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 254
  30 #define KVM_SOFT_MAX_VCPUS 64
  31 #define KVM_MEMORY_SLOTS 32
  32 /* memory slots that does not exposed to userspace */
  33 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 4
  34 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_MEMORY_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
  35
  36 #define KVM_MMIO_SIZE 16
  37
  38 #define KVM_PIO_PAGE_OFFSET 1
  39 #define KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET 2
  40
  41 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
  42         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
  43                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
  44                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
  45
  46 #define CR3_PAE_RESERVED_BITS ((X86_CR3_PWT | X86_CR3_PCD) - 1)
  47 #define CR3_NONPAE_RESERVED_BITS ((PAGE_SIZE-1) & ~(X86_CR3_PWT | X86_CR3_PCD))
  48 #define CR3_L_MODE_RESERVED_BITS (CR3_NONPAE_RESERVED_BITS |    \
  49                                   0xFFFFFF0000000000ULL)
  50 #define CR4_RESERVED_BITS                                               \
  51         (~(unsigned long)(X86_CR4_VME | X86_CR4_PVI | X86_CR4_TSD | X86_CR4_DE\
  52                           | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_MCE     \
  53                           | X86_CR4_PGE | X86_CR4_PCE | X86_CR4_OSFXSR  \
  54                           | X86_CR4_OSXSAVE | X86_CR4_SMEP | X86_CR4_RDWRGSFS \
  55                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_VMXE))
  56
  57 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
  58
  59
  60
  61 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
  62 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
  63
  64 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
  65
  66 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
  67 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       3
  68 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
  69 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
  70 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
  71 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
  72 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
  73
  74 #define DE_VECTOR 0
  75 #define DB_VECTOR 1
  76 #define BP_VECTOR 3
  77 #define OF_VECTOR 4
  78 #define BR_VECTOR 5
  79 #define UD_VECTOR 6
  80 #define NM_VECTOR 7
  81 #define DF_VECTOR 8
  82 #define TS_VECTOR 10
  83 #define NP_VECTOR 11
  84 #define SS_VECTOR 12
  85 #define GP_VECTOR 13
  86 #define PF_VECTOR 14
  87 #define MF_VECTOR 16
  88 #define MC_VECTOR 18
  89
  90 #define SELECTOR_TI_MASK (1 << 2)
  91 #define SELECTOR_RPL_MASK 0x03
  92
  93 #define IOPL_SHIFT 12
  94
  95 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
  96 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64
  97 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 10
  98 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
  99 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
 100 #define KVM_REFILL_PAGES 25
 101 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 80
 102 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
 103 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
 104
 105 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
 106
 107 extern raw_spinlock_t kvm_lock;
 108 extern struct list_head vm_list;
 109
 110 struct kvm_vcpu;
 111 struct kvm;
 112 struct kvm_async_pf;
 113
 114 enum kvm_reg {
 115         VCPU_REGS_RAX = 0,
 116         VCPU_REGS_RCX = 1,
 117         VCPU_REGS_RDX = 2,
 118         VCPU_REGS_RBX = 3,
 119         VCPU_REGS_RSP = 4,
 120         VCPU_REGS_RBP = 5,
 121         VCPU_REGS_RSI = 6,
 122         VCPU_REGS_RDI = 7,
 123 #ifdef CONFIG_X86_64
 124         VCPU_REGS_R8 = 8,
 125         VCPU_REGS_R9 = 9,
 126         VCPU_REGS_R10 = 10,
 127         VCPU_REGS_R11 = 11,
 128         VCPU_REGS_R12 = 12,
 129         VCPU_REGS_R13 = 13,
 130         VCPU_REGS_R14 = 14,
 131         VCPU_REGS_R15 = 15,
 132 #endif
 133         VCPU_REGS_RIP,
 134         NR_VCPU_REGS
 135 };
 136
 137 enum kvm_reg_ex {
 138         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
 139         VCPU_EXREG_CR3,
 140         VCPU_EXREG_RFLAGS,
 141         VCPU_EXREG_CPL,
 142         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
 143 };
 144
 145 enum {
 146         VCPU_SREG_ES,
 147         VCPU_SREG_CS,
 148         VCPU_SREG_SS,
 149         VCPU_SREG_DS,
 150         VCPU_SREG_FS,
 151         VCPU_SREG_GS,
 152         VCPU_SREG_TR,
 153         VCPU_SREG_LDTR,
 154 };
 155
 156 #include <asm/kvm_emulate.h>
 157
 158 #define KVM_NR_MEM_OBJS 40
 159
 160 #define KVM_NR_DB_REGS  4
 161
 162 #define DR6_BD          (1 << 13)
 163 #define DR6_BS          (1 << 14)
 164 #define DR6_FIXED_1     0xffff0ff0
 165 #define DR6_VOLATILE    0x0000e00f
 166
 167 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
 168 #define DR7_GE          (1 << 9)
 169 #define DR7_GD          (1 << 13)
 170 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
 171 #define DR7_VOLATILE    0xffff23ff
 172
 173 /*
 174  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
 175  * enough memory for a single page fault in a cache.
 176  */
 177 struct kvm_mmu_memory_cache {
 178         int nobjs;
 179         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
 180 };
 181
 182 #define NR_PTE_CHAIN_ENTRIES 5
 183
 184 struct kvm_pte_chain {
 185         u64 *parent_ptes[NR_PTE_CHAIN_ENTRIES];
 186         struct hlist_node link;
 187 };
 188
 189 /*
 190  * kvm_mmu_page_role, below, is defined as:
 191  *
 192  *   bits 0:3 - total guest paging levels (2-4, or zero for real mode)
 193  *   bits 4:7 - page table level for this shadow (1-4)
 194  *   bits 8:9 - page table quadrant for 2-level guests
 195  *   bit   16 - direct mapping of virtual to physical mapping at gfn
 196  *              used for real mode and two-dimensional paging
 197  *   bits 17:19 - common access permissions for all ptes in this shadow page
 198  */
 199 union kvm_mmu_page_role {
 200         unsigned word;
 201         struct {
 202                 unsigned level:4;
 203                 unsigned cr4_pae:1;
 204                 unsigned quadrant:2;
 205                 unsigned pad_for_nice_hex_output:6;
 206                 unsigned direct:1;
 207                 unsigned access:3;
 208                 unsigned invalid:1;
 209                 unsigned nxe:1;
 210                 unsigned cr0_wp:1;
 211                 unsigned smep_andnot_wp:1;
 212         };
 213 };
 214
 215 struct kvm_mmu_page {
 216         struct list_head link;
 217         struct hlist_node hash_link;
 218
 219         /*
 220          * The following two entries are used to key the shadow page in the
 221          * hash table.
 222          */
 223         gfn_t gfn;
 224         union kvm_mmu_page_role role;
 225
 226         u64 *spt;
 227         /* hold the gfn of each spte inside spt */
 228         gfn_t *gfns;
 229         /*
 230          * One bit set per slot which has memory
 231          * in this shadow page.
 232          */
 233         DECLARE_BITMAP(slot_bitmap, KVM_MEM_SLOTS_NUM);
 234         bool unsync;
 235         int root_count;          /* Currently serving as active root */
 236         unsigned int unsync_children;
 237         unsigned long parent_ptes;      /* Reverse mapping for parent_pte */
 238         DECLARE_BITMAP(unsync_child_bitmap, 512);
 239
 240 #ifdef CONFIG_X86_32
 241         int clear_spte_count;
 242 #endif
 243
 244         int write_flooding_count;
 245
 246         struct rcu_head rcu;
 247 };
 248
 249 struct kvm_pio_request {
 250         unsigned long count;
 251         int in;
 252         int port;
 253         int size;
 254 };
 255
 256 /*
 257  * x86 supports 3 paging modes (4-level 64-bit, 3-level 64-bit, and 2-level
 258  * 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the current mmu
 259  * mode.
 260  */
 261 struct kvm_mmu {
 262         void (*new_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 263         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long root);
 264         unsigned long (*get_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 265         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
 266         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err,
 267                           bool prefault);
 268         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 269                                   struct x86_exception *fault);
 270         void (*free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 271         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 access,
 272                             struct x86_exception *exception);
 273         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access);
 274         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 275                          struct kvm_mmu_page *sp);
 276         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
 277         void (*update_pte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
 278                            u64 *spte, const void *pte);
 279         hpa_t root_hpa;
 280         int root_level;
 281         int shadow_root_level;
 282         union kvm_mmu_page_role base_role;
 283         bool direct_map;
 284
 285         u64 *pae_root;
 286         u64 *lm_root;
 287         u64 rsvd_bits_mask[2][4];
 288
 289         bool nx;
 290
 291         u64 pdptrs[4]; /* pae */
 292 };
 293
 294 struct kvm_vcpu_arch {
 295         /*
 296          * rip and regs accesses must go through
 297          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
 298          */
 299         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
 300         u32 regs_avail;
 301         u32 regs_dirty;
 302
 303         unsigned long cr0;
 304         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
 305         unsigned long cr2;
 306         unsigned long cr3;
 307         unsigned long cr4;
 308         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
 309         unsigned long cr8;
 310         u32 hflags;
 311         u64 efer;
 312         u64 apic_base;
 313         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
 314         int32_t apic_arb_prio;
 315         int mp_state;
 316         int sipi_vector;
 317         u64 ia32_misc_enable_msr;
 318         bool tpr_access_reporting;
 319
 320         /*
 321          * Paging state of the vcpu
 322          *
 323          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
 324          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
 325          * handle faults.
 326          */
 327         struct kvm_mmu mmu;
 328
 329         /*
 330          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
 331          *
 332          * This context will save all necessary information to walk page tables
 333          * of the an L2 guest. This context is only initialized for page table
 334          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
 335          * the host.
 336          */
 337         struct kvm_mmu nested_mmu;
 338
 339         /*
 340          * Pointer to the mmu context currently used for
 341          * gva_to_gpa translations.
 342          */
 343         struct kvm_mmu *walk_mmu;
 344
 345         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
 346         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
 347         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
 348
 349         struct fpu guest_fpu;
 350         u64 xcr0;
 351
 352         struct kvm_pio_request pio;
 353         void *pio_data;
 354
 355         u8 event_exit_inst_len;
 356
 357         struct kvm_queued_exception {
 358                 bool pending;
 359                 bool has_error_code;
 360                 bool reinject;
 361                 u8 nr;
 362                 u32 error_code;
 363         } exception;
 364
 365         struct kvm_queued_interrupt {
 366                 bool pending;
 367                 bool soft;
 368                 u8 nr;
 369         } interrupt;
 370
 371         int halt_request; /* real mode on Intel only */
 372
 373         int cpuid_nent;
 374         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
 375         /* emulate context */
 376
 377         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
 378         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
 379         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
 380
 381         gpa_t time;
 382         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
 383         unsigned int hw_tsc_khz;
 384         unsigned int time_offset;
 385         struct page *time_page;
 386
 387         struct {
 388                 u64 msr_val;
 389                 u64 last_steal;
 390                 u64 accum_steal;
 391                 struct gfn_to_hva_cache stime;
 392                 struct kvm_steal_time steal;
 393         } st;
 394
 395         u64 last_guest_tsc;
 396         u64 last_kernel_ns;
 397         u64 last_tsc_nsec;
 398         u64 last_tsc_write;
 399         u32 virtual_tsc_khz;
 400         bool tsc_catchup;
 401         u32  tsc_catchup_mult;
 402         s8   tsc_catchup_shift;
 403
 404         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
 405         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
 406         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
 407
 408         struct mtrr_state_type mtrr_state;
 409         u32 pat;
 410
 411         int switch_db_regs;
 412         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
 413         unsigned long dr6;
 414         unsigned long dr7;
 415         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
 416
 417         u64 mcg_cap;
 418         u64 mcg_status;
 419         u64 mcg_ctl;
 420         u64 *mce_banks;
 421
 422         /* Cache MMIO info */
 423         u64 mmio_gva;
 424         unsigned access;
 425         gfn_t mmio_gfn;
 426
 427         /* used for guest single stepping over the given code position */
 428         unsigned long singlestep_rip;
 429
 430         /* fields used by HYPER-V emulation */
 431         u64 hv_vapic;
 432
 433         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
 434
 435         unsigned long last_retry_eip;
 436         unsigned long last_retry_addr;
 437
 438         struct {
 439                 bool halted;
 440                 gfn_t gfns[roundup_pow_of_two(ASYNC_PF_PER_VCPU)];
 441                 struct gfn_to_hva_cache data;
 442                 u64 msr_val;
 443                 u32 id;
 444                 bool send_user_only;
 445         } apf;
 446 };
 447
 448 struct kvm_arch {
 449         unsigned int n_used_mmu_pages;
 450         unsigned int n_requested_mmu_pages;
 451         unsigned int n_max_mmu_pages;
 452         unsigned int indirect_shadow_pages;
 453         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
 454         /*
 455          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
 456          */
 457         struct list_head active_mmu_pages;
 458         struct list_head assigned_dev_head;
 459         struct iommu_domain *iommu_domain;
 460         int iommu_flags;
 461         struct kvm_pic *vpic;
 462         struct kvm_ioapic *vioapic;
 463         struct kvm_pit *vpit;
 464         int vapics_in_nmi_mode;
 465
 466         unsigned int tss_addr;
 467         struct page *apic_access_page;
 468
 469         gpa_t wall_clock;
 470
 471         struct page *ept_identity_pagetable;
 472         bool ept_identity_pagetable_done;
 473         gpa_t ept_identity_map_addr;
 474
 475         unsigned long irq_sources_bitmap;
 476         s64 kvmclock_offset;
 477         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
 478         u64 last_tsc_nsec;
 479         u64 last_tsc_offset;
 480         u64 last_tsc_write;
 481
 482         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
 483
 484         /* fields used by HYPER-V emulation */
 485         u64 hv_guest_os_id;
 486         u64 hv_hypercall;
 487
 488         atomic_t reader_counter;
 489
 490         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
 491         int audit_point;
 492         #endif
 493 };
 494
 495 struct kvm_vm_stat {
 496         u32 mmu_shadow_zapped;
 497         u32 mmu_pte_write;
 498         u32 mmu_pte_updated;
 499         u32 mmu_pde_zapped;
 500         u32 mmu_flooded;
 501         u32 mmu_recycled;
 502         u32 mmu_cache_miss;
 503         u32 mmu_unsync;
 504         u32 remote_tlb_flush;
 505         u32 lpages;
 506 };
 507
 508 struct kvm_vcpu_stat {
 509         u32 pf_fixed;
 510         u32 pf_guest;
 511         u32 tlb_flush;
 512         u32 invlpg;
 513
 514         u32 exits;
 515         u32 io_exits;
 516         u32 mmio_exits;
 517         u32 signal_exits;
 518         u32 irq_window_exits;
 519         u32 nmi_window_exits;
 520         u32 halt_exits;
 521         u32 halt_wakeup;
 522         u32 request_irq_exits;
 523         u32 irq_exits;
 524         u32 host_state_reload;
 525         u32 efer_reload;
 526         u32 fpu_reload;
 527         u32 insn_emulation;
 528         u32 insn_emulation_fail;
 529         u32 hypercalls;
 530         u32 irq_injections;
 531         u32 nmi_injections;
 532 };
 533
 534 struct x86_instruction_info;
 535
 536 struct kvm_x86_ops {
 537         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
 538         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
 539         int (*hardware_enable)(void *dummy);
 540         void (*hardware_disable)(void *dummy);
 541         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
 542         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
 543         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
 544         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
 545         void (*cpuid_update)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 546
 547         /* Create, but do not attach this VCPU */
 548         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
 549         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 550         int (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 551
 552         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 553         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 554         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 555
 556         void (*set_guest_debug)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 557                                 struct kvm_guest_debug *dbg);
 558         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 *pdata);
 559         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 data);
 560         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
 561         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 562                             struct kvm_segment *var, int seg);
 563         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 564         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 565                             struct kvm_segment *var, int seg);
 566         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
 567         void (*decache_cr0_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 568         void (*decache_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 569         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 570         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
 571         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 572         int (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
 573         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
 574         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 575         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 576         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 577         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 578         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
 579         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
 580         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 581         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
 582         void (*fpu_activate)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 583         void (*fpu_deactivate)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 584
 585         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 586
 587         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 588         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 589         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 590         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
 591         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
 592         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 593                                 unsigned char *hypercall_addr);
 594         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 595         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 596         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr,
 597                                 bool has_error_code, u32 error_code,
 598                                 bool reinject);
 599         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 600         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 601         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 602         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 603         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
 604         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 605         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 606         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
 607         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
 608         int (*get_tdp_level)(void);
 609         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
 610         int (*get_lpage_level)(void);
 611         bool (*rdtscp_supported)(void);
 612         void (*adjust_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, s64 adjustment);
 613
 614         void (*set_tdp_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 615
 616         void (*set_supported_cpuid)(u32 func, struct kvm_cpuid_entry2 *entry);
 617
 618         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
 619
 620         void (*set_tsc_khz)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 user_tsc_khz);
 621         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
 622
 623         u64 (*compute_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 target_tsc);
 624         u64 (*read_l1_tsc)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 625
 626         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2);
 627
 628         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 629                                struct x86_instruction_info *info,
 630                                enum x86_intercept_stage stage);
 631 };
 632
 633 struct kvm_arch_async_pf {
 634         u32 token;
 635         gfn_t gfn;
 636         unsigned long cr3;
 637         bool direct_map;
 638 };
 639
 640 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
 641
 642 int kvm_mmu_module_init(void);
 643 void kvm_mmu_module_exit(void);
 644
 645 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
 646 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
 647 int kvm_mmu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
 648 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
 649                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask);
 650
 651 int kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
 652 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm, int slot);
 653 int kvm_mmu_rmap_write_protect(struct kvm *kvm, u64 gfn,
 654                                struct kvm_memory_slot *slot);
 655 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
 656 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
 657 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
 658
 659 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
 660
 661 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
 662                           const void *val, int bytes);
 663 u8 kvm_get_guest_memory_type(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 664
 665 extern bool tdp_enabled;
 666
 667 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
 668
 669 /* control of guest tsc rate supported? */
 670 extern bool kvm_has_tsc_control;
 671 /* minimum supported tsc_khz for guests */
 672 extern u32  kvm_min_guest_tsc_khz;
 673 /* maximum supported tsc_khz for guests */
 674 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
 675
 676 enum emulation_result {
 677         EMULATE_DONE,       /* no further processing */
 678         EMULATE_DO_MMIO,      /* kvm_run filled with mmio request */
 679         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
 680 };
 681
 682 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
 683 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
 684 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
 685 #define EMULTYPE_RETRY              (1 << 3)
 686 int x86_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr2,
 687                             int emulation_type, void *insn, int insn_len);
 688
 689 static inline int emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu,
 690                         int emulation_type)
 691 {
 692         return x86_emulate_instruction(vcpu, 0, emulation_type, NULL, 0);
 693 }
 694
 695 void kvm_enable_efer_bits(u64);
 696 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 *data);
 697 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 data);
 698
 699 struct x86_emulate_ctxt;
 700
 701 int kvm_fast_pio_out(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port);
 702 void kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
 703 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
 704 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
 705
 706 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
 707 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
 708
 709 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int reason,
 710                     bool has_error_code, u32 error_code);
 711
 712 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
 713 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 714 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
 715 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
 716 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
 717 int kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
 718 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
 719 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
 720 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
 721 int kvm_set_xcr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 xcr);
 722
 723 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 *pdata);
 724 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 data);
 725
 726 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
 727 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
 728
 729 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
 730 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
 731 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
 732 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
 733 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
 734 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
 735                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
 736                             u32 access);
 737 void kvm_propagate_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
 738 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
 739
 740 int kvm_pic_set_irq(void *opaque, int irq, int level);
 741
 742 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
 743
 744 int fx_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
 745
 746 void kvm_mmu_flush_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu);
 747 void kvm_mmu_pte_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
 748                        const u8 *new, int bytes);
 749 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 750 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
 751 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
 752 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
 753 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
 754 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
 755 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
 756                               struct x86_exception *exception);
 757 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
 758                                struct x86_exception *exception);
 759 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
 760                                struct x86_exception *exception);
 761 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
 762                                 struct x86_exception *exception);
 763
 764 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
 765
 766 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 error_code,
 767                        void *insn, int insn_len);
 768 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
 769
 770 void kvm_enable_tdp(void);
 771 void kvm_disable_tdp(void);
 772
 773 int complete_pio(struct kvm_vcpu *vcpu);
 774 bool kvm_check_iopl(struct kvm_vcpu *vcpu);
 775
 776 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
 777 {
 778         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
 779
 780         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
 781 }
 782
 783 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
 784 {
 785         u16 ldt;
 786         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
 787         return ldt;
 788 }
 789
 790 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
 791 {
 792         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
 793 }
 794
 795 #ifdef CONFIG_X86_64
 796 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
 797 {
 798         u64 value;
 799
 800         rdmsrl(msr, value);
 801         return value;
 802 }
 803 #endif
 804
 805 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
 806 {
 807         return 0x600; /* P6 family */
 808 }
 809
 810 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
 811 {
 812         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
 813 }
 814
 815 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
 816 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
 817 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
 818 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
 819 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
 820         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
 821
 822 enum {
 823         TASK_SWITCH_CALL = 0,
 824         TASK_SWITCH_IRET = 1,
 825         TASK_SWITCH_JMP = 2,
 826         TASK_SWITCH_GATE = 3,
 827 };
 828
 829 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
 830 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
 831 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
 832 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
 833 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
 834 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
 835
 836 /*
 837  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
 838  * reboot turns off virtualization while processes are running.
 839  * Trap the fault and ignore the instruction if that happens.
 840  */
 841 asmlinkage void kvm_spurious_fault(void);
 842 extern bool kvm_rebooting;
 843
 844 #define ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, cleanup_insn)      \
 845         "666: " insn "\n\t" \
 846         "668: \n\t"                           \
 847         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n" \
 848         "667: \n\t" \
 849         cleanup_insn "\n\t"                   \
 850         "cmpb $0, kvm_rebooting \n\t"         \
 851         "jne 668b \n\t"                       \
 852         __ASM_SIZE(push) " $666b \n\t"        \
 853         "call kvm_spurious_fault \n\t"        \
 854         ".popsection \n\t" \
 855         ".pushsection __ex_table, \"a\" \n\t" \
 856         _ASM_PTR " 666b, 667b \n\t" \
 857         ".popsection"
 858
 859 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn)              \
 860         ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, "")
 861
 862 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
 863 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
 864 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
 865 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
 866 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
 867 int cpuid_maxphyaddr(struct kvm_vcpu *vcpu);
 868 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
 869 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
 870 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
 871
 872 void kvm_define_shared_msr(unsigned index, u32 msr);
 873 void kvm_set_shared_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
 874
 875 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
 876
 877 void kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
 878                                      struct kvm_async_pf *work);
 879 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
 880                                  struct kvm_async_pf *work);
 881 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
 882                                struct kvm_async_pf *work);
 883 bool kvm_arch_can_inject_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
 884 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 885
 886 void kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
 887
 888 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */