x86_exception *exception);
927 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
928                                struct x86_exception *exception);
929 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
930                                 struct x86_exception *exception);
931
932 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
933
934 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 error_code,
935                        void *insn, int insn_len);
936 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
937 void kvm_mmu_new_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu);
938
939 void kvm_enable_tdp(void);
940 void kvm_disable_tdp(void);
941
942 static inline gpa_t translate_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access)
943 {
944         return gpa;
945 }
946
947 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
948 {
949         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
950
951         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
952 }
953
954 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
955 {
956         u16 ldt;
957         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
958         return ldt;
959 }
960
961 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
962 {
963         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
964 }
965
966 #ifdef CONFIG_X86_64
967 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
968 {
969         u64 value;
970
971         rdmsrl(msr, value);
972         return value;
973 }
974 #endif
975
976 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
977 {
978         return 0x600; /* P6 family */
979 }
980
981 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
982 {
983         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
984 }
985
986 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
987 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
988 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
989 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
990 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
991         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
992
993 enum {
994         TASK_SWITCH_CALL = 0,
995         TASK_SWITCH_IRET = 1,
996         TASK_SWITCH_JMP = 2,
997         TASK_SWITCH_GATE = 3,
998 };
999
1000 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
1001 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
1002 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
1003 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
1004 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
1005 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
1006
1007 /*
1008  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
1009  * reboot turns off virtualization while processes are running.
1010  * Trap the fault and ignore the instruction if that happens.
1011  */
1012 asmlinkage void kvm_spurious_fault(void);
1013
1014 #define ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, cleanup_insn)      \
1015         "666: " insn "\n\t" \
1016         "668: \n\t"                           \
1017         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n" \
1018         "667: \n\t" \
1019         cleanup_insn "\n\t"                   \
1020         "cmpb $0, kvm_rebooting \n\t"         \
1021         "jne 668b \n\t"                       \
1022         __ASM_SIZE(push) " $666b \n\t"        \
1023         "call kvm_spurious_fault \n\t"        \
1024         ".popsection \n\t" \
1025         _ASM_EXTABLE(666b, 667b)
1026
1027 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn)              \
1028         ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, "")
1029
1030 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
1031 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1032 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1033 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1034 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1035 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
1036 int cpuid_maxphyaddr(struct kvm_vcpu *vcpu);
1037 int kvm_cpu_has_injectable_intr(struct kvm_vcpu *v);
1038 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1039 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1040 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
1041 void kvm_vcpu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu);
1042
1043 void kvm_define_shared_msr(unsigned index, u32 msr);
1044 void kvm_set_shared_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
1045
1046 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
1047
1048 void kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1049                                      struct kvm_async_pf *work);
1050 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1051                                  struct kvm_async_pf *work);
1052 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
1053                                struct kvm_async_pf *work);
1054 bool kvm_arch_can_inject_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
1055 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
1056
1057 void kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1058
1059 int kvm_is_in_guest(void);
1060
1061 void kvm_pmu_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
1062 void kvm_pmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1063 void kvm_pmu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu);
1064 void kvm_pmu_cpuid_update(struct kvm_vcpu *vcpu);
1065 bool kvm_pmu_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr);
1066 int kvm_pmu_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 *data);
1067 int kvm_pmu_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr_info);
1068 int kvm_pmu_read_pmc(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned pmc, u64 *data);
1069 void kvm_handle_pmu_event(struct kvm_vcpu *vcpu);
1070 void kvm_deliver_pmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1071
1072 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */