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
  20 #include <linux/kvm.h>
  21 #include <linux/kvm_para.h>
  22 #include <linux/kvm_types.h>
  23
  24 #include <asm/pvclock-abi.h>
  25 #include <asm/desc.h>
  26 #include <asm/mtrr.h>
  27 #include <asm/msr-index.h>
  28
  29 #define KVM_MAX_VCPUS 64
  30 #define KVM_MEMORY_SLOTS 32
  31 /* memory slots that does not exposed to userspace */
  32 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 4
  33 #define KVM_MMIO_SIZE 16
  34
  35 #define KVM_PIO_PAGE_OFFSET 1
  36 #define KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET 2
  37
  38 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
  39         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
  40                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
  41                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
  42
  43 #define CR3_PAE_RESERVED_BITS ((X86_CR3_PWT | X86_CR3_PCD) - 1)
  44 #define CR3_NONPAE_RESERVED_BITS ((PAGE_SIZE-1) & ~(X86_CR3_PWT | X86_CR3_PCD))
  45 #define CR3_L_MODE_RESERVED_BITS (CR3_NONPAE_RESERVED_BITS |    \
  46                                   0xFFFFFF0000000000ULL)
  47 #define CR4_RESERVED_BITS                                               \
  48         (~(unsigned long)(X86_CR4_VME | X86_CR4_PVI | X86_CR4_TSD | X86_CR4_DE\
  49                           | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_MCE     \
  50                           | X86_CR4_PGE | X86_CR4_PCE | X86_CR4_OSFXSR  \
  51                           | X86_CR4_OSXSAVE \
  52                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_VMXE))
  53
  54 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
  55
  56
  57
  58 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
  59 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
  60
  61 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
  62
  63 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
  64 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       3
  65 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
  66 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
  67 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
  68 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
  69 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
  70
  71 #define DE_VECTOR 0
  72 #define DB_VECTOR 1
  73 #define BP_VECTOR 3
  74 #define OF_VECTOR 4
  75 #define BR_VECTOR 5
  76 #define UD_VECTOR 6
  77 #define NM_VECTOR 7
  78 #define DF_VECTOR 8
  79 #define TS_VECTOR 10
  80 #define NP_VECTOR 11
  81 #define SS_VECTOR 12
  82 #define GP_VECTOR 13
  83 #define PF_VECTOR 14
  84 #define MF_VECTOR 16
  85 #define MC_VECTOR 18
  86
  87 #define SELECTOR_TI_MASK (1 << 2)
  88 #define SELECTOR_RPL_MASK 0x03
  89
  90 #define IOPL_SHIFT 12
  91
  92 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
  93 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64
  94 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 10
  95 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
  96 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
  97 #define KVM_REFILL_PAGES 25
  98 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 80
  99 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
 100 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
 101
 102 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
 103
 104 extern raw_spinlock_t kvm_lock;
 105 extern struct list_head vm_list;
 106
 107 struct kvm_vcpu;
 108 struct kvm;
 109 struct kvm_async_pf;
 110
 111 enum kvm_reg {
 112         VCPU_REGS_RAX = 0,
 113         VCPU_REGS_RCX = 1,
 114         VCPU_REGS_RDX = 2,
 115         VCPU_REGS_RBX = 3,
 116         VCPU_REGS_RSP = 4,
 117         VCPU_REGS_RBP = 5,
 118         VCPU_REGS_RSI = 6,
 119         VCPU_REGS_RDI = 7,
 120 #ifdef CONFIG_X86_64
 121         VCPU_REGS_R8 = 8,
 122         VCPU_REGS_R9 = 9,
 123         VCPU_REGS_R10 = 10,
 124         VCPU_REGS_R11 = 11,
 125         VCPU_REGS_R12 = 12,
 126         VCPU_REGS_R13 = 13,
 127         VCPU_REGS_R14 = 14,
 128         VCPU_REGS_R15 = 15,
 129 #endif
 130         VCPU_REGS_RIP,
 131         NR_VCPU_REGS
 132 };
 133
 134 enum kvm_reg_ex {
 135         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
 136         VCPU_EXREG_CR3,
 137         VCPU_EXREG_RFLAGS,
 138         VCPU_EXREG_CPL,
 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 /*
 170  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
 171  * enough memory for a single page fault in a cache.
 172  */
 173 struct kvm_mmu_memory_cache {
 174         int nobjs;
 175         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
 176 };
 177
 178 #define NR_PTE_CHAIN_ENTRIES 5
 179
 180 struct kvm_pte_chain {
 181         u64 *parent_ptes[NR_PTE_CHAIN_ENTRIES];
 182         struct hlist_node link;
 183 };
 184
 185 /*
 186  * kvm_mmu_page_role, below, is defined as:
 187  *
 188  *   bits 0:3 - total guest paging levels (2-4, or zero for real mode)
 189  *   bits 4:7 - page table level for this shadow (1-4)
 190  *   bits 8:9 - page table quadrant for 2-level guests
 191  *   bit   16 - direct mapping of virtual to physical mapping at gfn
 192  *              used for real mode and two-dimensional paging
 193  *   bits 17:19 - common access permissions for all ptes in this shadow page
 194  */
 195 union kvm_mmu_page_role {
 196         unsigned word;
 197         struct {
 198                 unsigned level:4;
 199                 unsigned cr4_pae:1;
 200                 unsigned quadrant:2;
 201                 unsigned pad_for_nice_hex_output:6;
 202                 unsigned direct:1;
 203                 unsigned access:3;
 204                 unsigned invalid:1;
 205                 unsigned nxe:1;
 206                 unsigned cr0_wp:1;
 207         };
 208 };
 209
 210 struct kvm_mmu_page {
 211         struct list_head link;
 212         struct hlist_node hash_link;
 213
 214         /*
 215          * The following two entries are used to key the shadow page in the
 216          * hash table.
 217          */
 218         gfn_t gfn;
 219         union kvm_mmu_page_role role;
 220
 221         u64 *spt;
 222         /* hold the gfn of each spte inside spt */
 223         gfn_t *gfns;
 224         /*
 225          * One bit set per slot which has memory
 226          * in this shadow page.
 227          */
 228         DECLARE_BITMAP(slot_bitmap, KVM_MEMORY_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS);
 229         bool multimapped;         /* More than one parent_pte? */
 230         bool unsync;
 231         int root_count;          /* Currently serving as active root */
 232         unsigned int unsync_children;
 233         union {
 234                 u64 *parent_pte;               /* !multimapped */
 235                 struct hlist_head parent_ptes; /* multimapped, kvm_pte_chain */
 236         };
 237         DECLARE_BITMAP(unsync_child_bitmap, 512);
 238 };
 239
 240 struct kvm_pv_mmu_op_buffer {
 241         void *ptr;
 242         unsigned len;
 243         unsigned processed;
 244         char buf[512] __aligned(sizeof(long));
 245 };
 246
 247 struct kvm_pio_request {
 248         unsigned long count;
 249         int in;
 250         int port;
 251         int size;
 252 };
 253
 254 /*
 255  * x86 supports 3 paging modes (4-level 64-bit, 3-level 64-bit, and 2-level
 256  * 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the current mmu
 257  * mode.
 258  */
 259 struct kvm_mmu {
 260         void (*new_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 261         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long root);
 262         unsigned long (*get_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 263         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err,
 264                           bool prefault);
 265         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 266                                   struct x86_exception *fault);
 267         void (*free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 268         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 access,
 269                             struct x86_exception *exception);
 270         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access);
 271         void (*prefetch_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 272                               struct kvm_mmu_page *page);
 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         u64 *pae_root;
 285         u64 *lm_root;
 286         u64 rsvd_bits_mask[2][4];
 287
 288         bool nx;
 289
 290         u64 pdptrs[4]; /* pae */
 291 };
 292
 293 struct kvm_vcpu_arch {
 294         /*
 295          * rip and regs accesses must go through
 296          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
 297          */
 298         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
 299         u32 regs_avail;
 300         u32 regs_dirty;
 301
 302         unsigned long cr0;
 303         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
 304         unsigned long cr2;
 305         unsigned long cr3;
 306         unsigned long cr4;
 307         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
 308         unsigned long cr8;
 309         u32 hflags;
 310         u64 efer;
 311         u64 apic_base;
 312         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
 313         int32_t apic_arb_prio;
 314         int mp_state;
 315         int sipi_vector;
 316         u64 ia32_misc_enable_msr;
 317         bool tpr_access_reporting;
 318
 319         /*
 320          * Paging state of the vcpu
 321          *
 322          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
 323          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
 324          * handle faults.
 325          */
 326         struct kvm_mmu mmu;
 327
 328         /*
 329          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
 330          *
 331          * This context will save all necessary information to walk page tables
 332          * of the an L2 guest. This context is only initialized for page table
 333          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
 334          * the host.
 335          */
 336         struct kvm_mmu nested_mmu;
 337
 338         /*
 339          * Pointer to the mmu context currently used for
 340          * gva_to_gpa translations.
 341          */
 342         struct kvm_mmu *walk_mmu;
 343
 344         /* only needed in kvm_pv_mmu_op() path, but it's hot so
 345          * put it here to avoid allocation */
 346         struct kvm_pv_mmu_op_buffer mmu_op_buffer;
 347
 348         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_chain_cache;
 349         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_rmap_desc_cache;
 350         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
 351         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
 352
 353         gfn_t last_pt_write_gfn;
 354         int   last_pt_write_count;
 355         u64  *last_pte_updated;
 356         gfn_t last_pte_gfn;
 357
 358         struct fpu guest_fpu;
 359         u64 xcr0;
 360
 361         gva_t mmio_fault_cr2;
 362         struct kvm_pio_request pio;
 363         void *pio_data;
 364
 365         u8 event_exit_inst_len;
 366
 367         struct kvm_queued_exception {
 368                 bool pending;
 369                 bool has_error_code;
 370                 bool reinject;
 371                 u8 nr;
 372                 u32 error_code;
 373         } exception;
 374
 375         struct kvm_queued_interrupt {
 376                 bool pending;
 377                 bool soft;
 378                 u8 nr;
 379         } interrupt;
 380
 381         int halt_request; /* real mode on Intel only */
 382
 383         int cpuid_nent;
 384         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
 385         /* emulate context */
 386
 387         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
 388
 389         gpa_t time;
 390         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
 391         unsigned int hw_tsc_khz;
 392         unsigned int time_offset;
 393         struct page *time_page;
 394         u64 last_host_tsc;
 395         u64 last_guest_tsc;
 396         u64 last_kernel_ns;
 397         u64 last_tsc_nsec;
 398         u64 last_tsc_write;
 399         bool tsc_catchup;
 400
 401         bool nmi_pending;
 402         bool nmi_injected;
 403
 404         struct mtrr_state_type mtrr_state;
 405         u32 pat;
 406
 407         int switch_db_regs;
 408         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
 409         unsigned long dr6;
 410         unsigned long dr7;
 411         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
 412
 413         u64 mcg_cap;
 414         u64 mcg_status;
 415         u64 mcg_ctl;
 416         u64 *mce_banks;
 417
 418         /* used for guest single stepping over the given code position */
 419         unsigned long singlestep_rip;
 420
 421         /* fields used by HYPER-V emulation */
 422         u64 hv_vapic;
 423
 424         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
 425
 426         struct {
 427                 bool halted;
 428                 gfn_t gfns[roundup_pow_of_two(ASYNC_PF_PER_VCPU)];
 429                 struct gfn_to_hva_cache data;
 430                 u64 msr_val;
 431                 u32 id;
 432                 bool send_user_only;
 433         } apf;
 434 };
 435
 436 struct kvm_arch {
 437         unsigned int n_used_mmu_pages;
 438         unsigned int n_requested_mmu_pages;
 439         unsigned int n_max_mmu_pages;
 440         atomic_t invlpg_counter;
 441         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
 442         /*
 443          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
 444          */
 445         struct list_head active_mmu_pages;
 446         struct list_head assigned_dev_head;
 447         struct iommu_domain *iommu_domain;
 448         int iommu_flags;
 449         struct kvm_pic *vpic;
 450         struct kvm_ioapic *vioapic;
 451         struct kvm_pit *vpit;
 452         int vapics_in_nmi_mode;
 453
 454         unsigned int tss_addr;
 455         struct page *apic_access_page;
 456
 457         gpa_t wall_clock;
 458
 459         struct page *ept_identity_pagetable;
 460         bool ept_identity_pagetable_done;
 461         gpa_t ept_identity_map_addr;
 462
 463         unsigned long irq_sources_bitmap;
 464         s64 kvmclock_offset;
 465         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
 466         u64 last_tsc_nsec;
 467         u64 last_tsc_offset;
 468         u64 last_tsc_write;
 469         u32 virtual_tsc_khz;
 470         u32 virtual_tsc_mult;
 471         s8 virtual_tsc_shift;
 472
 473         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
 474
 475         /* fields used by HYPER-V emulation */
 476         u64 hv_guest_os_id;
 477         u64 hv_hypercall;
 478
 479         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
 480         int audit_point;
 481         #endif
 482 };
 483
 484 struct kvm_vm_stat {
 485         u32 mmu_shadow_zapped;
 486         u32 mmu_pte_write;
 487         u32 mmu_pte_updated;
 488         u32 mmu_pde_zapped;
 489         u32 mmu_flooded;
 490         u32 mmu_recycled;
 491         u32 mmu_cache_miss;
 492         u32 mmu_unsync;
 493         u32 remote_tlb_flush;
 494         u32 lpages;
 495 };
 496
 497 struct kvm_vcpu_stat {
 498         u32 pf_fixed;
 499         u32 pf_guest;
 500         u32 tlb_flush;
 501         u32 invlpg;
 502
 503         u32 exits;
 504         u32 io_exits;
 505         u32 mmio_exits;
 506         u32 signal_exits;
 507         u32 irq_window_exits;
 508         u32 nmi_window_exits;
 509         u32 halt_exits;
 510         u32 halt_wakeup;
 511         u32 request_irq_exits;
 512         u32 irq_exits;
 513         u32 host_state_reload;
 514         u32 efer_reload;
 515         u32 fpu_reload;
 516         u32 insn_emulation;
 517         u32 insn_emulation_fail;
 518         u32 hypercalls;
 519         u32 irq_injections;
 520         u32 nmi_injections;
 521 };
 522
 523 struct x86_instruction_info;
 524
 525 struct kvm_x86_ops {
 526         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
 527         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
 528         int (*hardware_enable)(void *dummy);
 529         void (*hardware_disable)(void *dummy);
 530         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
 531         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
 532         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
 533         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
 534         void (*cpuid_update)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 535
 536         /* Create, but do not attach this VCPU */
 537         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
 538         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 539         int (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 540
 541         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 542         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 543         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 544
 545         void (*set_guest_debug)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 546                                 struct kvm_guest_debug *dbg);
 547         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 *pdata);
 548         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 data);
 549         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
 550         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 551                             struct kvm_segment *var, int seg);
 552         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 553         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 554                             struct kvm_segment *var, int seg);
 555         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
 556         void (*decache_cr0_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 557         void (*decache_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 558         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 559         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
 560         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 561         void (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
 562         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
 563         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 564         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 565         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 566         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 567         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
 568         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
 569         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 570         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
 571         void (*fpu_activate)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 572         void (*fpu_deactivate)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 573
 574         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 575
 576         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 577         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 578         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 579         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
 580         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
 581         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 582                                 unsigned char *hypercall_addr);
 583         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 584         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 585         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr,
 586                                 bool has_error_code, u32 error_code,
 587                                 bool reinject);
 588         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 589         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 590         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 591         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 592         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
 593         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 594         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 595         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
 596         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
 597         int (*get_tdp_level)(void);
 598         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
 599         int (*get_lpage_level)(void);
 600         bool (*rdtscp_supported)(void);
 601         void (*adjust_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, s64 adjustment);
 602
 603         void (*set_tdp_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 604
 605         void (*set_supported_cpuid)(u32 func, struct kvm_cpuid_entry2 *entry);
 606
 607         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
 608
 609         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
 610
 611         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2);
 612
 613         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 614                                struct x86_instruction_info *info,
 615                                enum x86_intercept_stage stage);
 616
 617         const struct trace_print_flags *exit_reasons_str;
 618 };
 619
 620 struct kvm_arch_async_pf {
 621         u32 token;
 622         gfn_t gfn;
 623         unsigned long cr3;
 624         bool direct_map;
 625 };
 626
 627 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
 628
 629 int kvm_mmu_module_init(void);
 630 void kvm_mmu_module_exit(void);
 631
 632 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
 633 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
 634 int kvm_mmu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
 635 void kvm_mmu_set_nonpresent_ptes(u64 trap_pte, u64 notrap_pte);
 636 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
 637                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask);
 638
 639 int kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
 640 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm, int slot);
 641 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
 642 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
 643 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
 644
 645 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
 646
 647 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
 648                           const void *val, int bytes);
 649 int kvm_pv_mmu_op(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long bytes,
 650                   gpa_t addr, unsigned long *ret);
 651 u8 kvm_get_guest_memory_type(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 652
 653 extern bool tdp_enabled;
 654
 655 enum emulation_result {
 656         EMULATE_DONE,       /* no further processing */
 657         EMULATE_DO_MMIO,      /* kvm_run filled with mmio request */
 658         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
 659 };
 660
 661 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
 662 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
 663 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
 664 int x86_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr2,
 665                             int emulation_type, void *insn, int insn_len);
 666
 667 static inline int emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu,
 668                         int emulation_type)
 669 {
 670         return x86_emulate_instruction(vcpu, 0, emulation_type, NULL, 0);
 671 }
 672
 673 void realmode_lgdt(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 size, unsigned long address);
 674 void realmode_lidt(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 size, unsigned long address);
 675
 676 void kvm_enable_efer_bits(u64);
 677 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 *data);
 678 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 data);
 679
 680 struct x86_emulate_ctxt;
 681
 682 int kvm_fast_pio_out(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port);
 683 void kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
 684 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
 685 int emulate_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t address);
 686 int emulate_clts(struct kvm_vcpu *vcpu);
 687 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
 688
 689 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
 690 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
 691
 692 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int reason,
 693                     bool has_error_code, u32 error_code);
 694
 695 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
 696 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 697 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
 698 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
 699 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
 700 int kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
 701 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
 702 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
 703 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
 704 int kvm_set_xcr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 xcr);
 705
 706 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 *pdata);
 707 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 data);
 708
 709 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
 710 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
 711
 712 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
 713 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
 714 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
 715 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
 716 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
 717 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
 718                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
 719                             u32 access);
 720 void kvm_propagate_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
 721 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
 722
 723 int kvm_pic_set_irq(void *opaque, int irq, int level);
 724
 725 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
 726
 727 int fx_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
 728
 729 void kvm_mmu_flush_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu);
 730 void kvm_mmu_pte_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
 731                        const u8 *new, int bytes,
 732                        bool guest_initiated);
 733 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
 734 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
 735 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
 736 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
 737 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
 738 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
 739                               struct x86_exception *exception);
 740 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
 741                                struct x86_exception *exception);
 742 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
 743                                struct x86_exception *exception);
 744 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
 745                                 struct x86_exception *exception);
 746
 747 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
 748
 749 int kvm_fix_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
 750
 751 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 error_code,
 752                        void *insn, int insn_len);
 753 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
 754
 755 void kvm_enable_tdp(void);
 756 void kvm_disable_tdp(void);
 757
 758 int complete_pio(struct kvm_vcpu *vcpu);
 759 bool kvm_check_iopl(struct kvm_vcpu *vcpu);
 760
 761 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
 762 {
 763         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
 764
 765         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
 766 }
 767
 768 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
 769 {
 770         u16 ldt;
 771         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
 772         return ldt;
 773 }
 774
 775 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
 776 {
 777         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
 778 }
 779
 780 #ifdef CONFIG_X86_64
 781 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
 782 {
 783         u64 value;
 784
 785         rdmsrl(msr, value);
 786         return value;
 787 }
 788 #endif
 789
 790 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
 791 {
 792         return 0x600; /* P6 family */
 793 }
 794
 795 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
 796 {
 797         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
 798 }
 799
 800 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
 801 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
 802 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
 803 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
 804 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
 805         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
 806
 807 enum {
 808         TASK_SWITCH_CALL = 0,
 809         TASK_SWITCH_IRET = 1,
 810         TASK_SWITCH_JMP = 2,
 811         TASK_SWITCH_GATE = 3,
 812 };
 813
 814 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
 815 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
 816 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
 817 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
 818 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
 819 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
 820
 821 /*
 822  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
 823  * reboot turns off virtualization while processes are running.
 824  * Trap the fault and ignore the instruction if that happens.
 825  */
 826 asmlinkage void kvm_spurious_fault(void);
 827 extern bool kvm_rebooting;
 828
 829 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn) \
 830         "666: " insn "\n\t" \
 831         "668: \n\t"                           \
 832         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n" \
 833         "667: \n\t" \
 834         "cmpb $0, kvm_rebooting \n\t"         \
 835         "jne 668b \n\t"                       \
 836         __ASM_SIZE(push) " $666b \n\t"        \
 837         "call kvm_spurious_fault \n\t"        \
 838         ".popsection \n\t" \
 839         ".pushsection __ex_table, \"a\" \n\t" \
 840         _ASM_PTR " 666b, 667b \n\t" \
 841         ".popsection"
 842
 843 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
 844 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
 845 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
 846 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
 847 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
 848 int cpuid_maxphyaddr(struct kvm_vcpu *vcpu);
 849 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
 850 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
 851 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
 852
 853 void kvm_define_shared_msr(unsigned index, u32 msr);
 854 void kvm_set_shared_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
 855
 856 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
 857
 858 void kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
 859                                      struct kvm_async_pf *work);
 860 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
 861                                  struct kvm_async_pf *work);
 862 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
 863                                struct kvm_async_pf *work);
 864 bool kvm_arch_can_inject_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
 865 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 866
 867 void kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
 868
 869 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */