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 #include <linux/irq.h>
  21
  22 #include <linux/kvm.h>
  23 #include <linux/kvm_para.h>
  24 #include <linux/kvm_types.h>
  25 #include <linux/perf_event.h>
  26 #include <linux/pvclock_gtod.h>
  27 #include <linux/clocksource.h>
  28 #include <linux/irqbypass.h>
  29 #include <linux/hyperv.h>
  30
  31 #include <asm/apic.h>
  32 #include <asm/pvclock-abi.h>
  33 #include <asm/desc.h>
  34 #include <asm/mtrr.h>
  35 #include <asm/msr-index.h>
  36 #include <asm/asm.h>
  37 #include <asm/kvm_page_track.h>
  38 #include <asm/hyperv-tlfs.h>
  39
  40 #define KVM_MAX_VCPUS 288
  41 #define KVM_SOFT_MAX_VCPUS 240
  42 #define KVM_MAX_VCPU_ID 1023
  43 #define KVM_USER_MEM_SLOTS 509
  44 /* memory slots that are not exposed to userspace */
  45 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 3
  46 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
  47
  48 #define KVM_HALT_POLL_NS_DEFAULT 200000
  49
  50 #define KVM_IRQCHIP_NUM_PINS  KVM_IOAPIC_NUM_PINS
  51
  52 /* x86-specific vcpu->requests bit members */
  53 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER           KVM_ARCH_REQ(0)
  54 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS       KVM_ARCH_REQ(1)
  55 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT            KVM_ARCH_REQ(2)
  56 #define KVM_REQ_MMU_SYNC                KVM_ARCH_REQ(3)
  57 #define KVM_REQ_CLOCK_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(4)
  58 #define KVM_REQ_LOAD_CR3                KVM_ARCH_REQ(5)
  59 #define KVM_REQ_EVENT                   KVM_ARCH_REQ(6)
  60 #define KVM_REQ_APF_HALT                KVM_ARCH_REQ(7)
  61 #define KVM_REQ_STEAL_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(8)
  62 #define KVM_REQ_NMI                     KVM_ARCH_REQ(9)
  63 #define KVM_REQ_PMU                     KVM_ARCH_REQ(10)
  64 #define KVM_REQ_PMI                     KVM_ARCH_REQ(11)
  65 #define KVM_REQ_SMI                     KVM_ARCH_REQ(12)
  66 #define KVM_REQ_MASTERCLOCK_UPDATE      KVM_ARCH_REQ(13)
  67 #define KVM_REQ_MCLOCK_INPROGRESS \
  68         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(14, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
  69 #define KVM_REQ_SCAN_IOAPIC \
  70         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(15, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
  71 #define KVM_REQ_GLOBAL_CLOCK_UPDATE     KVM_ARCH_REQ(16)
  72 #define KVM_REQ_APIC_PAGE_RELOAD \
  73         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(17, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
  74 #define KVM_REQ_HV_CRASH                KVM_ARCH_REQ(18)
  75 #define KVM_REQ_IOAPIC_EOI_EXIT         KVM_ARCH_REQ(19)
  76 #define KVM_REQ_HV_RESET                KVM_ARCH_REQ(20)
  77 #define KVM_REQ_HV_EXIT                 KVM_ARCH_REQ(21)
  78 #define KVM_REQ_HV_STIMER               KVM_ARCH_REQ(22)
  79 #define KVM_REQ_LOAD_EOI_EXITMAP        KVM_ARCH_REQ(23)
  80 #define KVM_REQ_GET_VMCS12_PAGES        KVM_ARCH_REQ(24)
  81
  82 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
  83         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
  84                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
  85                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
  86
  87 #define CR4_RESERVED_BITS                                               \
  88         (~(unsigned long)(X86_CR4_VME | X86_CR4_PVI | X86_CR4_TSD | X86_CR4_DE\
  89                           | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_MCE     \
  90                           | X86_CR4_PGE | X86_CR4_PCE | X86_CR4_OSFXSR | X86_CR4_PCIDE \
  91                           | X86_CR4_OSXSAVE | X86_CR4_SMEP | X86_CR4_FSGSBASE \
  92                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_LA57 | X86_CR4_VMXE \
  93                           | X86_CR4_SMAP | X86_CR4_PKE | X86_CR4_UMIP))
  94
  95 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
  96
  97
  98
  99 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
 100 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
 101
 102 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
 103
 104 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
 105 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       3
 106 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
 107 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
 108 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
 109 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
 110 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
 111
 112 static inline gfn_t gfn_to_index(gfn_t gfn, gfn_t base_gfn, int level)
 113 {
 114         /* KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(PT_PAGE_TABLE_LEVEL) must be 0. */
 115         return (gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level)) -
 116                 (base_gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level));
 117 }
 118
 119 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
 120 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64
 121 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 12
 122 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
 123 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
 124 #define KVM_REFILL_PAGES 25
 125 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 80
 126 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
 127 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
 128
 129 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
 130
 131 enum kvm_reg {
 132         VCPU_REGS_RAX = 0,
 133         VCPU_REGS_RCX = 1,
 134         VCPU_REGS_RDX = 2,
 135         VCPU_REGS_RBX = 3,
 136         VCPU_REGS_RSP = 4,
 137         VCPU_REGS_RBP = 5,
 138         VCPU_REGS_RSI = 6,
 139         VCPU_REGS_RDI = 7,
 140 #ifdef CONFIG_X86_64
 141         VCPU_REGS_R8 = 8,
 142         VCPU_REGS_R9 = 9,
 143         VCPU_REGS_R10 = 10,
 144         VCPU_REGS_R11 = 11,
 145         VCPU_REGS_R12 = 12,
 146         VCPU_REGS_R13 = 13,
 147         VCPU_REGS_R14 = 14,
 148         VCPU_REGS_R15 = 15,
 149 #endif
 150         VCPU_REGS_RIP,
 151         NR_VCPU_REGS
 152 };
 153
 154 enum kvm_reg_ex {
 155         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
 156         VCPU_EXREG_CR3,
 157         VCPU_EXREG_RFLAGS,
 158         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
 159 };
 160
 161 enum {
 162         VCPU_SREG_ES,
 163         VCPU_SREG_CS,
 164         VCPU_SREG_SS,
 165         VCPU_SREG_DS,
 166         VCPU_SREG_FS,
 167         VCPU_SREG_GS,
 168         VCPU_SREG_TR,
 169         VCPU_SREG_LDTR,
 170 };
 171
 172 #include <asm/kvm_emulate.h>
 173
 174 #define KVM_NR_MEM_OBJS 40
 175
 176 #define KVM_NR_DB_REGS  4
 177
 178 #define DR6_BD          (1 << 13)
 179 #define DR6_BS          (1 << 14)
 180 #define DR6_RTM         (1 << 16)
 181 #define DR6_FIXED_1     0xfffe0ff0
 182 #define DR6_INIT        0xffff0ff0
 183 #define DR6_VOLATILE    0x0001e00f
 184
 185 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
 186 #define DR7_GE          (1 << 9)
 187 #define DR7_GD          (1 << 13)
 188 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
 189 #define DR7_VOLATILE    0xffff2bff
 190
 191 #define PFERR_PRESENT_BIT 0
 192 #define PFERR_WRITE_BIT 1
 193 #define PFERR_USER_BIT 2
 194 #define PFERR_RSVD_BIT 3
 195 #define PFERR_FETCH_BIT 4
 196 #define PFERR_PK_BIT 5
 197 #define PFERR_GUEST_FINAL_BIT 32
 198 #define PFERR_GUEST_PAGE_BIT 33
 199
 200 #define PFERR_PRESENT_MASK (1U << PFERR_PRESENT_BIT)
 201 #define PFERR_WRITE_MASK (1U << PFERR_WRITE_BIT)
 202 #define PFERR_USER_MASK (1U << PFERR_USER_BIT)
 203 #define PFERR_RSVD_MASK (1U << PFERR_RSVD_BIT)
 204 #define PFERR_FETCH_MASK (1U << PFERR_FETCH_BIT)
 205 #define PFERR_PK_MASK (1U << PFERR_PK_BIT)
 206 #define PFERR_GUEST_FINAL_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_FINAL_BIT)
 207 #define PFERR_GUEST_PAGE_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_PAGE_BIT)
 208
 209 #define PFERR_NESTED_GUEST_PAGE (PFERR_GUEST_PAGE_MASK |        \
 210                                  PFERR_WRITE_MASK |             \
 211                                  PFERR_PRESENT_MASK)
 212
 213 /*
 214  * The mask used to denote special SPTEs, which can be either MMIO SPTEs or
 215  * Access Tracking SPTEs. We use bit 62 instead of bit 63 to avoid conflicting
 216  * with the SVE bit in EPT PTEs.
 217  */
 218 #define SPTE_SPECIAL_MASK (1ULL << 62)
 219
 220 /* apic attention bits */
 221 #define KVM_APIC_CHECK_VAPIC    0
 222 /*
 223  * The following bit is set with PV-EOI, unset on EOI.
 224  * We detect PV-EOI changes by guest by comparing
 225  * this bit with PV-EOI in guest memory.
 226  * See the implementation in apic_update_pv_eoi.
 227  */
 228 #define KVM_APIC_PV_EOI_PENDING 1
 229
 230 struct kvm_kernel_irq_routing_entry;
 231
 232 /*
 233  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
 234  * enough memory for a single page fault in a cache.
 235  */
 236 struct kvm_mmu_memory_cache {
 237         int nobjs;
 238         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
 239 };
 240
 241 /*
 242  * the pages used as guest page table on soft mmu are tracked by
 243  * kvm_memory_slot.arch.gfn_track which is 16 bits, so the role bits used
 244  * by indirect shadow page can not be more than 15 bits.
 245  *
 246  * Currently, we used 14 bits that are @level, @cr4_pae, @quadrant, @access,
 247  * @nxe, @cr0_wp, @smep_andnot_wp and @smap_andnot_wp.
 248  */
 249 union kvm_mmu_page_role {
 250         unsigned word;
 251         struct {
 252                 unsigned level:4;
 253                 unsigned cr4_pae:1;
 254                 unsigned quadrant:2;
 255                 unsigned direct:1;
 256                 unsigned access:3;
 257                 unsigned invalid:1;
 258                 unsigned nxe:1;
 259                 unsigned cr0_wp:1;
 260                 unsigned smep_andnot_wp:1;
 261                 unsigned smap_andnot_wp:1;
 262                 unsigned ad_disabled:1;
 263                 unsigned guest_mode:1;
 264                 unsigned :6;
 265
 266                 /*
 267                  * This is left at the top of the word so that
 268                  * kvm_memslots_for_spte_role can extract it with a
 269                  * simple shift.  While there is room, give it a whole
 270                  * byte so it is also faster to load it from memory.
 271                  */
 272                 unsigned smm:8;
 273         };
 274 };
 275
 276 struct kvm_rmap_head {
 277         unsigned long val;
 278 };
 279
 280 struct kvm_mmu_page {
 281         struct list_head link;
 282         struct hlist_node hash_link;
 283
 284         /*
 285          * The following two entries are used to key the shadow page in the
 286          * hash table.
 287          */
 288         gfn_t gfn;
 289         union kvm_mmu_page_role role;
 290
 291         u64 *spt;
 292         /* hold the gfn of each spte inside spt */
 293         gfn_t *gfns;
 294         bool unsync;
 295         int root_count;          /* Currently serving as active root */
 296         unsigned int unsync_children;
 297         struct kvm_rmap_head parent_ptes; /* rmap pointers to parent sptes */
 298
 299         /* The page is obsolete if mmu_valid_gen != kvm->arch.mmu_valid_gen.  */
 300         unsigned long mmu_valid_gen;
 301
 302         DECLARE_BITMAP(unsync_child_bitmap, 512);
 303
 304 #ifdef CONFIG_X86_32
 305         /*
 306          * Used out of the mmu-lock to avoid reading spte values while an
 307          * update is in progress; see the comments in __get_spte_lockless().
 308          */
 309         int clear_spte_count;
 310 #endif
 311
 312         /* Number of writes since the last time traversal visited this page.  */
 313         atomic_t write_flooding_count;
 314 };
 315
 316 struct kvm_pio_request {
 317         unsigned long count;
 318         int in;
 319         int port;
 320         int size;
 321 };
 322
 323 #define PT64_ROOT_MAX_LEVEL 5
 324
 325 struct rsvd_bits_validate {
 326         u64 rsvd_bits_mask[2][PT64_ROOT_MAX_LEVEL];
 327         u64 bad_mt_xwr;
 328 };
 329
 330 struct kvm_mmu_root_info {
 331         gpa_t cr3;
 332         hpa_t hpa;
 333 };
 334
 335 #define KVM_MMU_ROOT_INFO_INVALID \
 336         ((struct kvm_mmu_root_info) { .cr3 = INVALID_PAGE, .hpa = INVALID_PAGE })
 337
 338 #define KVM_MMU_NUM_PREV_ROOTS 3
 339
 340 /*
 341  * x86 supports 4 paging modes (5-level 64-bit, 4-level 64-bit, 3-level 32-bit,
 342  * and 2-level 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the
 343  * current mmu mode.
 344  */
 345 struct kvm_mmu {
 346         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long root);
 347         unsigned long (*get_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 348         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
 349         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err,
 350                           bool prefault);
 351         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 352                                   struct x86_exception *fault);
 353         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 access,
 354                             struct x86_exception *exception);
 355         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
 356                                struct x86_exception *exception);
 357         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 358                          struct kvm_mmu_page *sp);
 359         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, hpa_t root_hpa);
 360         void (*update_pte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
 361                            u64 *spte, const void *pte);
 362         hpa_t root_hpa;
 363         union kvm_mmu_page_role base_role;
 364         u8 root_level;
 365         u8 shadow_root_level;
 366         u8 ept_ad;
 367         bool direct_map;
 368         struct kvm_mmu_root_info prev_roots[KVM_MMU_NUM_PREV_ROOTS];
 369
 370         /*
 371          * Bitmap; bit set = permission fault
 372          * Byte index: page fault error code [4:1]
 373          * Bit index: pte permissions in ACC_* format
 374          */
 375         u8 permissions[16];
 376
 377         /*
 378         * The pkru_mask indicates if protection key checks are needed.  It
 379         * consists of 16 domains indexed by page fault error code bits [4:1],
 380         * with PFEC.RSVD replaced by ACC_USER_MASK from the page tables.
 381         * Each domain has 2 bits which are ANDed with AD and WD from PKRU.
 382         */
 383         u32 pkru_mask;
 384
 385         u64 *pae_root;
 386         u64 *lm_root;
 387
 388         /*
 389          * check zero bits on shadow page table entries, these
 390          * bits include not only hardware reserved bits but also
 391          * the bits spte never used.
 392          */
 393         struct rsvd_bits_validate shadow_zero_check;
 394
 395         struct rsvd_bits_validate guest_rsvd_check;
 396
 397         /* Can have large pages at levels 2..last_nonleaf_level-1. */
 398         u8 last_nonleaf_level;
 399
 400         bool nx;
 401
 402         u64 pdptrs[4]; /* pae */
 403 };
 404
 405 enum pmc_type {
 406         KVM_PMC_GP = 0,
 407         KVM_PMC_FIXED,
 408 };
 409
 410 struct kvm_pmc {
 411         enum pmc_type type;
 412         u8 idx;
 413         u64 counter;
 414         u64 eventsel;
 415         struct perf_event *perf_event;
 416         struct kvm_vcpu *vcpu;
 417 };
 418
 419 struct kvm_pmu {
 420         unsigned nr_arch_gp_counters;
 421         unsigned nr_arch_fixed_counters;
 422         unsigned available_event_types;
 423         u64 fixed_ctr_ctrl;
 424         u64 global_ctrl;
 425         u64 global_status;
 426         u64 global_ovf_ctrl;
 427         u64 counter_bitmask[2];
 428         u64 global_ctrl_mask;
 429         u64 reserved_bits;
 430         u8 version;
 431         struct kvm_pmc gp_counters[INTEL_PMC_MAX_GENERIC];
 432         struct kvm_pmc fixed_counters[INTEL_PMC_MAX_FIXED];
 433         struct irq_work irq_work;
 434         u64 reprogram_pmi;
 435 };
 436
 437 struct kvm_pmu_ops;
 438
 439 enum {
 440         KVM_DEBUGREG_BP_ENABLED = 1,
 441         KVM_DEBUGREG_WONT_EXIT = 2,
 442         KVM_DEBUGREG_RELOAD = 4,
 443 };
 444
 445 struct kvm_mtrr_range {
 446         u64 base;
 447         u64 mask;
 448         struct list_head node;
 449 };
 450
 451 struct kvm_mtrr {
 452         struct kvm_mtrr_range var_ranges[KVM_NR_VAR_MTRR];
 453         mtrr_type fixed_ranges[KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION];
 454         u64 deftype;
 455
 456         struct list_head head;
 457 };
 458
 459 /* Hyper-V SynIC timer */
 460 struct kvm_vcpu_hv_stimer {
 461         struct hrtimer timer;
 462         int index;
 463         u64 config;
 464         u64 count;
 465         u64 exp_time;
 466         struct hv_message msg;
 467         bool msg_pending;
 468 };
 469
 470 /* Hyper-V synthetic interrupt controller (SynIC)*/
 471 struct kvm_vcpu_hv_synic {
 472         u64 version;
 473         u64 control;
 474         u64 msg_page;
 475         u64 evt_page;
 476         atomic64_t sint[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
 477         atomic_t sint_to_gsi[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
 478         DECLARE_BITMAP(auto_eoi_bitmap, 256);
 479         DECLARE_BITMAP(vec_bitmap, 256);
 480         bool active;
 481         bool dont_zero_synic_pages;
 482 };
 483
 484 /* Hyper-V per vcpu emulation context */
 485 struct kvm_vcpu_hv {
 486         u32 vp_index;
 487         u64 hv_vapic;
 488         s64 runtime_offset;
 489         struct kvm_vcpu_hv_synic synic;
 490         struct kvm_hyperv_exit exit;
 491         struct kvm_vcpu_hv_stimer stimer[HV_SYNIC_STIMER_COUNT];
 492         DECLARE_BITMAP(stimer_pending_bitmap, HV_SYNIC_STIMER_COUNT);
 493         cpumask_t tlb_lush;
 494 };
 495
 496 struct kvm_vcpu_arch {
 497         /*
 498          * rip and regs accesses must go through
 499          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
 500          */
 501         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
 502         u32 regs_avail;
 503         u32 regs_dirty;
 504
 505         unsigned long cr0;
 506         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
 507         unsigned long cr2;
 508         unsigned long cr3;
 509         unsigned long cr4;
 510         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
 511         unsigned long cr8;
 512         u32 pkru;
 513         u32 hflags;
 514         u64 efer;
 515         u64 apic_base;
 516         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
 517         bool apicv_active;
 518         bool load_eoi_exitmap_pending;
 519         DECLARE_BITMAP(ioapic_handled_vectors, 256);
 520         unsigned long apic_attention;
 521         int32_t apic_arb_prio;
 522         int mp_state;
 523         u64 ia32_misc_enable_msr;
 524         u64 smbase;
 525         u64 smi_count;
 526         bool tpr_access_reporting;
 527         u64 ia32_xss;
 528         u64 microcode_version;
 529
 530         /*
 531          * Paging state of the vcpu
 532          *
 533          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
 534          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
 535          * handle faults.
 536          */
 537         struct kvm_mmu mmu;
 538
 539         /*
 540          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
 541          *
 542          * This context will save all necessary information to walk page tables
 543          * of the an L2 guest. This context is only initialized for page table
 544          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
 545          * the host.
 546          */
 547         struct kvm_mmu nested_mmu;
 548
 549         /*
 550          * Pointer to the mmu context currently used for
 551          * gva_to_gpa translations.
 552          */
 553         struct kvm_mmu *walk_mmu;
 554
 555         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
 556         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
 557         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
 558
 559         /*
 560          * QEMU userspace and the guest each have their own FPU state.
 561          * In vcpu_run, we switch between the user and guest FPU contexts.
 562          * While running a VCPU, the VCPU thread will have the guest FPU
 563          * context.
 564          *
 565          * Note that while the PKRU state lives inside the fpu registers,
 566          * it is switched out separately at VMENTER and VMEXIT time. The
 567          * "guest_fpu" state here contains the guest FPU context, with the
 568          * host PRKU bits.
 569          */
 570         struct fpu user_fpu;
 571         struct fpu guest_fpu;
 572
 573         u64 xcr0;
 574         u64 guest_supported_xcr0;
 575         u32 guest_xstate_size;
 576
 577         struct kvm_pio_request pio;
 578         void *pio_data;
 579
 580         u8 event_exit_inst_len;
 581
 582         struct kvm_queued_exception {
 583                 bool pending;
 584                 bool injected;
 585                 bool has_error_code;
 586                 u8 nr;
 587                 u32 error_code;
 588                 u8 nested_apf;
 589         } exception;
 590
 591         struct kvm_queued_interrupt {
 592                 bool injected;
 593                 bool soft;
 594                 u8 nr;
 595         } interrupt;
 596
 597         int halt_request; /* real mode on Intel only */
 598
 599         int cpuid_nent;
 600         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
 601
 602         int maxphyaddr;
 603
 604         /* emulate context */
 605
 606         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
 607         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
 608         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
 609         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 610
 611         gpa_t time;
 612         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
 613         unsigned int hw_tsc_khz;
 614         struct gfn_to_hva_cache pv_time;
 615         bool pv_time_enabled;
 616         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
 617         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
 618
 619         struct {
 620                 u64 msr_val;
 621                 u64 last_steal;
 622                 struct gfn_to_hva_cache stime;
 623                 struct kvm_steal_time steal;
 624         } st;
 625
 626         u64 tsc_offset;
 627         u64 last_guest_tsc;
 628         u64 last_host_tsc;
 629         u64 tsc_offset_adjustment;
 630         u64 this_tsc_nsec;
 631         u64 this_tsc_write;
 632         u64 this_tsc_generation;
 633         bool tsc_catchup;
 634         bool tsc_always_catchup;
 635         s8 virtual_tsc_shift;
 636         u32 virtual_tsc_mult;
 637         u32 virtual_tsc_khz;
 638         s64 ia32_tsc_adjust_msr;
 639         u64 tsc_scaling_ratio;
 640
 641         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
 642         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
 643         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
 644         bool smi_pending;    /* SMI queued after currently running handler */
 645
 646         struct kvm_mtrr mtrr_state;
 647         u64 pat;
 648
 649         unsigned switch_db_regs;
 650         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
 651         unsigned long dr6;
 652         unsigned long dr7;
 653         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
 654         unsigned long guest_debug_dr7;
 655         u64 msr_platform_info;
 656         u64 msr_misc_features_enables;
 657
 658         u64 mcg_cap;
 659         u64 mcg_status;
 660         u64 mcg_ctl;
 661         u64 mcg_ext_ctl;
 662         u64 *mce_banks;
 663
 664         /* Cache MMIO info */
 665         u64 mmio_gva;
 666         unsigned access;
 667         gfn_t mmio_gfn;
 668         u64 mmio_gen;
 669
 670         struct kvm_pmu pmu;
 671
 672         /* used for guest single stepping over the given code position */
 673         unsigned long singlestep_rip;
 674
 675         struct kvm_vcpu_hv hyperv;
 676
 677         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
 678
 679         unsigned long last_retry_eip;
 680         unsigned long last_retry_addr;
 681
 682         struct {
 683                 bool halted;
 684                 gfn_t gfns[roundup_pow_of_two(ASYNC_PF_PER_VCPU)];
 685                 struct gfn_to_hva_cache data;
 686                 u64 msr_val;
 687                 u32 id;
 688                 bool send_user_only;
 689                 u32 host_apf_reason;
 690                 unsigned long nested_apf_token;
 691                 bool delivery_as_pf_vmexit;
 692         } apf;
 693
 694         /* OSVW MSRs (AMD only) */
 695         struct {
 696                 u64 length;
 697                 u64 status;
 698         } osvw;
 699
 700         struct {
 701                 u64 msr_val;
 702                 struct gfn_to_hva_cache data;
 703         } pv_eoi;
 704
 705         /*
 706          * Indicate whether the access faults on its page table in guest
 707          * which is set when fix page fault and used to detect unhandeable
 708          * instruction.
 709          */
 710         bool write_fault_to_shadow_pgtable;
 711
 712         /* set at EPT violation at this point */
 713         unsigned long exit_qualification;
 714
 715         /* pv related host specific info */
 716         struct {
 717                 bool pv_unhalted;
 718         } pv;
 719
 720         int pending_ioapic_eoi;
 721         int pending_external_vector;
 722
 723         /* GPA available */
 724         bool gpa_available;
 725         gpa_t gpa_val;
 726
 727         /* be preempted when it's in kernel-mode(cpl=0) */
 728         bool preempted_in_kernel;
 729
 730         /* Flush the L1 Data cache for L1TF mitigation on VMENTER */
 731         bool l1tf_flush_l1d;
 732 };
 733
 734 struct kvm_lpage_info {
 735         int disallow_lpage;
 736 };
 737
 738 struct kvm_arch_memory_slot {
 739         struct kvm_rmap_head *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
 740         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
 741         unsigned short *gfn_track[KVM_PAGE_TRACK_MAX];
 742 };
 743
 744 /*
 745  * We use as the mode the number of bits allocated in the LDR for the
 746  * logical processor ID.  It happens that these are all powers of two.
 747  * This makes it is very easy to detect cases where the APICs are
 748  * configured for multiple modes; in that case, we cannot use the map and
 749  * hence cannot use kvm_irq_delivery_to_apic_fast either.
 750  */
 751 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_CLUSTER          4
 752 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_FLAT             8
 753 #define KVM_APIC_MODE_X2APIC                16
 754
 755 struct kvm_apic_map {
 756         struct rcu_head rcu;
 757         u8 mode;
 758         u32 max_apic_id;
 759         union {
 760                 struct kvm_lapic *xapic_flat_map[8];
 761                 struct kvm_lapic *xapic_cluster_map[16][4];
 762         };
 763         struct kvm_lapic *phys_map[];
 764 };
 765
 766 /* Hyper-V emulation context */
 767 struct kvm_hv {
 768         struct mutex hv_lock;
 769         u64 hv_guest_os_id;
 770         u64 hv_hypercall;
 771         u64 hv_tsc_page;
 772
 773         /* Hyper-v based guest crash (NT kernel bugcheck) parameters */
 774         u64 hv_crash_param[HV_X64_MSR_CRASH_PARAMS];
 775         u64 hv_crash_ctl;
 776
 777         HV_REFERENCE_TSC_PAGE tsc_ref;
 778
 779         struct idr conn_to_evt;
 780
 781         u64 hv_reenlightenment_control;
 782         u64 hv_tsc_emulation_control;
 783         u64 hv_tsc_emulation_status;
 784 };
 785
 786 enum kvm_irqchip_mode {
 787         KVM_IRQCHIP_NONE,
 788         KVM_IRQCHIP_KERNEL,       /* created with KVM_CREATE_IRQCHIP */
 789         KVM_IRQCHIP_SPLIT,        /* created with KVM_CAP_SPLIT_IRQCHIP */
 790 };
 791
 792 struct kvm_arch {
 793         unsigned int n_used_mmu_pages;
 794         unsigned int n_requested_mmu_pages;
 795         unsigned int n_max_mmu_pages;
 796         unsigned int indirect_shadow_pages;
 797         unsigned long mmu_valid_gen;
 798         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
 799         /*
 800          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
 801          */
 802         struct list_head active_mmu_pages;
 803         struct list_head zapped_obsolete_pages;
 804         struct kvm_page_track_notifier_node mmu_sp_tracker;
 805         struct kvm_page_track_notifier_head track_notifier_head;
 806
 807         struct list_head assigned_dev_head;
 808         struct iommu_domain *iommu_domain;
 809         bool iommu_noncoherent;
 810 #define __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
 811         atomic_t noncoherent_dma_count;
 812 #define __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
 813         atomic_t assigned_device_count;
 814         struct kvm_pic *vpic;
 815         struct kvm_ioapic *vioapic;
 816         struct kvm_pit *vpit;
 817         atomic_t vapics_in_nmi_mode;
 818         struct mutex apic_map_lock;
 819         struct kvm_apic_map *apic_map;
 820
 821         bool apic_access_page_done;
 822
 823         gpa_t wall_clock;
 824
 825         bool mwait_in_guest;
 826         bool hlt_in_guest;
 827         bool pause_in_guest;
 828
 829         unsigned long irq_sources_bitmap;
 830         s64 kvmclock_offset;
 831         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
 832         u64 last_tsc_nsec;
 833         u64 last_tsc_write;
 834         u32 last_tsc_khz;
 835         u64 cur_tsc_nsec;
 836         u64 cur_tsc_write;
 837         u64 cur_tsc_offset;
 838         u64 cur_tsc_generation;
 839         int nr_vcpus_matched_tsc;
 840
 841         spinlock_t pvclock_gtod_sync_lock;
 842         bool use_master_clock;
 843         u64 master_kernel_ns;
 844         u64 master_cycle_now;
 845         struct delayed_work kvmclock_update_work;
 846         struct delayed_work kvmclock_sync_work;
 847
 848         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
 849
 850         /* reads protected by irq_srcu, writes by irq_lock */
 851         struct hlist_head mask_notifier_list;
 852
 853         struct kvm_hv hyperv;
 854
 855         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
 856         int audit_point;
 857         #endif
 858
 859         bool backwards_tsc_observed;
 860         bool boot_vcpu_runs_old_kvmclock;
 861         u32 bsp_vcpu_id;
 862
 863         u64 disabled_quirks;
 864
 865         enum kvm_irqchip_mode irqchip_mode;
 866         u8 nr_reserved_ioapic_pins;
 867
 868         bool disabled_lapic_found;
 869
 870         bool x2apic_format;
 871         bool x2apic_broadcast_quirk_disabled;
 872 };
 873
 874 struct kvm_vm_stat {
 875         ulong mmu_shadow_zapped;
 876         ulong mmu_pte_write;
 877         ulong mmu_pte_updated;
 878         ulong mmu_pde_zapped;
 879         ulong mmu_flooded;
 880         ulong mmu_recycled;
 881         ulong mmu_cache_miss;
 882         ulong mmu_unsync;
 883         ulong remote_tlb_flush;
 884         ulong lpages;
 885         ulong max_mmu_page_hash_collisions;
 886 };
 887
 888 struct kvm_vcpu_stat {
 889         u64 pf_fixed;
 890         u64 pf_guest;
 891         u64 tlb_flush;
 892         u64 invlpg;
 893
 894         u64 exits;
 895         u64 io_exits;
 896         u64 mmio_exits;
 897         u64 signal_exits;
 898         u64 irq_window_exits;
 899         u64 nmi_window_exits;
 900         u64 l1d_flush;
 901         u64 halt_exits;
 902         u64 halt_successful_poll;
 903         u64 halt_attempted_poll;
 904         u64 halt_poll_invalid;
 905         u64 halt_wakeup;
 906         u64 request_irq_exits;
 907         u64 irq_exits;
 908         u64 host_state_reload;
 909         u64 fpu_reload;
 910         u64 insn_emulation;
 911         u64 insn_emulation_fail;
 912         u64 hypercalls;
 913         u64 irq_injections;
 914         u64 nmi_injections;
 915         u64 req_event;
 916 };
 917
 918 struct x86_instruction_info;
 919
 920 struct msr_data {
 921         bool host_initiated;
 922         u32 index;
 923         u64 data;
 924 };
 925
 926 struct kvm_lapic_irq {
 927         u32 vector;
 928         u16 delivery_mode;
 929         u16 dest_mode;
 930         bool level;
 931         u16 trig_mode;
 932         u32 shorthand;
 933         u32 dest_id;
 934         bool msi_redir_hint;
 935 };
 936
 937 struct kvm_x86_ops {
 938         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
 939         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
 940         int (*hardware_enable)(void);
 941         void (*hardware_disable)(void);
 942         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
 943         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
 944         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
 945         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
 946         bool (*has_emulated_msr)(int index);
 947         void (*cpuid_update)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 948
 949         struct kvm *(*vm_alloc)(void);
 950         void (*vm_free)(struct kvm *);
 951         int (*vm_init)(struct kvm *kvm);
 952         void (*vm_destroy)(struct kvm *kvm);
 953
 954         /* Create, but do not attach this VCPU */
 955         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
 956         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 957         void (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
 958
 959         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 960         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 961         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 962
 963         void (*update_bp_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 964         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
 965         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
 966         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
 967         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 968                             struct kvm_segment *var, int seg);
 969         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 970         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 971                             struct kvm_segment *var, int seg);
 972         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
 973         void (*decache_cr0_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 974         void (*decache_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 975         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 976         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
 977         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 978         int (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
 979         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
 980         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 981         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 982         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 983         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 984         u64 (*get_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 985         void (*set_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
 986         void (*sync_dirty_debug_regs)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 987         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
 988         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
 989         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 990         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
 991
 992         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool invalidate_gpa);
 993         int  (*tlb_remote_flush)(struct kvm *kvm);
 994
 995         /*
 996          * Flush any TLB entries associated with the given GVA.
 997          * Does not need to flush GPA->HPA mappings.
 998          * Can potentially get non-canonical addresses through INVLPGs, which
 999          * the implementation may choose to ignore if appropriate.
1000          */
1001         void (*tlb_flush_gva)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t addr);
1002
1003         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1004         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1005         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1006         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
1007         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1008         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1009                                 unsigned char *hypercall_addr);
1010         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1011         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1012         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1013         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1014         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1015         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1016         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1017         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
1018         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1019         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1020         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
1021         bool (*get_enable_apicv)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1022         void (*refresh_apicv_exec_ctrl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1023         void (*hwapic_irr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
1024         void (*hwapic_isr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int isr);
1025         void (*load_eoi_exitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
1026         void (*set_virtual_apic_mode)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1027         void (*set_apic_access_page_addr)(struct kvm_vcpu *vcpu, hpa_t hpa);
1028         void (*deliver_posted_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu, int vector);
1029         int (*sync_pir_to_irr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1030         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
1031         int (*set_identity_map_addr)(struct kvm *kvm, u64 ident_addr);
1032         int (*get_tdp_level)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1033         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
1034         int (*get_lpage_level)(void);
1035         bool (*rdtscp_supported)(void);
1036         bool (*invpcid_supported)(void);
1037
1038         void (*set_tdp_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1039
1040         void (*set_supported_cpuid)(u32 func, struct kvm_cpuid_entry2 *entry);
1041
1042         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
1043
1044         u64 (*read_l1_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1045         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
1046
1047         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2);
1048
1049         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1050                                struct x86_instruction_info *info,
1051                                enum x86_intercept_stage stage);
1052         void (*handle_external_intr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1053         bool (*mpx_supported)(void);
1054         bool (*xsaves_supported)(void);
1055         bool (*umip_emulated)(void);
1056
1057         int (*check_nested_events)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool external_intr);
1058
1059         void (*sched_in)(struct kvm_vcpu *kvm, int cpu);
1060
1061         /*
1062          * Arch-specific dirty logging hooks. These hooks are only supposed to
1063          * be valid if the specific arch has hardware-accelerated dirty logging
1064          * mechanism. Currently only for PML on VMX.
1065          *
1066          *  - slot_enable_log_dirty:
1067          *      called when enabling log dirty mode for the slot.
1068          *  - slot_disable_log_dirty:
1069          *      called when disabling log dirty mode for the slot.
1070          *      also called when slot is created with log dirty disabled.
1071          *  - flush_log_dirty:
1072          *      called before reporting dirty_bitmap to userspace.
1073          *  - enable_log_dirty_pt_masked:
1074          *      called when reenabling log dirty for the GFNs in the mask after
1075          *      corresponding bits are cleared in slot->dirty_bitmap.
1076          */
1077         void (*slot_enable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1078                                       struct kvm_memory_slot *slot);
1079         void (*slot_disable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1080                                        struct kvm_memory_slot *slot);
1081         void (*flush_log_dirty)(struct kvm *kvm);
1082         void (*enable_log_dirty_pt_masked)(struct kvm *kvm,
1083                                            struct kvm_memory_slot *slot,
1084                                            gfn_t offset, unsigned long mask);
1085         int (*write_log_dirty)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1086
1087         /* pmu operations of sub-arch */
1088         const struct kvm_pmu_ops *pmu_ops;
1089
1090         /*
1091          * Architecture specific hooks for vCPU blocking due to
1092          * HLT instruction.
1093          * Returns for .pre_block():
1094          *    - 0 means continue to block the vCPU.
1095          *    - 1 means we cannot block the vCPU since some event
1096          *        happens during this period, such as, 'ON' bit in
1097          *        posted-interrupts descriptor is set.
1098          */
1099         int (*pre_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1100         void (*post_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1101
1102         void (*vcpu_blocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1103         void (*vcpu_unblocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1104
1105         int (*update_pi_irte)(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1106                               uint32_t guest_irq, bool set);
1107         void (*apicv_post_state_restore)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1108
1109         int (*set_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_deadline_tsc);
1110         void (*cancel_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1111
1112         void (*setup_mce)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1113
1114         int (*get_nested_state)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1115                                 struct kvm_nested_state __user *user_kvm_nested_state,
1116                                 unsigned user_data_size);
1117         int (*set_nested_state)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1118                                 struct kvm_nested_state __user *user_kvm_nested_state,
1119                                 struct kvm_nested_state *kvm_state);
1120         void (*get_vmcs12_pages)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1121
1122         int (*smi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1123         int (*pre_enter_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, char *smstate);
1124         int (*pre_leave_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 smbase);
1125         int (*enable_smi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1126
1127         int (*mem_enc_op)(struct kvm *kvm, void __user *argp);
1128         int (*mem_enc_reg_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1129         int (*mem_enc_unreg_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1130
1131         int (*get_msr_feature)(struct kvm_msr_entry *entry);
1132 };
1133
1134 struct kvm_arch_async_pf {
1135         u32 token;
1136         gfn_t gfn;
1137         unsigned long cr3;
1138         bool direct_map;
1139 };
1140
1141 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
1142
1143 #define __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
1144 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
1145 {
1146         return kvm_x86_ops->vm_alloc();
1147 }
1148
1149 static inline void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm)
1150 {
1151         return kvm_x86_ops->vm_free(kvm);
1152 }
1153
1154 #define __KVM_HAVE_ARCH_FLUSH_REMOTE_TLB
1155 static inline int kvm_arch_flush_remote_tlb(struct kvm *kvm)
1156 {
1157         if (kvm_x86_ops->tlb_remote_flush &&
1158             !kvm_x86_ops->tlb_remote_flush(kvm))
1159                 return 0;
1160         else
1161                 return -ENOTSUPP;
1162 }
1163
1164 int kvm_mmu_module_init(void);
1165 void kvm_mmu_module_exit(void);
1166
1167 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1168 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
1169 void kvm_mmu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
1170 void kvm_mmu_init_vm(struct kvm *kvm);
1171 void kvm_mmu_uninit_vm(struct kvm *kvm);
1172 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
1173                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask, u64 p_mask,
1174                 u64 acc_track_mask, u64 me_mask);
1175
1176 void kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
1177 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1178                                       struct kvm_memory_slot *memslot);
1179 void kvm_mmu_zap_collapsible_sptes(struct kvm *kvm,
1180                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1181 void kvm_mmu_slot_leaf_clear_dirty(struct kvm *kvm,
1182                                    struct kvm_memory_slot *memslot);
1183 void kvm_mmu_slot_largepage_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1184                                         struct kvm_memory_slot *memslot);
1185 void kvm_mmu_slot_set_dirty(struct kvm *kvm,
1186                             struct kvm_memory_slot *memslot);
1187 void kvm_mmu_clear_dirty_pt_masked(struct kvm *kvm,
1188                                    struct kvm_memory_slot *slot,
1189                                    gfn_t gfn_offset, unsigned long mask);
1190 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
1191 void kvm_mmu_invalidate_mmio_sptes(struct kvm *kvm, struct kvm_memslots *slots);
1192 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
1193 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
1194
1195 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
1196 bool pdptrs_changed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1197
1198 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
1199                           const void *val, int bytes);
1200
1201 struct kvm_irq_mask_notifier {
1202         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
1203         int irq;
1204         struct hlist_node link;
1205 };
1206
1207 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1208                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1209 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1210                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1211 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
1212                              bool mask);
1213
1214 extern bool tdp_enabled;
1215
1216 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
1217
1218 /* control of guest tsc rate supported? */
1219 extern bool kvm_has_tsc_control;
1220 /* maximum supported tsc_khz for guests */
1221 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
1222 /* number of bits of the fractional part of the TSC scaling ratio */
1223 extern u8   kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits;
1224 /* maximum allowed value of TSC scaling ratio */
1225 extern u64  kvm_max_tsc_scaling_ratio;
1226 /* 1ull << kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits */
1227 extern u64  kvm_default_tsc_scaling_ratio;
1228
1229 extern u64 kvm_mce_cap_supported;
1230
1231 enum emulation_result {
1232         EMULATE_DONE,         /* no further processing */
1233         EMULATE_USER_EXIT,    /* kvm_run ready for userspace exit */
1234         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
1235 };
1236
1237 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
1238 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
1239 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
1240 #define EMULTYPE_RETRY              (1 << 3)
1241 #define EMULTYPE_NO_REEXECUTE       (1 << 4)
1242 #define EMULTYPE_NO_UD_ON_FAIL      (1 << 5)
1243 #define EMULTYPE_VMWARE             (1 << 6)
1244 int x86_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr2,
1245                             int emulation_type, void *insn, int insn_len);
1246
1247 static inline int emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu,
1248                         int emulation_type)
1249 {
1250         return x86_emulate_instruction(vcpu, 0,
1251                         emulation_type | EMULTYPE_NO_REEXECUTE, NULL, 0);
1252 }
1253
1254 void kvm_enable_efer_bits(u64);
1255 bool kvm_valid_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1256 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1257 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1258
1259 struct x86_emulate_ctxt;
1260
1261 int kvm_fast_pio(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port, int in);
1262 int kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1263 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1264 int kvm_vcpu_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1265 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1266
1267 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
1268 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
1269 void kvm_vcpu_deliver_sipi_vector(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1270
1271 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
1272                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
1273
1274 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1275 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1276 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1277 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
1278 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
1279 int kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
1280 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
1281 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
1282 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1283 int kvm_set_xcr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 xcr);
1284
1285 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1286 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1287
1288 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
1289 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1290 bool kvm_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
1291
1292 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1293 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1294 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1295 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1296 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
1297 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1298                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
1299                             u32 access);
1300 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
1301 bool kvm_require_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr);
1302
1303 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
1304                                        int irq_source_id, int level)
1305 {
1306         /* Logical OR for level trig interrupt */
1307         if (level)
1308                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
1309         else
1310                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
1311
1312         return !!(*irq_state);
1313 }
1314
1315 #define KVM_MMU_ROOT_CURRENT            BIT(0)
1316 #define KVM_MMU_ROOT_PREVIOUS(i)        BIT(1+i)
1317 #define KVM_MMU_ROOTS_ALL               (~0UL)
1318
1319 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
1320 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
1321
1322 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1323
1324 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
1325 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1326 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
1327 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
1328 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
1329 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
1330 void kvm_mmu_free_roots(struct kvm_vcpu *vcpu, ulong roots_to_free);
1331 gpa_t translate_nested_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1332                            struct x86_exception *exception);
1333 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1334                               struct x86_exception *exception);
1335 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1336                                struct x86_exception *exception);
1337 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1338                                struct x86_exception *exception);
1339 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1340                                 struct x86_exception *exception);
1341
1342 void kvm_vcpu_deactivate_apicv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1343
1344 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
1345
1346 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u64 error_code,
1347                        void *insn, int insn_len);
1348 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1349 void kvm_mmu_invpcid_gva(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, unsigned long pcid);
1350 void kvm_mmu_new_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t new_cr3, bool skip_tlb_flush);
1351
1352 void kvm_enable_tdp(void);
1353 void kvm_disable_tdp(void);
1354
1355 static inline gpa_t translate_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1356                                   struct x86_exception *exception)
1357 {
1358         return gpa;
1359 }
1360
1361 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
1362 {
1363         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
1364
1365         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
1366 }
1367
1368 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
1369 {
1370         u16 ldt;
1371         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
1372         return ldt;
1373 }
1374
1375 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
1376 {
1377         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
1378 }
1379
1380 #ifdef CONFIG_X86_64
1381 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
1382 {
1383         u64 value;
1384
1385         rdmsrl(msr, value);
1386         return value;
1387 }
1388 #endif
1389
1390 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
1391 {
1392         return 0x600; /* P6 family */
1393 }
1394
1395 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
1396 {
1397         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
1398 }
1399
1400 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
1401 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
1402 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
1403 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
1404 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
1405         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
1406
1407 enum {
1408         TASK_SWITCH_CALL = 0,
1409         TASK_SWITCH_IRET = 1,
1410         TASK_SWITCH_JMP = 2,
1411         TASK_SWITCH_GATE = 3,
1412 };
1413
1414 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
1415 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
1416 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
1417 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
1418 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
1419 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
1420 #define HF_SMM_MASK             (1 << 6)
1421 #define HF_SMM_INSIDE_NMI_MASK  (1 << 7)
1422
1423 #define __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
1424 #define KVM_ADDRESS_SPACE_NUM 2
1425
1426 #define kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu) ((vcpu)->arch.hflags & HF_SMM_MASK ? 1 : 0)
1427 #define kvm_memslots_for_spte_role(kvm, role) __kvm_memslots(kvm, (role).smm)
1428
1429 /*
1430  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
1431  * reboot turns off virtualization while processes are running.
1432  * Trap the fault and ignore the instruction if that happens.
1433  */
1434 asmlinkage void kvm_spurious_fault(void);
1435
1436 #define ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, cleanup_insn)      \
1437         "666: " insn "\n\t" \
1438         "668: \n\t"                           \
1439         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n" \
1440         "667: \n\t" \
1441         cleanup_insn "\n\t"                   \
1442         "cmpb $0, kvm_rebooting \n\t"         \
1443         "jne 668b \n\t"                       \
1444         __ASM_SIZE(push) " $666b \n\t"        \
1445         "call kvm_spurious_fault \n\t"        \
1446         ".popsection \n\t" \
1447         _ASM_EXTABLE(666b, 667b)
1448
1449 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn)              \
1450         ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, "")
1451
1452 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
1453 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1454 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1455 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1456 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1457 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
1458 int kvm_cpu_has_injectable_intr(struct kvm_vcpu *v);
1459 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1460 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1461 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
1462 void kvm_vcpu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1463 void kvm_vcpu_reload_apic_access_page(struct kvm_vcpu *vcpu);
1464
1465 int kvm_pv_send_ipi(struct kvm *kvm, unsigned long ipi_bitmap_low,
1466                     unsigned long ipi_bitmap_high, int min,
1467                     unsigned long icr, int op_64_bit);
1468
1469 u64 kvm_get_arch_capabilities(void);
1470 void kvm_define_shared_msr(unsigned index, u32 msr);
1471 int kvm_set_shared_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
1472
1473 u64 kvm_scale_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 tsc);
1474 u64 kvm_read_l1_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
1475
1476 unsigned long kvm_get_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu);
1477 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
1478
1479 void kvm_make_mclock_inprogress_request(struct kvm *kvm);
1480 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
1481
1482 void kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1483                                      struct kvm_async_pf *work);
1484 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1485                                  struct kvm_async_pf *work);
1486 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
1487                                struct kvm_async_pf *work);
1488 bool kvm_arch_can_inject_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
1489 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
1490
1491 int kvm_skip_emulated_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu);
1492 int kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1493
1494 int kvm_is_in_guest(void);
1495
1496 int __x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1497 int x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1498 bool kvm_vcpu_is_reset_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1499 bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1500
1501 bool kvm_intr_is_single_vcpu(struct kvm *kvm, struct kvm_lapic_irq *irq,
1502                              struct kvm_vcpu **dest_vcpu);
1503
1504 void kvm_set_msi_irq(struct kvm *kvm, struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1505                      struct kvm_lapic_irq *irq);
1506
1507 static inline void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1508 {
1509         if (kvm_x86_ops->vcpu_blocking)
1510                 kvm_x86_ops->vcpu_blocking(vcpu);
1511 }
1512
1513 static inline void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1514 {
1515         if (kvm_x86_ops->vcpu_unblocking)
1516                 kvm_x86_ops->vcpu_unblocking(vcpu);
1517 }
1518
1519 static inline void kvm_arch_vcpu_block_finish(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
1520
1521 static inline int kvm_cpu_get_apicid(int mps_cpu)
1522 {
1523 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1524         return default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
1525 #else
1526         WARN_ON_ONCE(1);
1527         return BAD_APICID;
1528 #endif
1529 }
1530
1531 #define put_smstate(type, buf, offset, val)                      \
1532         *(type *)((buf) + (offset) - 0x7e00) = val
1533
1534 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */