arch/x86/include/asm/kvm_host.h

   1 /*
   2  * Kernel-based Virtual Machine driver for Linux
   3  *
   4  * This header defines architecture specific interfaces, x86 version
   5  *
   6  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
   7  * the COPYING file in the top-level directory.
   8  *
   9  */
  10
  11 #ifndef _ASM_X86_KVM_HOST_H
  12 #define _ASM_X86_KVM_HOST_H
  13
  14 #include <linux/types.h>
  15 #include <linux/mm.h>
  16 #include <linux/mmu_notifier.h>
  17 #include <linux/tracepoint.h>
  18 #include <linux/cpumask.h>
  19
  20 #include <linux/kvm.h>
  21 #include <linux/kvm_para.h>
  22 #include <linux/kvm_types.h>
  23
  24 #include <asm/pvclock-abi.h>
  25 #include <asm/desc.h>
  26 #include <asm/mtrr.h>
  27 #include <asm/msr-index.h>
  28
  29 #define KVM_MAX_VCPUS 64
  30 #define KVM_MEMORY_SLOTS 32
  31 /* memory slots that does not exposed to userspace */
  32 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 4
  33 #define KVM_MMIO_SIZE 16
  34
  35 #define KVM_PIO_PAGE_OFFSET 1
  36 #define KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET 2
  37
  38 #define CR3_PAE_RESERVED_BITS ((X86_CR3_PWT | X86_CR3_PCD) - 1)
  39 #define CR3_NONPAE_RESERVED_BITS ((PAGE_SIZE-1) & ~(X86_CR3_PWT | X86_CR3_PCD))
  40 #define CR3_L_MODE_RESERVED_BITS (CR3_NONPAE_RESERVED_BITS |    \
  41                                   0xFFFFFF0000000000ULL)
  42
  43 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
  44 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
  45
  46 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
  47
  48 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
  49 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       3
  50 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
  51 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
  52 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
  53 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
  54 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
  55
  56 #define DE_VECTOR 0
  57 #define DB_VECTOR 1
  58 #define BP_VECTOR 3
  59 #define OF_VECTOR 4
  60 #define BR_VECTOR 5
  61 #define UD_VECTOR 6
  62 #define NM_VECTOR 7
  63 #define DF_VECTOR 8
  64 #define TS_VECTOR 10
  65 #define NP_VECTOR 11
  66 #define SS_VECTOR 12
  67 #define GP_VECTOR 13
  68 #define PF_VECTOR 14
  69 #define MF_VECTOR 16
  70 #define MC_VECTOR 18
  71
  72 #define SELECTOR_TI_MASK (1 << 2)
  73 #define SELECTOR_RPL_MASK 0x03
  74
  75 #define IOPL_SHIFT 12
  76
  77 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
  78 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64
  79 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 10
  80 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
  81 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
  82 #define KVM_REFILL_PAGES 25
  83 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 80
  84 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
  85 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
  86
  87 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
  88
  89 extern raw_spinlock_t kvm_lock;
  90 extern struct list_head vm_list;
  91
  92 struct kvm_vcpu;
  93 struct kvm;
  94 struct kvm_async_pf;
  95
  96 enum kvm_reg {
  97         VCPU_REGS_RAX = 0,
  98         VCPU_REGS_RCX = 1,
  99         VCPU_REGS_RDX = 2,
 100         VCPU_REGS_RBX = 3,
 101         VCPU_REGS_RSP = 4,
 102         VCPU_REGS_RBP = 5,
 103         VCPU_REGS_RSI = 6,
 104         VCPU_REGS_RDI = 7,
 105 #ifdef CONFIG_X86_64
 106         VCPU_REGS_R8 = 8,
 107         VCPU_REGS_R9 = 9,
 108         VCPU_REGS_R10 = 10,
 109         VCPU_REGS_R11 = 11,
 110         VCPU_REGS_R12 = 12,
 111         VCPU_REGS_R13 = 13,
 112         VCPU_REGS_R14 = 14,
 113         VCPU_REGS_R15 = 15,
 114 #endif
 115         VCPU_REGS_RIP,
 116         NR_VCPU_REGS
 117 };
 118
 119 enum kvm_reg_ex {
 120         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
 121         VCPU_EXREG_CR3,
 122         VCPU_EXREG_RFLAGS,
 123         VCPU_EXREG_CPL,
 124 };
 125
 126 enum {
 127         VCPU_SREG_ES,
 128         VCPU_SREG_CS,
 129         VCPU_SREG_SS,
 130         VCPU_SREG_DS,
 131         VCPU_SREG_FS,
 132         VCPU_SREG_GS,
 133         VCPU_SREG_TR,
 134         VCPU_SREG_LDTR,
 135 };
 136
 137 #include <asm/kvm_emulate.h>
 138
 139 #define KVM_NR_MEM_OBJS 40
 140
 141 #define KVM_NR_DB_REGS  4
 142
 143 #define DR6_BD          (1 << 13)
 144 #define DR6_BS          (1 << 14)
 145 #define DR6_FIXED_1     0xffff0ff0
 146 #define DR6_VOLATILE    0x0000e00f
 147
 148 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
 149 #define DR7_GE          (1 << 9)
 150 #define DR7_GD          (1 << 13)
 151 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
 152 #define DR7_VOLATILE    0xffff23ff
 153
 154 /*
 155  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
 156  * enough memory for a single page fault in a cache.
 157  */
 158 struct kvm_mmu_memory_cache {
 159         int nobjs;
 160         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
 161 };
 162
 163 #define NR_PTE_CHAIN_ENTRIES 5
 164
 165 struct kvm_pte_chain {
 166         u64 *parent_ptes[NR_PTE_CHAIN_ENTRIES];
 167         struct hlist_node link;
 168 };
 169
 170 /*
 171  * kvm_mmu_page_role, below, is defined as:
 172  *
 173  *   bits 0:3 - total guest paging levels (2-4, or zero for real mode)
 174  *   bits 4:7 - page table level for this shadow (1-4)
 175  *   bits 8:9 - page table quadrant for 2-level guests
 176  *   bit   16 - direct mapping of virtual to physical mapping at gfn
 177  *              used for real mode and two-dimensional paging
 178  *   bits 17:19 - common access permissions for all ptes in this shadow page
 179  */
 180 union kvm_mmu_page_role {
 181         unsigned word;
 182         struct {
 183                 unsigned level:4;
 184                 unsigned cr4_pae:1;
 185                 unsigned quadrant:2;
 186                 unsigned pad_for_nice_hex_output:6;
 187                 unsigned direct:1;
 188                 unsigned access:3;
 189                 unsigned invalid:1;
 190                 unsigned nxe:1;
 191                 unsigned cr0_wp:1;
 192         };
 193 };
 194
 195 struct kvm_mmu_page {
 196         struct list_head link;
 197         struct hlist_node hash_link;
 198
 199         /*
 200          * The following two entries are used to key the shadow page in the
 201          * hash table.
 202          */
 203         gfn_t gfn;
 204         union kvm_mmu_page_role role;
 205
 206         u64 *spt;
 207         /* hold the gfn of each spte inside spt */
 208         gfn_t *gfns;
 209         /*
 210          * One bit set per slot which has memory
 211          * in this shadow page.
 212          */
 213         DECLARE_BITMAP(slot_bitmap, KVM_MEMORY_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS);
 214         bool multimapped;         /* More than one parent_pte? */
 215         bool unsync;
 216         int root_count;          /* Currently serving as active root */
 217         unsigned int unsync_children;
 218         union {
 219                 u64 *parent_pte;               /* !multimapped */
 220                 struct hlist_head parent_ptes; /* multimapped, kvm_pte_chain */
 221         };
 222         DECLARE_BITMAP(unsync_child_bitmap, 512);
 223 };
 224
 225 struct kvm_pv_mmu_op_buffer {
 226         void *ptr;
 227         unsigned len;
 228         unsigned processed;
 229         char buf[512] __aligned(sizeof(long));
 230 };
 231
 232 struct kvm_pio_request {
 233         unsigned long count;
 234         int in;
 235         int port;
 236         int size;
 237 };
 238
 239 /*
 240  * x86 supports 3 paging modes (4-level 64-bit, 3-level 64-bit, and 2-level
 241  * 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the current mmu
 242  * mode.
 243  */
 244 struct kvm_mmu {
 245         void (*new_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 246         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long root);
 247         unsigned long (*get_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 248         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err,
 249                           bool prefault);
 250         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 251                                   struct x86_exception *fault);
 252         void (*free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 253         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 access,
 254                             struct x86_exception *exception);
 255         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access);
 256         void (*prefetch_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 257                               struct kvm_mmu_page *page);
 258         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 259                          struct kvm_mmu_page *sp);
 260         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
 261         void (*update_pte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
 262                         u64 *spte, const void *pte, unsigned long mmu_seq);
 263         hpa_t root_hpa;
 264         int root_level;
 265         int shadow_root_level;
 266         union kvm_mmu_page_role base_role;
 267         bool direct_map;
 268
 269         u64 *pae_root;
 270         u64 *lm_root;
 271         u64 rsvd_bits_mask[2][4];
 272
 273         bool nx;
 274
 275         u64 pdptrs[4]; /* pae */
 276 };
 277
 278 struct kvm_vcpu_arch {
 279         /*
 280          * rip and regs accesses must go through
 281          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
 282          */
 283         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
 284         u32 regs_avail;
 285         u32 regs_dirty;
 286
 287         unsigned long cr0;
 288         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
 289         unsigned long cr2;
 290         unsigned long cr3;
 291         unsigned long cr4;
 292         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
 293         unsigned long cr8;
 294         u32 hflags;
 295         u64 efer;
 296         u64 apic_base;
 297         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
 298         int32_t apic_arb_prio;
 299         int mp_state;
 300         int sipi_vector;
 301         u64 ia32_misc_enable_msr;
 302         bool tpr_access_reporting;
 303
 304         /*
 305          * Paging state of the vcpu
 306          *
 307          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
 308          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
 309          * handle faults.
 310          */
 311         struct kvm_mmu mmu;
 312
 313         /*
 314          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
 315          *
 316          * This context will save all necessary information to walk page tables
 317          * of the an L2 guest. This context is only initialized for page table
 318          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
 319          * the host.
 320          */
 321         struct kvm_mmu nested_mmu;
 322
 323         /*
 324          * Pointer to the mmu context currently used for
 325          * gva_to_gpa translations.
 326          */
 327         struct kvm_mmu *walk_mmu;
 328
 329         /* only needed in kvm_pv_mmu_op() path, but it's hot so
 330          * put it here to avoid allocation */
 331         struct kvm_pv_mmu_op_buffer mmu_op_buffer;
 332
 333         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_chain_cache;
 334         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_rmap_desc_cache;
 335         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
 336         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
 337
 338         gfn_t last_pt_write_gfn;
 339         int   last_pt_write_count;
 340         u64  *last_pte_updated;
 341         gfn_t last_pte_gfn;
 342
 343         struct fpu guest_fpu;
 344         u64 xcr0;
 345
 346         gva_t mmio_fault_cr2;
 347         struct kvm_pio_request pio;
 348         void *pio_data;
 349
 350         u8 event_exit_inst_len;
 351
 352         struct kvm_queued_exception {
 353                 bool pending;
 354                 bool has_error_code;
 355                 bool reinject;
 356                 u8 nr;
 357                 u32 error_code;
 358         } exception;
 359
 360         struct kvm_queued_interrupt {
 361                 bool pending;
 362                 bool soft;
 363                 u8 nr;
 364         } interrupt;
 365
 366         int halt_request; /* real mode on Intel only */
 367
 368         int cpuid_nent;
 369         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
 370         /* emulate context */
 371
 372         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
 373
 374         gpa_t time;
 375         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
 376         unsigned int hw_tsc_khz;
 377         unsigned int time_offset;
 378         struct page *time_page;
 379         u64 last_host_tsc;
 380         u64 last_guest_tsc;
 381         u64 last_kernel_ns;
 382         u64 last_tsc_nsec;
 383         u64 last_tsc_write;
 384         bool tsc_catchup;
 385
 386         bool nmi_pending;
 387         bool nmi_injected;
 388
 389         struct mtrr_state_type mtrr_state;
 390         u32 pat;
 391
 392         int switch_db_regs;
 393         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
 394         unsigned long dr6;
 395         unsigned long dr7;
 396         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
 397
 398         u64 mcg_cap;
 399         u64 mcg_status;
 400         u64 mcg_ctl;
 401         u64 *mce_banks;
 402
 403         /* used for guest single stepping over the given code position */
 404         unsigned long singlestep_rip;
 405
 406         /* fields used by HYPER-V emulation */
 407         u64 hv_vapic;
 408
 409         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
 410
 411         struct {
 412                 bool halted;
 413                 gfn_t gfns[roundup_pow_of_two(ASYNC_PF_PER_VCPU)];
 414                 struct gfn_to_hva_cache data;
 415                 u64 msr_val;
 416                 u32 id;
 417                 bool send_user_only;
 418         } apf;
 419 };
 420
 421 struct kvm_arch {
 422         unsigned int n_used_mmu_pages;
 423         unsigned int n_requested_mmu_pages;
 424         unsigned int n_max_mmu_pages;
 425         atomic_t invlpg_counter;
 426         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
 427         /*
 428          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
 429          */
 430         struct list_head active_mmu_pages;
 431         struct list_head assigned_dev_head;
 432         struct iommu_domain *iommu_domain;
 433         int iommu_flags;
 434         struct kvm_pic *vpic;
 435         struct kvm_ioapic *vioapic;
 436         struct kvm_pit *vpit;
 437         int vapics_in_nmi_mode;
 438
 439         unsigned int tss_addr;
 440         struct page *apic_access_page;
 441
 442         gpa_t wall_clock;
 443
 444         struct page *ept_identity_pagetable;
 445         bool ept_identity_pagetable_done;
 446         gpa_t ept_identity_map_addr;
 447
 448         unsigned long irq_sources_bitmap;
 449         s64 kvmclock_offset;
 450         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
 451         u64 last_tsc_nsec;
 452         u64 last_tsc_offset;
 453         u64 last_tsc_write;
 454         u32 virtual_tsc_khz;
 455         u32 virtual_tsc_mult;
 456         s8 virtual_tsc_shift;
 457
 458         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
 459
 460         /* fields used by HYPER-V emulation */
 461         u64 hv_guest_os_id;
 462         u64 hv_hypercall;
 463
 464         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
 465         int audit_point;
 466         #endif
 467 };
 468
 469 struct kvm_vm_stat {
 470         u32 mmu_shadow_zapped;
 471         u32 mmu_pte_write;
 472         u32 mmu_pte_updated;
 473         u32 mmu_pde_zapped;
 474         u32 mmu_flooded;
 475         u32 mmu_recycled;
 476         u32 mmu_cache_miss;
 477         u32 mmu_unsync;
 478         u32 remote_tlb_flush;
 479         u32 lpages;
 480 };
 481
 482 struct kvm_vcpu_stat {
 483         u32 pf_fixed;
 484         u32 pf_guest;
 485         u32 tlb_flush;
 486         u32 invlpg;
 487
 488         u32 exits;
 489         u32 io_exits;
 490         u32 mmio_exits;
 491         u32 signal_exits;
 492         u32 irq_window_exits;
 493         u32 nmi_window_exits;
 494         u32 halt_exits;
 495         u32 halt_wakeup;
 496         u32 request_irq_exits;
 497         u32 irq_exits;
 498         u32 host_state_reload;
 499         u32 efer_reload;
 500         u32 fpu_reload;
 501         u32 insn_emulation;
 502         u32 insn_emulation_fail;
 503         u32 hypercalls;
 504         u32 irq_injections;
 505         u32 nmi_injections;
 506 };
 507
 508 struct x86_instruction_info;
 509
 510 struct kvm_x86_ops {
 511         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
 512         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
 513         int (*hardware_enable)(void *dummy);
 514         void (*hardware_disable)(void *dummy);
 515         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
 516         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
 517         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
 518         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
 519         void (*cpuid_update)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 520
 521         /* Create, but do not attach this VCPU */
 522         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
 523         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 524         int (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 525
 526         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 527         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 528         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 529
 530         void (*set_guest_debug)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 531                                 struct kvm_guest_debug *dbg);
 532         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 *pdata);
 533         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 data);
 534         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
 535         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 536                             struct kvm_segment *var, int seg);
 537         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 538         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 539                             struct kvm_segment *var, int seg);
 540         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
 541         void (*decache_cr0_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 542         void (*decache_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 543         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 544         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
 545         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 546         void (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
 547         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
 548         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 549         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 550         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 551         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 552         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
 553         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
 554         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 555         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
 556         void (*fpu_activate)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 557         void (*fpu_deactivate)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 558
 559         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 560
 561         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 562         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 563         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 564         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
 565         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
 566         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 567                                 unsigned char *hypercall_addr);
 568         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 569         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 570         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr,
 571                                 bool has_error_code, u32 error_code,
 572                                 bool reinject);
 573         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 574         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 575         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 576         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 577         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
 578         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 579         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 580         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
 581         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
 582         int (*get_tdp_level)(void);
 583         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
 584         int (*get_lpage_level)(void);
 585         bool (*rdtscp_supported)(void);
 586         void (*adjust_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, s64 adjustment);
 587
 588         void (*set_tdp_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 589
 590         void (*set_supported_cpuid)(u32 func, struct kvm_cpuid_entry2 *entry);
 591
 592         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
 593
 594         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
 595
 596         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2);
 597
 598         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 599                                struct x86_instruction_info *info,
 600                                enum x86_intercept_stage stage);
 601
 602         const struct trace_print_flags *exit_reasons_str;
 603 };
 604
 605 struct kvm_arch_async_pf {
 606         u32 token;
 607         gfn_t gfn;
 608         unsigned long cr3;
 609         bool direct_map;
 610 };
 611
 612 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
 613
 614 int kvm_mmu_module_init(void);
 615 void kvm_mmu_module_exit(void);
 616
 617 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
 618 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
 619 int kvm_mmu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
 620 void kvm_mmu_set_nonpresent_ptes(u64 trap_pte, u64 notrap_pte);
 621 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
 622                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask);
 623
 624 int kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
 625 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm, int slot);
 626 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
 627 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
 628 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
 629
 630 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
 631
 632 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
 633                           const void *val, int bytes);
 634 int kvm_pv_mmu_op(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long bytes,
 635                   gpa_t addr, unsigned long *ret);
 636 u8 kvm_get_guest_memory_type(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 637
 638 extern bool tdp_enabled;
 639
 640 enum emulation_result {
 641         EMULATE_DONE,       /* no further processing */
 642         EMULATE_DO_MMIO,      /* kvm_run filled with mmio request */
 643         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
 644 };
 645
 646 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
 647 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
 648 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
 649 int x86_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr2,
 650                             int emulation_type, void *insn, int insn_len);
 651
 652 static inline int emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu,
 653                         int emulation_type)
 654 {
 655         return x86_emulate_instruction(vcpu, 0, emulation_type, NULL, 0);
 656 }
 657
 658 void realmode_lgdt(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 size, unsigned long address);
 659 void realmode_lidt(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 size, unsigned long address);
 660
 661 void kvm_enable_efer_bits(u64);
 662 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 *data);
 663 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 data);
 664
 665 struct x86_emulate_ctxt;
 666
 667 int kvm_fast_pio_out(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port);
 668 void kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
 669 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
 670 int emulate_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t address);
 671 int emulate_clts(struct kvm_vcpu *vcpu);
 672 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
 673
 674 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
 675 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
 676
 677 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int reason,
 678                     bool has_error_code, u32 error_code);
 679
 680 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
 681 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 682 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
 683 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
 684 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
 685 int kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
 686 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
 687 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
 688 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
 689 int kvm_set_xcr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 xcr);
 690
 691 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 *pdata);
 692 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 data);
 693
 694 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
 695 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
 696
 697 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
 698 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
 699 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
 700 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
 701 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
 702 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
 703                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
 704                             u32 access);
 705 void kvm_propagate_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
 706 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
 707
 708 int kvm_pic_set_irq(void *opaque, int irq, int level);
 709
 710 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
 711
 712 int fx_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
 713
 714 void kvm_mmu_flush_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu);
 715 void kvm_mmu_pte_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
 716                        const u8 *new, int bytes,
 717                        bool guest_initiated);
 718 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
 719 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
 720 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
 721 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
 722 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
 723 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
 724                               struct x86_exception *exception);
 725 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
 726                                struct x86_exception *exception);
 727 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
 728                                struct x86_exception *exception);
 729 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
 730                                 struct x86_exception *exception);
 731
 732 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
 733
 734 int kvm_fix_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
 735
 736 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 error_code,
 737                        void *insn, int insn_len);
 738 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
 739
 740 void kvm_enable_tdp(void);
 741 void kvm_disable_tdp(void);
 742
 743 int complete_pio(struct kvm_vcpu *vcpu);
 744 bool kvm_check_iopl(struct kvm_vcpu *vcpu);
 745
 746 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
 747 {
 748         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
 749
 750         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
 751 }
 752
 753 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
 754 {
 755         u16 ldt;
 756         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
 757         return ldt;
 758 }
 759
 760 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
 761 {
 762         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
 763 }
 764
 765 #ifdef CONFIG_X86_64
 766 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
 767 {
 768         u64 value;
 769
 770         rdmsrl(msr, value);
 771         return value;
 772 }
 773 #endif
 774
 775 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
 776 {
 777         return 0x600; /* P6 family */
 778 }
 779
 780 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
 781 {
 782         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
 783 }
 784
 785 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
 786 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
 787 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
 788 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
 789 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
 790         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
 791
 792 enum {
 793         TASK_SWITCH_CALL = 0,
 794         TASK_SWITCH_IRET = 1,
 795         TASK_SWITCH_JMP = 2,
 796         TASK_SWITCH_GATE = 3,
 797 };
 798
 799 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
 800 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
 801 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
 802 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
 803 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
 804 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
 805
 806 /*
 807  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
 808  * reboot turns off virtualization while processes are running.
 809  * Trap the fault and ignore the instruction if that happens.
 810  */
 811 asmlinkage void kvm_spurious_fault(void);
 812 extern bool kvm_rebooting;
 813
 814 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn) \
 815         "666: " insn "\n\t" \
 816         "668: \n\t"                           \
 817         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n" \
 818         "667: \n\t" \
 819         "cmpb $0, kvm_rebooting \n\t"         \
 820         "jne 668b \n\t"                       \
 821         __ASM_SIZE(push) " $666b \n\t"        \
 822         "call kvm_spurious_fault \n\t"        \
 823         ".popsection \n\t" \
 824         ".pushsection __ex_table, \"a\" \n\t" \
 825         _ASM_PTR " 666b, 667b \n\t" \
 826         ".popsection"
 827
 828 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
 829 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
 830 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
 831 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
 832 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
 833 int cpuid_maxphyaddr(struct kvm_vcpu *vcpu);
 834 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
 835 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
 836 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
 837
 838 void kvm_define_shared_msr(unsigned index, u32 msr);
 839 void kvm_set_shared_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
 840
 841 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
 842
 843 void kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
 844                                      struct kvm_async_pf *work);
 845 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
 846                                  struct kvm_async_pf *work);
 847 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
 848                                struct kvm_async_pf *work);
 849 bool kvm_arch_can_inject_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
 850 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 851
 852 void kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
 853
 854 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */