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 #include <linux/irqbypass.h>
  28 #include <linux/hyperv.h>
  29
  30 #include <asm/apic.h>
  31 #include <asm/pvclock-abi.h>
  32 #include <asm/desc.h>
  33 #include <asm/mtrr.h>
  34 #include <asm/msr-index.h>
  35 #include <asm/asm.h>
  36 #include <asm/kvm_page_track.h>
  37
  38 #define KVM_MAX_VCPUS 288
  39 #define KVM_SOFT_MAX_VCPUS 240
  40 #define KVM_MAX_VCPU_ID 1023
  41 #define KVM_USER_MEM_SLOTS 509
  42 /* memory slots that are not exposed to userspace */
  43 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 3
  44 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
  45
  46 #define KVM_HALT_POLL_NS_DEFAULT 400000
  47
  48 #define KVM_IRQCHIP_NUM_PINS  KVM_IOAPIC_NUM_PINS
  49
  50 /* x86-specific vcpu->requests bit members */
  51 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER      8
  52 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS  9
  53 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT      10
  54 #define KVM_REQ_MMU_SYNC          11
  55 #define KVM_REQ_CLOCK_UPDATE      12
  56 #define KVM_REQ_EVENT             14
  57 #define KVM_REQ_APF_HALT          15
  58 #define KVM_REQ_STEAL_UPDATE      16
  59 #define KVM_REQ_NMI               17
  60 #define KVM_REQ_PMU               18
  61 #define KVM_REQ_PMI               19
  62 #define KVM_REQ_SMI               20
  63 #define KVM_REQ_MASTERCLOCK_UPDATE 21
  64 #define KVM_REQ_MCLOCK_INPROGRESS 22
  65 #define KVM_REQ_SCAN_IOAPIC       23
  66 #define KVM_REQ_GLOBAL_CLOCK_UPDATE 24
  67 #define KVM_REQ_APIC_PAGE_RELOAD  25
  68 #define KVM_REQ_HV_CRASH          26
  69 #define KVM_REQ_IOAPIC_EOI_EXIT   27
  70 #define KVM_REQ_HV_RESET          28
  71 #define KVM_REQ_HV_EXIT           29
  72 #define KVM_REQ_HV_STIMER         30
  73
  74 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
  75         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
  76                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
  77                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
  78
  79 #define CR3_L_MODE_RESERVED_BITS 0xFFFFFF0000000000ULL
  80 #define CR3_PCID_INVD            BIT_64(63)
  81 #define CR4_RESERVED_BITS                                               \
  82         (~(unsigned long)(X86_CR4_VME | X86_CR4_PVI | X86_CR4_TSD | X86_CR4_DE\
  83                           | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_MCE     \
  84                           | X86_CR4_PGE | X86_CR4_PCE | X86_CR4_OSFXSR | X86_CR4_PCIDE \
  85                           | X86_CR4_OSXSAVE | X86_CR4_SMEP | X86_CR4_FSGSBASE \
  86                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_VMXE | X86_CR4_SMAP \
  87                           | X86_CR4_PKE))
  88
  89 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
  90
  91
  92
  93 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
  94 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
  95
  96 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
  97
  98 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
  99 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       3
 100 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
 101 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
 102 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
 103 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
 104 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
 105
 106 static inline gfn_t gfn_to_index(gfn_t gfn, gfn_t base_gfn, int level)
 107 {
 108         /* KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(PT_PAGE_TABLE_LEVEL) must be 0. */
 109         return (gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level)) -
 110                 (base_gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level));
 111 }
 112
 113 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
 114 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64
 115 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 12
 116 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
 117 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
 118 #define KVM_REFILL_PAGES 25
 119 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 80
 120 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
 121 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
 122
 123 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
 124
 125 enum kvm_reg {
 126         VCPU_REGS_RAX = 0,
 127         VCPU_REGS_RCX = 1,
 128         VCPU_REGS_RDX = 2,
 129         VCPU_REGS_RBX = 3,
 130         VCPU_REGS_RSP = 4,
 131         VCPU_REGS_RBP = 5,
 132         VCPU_REGS_RSI = 6,
 133         VCPU_REGS_RDI = 7,
 134 #ifdef CONFIG_X86_64
 135         VCPU_REGS_R8 = 8,
 136         VCPU_REGS_R9 = 9,
 137         VCPU_REGS_R10 = 10,
 138         VCPU_REGS_R11 = 11,
 139         VCPU_REGS_R12 = 12,
 140         VCPU_REGS_R13 = 13,
 141         VCPU_REGS_R14 = 14,
 142         VCPU_REGS_R15 = 15,
 143 #endif
 144         VCPU_REGS_RIP,
 145         NR_VCPU_REGS
 146 };
 147
 148 enum kvm_reg_ex {
 149         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
 150         VCPU_EXREG_CR3,
 151         VCPU_EXREG_RFLAGS,
 152         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
 153 };
 154
 155 enum {
 156         VCPU_SREG_ES,
 157         VCPU_SREG_CS,
 158         VCPU_SREG_SS,
 159         VCPU_SREG_DS,
 160         VCPU_SREG_FS,
 161         VCPU_SREG_GS,
 162         VCPU_SREG_TR,
 163         VCPU_SREG_LDTR,
 164 };
 165
 166 #include <asm/kvm_emulate.h>
 167
 168 #define KVM_NR_MEM_OBJS 40
 169
 170 #define KVM_NR_DB_REGS  4
 171
 172 #define DR6_BD          (1 << 13)
 173 #define DR6_BS          (1 << 14)
 174 #define DR6_RTM         (1 << 16)
 175 #define DR6_FIXED_1     0xfffe0ff0
 176 #define DR6_INIT        0xffff0ff0
 177 #define DR6_VOLATILE    0x0001e00f
 178
 179 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
 180 #define DR7_GE          (1 << 9)
 181 #define DR7_GD          (1 << 13)
 182 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
 183 #define DR7_VOLATILE    0xffff2bff
 184
 185 #define PFERR_PRESENT_BIT 0
 186 #define PFERR_WRITE_BIT 1
 187 #define PFERR_USER_BIT 2
 188 #define PFERR_RSVD_BIT 3
 189 #define PFERR_FETCH_BIT 4
 190 #define PFERR_PK_BIT 5
 191 #define PFERR_GUEST_FINAL_BIT 32
 192 #define PFERR_GUEST_PAGE_BIT 33
 193
 194 #define PFERR_PRESENT_MASK (1U << PFERR_PRESENT_BIT)
 195 #define PFERR_WRITE_MASK (1U << PFERR_WRITE_BIT)
 196 #define PFERR_USER_MASK (1U << PFERR_USER_BIT)
 197 #define PFERR_RSVD_MASK (1U << PFERR_RSVD_BIT)
 198 #define PFERR_FETCH_MASK (1U << PFERR_FETCH_BIT)
 199 #define PFERR_PK_MASK (1U << PFERR_PK_BIT)
 200 #define PFERR_GUEST_FINAL_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_FINAL_BIT)
 201 #define PFERR_GUEST_PAGE_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_PAGE_BIT)
 202
 203 #define PFERR_NESTED_GUEST_PAGE (PFERR_GUEST_PAGE_MASK |        \
 204                                  PFERR_USER_MASK |              \
 205                                  PFERR_WRITE_MASK |             \
 206                                  PFERR_PRESENT_MASK)
 207
 208 /*
 209  * The mask used to denote special SPTEs, which can be either MMIO SPTEs or
 210  * Access Tracking SPTEs. We use bit 62 instead of bit 63 to avoid conflicting
 211  * with the SVE bit in EPT PTEs.
 212  */
 213 #define SPTE_SPECIAL_MASK (1ULL << 62)
 214
 215 /* apic attention bits */
 216 #define KVM_APIC_CHECK_VAPIC    0
 217 /*
 218  * The following bit is set with PV-EOI, unset on EOI.
 219  * We detect PV-EOI changes by guest by comparing
 220  * this bit with PV-EOI in guest memory.
 221  * See the implementation in apic_update_pv_eoi.
 222  */
 223 #define KVM_APIC_PV_EOI_PENDING 1
 224
 225 struct kvm_kernel_irq_routing_entry;
 226
 227 /*
 228  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
 229  * enough memory for a single page fault in a cache.
 230  */
 231 struct kvm_mmu_memory_cache {
 232         int nobjs;
 233         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
 234 };
 235
 236 /*
 237  * the pages used as guest page table on soft mmu are tracked by
 238  * kvm_memory_slot.arch.gfn_track which is 16 bits, so the role bits used
 239  * by indirect shadow page can not be more than 15 bits.
 240  *
 241  * Currently, we used 14 bits that are @level, @cr4_pae, @quadrant, @access,
 242  * @nxe, @cr0_wp, @smep_andnot_wp and @smap_andnot_wp.
 243  */
 244 union kvm_mmu_page_role {
 245         unsigned word;
 246         struct {
 247                 unsigned level:4;
 248                 unsigned cr4_pae:1;
 249                 unsigned quadrant:2;
 250                 unsigned direct:1;
 251                 unsigned access:3;
 252                 unsigned invalid:1;
 253                 unsigned nxe:1;
 254                 unsigned cr0_wp:1;
 255                 unsigned smep_andnot_wp:1;
 256                 unsigned smap_andnot_wp:1;
 257                 unsigned :8;
 258
 259                 /*
 260                  * This is left at the top of the word so that
 261                  * kvm_memslots_for_spte_role can extract it with a
 262                  * simple shift.  While there is room, give it a whole
 263                  * byte so it is also faster to load it from memory.
 264                  */
 265                 unsigned smm:8;
 266         };
 267 };
 268
 269 struct kvm_rmap_head {
 270         unsigned long val;
 271 };
 272
 273 struct kvm_mmu_page {
 274         struct list_head link;
 275         struct hlist_node hash_link;
 276
 277         /*
 278          * The following two entries are used to key the shadow page in the
 279          * hash table.
 280          */
 281         gfn_t gfn;
 282         union kvm_mmu_page_role role;
 283
 284         u64 *spt;
 285         /* hold the gfn of each spte inside spt */
 286         gfn_t *gfns;
 287         bool unsync;
 288         int root_count;          /* Currently serving as active root */
 289         unsigned int unsync_children;
 290         struct kvm_rmap_head parent_ptes; /* rmap pointers to parent sptes */
 291
 292         /* The page is obsolete if mmu_valid_gen != kvm->arch.mmu_valid_gen.  */
 293         unsigned long mmu_valid_gen;
 294
 295         DECLARE_BITMAP(unsync_child_bitmap, 512);
 296
 297 #ifdef CONFIG_X86_32
 298         /*
 299          * Used out of the mmu-lock to avoid reading spte values while an
 300          * update is in progress; see the comments in __get_spte_lockless().
 301          */
 302         int clear_spte_count;
 303 #endif
 304
 305         /* Number of writes since the last time traversal visited this page.  */
 306         atomic_t write_flooding_count;
 307 };
 308
 309 struct kvm_pio_request {
 310         unsigned long count;
 311         int in;
 312         int port;
 313         int size;
 314 };
 315
 316 struct rsvd_bits_validate {
 317         u64 rsvd_bits_mask[2][4];
 318         u64 bad_mt_xwr;
 319 };
 320
 321 /*
 322  * x86 supports 3 paging modes (4-level 64-bit, 3-level 64-bit, and 2-level
 323  * 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the current mmu
 324  * mode.
 325  */
 326 struct kvm_mmu {
 327         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long root);
 328         unsigned long (*get_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 329         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
 330         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err,
 331                           bool prefault);
 332         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 333                                   struct x86_exception *fault);
 334         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 access,
 335                             struct x86_exception *exception);
 336         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
 337                                struct x86_exception *exception);
 338         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 339                          struct kvm_mmu_page *sp);
 340         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
 341         void (*update_pte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
 342                            u64 *spte, const void *pte);
 343         hpa_t root_hpa;
 344         union kvm_mmu_page_role base_role;
 345         u8 root_level;
 346         u8 shadow_root_level;
 347         u8 ept_ad;
 348         bool direct_map;
 349
 350         /*
 351          * Bitmap; bit set = permission fault
 352          * Byte index: page fault error code [4:1]
 353          * Bit index: pte permissions in ACC_* format
 354          */
 355         u8 permissions[16];
 356
 357         /*
 358         * The pkru_mask indicates if protection key checks are needed.  It
 359         * consists of 16 domains indexed by page fault error code bits [4:1],
 360         * with PFEC.RSVD replaced by ACC_USER_MASK from the page tables.
 361         * Each domain has 2 bits which are ANDed with AD and WD from PKRU.
 362         */
 363         u32 pkru_mask;
 364
 365         u64 *pae_root;
 366         u64 *lm_root;
 367
 368         /*
 369          * check zero bits on shadow page table entries, these
 370          * bits include not only hardware reserved bits but also
 371          * the bits spte never used.
 372          */
 373         struct rsvd_bits_validate shadow_zero_check;
 374
 375         struct rsvd_bits_validate guest_rsvd_check;
 376
 377         /* Can have large pages at levels 2..last_nonleaf_level-1. */
 378         u8 last_nonleaf_level;
 379
 380         bool nx;
 381
 382         u64 pdptrs[4]; /* pae */
 383 };
 384
 385 enum pmc_type {
 386         KVM_PMC_GP = 0,
 387         KVM_PMC_FIXED,
 388 };
 389
 390 struct kvm_pmc {
 391         enum pmc_type type;
 392         u8 idx;
 393         u64 counter;
 394         u64 eventsel;
 395         struct perf_event *perf_event;
 396         struct kvm_vcpu *vcpu;
 397 };
 398
 399 struct kvm_pmu {
 400         unsigned nr_arch_gp_counters;
 401         unsigned nr_arch_fixed_counters;
 402         unsigned available_event_types;
 403         u64 fixed_ctr_ctrl;
 404         u64 global_ctrl;
 405         u64 global_status;
 406         u64 global_ovf_ctrl;
 407         u64 counter_bitmask[2];
 408         u64 global_ctrl_mask;
 409         u64 reserved_bits;
 410         u8 version;
 411         struct kvm_pmc gp_counters[INTEL_PMC_MAX_GENERIC];
 412         struct kvm_pmc fixed_counters[INTEL_PMC_MAX_FIXED];
 413         struct irq_work irq_work;
 414         u64 reprogram_pmi;
 415 };
 416
 417 struct kvm_pmu_ops;
 418
 419 enum {
 420         KVM_DEBUGREG_BP_ENABLED = 1,
 421         KVM_DEBUGREG_WONT_EXIT = 2,
 422         KVM_DEBUGREG_RELOAD = 4,
 423 };
 424
 425 struct kvm_mtrr_range {
 426         u64 base;
 427         u64 mask;
 428         struct list_head node;
 429 };
 430
 431 struct kvm_mtrr {
 432         struct kvm_mtrr_range var_ranges[KVM_NR_VAR_MTRR];
 433         mtrr_type fixed_ranges[KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION];
 434         u64 deftype;
 435
 436         struct list_head head;
 437 };
 438
 439 /* Hyper-V SynIC timer */
 440 struct kvm_vcpu_hv_stimer {
 441         struct hrtimer timer;
 442         int index;
 443         u64 config;
 444         u64 count;
 445         u64 exp_time;
 446         struct hv_message msg;
 447         bool msg_pending;
 448 };
 449
 450 /* Hyper-V synthetic interrupt controller (SynIC)*/
 451 struct kvm_vcpu_hv_synic {
 452         u64 version;
 453         u64 control;
 454         u64 msg_page;
 455         u64 evt_page;
 456         atomic64_t sint[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
 457         atomic_t sint_to_gsi[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
 458         DECLARE_BITMAP(auto_eoi_bitmap, 256);
 459         DECLARE_BITMAP(vec_bitmap, 256);
 460         bool active;
 461 };
 462
 463 /* Hyper-V per vcpu emulation context */
 464 struct kvm_vcpu_hv {
 465         u64 hv_vapic;
 466         s64 runtime_offset;
 467         struct kvm_vcpu_hv_synic synic;
 468         struct kvm_hyperv_exit exit;
 469         struct kvm_vcpu_hv_stimer stimer[HV_SYNIC_STIMER_COUNT];
 470         DECLARE_BITMAP(stimer_pending_bitmap, HV_SYNIC_STIMER_COUNT);
 471 };
 472
 473 struct kvm_vcpu_arch {
 474         /*
 475          * rip and regs accesses must go through
 476          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
 477          */
 478         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
 479         u32 regs_avail;
 480         u32 regs_dirty;
 481
 482         unsigned long cr0;
 483         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
 484         unsigned long cr2;
 485         unsigned long cr3;
 486         unsigned long cr4;
 487         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
 488         unsigned long cr8;
 489         u32 hflags;
 490         u64 efer;
 491         u64 apic_base;
 492         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
 493         bool apicv_active;
 494         DECLARE_BITMAP(ioapic_handled_vectors, 256);
 495         unsigned long apic_attention;
 496         int32_t apic_arb_prio;
 497         int mp_state;
 498         u64 ia32_misc_enable_msr;
 499         u64 smbase;
 500         bool tpr_access_reporting;
 501         u64 ia32_xss;
 502
 503         /*
 504          * Paging state of the vcpu
 505          *
 506          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
 507          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
 508          * handle faults.
 509          */
 510         struct kvm_mmu mmu;
 511
 512         /*
 513          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
 514          *
 515          * This context will save all necessary information to walk page tables
 516          * of the an L2 guest. This context is only initialized for page table
 517          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
 518          * the host.
 519          */
 520         struct kvm_mmu nested_mmu;
 521
 522         /*
 523          * Pointer to the mmu context currently used for
 524          * gva_to_gpa translations.
 525          */
 526         struct kvm_mmu *walk_mmu;
 527
 528         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
 529         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
 530         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
 531
 532         struct fpu guest_fpu;
 533         u64 xcr0;
 534         u64 guest_supported_xcr0;
 535         u32 guest_xstate_size;
 536
 537         struct kvm_pio_request pio;
 538         void *pio_data;
 539
 540         u8 event_exit_inst_len;
 541
 542         struct kvm_queued_exception {
 543                 bool pending;
 544                 bool has_error_code;
 545                 bool reinject;
 546                 u8 nr;
 547                 u32 error_code;
 548         } exception;
 549
 550         struct kvm_queued_interrupt {
 551                 bool pending;
 552                 bool soft;
 553                 u8 nr;
 554         } interrupt;
 555
 556         int halt_request; /* real mode on Intel only */
 557
 558         int cpuid_nent;
 559         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
 560
 561         int maxphyaddr;
 562
 563         /* emulate context */
 564
 565         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
 566         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
 567         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
 568         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 569
 570         gpa_t time;
 571         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
 572         unsigned int hw_tsc_khz;
 573         struct gfn_to_hva_cache pv_time;
 574         bool pv_time_enabled;
 575         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
 576         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
 577
 578         struct {
 579                 u64 msr_val;
 580                 u64 last_steal;
 581                 struct gfn_to_hva_cache stime;
 582                 struct kvm_steal_time steal;
 583         } st;
 584
 585         u64 tsc_offset;
 586         u64 last_guest_tsc;
 587         u64 last_host_tsc;
 588         u64 tsc_offset_adjustment;
 589         u64 this_tsc_nsec;
 590         u64 this_tsc_write;
 591         u64 this_tsc_generation;
 592         bool tsc_catchup;
 593         bool tsc_always_catchup;
 594         s8 virtual_tsc_shift;
 595         u32 virtual_tsc_mult;
 596         u32 virtual_tsc_khz;
 597         s64 ia32_tsc_adjust_msr;
 598         u64 tsc_scaling_ratio;
 599
 600         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
 601         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
 602         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
 603         bool smi_pending;    /* SMI queued after currently running handler */
 604
 605         struct kvm_mtrr mtrr_state;
 606         u64 pat;
 607
 608         unsigned switch_db_regs;
 609         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
 610         unsigned long dr6;
 611         unsigned long dr7;
 612         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
 613         unsigned long guest_debug_dr7;
 614         u64 msr_platform_info;
 615         u64 msr_misc_features_enables;
 616
 617         u64 mcg_cap;
 618         u64 mcg_status;
 619         u64 mcg_ctl;
 620         u64 mcg_ext_ctl;
 621         u64 *mce_banks;
 622
 623         /* Cache MMIO info */
 624         u64 mmio_gva;
 625         unsigned access;
 626         gfn_t mmio_gfn;
 627         u64 mmio_gen;
 628
 629         struct kvm_pmu pmu;
 630
 631         /* used for guest single stepping over the given code position */
 632         unsigned long singlestep_rip;
 633
 634         struct kvm_vcpu_hv hyperv;
 635
 636         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
 637
 638         unsigned long last_retry_eip;
 639         unsigned long last_retry_addr;
 640
 641         struct {
 642                 bool halted;
 643                 gfn_t gfns[roundup_pow_of_two(ASYNC_PF_PER_VCPU)];
 644                 struct gfn_to_hva_cache data;
 645                 u64 msr_val;
 646                 u32 id;
 647                 bool send_user_only;
 648         } apf;
 649
 650         /* OSVW MSRs (AMD only) */
 651         struct {
 652                 u64 length;
 653                 u64 status;
 654         } osvw;
 655
 656         struct {
 657                 u64 msr_val;
 658                 struct gfn_to_hva_cache data;
 659         } pv_eoi;
 660
 661         /*
 662          * Indicate whether the access faults on its page table in guest
 663          * which is set when fix page fault and used to detect unhandeable
 664          * instruction.
 665          */
 666         bool write_fault_to_shadow_pgtable;
 667
 668         /* set at EPT violation at this point */
 669         unsigned long exit_qualification;
 670
 671         /* pv related host specific info */
 672         struct {
 673                 bool pv_unhalted;
 674         } pv;
 675
 676         int pending_ioapic_eoi;
 677         int pending_external_vector;
 678
 679         /* GPA available (AMD only) */
 680         bool gpa_available;
 681 };
 682
 683 struct kvm_lpage_info {
 684         int disallow_lpage;
 685 };
 686
 687 struct kvm_arch_memory_slot {
 688         struct kvm_rmap_head *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
 689         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
 690         unsigned short *gfn_track[KVM_PAGE_TRACK_MAX];
 691 };
 692
 693 /*
 694  * We use as the mode the number of bits allocated in the LDR for the
 695  * logical processor ID.  It happens that these are all powers of two.
 696  * This makes it is very easy to detect cases where the APICs are
 697  * configured for multiple modes; in that case, we cannot use the map and
 698  * hence cannot use kvm_irq_delivery_to_apic_fast either.
 699  */
 700 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_CLUSTER          4
 701 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_FLAT             8
 702 #define KVM_APIC_MODE_X2APIC                16
 703
 704 struct kvm_apic_map {
 705         struct rcu_head rcu;
 706         u8 mode;
 707         u32 max_apic_id;
 708         union {
 709                 struct kvm_lapic *xapic_flat_map[8];
 710                 struct kvm_lapic *xapic_cluster_map[16][4];
 711         };
 712         struct kvm_lapic *phys_map[];
 713 };
 714
 715 /* Hyper-V emulation context */
 716 struct kvm_hv {
 717         struct mutex hv_lock;
 718         u64 hv_guest_os_id;
 719         u64 hv_hypercall;
 720         u64 hv_tsc_page;
 721
 722         /* Hyper-v based guest crash (NT kernel bugcheck) parameters */
 723         u64 hv_crash_param[HV_X64_MSR_CRASH_PARAMS];
 724         u64 hv_crash_ctl;
 725
 726         HV_REFERENCE_TSC_PAGE tsc_ref;
 727 };
 728
 729 enum kvm_irqchip_mode {
 730         KVM_IRQCHIP_NONE,
 731         KVM_IRQCHIP_INIT_IN_PROGRESS, /* temporarily set during creation */
 732         KVM_IRQCHIP_KERNEL,       /* created with KVM_CREATE_IRQCHIP */
 733         KVM_IRQCHIP_SPLIT,        /* created with KVM_CAP_SPLIT_IRQCHIP */
 734 };
 735
 736 struct kvm_arch {
 737         unsigned int n_used_mmu_pages;
 738         unsigned int n_requested_mmu_pages;
 739         unsigned int n_max_mmu_pages;
 740         unsigned int indirect_shadow_pages;
 741         unsigned long mmu_valid_gen;
 742         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
 743         /*
 744          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
 745          */
 746         struct list_head active_mmu_pages;
 747         struct list_head zapped_obsolete_pages;
 748         struct kvm_page_track_notifier_node mmu_sp_tracker;
 749         struct kvm_page_track_notifier_head track_notifier_head;
 750
 751         struct list_head assigned_dev_head;
 752         struct iommu_domain *iommu_domain;
 753         bool iommu_noncoherent;
 754 #define __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
 755         atomic_t noncoherent_dma_count;
 756 #define __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
 757         atomic_t assigned_device_count;
 758         struct kvm_pic *vpic;
 759         struct kvm_ioapic *vioapic;
 760         struct kvm_pit *vpit;
 761         atomic_t vapics_in_nmi_mode;
 762         struct mutex apic_map_lock;
 763         struct kvm_apic_map *apic_map;
 764
 765         unsigned int tss_addr;
 766         bool apic_access_page_done;
 767
 768         gpa_t wall_clock;
 769
 770         bool ept_identity_pagetable_done;
 771         gpa_t ept_identity_map_addr;
 772
 773         unsigned long irq_sources_bitmap;
 774         s64 kvmclock_offset;
 775         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
 776         u64 last_tsc_nsec;
 777         u64 last_tsc_write;
 778         u32 last_tsc_khz;
 779         u64 cur_tsc_nsec;
 780         u64 cur_tsc_write;
 781         u64 cur_tsc_offset;
 782         u64 cur_tsc_generation;
 783         int nr_vcpus_matched_tsc;
 784
 785         spinlock_t pvclock_gtod_sync_lock;
 786         bool use_master_clock;
 787         u64 master_kernel_ns;
 788         u64 master_cycle_now;
 789         struct delayed_work kvmclock_update_work;
 790         struct delayed_work kvmclock_sync_work;
 791
 792         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
 793
 794         /* reads protected by irq_srcu, writes by irq_lock */
 795         struct hlist_head mask_notifier_list;
 796
 797         struct kvm_hv hyperv;
 798
 799         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
 800         int audit_point;
 801         #endif
 802
 803         bool boot_vcpu_runs_old_kvmclock;
 804         u32 bsp_vcpu_id;
 805
 806         u64 disabled_quirks;
 807
 808         enum kvm_irqchip_mode irqchip_mode;
 809         u8 nr_reserved_ioapic_pins;
 810
 811         bool disabled_lapic_found;
 812
 813         /* Struct members for AVIC */
 814         u32 avic_vm_id;
 815         u32 ldr_mode;
 816         struct page *avic_logical_id_table_page;
 817         struct page *avic_physical_id_table_page;
 818         struct hlist_node hnode;
 819
 820         bool x2apic_format;
 821         bool x2apic_broadcast_quirk_disabled;
 822 };
 823
 824 struct kvm_vm_stat {
 825         ulong mmu_shadow_zapped;
 826         ulong mmu_pte_write;
 827         ulong mmu_pte_updated;
 828         ulong mmu_pde_zapped;
 829         ulong mmu_flooded;
 830         ulong mmu_recycled;
 831         ulong mmu_cache_miss;
 832         ulong mmu_unsync;
 833         ulong remote_tlb_flush;
 834         ulong lpages;
 835         ulong max_mmu_page_hash_collisions;
 836 };
 837
 838 struct kvm_vcpu_stat {
 839         u64 pf_fixed;
 840         u64 pf_guest;
 841         u64 tlb_flush;
 842         u64 invlpg;
 843
 844         u64 exits;
 845         u64 io_exits;
 846         u64 mmio_exits;
 847         u64 signal_exits;
 848         u64 irq_window_exits;
 849         u64 nmi_window_exits;
 850         u64 halt_exits;
 851         u64 halt_successful_poll;
 852         u64 halt_attempted_poll;
 853         u64 halt_poll_invalid;
 854         u64 halt_wakeup;
 855         u64 request_irq_exits;
 856         u64 irq_exits;
 857         u64 host_state_reload;
 858         u64 efer_reload;
 859         u64 fpu_reload;
 860         u64 insn_emulation;
 861         u64 insn_emulation_fail;
 862         u64 hypercalls;
 863         u64 irq_injections;
 864         u64 nmi_injections;
 865         u64 req_event;
 866 };
 867
 868 struct x86_instruction_info;
 869
 870 struct msr_data {
 871         bool host_initiated;
 872         u32 index;
 873         u64 data;
 874 };
 875
 876 struct kvm_lapic_irq {
 877         u32 vector;
 878         u16 delivery_mode;
 879         u16 dest_mode;
 880         bool level;
 881         u16 trig_mode;
 882         u32 shorthand;
 883         u32 dest_id;
 884         bool msi_redir_hint;
 885 };
 886
 887 struct kvm_x86_ops {
 888         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
 889         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
 890         int (*hardware_enable)(void);
 891         void (*hardware_disable)(void);
 892         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
 893         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
 894         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
 895         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
 896         bool (*cpu_has_high_real_mode_segbase)(void);
 897         void (*cpuid_update)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 898
 899         int (*vm_init)(struct kvm *kvm);
 900         void (*vm_destroy)(struct kvm *kvm);
 901
 902         /* Create, but do not attach this VCPU */
 903         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
 904         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 905         void (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
 906
 907         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 908         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 909         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 910
 911         void (*update_bp_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 912         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
 913         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
 914         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
 915         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 916                             struct kvm_segment *var, int seg);
 917         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 918         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 919                             struct kvm_segment *var, int seg);
 920         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
 921         void (*decache_cr0_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 922         void (*decache_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 923         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 924         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
 925         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 926         int (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
 927         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
 928         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 929         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 930         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 931         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 932         u64 (*get_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 933         void (*set_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
 934         void (*sync_dirty_debug_regs)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 935         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
 936         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
 937         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 938         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
 939         u32 (*get_pkru)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 940
 941         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 942
 943         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 944         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 945         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 946         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
 947         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 948         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 949                                 unsigned char *hypercall_addr);
 950         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 951         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 952         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr,
 953                                 bool has_error_code, u32 error_code,
 954                                 bool reinject);
 955         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 956         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 957         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 958         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 959         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
 960         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 961         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 962         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
 963         bool (*get_enable_apicv)(void);
 964         void (*refresh_apicv_exec_ctrl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 965         void (*hwapic_irr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
 966         void (*hwapic_isr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int isr);
 967         void (*load_eoi_exitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
 968         void (*set_virtual_x2apic_mode)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool set);
 969         void (*set_apic_access_page_addr)(struct kvm_vcpu *vcpu, hpa_t hpa);
 970         void (*deliver_posted_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu, int vector);
 971         int (*sync_pir_to_irr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 972         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
 973         int (*get_tdp_level)(void);
 974         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
 975         int (*get_lpage_level)(void);
 976         bool (*rdtscp_supported)(void);
 977         bool (*invpcid_supported)(void);
 978
 979         void (*set_tdp_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 980
 981         void (*set_supported_cpuid)(u32 func, struct kvm_cpuid_entry2 *entry);
 982
 983         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
 984
 985         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
 986
 987         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2);
 988
 989         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 990                                struct x86_instruction_info *info,
 991                                enum x86_intercept_stage stage);
 992         void (*handle_external_intr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 993         bool (*mpx_supported)(void);
 994         bool (*xsaves_supported)(void);
 995
 996         int (*check_nested_events)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool external_intr);
 997
 998         void (*sched_in)(struct kvm_vcpu *kvm, int cpu);
 999
1000         /*
1001          * Arch-specific dirty logging hooks. These hooks are only supposed to
1002          * be valid if the specific arch has hardware-accelerated dirty logging
1003          * mechanism. Currently only for PML on VMX.
1004          *
1005          *  - slot_enable_log_dirty:
1006          *      called when enabling log dirty mode for the slot.
1007          *  - slot_disable_log_dirty:
1008          *      called when disabling log dirty mode for the slot.
1009          *      also called when slot is created with log dirty disabled.
1010          *  - flush_log_dirty:
1011          *      called before reporting dirty_bitmap to userspace.
1012          *  - enable_log_dirty_pt_masked:
1013          *      called when reenabling log dirty for the GFNs in the mask after
1014          *      corresponding bits are cleared in slot->dirty_bitmap.
1015          */
1016         void (*slot_enable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1017                                       struct kvm_memory_slot *slot);
1018         void (*slot_disable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1019                                        struct kvm_memory_slot *slot);
1020         void (*flush_log_dirty)(struct kvm *kvm);
1021         void (*enable_log_dirty_pt_masked)(struct kvm *kvm,
1022                                            struct kvm_memory_slot *slot,
1023                                            gfn_t offset, unsigned long mask);
1024         /* pmu operations of sub-arch */
1025         const struct kvm_pmu_ops *pmu_ops;
1026
1027         /*
1028          * Architecture specific hooks for vCPU blocking due to
1029          * HLT instruction.
1030          * Returns for .pre_block():
1031          *    - 0 means continue to block the vCPU.
1032          *    - 1 means we cannot block the vCPU since some event
1033          *        happens during this period, such as, 'ON' bit in
1034          *        posted-interrupts descriptor is set.
1035          */
1036         int (*pre_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1037         void (*post_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1038
1039         void (*vcpu_blocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1040         void (*vcpu_unblocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1041
1042         int (*update_pi_irte)(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1043                               uint32_t guest_irq, bool set);
1044         void (*apicv_post_state_restore)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1045
1046         int (*set_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_deadline_tsc);
1047         void (*cancel_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1048
1049         void (*setup_mce)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1050 };
1051
1052 struct kvm_arch_async_pf {
1053         u32 token;
1054         gfn_t gfn;
1055         unsigned long cr3;
1056         bool direct_map;
1057 };
1058
1059 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
1060
1061 int kvm_mmu_module_init(void);
1062 void kvm_mmu_module_exit(void);
1063
1064 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1065 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
1066 void kvm_mmu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
1067 void kvm_mmu_init_vm(struct kvm *kvm);
1068 void kvm_mmu_uninit_vm(struct kvm *kvm);
1069 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
1070                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask, u64 p_mask,
1071                 u64 acc_track_mask);
1072
1073 void kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
1074 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1075                                       struct kvm_memory_slot *memslot);
1076 void kvm_mmu_zap_collapsible_sptes(struct kvm *kvm,
1077                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1078 void kvm_mmu_slot_leaf_clear_dirty(struct kvm *kvm,
1079                                    struct kvm_memory_slot *memslot);
1080 void kvm_mmu_slot_largepage_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1081                                         struct kvm_memory_slot *memslot);
1082 void kvm_mmu_slot_set_dirty(struct kvm *kvm,
1083                             struct kvm_memory_slot *memslot);
1084 void kvm_mmu_clear_dirty_pt_masked(struct kvm *kvm,
1085                                    struct kvm_memory_slot *slot,
1086                                    gfn_t gfn_offset, unsigned long mask);
1087 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
1088 void kvm_mmu_invalidate_mmio_sptes(struct kvm *kvm, struct kvm_memslots *slots);
1089 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
1090 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
1091
1092 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
1093 bool pdptrs_changed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1094
1095 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
1096                           const void *val, int bytes);
1097
1098 struct kvm_irq_mask_notifier {
1099         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
1100         int irq;
1101         struct hlist_node link;
1102 };
1103
1104 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1105                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1106 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1107                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1108 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
1109                              bool mask);
1110
1111 extern bool tdp_enabled;
1112
1113 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
1114
1115 /* control of guest tsc rate supported? */
1116 extern bool kvm_has_tsc_control;
1117 /* maximum supported tsc_khz for guests */
1118 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
1119 /* number of bits of the fractional part of the TSC scaling ratio */
1120 extern u8   kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits;
1121 /* maximum allowed value of TSC scaling ratio */
1122 extern u64  kvm_max_tsc_scaling_ratio;
1123 /* 1ull << kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits */
1124 extern u64  kvm_default_tsc_scaling_ratio;
1125
1126 extern u64 kvm_mce_cap_supported;
1127
1128 enum emulation_result {
1129         EMULATE_DONE,         /* no further processing */
1130         EMULATE_USER_EXIT,    /* kvm_run ready for userspace exit */
1131         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
1132 };
1133
1134 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
1135 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
1136 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
1137 #define EMULTYPE_RETRY              (1 << 3)
1138 #define EMULTYPE_NO_REEXECUTE       (1 << 4)
1139 int x86_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr2,
1140                             int emulation_type, void *insn, int insn_len);
1141
1142 static inline int emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu,
1143                         int emulation_type)
1144 {
1145         return x86_emulate_instruction(vcpu, 0, emulation_type, NULL, 0);
1146 }
1147
1148 void kvm_enable_efer_bits(u64);
1149 bool kvm_valid_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1150 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1151 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1152
1153 struct x86_emulate_ctxt;
1154
1155 int kvm_fast_pio_out(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port);
1156 int kvm_fast_pio_in(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port);
1157 int kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1158 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1159 int kvm_vcpu_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1160 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1161
1162 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
1163 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
1164 void kvm_vcpu_deliver_sipi_vector(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1165
1166 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
1167                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
1168
1169 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1170 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1171 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1172 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
1173 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
1174 int kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
1175 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
1176 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
1177 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1178 int kvm_set_xcr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 xcr);
1179
1180 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1181 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1182
1183 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
1184 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1185 bool kvm_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
1186
1187 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1188 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1189 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1190 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1191 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
1192 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1193                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
1194                             u32 access);
1195 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
1196 bool kvm_require_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr);
1197
1198 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
1199                                        int irq_source_id, int level)
1200 {
1201         /* Logical OR for level trig interrupt */
1202         if (level)
1203                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
1204         else
1205                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
1206
1207         return !!(*irq_state);
1208 }
1209
1210 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
1211 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
1212
1213 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1214
1215 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
1216 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1217 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
1218 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
1219 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
1220 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
1221 gpa_t translate_nested_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1222                            struct x86_exception *exception);
1223 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1224                               struct x86_exception *exception);
1225 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1226                                struct x86_exception *exception);
1227 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1228                                struct x86_exception *exception);
1229 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1230                                 struct x86_exception *exception);
1231
1232 void kvm_vcpu_deactivate_apicv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1233
1234 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
1235
1236 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u64 error_code,
1237                        void *insn, int insn_len);
1238 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1239 void kvm_mmu_new_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu);
1240
1241 void kvm_enable_tdp(void);
1242 void kvm_disable_tdp(void);
1243
1244 static inline gpa_t translate_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1245                                   struct x86_exception *exception)
1246 {
1247         return gpa;
1248 }
1249
1250 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
1251 {
1252         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
1253
1254         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
1255 }
1256
1257 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
1258 {
1259         u16 ldt;
1260         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
1261         return ldt;
1262 }
1263
1264 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
1265 {
1266         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
1267 }
1268
1269 #ifdef CONFIG_X86_64
1270 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
1271 {
1272         u64 value;
1273
1274         rdmsrl(msr, value);
1275         return value;
1276 }
1277 #endif
1278
1279 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
1280 {
1281         return 0x600; /* P6 family */
1282 }
1283
1284 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
1285 {
1286         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
1287 }
1288
1289 static inline u64 get_canonical(u64 la)
1290 {
1291         return ((int64_t)la << 16) >> 16;
1292 }
1293
1294 static inline bool is_noncanonical_address(u64 la)
1295 {
1296 #ifdef CONFIG_X86_64
1297         return get_canonical(la) != la;
1298 #else
1299         return false;
1300 #endif
1301 }
1302
1303 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
1304 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
1305 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
1306 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
1307 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
1308         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
1309
1310 enum {
1311         TASK_SWITCH_CALL = 0,
1312         TASK_SWITCH_IRET = 1,
1313         TASK_SWITCH_JMP = 2,
1314         TASK_SWITCH_GATE = 3,
1315 };
1316
1317 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
1318 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
1319 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
1320 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
1321 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
1322 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
1323 #define HF_SMM_MASK             (1 << 6)
1324 #define HF_SMM_INSIDE_NMI_MASK  (1 << 7)
1325
1326 #define __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
1327 #define KVM_ADDRESS_SPACE_NUM 2
1328
1329 #define kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu) ((vcpu)->arch.hflags & HF_SMM_MASK ? 1 : 0)
1330 #define kvm_memslots_for_spte_role(kvm, role) __kvm_memslots(kvm, (role).smm)
1331
1332 /*
1333  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
1334  * reboot turns off virtualization while processes are running.
1335  * Trap the fault and ignore the instruction if that happens.
1336  */
1337 asmlinkage void kvm_spurious_fault(void);
1338
1339 #define ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, cleanup_insn)      \
1340         "666: " insn "\n\t" \
1341         "668: \n\t"                           \
1342         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n" \
1343         "667: \n\t" \
1344         cleanup_insn "\n\t"                   \
1345         "cmpb $0, kvm_rebooting \n\t"         \
1346         "jne 668b \n\t"                       \
1347         __ASM_SIZE(push) " $666b \n\t"        \
1348         "call kvm_spurious_fault \n\t"        \
1349         ".popsection \n\t" \
1350         _ASM_EXTABLE(666b, 667b)
1351
1352 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn)              \
1353         ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, "")
1354
1355 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
1356 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1357 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1358 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1359 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1360 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
1361 int kvm_cpu_has_injectable_intr(struct kvm_vcpu *v);
1362 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1363 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1364 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
1365 void kvm_vcpu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1366 void kvm_vcpu_reload_apic_access_page(struct kvm_vcpu *vcpu);
1367 void kvm_arch_mmu_notifier_invalidate_page(struct kvm *kvm,
1368                                            unsigned long address);
1369
1370 void kvm_define_shared_msr(unsigned index, u32 msr);
1371 int kvm_set_shared_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
1372
1373 u64 kvm_scale_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 tsc);
1374 u64 kvm_read_l1_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
1375
1376 unsigned long kvm_get_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu);
1377 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
1378
1379 void kvm_make_mclock_inprogress_request(struct kvm *kvm);
1380 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
1381
1382 void kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1383                                      struct kvm_async_pf *work);
1384 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1385                                  struct kvm_async_pf *work);
1386 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
1387                                struct kvm_async_pf *work);
1388 bool kvm_arch_can_inject_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
1389 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
1390
1391 int kvm_skip_emulated_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu);
1392 int kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1393
1394 int kvm_is_in_guest(void);
1395
1396 int __x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1397 int x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1398 bool kvm_vcpu_is_reset_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1399 bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1400
1401 bool kvm_intr_is_single_vcpu(struct kvm *kvm, struct kvm_lapic_irq *irq,
1402                              struct kvm_vcpu **dest_vcpu);
1403
1404 void kvm_set_msi_irq(struct kvm *kvm, struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1405                      struct kvm_lapic_irq *irq);
1406
1407 static inline void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1408 {
1409         if (kvm_x86_ops->vcpu_blocking)
1410                 kvm_x86_ops->vcpu_blocking(vcpu);
1411 }
1412
1413 static inline void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1414 {
1415         if (kvm_x86_ops->vcpu_unblocking)
1416                 kvm_x86_ops->vcpu_unblocking(vcpu);
1417 }
1418
1419 static inline void kvm_arch_vcpu_block_finish(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
1420
1421 static inline int kvm_cpu_get_apicid(int mps_cpu)
1422 {
1423 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1424         return __default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
1425 #else
1426         WARN_ON_ONCE(1);
1427         return BAD_APICID;
1428 #endif
1429 }
1430
1431 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */