arch/x86/include/asm/kvm_host.h

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