OSDN Git Service

KVM: MMU: record maximum physical address width in kvm_mmu_extended_role
[uclinux-h8/linux.git] / arch / x86 / include / asm / kvm_host.h
1 /*
2  * Kernel-based Virtual Machine driver for Linux
3  *
4  * This header defines architecture specific interfaces, x86 version
5  *
6  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
7  * the COPYING file in the top-level directory.
8  *
9  */
10
11 #ifndef _ASM_X86_KVM_HOST_H
12 #define _ASM_X86_KVM_HOST_H
13
14 #include <linux/types.h>
15 #include <linux/mm.h>
16 #include <linux/mmu_notifier.h>
17 #include <linux/tracepoint.h>
18 #include <linux/cpumask.h>
19 #include <linux/irq_work.h>
20 #include <linux/irq.h>
21
22 #include <linux/kvm.h>
23 #include <linux/kvm_para.h>
24 #include <linux/kvm_types.h>
25 #include <linux/perf_event.h>
26 #include <linux/pvclock_gtod.h>
27 #include <linux/clocksource.h>
28 #include <linux/irqbypass.h>
29 #include <linux/hyperv.h>
30
31 #include <asm/apic.h>
32 #include <asm/pvclock-abi.h>
33 #include <asm/desc.h>
34 #include <asm/mtrr.h>
35 #include <asm/msr-index.h>
36 #include <asm/asm.h>
37 #include <asm/kvm_page_track.h>
38 #include <asm/hyperv-tlfs.h>
39
40 #define KVM_MAX_VCPUS 288
41 #define KVM_SOFT_MAX_VCPUS 240
42 #define KVM_MAX_VCPU_ID 1023
43 #define KVM_USER_MEM_SLOTS 509
44 /* memory slots that are not exposed to userspace */
45 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 3
46 #define KVM_MEM_SLOTS_NUM (KVM_USER_MEM_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS)
47
48 #define KVM_HALT_POLL_NS_DEFAULT 200000
49
50 #define KVM_IRQCHIP_NUM_PINS  KVM_IOAPIC_NUM_PINS
51
52 /* x86-specific vcpu->requests bit members */
53 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER           KVM_ARCH_REQ(0)
54 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS       KVM_ARCH_REQ(1)
55 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT            KVM_ARCH_REQ(2)
56 #define KVM_REQ_MMU_SYNC                KVM_ARCH_REQ(3)
57 #define KVM_REQ_CLOCK_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(4)
58 #define KVM_REQ_LOAD_CR3                KVM_ARCH_REQ(5)
59 #define KVM_REQ_EVENT                   KVM_ARCH_REQ(6)
60 #define KVM_REQ_APF_HALT                KVM_ARCH_REQ(7)
61 #define KVM_REQ_STEAL_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(8)
62 #define KVM_REQ_NMI                     KVM_ARCH_REQ(9)
63 #define KVM_REQ_PMU                     KVM_ARCH_REQ(10)
64 #define KVM_REQ_PMI                     KVM_ARCH_REQ(11)
65 #define KVM_REQ_SMI                     KVM_ARCH_REQ(12)
66 #define KVM_REQ_MASTERCLOCK_UPDATE      KVM_ARCH_REQ(13)
67 #define KVM_REQ_MCLOCK_INPROGRESS \
68         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(14, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
69 #define KVM_REQ_SCAN_IOAPIC \
70         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(15, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
71 #define KVM_REQ_GLOBAL_CLOCK_UPDATE     KVM_ARCH_REQ(16)
72 #define KVM_REQ_APIC_PAGE_RELOAD \
73         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(17, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
74 #define KVM_REQ_HV_CRASH                KVM_ARCH_REQ(18)
75 #define KVM_REQ_IOAPIC_EOI_EXIT         KVM_ARCH_REQ(19)
76 #define KVM_REQ_HV_RESET                KVM_ARCH_REQ(20)
77 #define KVM_REQ_HV_EXIT                 KVM_ARCH_REQ(21)
78 #define KVM_REQ_HV_STIMER               KVM_ARCH_REQ(22)
79 #define KVM_REQ_LOAD_EOI_EXITMAP        KVM_ARCH_REQ(23)
80 #define KVM_REQ_GET_VMCS12_PAGES        KVM_ARCH_REQ(24)
81
82 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
83         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
84                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
85                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
86
87 #define CR4_RESERVED_BITS                                               \
88         (~(unsigned long)(X86_CR4_VME | X86_CR4_PVI | X86_CR4_TSD | X86_CR4_DE\
89                           | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_MCE     \
90                           | X86_CR4_PGE | X86_CR4_PCE | X86_CR4_OSFXSR | X86_CR4_PCIDE \
91                           | X86_CR4_OSXSAVE | X86_CR4_SMEP | X86_CR4_FSGSBASE \
92                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_LA57 | X86_CR4_VMXE \
93                           | X86_CR4_SMAP | X86_CR4_PKE | X86_CR4_UMIP))
94
95 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
96
97
98
99 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
100 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
101
102 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
103
104 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
105 enum {
106         PT_PAGE_TABLE_LEVEL   = 1,
107         PT_DIRECTORY_LEVEL    = 2,
108         PT_PDPE_LEVEL         = 3,
109         /* set max level to the biggest one */
110         PT_MAX_HUGEPAGE_LEVEL = PT_PDPE_LEVEL,
111 };
112 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       (PT_MAX_HUGEPAGE_LEVEL - \
113                                  PT_PAGE_TABLE_LEVEL + 1)
114 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
115 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
116 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
117 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
118 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
119
120 static inline gfn_t gfn_to_index(gfn_t gfn, gfn_t base_gfn, int level)
121 {
122         /* KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(PT_PAGE_TABLE_LEVEL) must be 0. */
123         return (gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level)) -
124                 (base_gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level));
125 }
126
127 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
128 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64
129 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 12
130 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
131 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
132 #define KVM_REFILL_PAGES 25
133 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 80
134 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
135 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
136
137 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
138
139 enum kvm_reg {
140         VCPU_REGS_RAX = 0,
141         VCPU_REGS_RCX = 1,
142         VCPU_REGS_RDX = 2,
143         VCPU_REGS_RBX = 3,
144         VCPU_REGS_RSP = 4,
145         VCPU_REGS_RBP = 5,
146         VCPU_REGS_RSI = 6,
147         VCPU_REGS_RDI = 7,
148 #ifdef CONFIG_X86_64
149         VCPU_REGS_R8 = 8,
150         VCPU_REGS_R9 = 9,
151         VCPU_REGS_R10 = 10,
152         VCPU_REGS_R11 = 11,
153         VCPU_REGS_R12 = 12,
154         VCPU_REGS_R13 = 13,
155         VCPU_REGS_R14 = 14,
156         VCPU_REGS_R15 = 15,
157 #endif
158         VCPU_REGS_RIP,
159         NR_VCPU_REGS
160 };
161
162 enum kvm_reg_ex {
163         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
164         VCPU_EXREG_CR3,
165         VCPU_EXREG_RFLAGS,
166         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
167 };
168
169 enum {
170         VCPU_SREG_ES,
171         VCPU_SREG_CS,
172         VCPU_SREG_SS,
173         VCPU_SREG_DS,
174         VCPU_SREG_FS,
175         VCPU_SREG_GS,
176         VCPU_SREG_TR,
177         VCPU_SREG_LDTR,
178 };
179
180 #include <asm/kvm_emulate.h>
181
182 #define KVM_NR_MEM_OBJS 40
183
184 #define KVM_NR_DB_REGS  4
185
186 #define DR6_BD          (1 << 13)
187 #define DR6_BS          (1 << 14)
188 #define DR6_BT          (1 << 15)
189 #define DR6_RTM         (1 << 16)
190 #define DR6_FIXED_1     0xfffe0ff0
191 #define DR6_INIT        0xffff0ff0
192 #define DR6_VOLATILE    0x0001e00f
193
194 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
195 #define DR7_GE          (1 << 9)
196 #define DR7_GD          (1 << 13)
197 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
198 #define DR7_VOLATILE    0xffff2bff
199
200 #define PFERR_PRESENT_BIT 0
201 #define PFERR_WRITE_BIT 1
202 #define PFERR_USER_BIT 2
203 #define PFERR_RSVD_BIT 3
204 #define PFERR_FETCH_BIT 4
205 #define PFERR_PK_BIT 5
206 #define PFERR_GUEST_FINAL_BIT 32
207 #define PFERR_GUEST_PAGE_BIT 33
208
209 #define PFERR_PRESENT_MASK (1U << PFERR_PRESENT_BIT)
210 #define PFERR_WRITE_MASK (1U << PFERR_WRITE_BIT)
211 #define PFERR_USER_MASK (1U << PFERR_USER_BIT)
212 #define PFERR_RSVD_MASK (1U << PFERR_RSVD_BIT)
213 #define PFERR_FETCH_MASK (1U << PFERR_FETCH_BIT)
214 #define PFERR_PK_MASK (1U << PFERR_PK_BIT)
215 #define PFERR_GUEST_FINAL_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_FINAL_BIT)
216 #define PFERR_GUEST_PAGE_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_PAGE_BIT)
217
218 #define PFERR_NESTED_GUEST_PAGE (PFERR_GUEST_PAGE_MASK |        \
219                                  PFERR_WRITE_MASK |             \
220                                  PFERR_PRESENT_MASK)
221
222 /*
223  * The mask used to denote special SPTEs, which can be either MMIO SPTEs or
224  * Access Tracking SPTEs. We use bit 62 instead of bit 63 to avoid conflicting
225  * with the SVE bit in EPT PTEs.
226  */
227 #define SPTE_SPECIAL_MASK (1ULL << 62)
228
229 /* apic attention bits */
230 #define KVM_APIC_CHECK_VAPIC    0
231 /*
232  * The following bit is set with PV-EOI, unset on EOI.
233  * We detect PV-EOI changes by guest by comparing
234  * this bit with PV-EOI in guest memory.
235  * See the implementation in apic_update_pv_eoi.
236  */
237 #define KVM_APIC_PV_EOI_PENDING 1
238
239 struct kvm_kernel_irq_routing_entry;
240
241 /*
242  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
243  * enough memory for a single page fault in a cache.
244  */
245 struct kvm_mmu_memory_cache {
246         int nobjs;
247         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
248 };
249
250 /*
251  * the pages used as guest page table on soft mmu are tracked by
252  * kvm_memory_slot.arch.gfn_track which is 16 bits, so the role bits used
253  * by indirect shadow page can not be more than 15 bits.
254  *
255  * Currently, we used 14 bits that are @level, @cr4_pae, @quadrant, @access,
256  * @nxe, @cr0_wp, @smep_andnot_wp and @smap_andnot_wp.
257  */
258 union kvm_mmu_page_role {
259         u32 word;
260         struct {
261                 unsigned level:4;
262                 unsigned cr4_pae:1;
263                 unsigned quadrant:2;
264                 unsigned direct:1;
265                 unsigned access:3;
266                 unsigned invalid:1;
267                 unsigned nxe:1;
268                 unsigned cr0_wp:1;
269                 unsigned smep_andnot_wp:1;
270                 unsigned smap_andnot_wp:1;
271                 unsigned ad_disabled:1;
272                 unsigned guest_mode:1;
273                 unsigned :6;
274
275                 /*
276                  * This is left at the top of the word so that
277                  * kvm_memslots_for_spte_role can extract it with a
278                  * simple shift.  While there is room, give it a whole
279                  * byte so it is also faster to load it from memory.
280                  */
281                 unsigned smm:8;
282         };
283 };
284
285 union kvm_mmu_extended_role {
286 /*
287  * This structure complements kvm_mmu_page_role caching everything needed for
288  * MMU configuration. If nothing in both these structures changed, MMU
289  * re-configuration can be skipped. @valid bit is set on first usage so we don't
290  * treat all-zero structure as valid data.
291  */
292         u32 word;
293         struct {
294                 unsigned int valid:1;
295                 unsigned int execonly:1;
296                 unsigned int cr0_pg:1;
297                 unsigned int cr4_pse:1;
298                 unsigned int cr4_pke:1;
299                 unsigned int cr4_smap:1;
300                 unsigned int cr4_smep:1;
301                 unsigned int cr4_la57:1;
302                 unsigned int maxphyaddr:6;
303         };
304 };
305
306 union kvm_mmu_role {
307         u64 as_u64;
308         struct {
309                 union kvm_mmu_page_role base;
310                 union kvm_mmu_extended_role ext;
311         };
312 };
313
314 struct kvm_rmap_head {
315         unsigned long val;
316 };
317
318 struct kvm_mmu_page {
319         struct list_head link;
320         struct hlist_node hash_link;
321         bool unsync;
322
323         /*
324          * The following two entries are used to key the shadow page in the
325          * hash table.
326          */
327         union kvm_mmu_page_role role;
328         gfn_t gfn;
329
330         u64 *spt;
331         /* hold the gfn of each spte inside spt */
332         gfn_t *gfns;
333         int root_count;          /* Currently serving as active root */
334         unsigned int unsync_children;
335         struct kvm_rmap_head parent_ptes; /* rmap pointers to parent sptes */
336
337         /* The page is obsolete if mmu_valid_gen != kvm->arch.mmu_valid_gen.  */
338         unsigned long mmu_valid_gen;
339
340         DECLARE_BITMAP(unsync_child_bitmap, 512);
341
342 #ifdef CONFIG_X86_32
343         /*
344          * Used out of the mmu-lock to avoid reading spte values while an
345          * update is in progress; see the comments in __get_spte_lockless().
346          */
347         int clear_spte_count;
348 #endif
349
350         /* Number of writes since the last time traversal visited this page.  */
351         atomic_t write_flooding_count;
352 };
353
354 struct kvm_pio_request {
355         unsigned long count;
356         int in;
357         int port;
358         int size;
359 };
360
361 #define PT64_ROOT_MAX_LEVEL 5
362
363 struct rsvd_bits_validate {
364         u64 rsvd_bits_mask[2][PT64_ROOT_MAX_LEVEL];
365         u64 bad_mt_xwr;
366 };
367
368 struct kvm_mmu_root_info {
369         gpa_t cr3;
370         hpa_t hpa;
371 };
372
373 #define KVM_MMU_ROOT_INFO_INVALID \
374         ((struct kvm_mmu_root_info) { .cr3 = INVALID_PAGE, .hpa = INVALID_PAGE })
375
376 #define KVM_MMU_NUM_PREV_ROOTS 3
377
378 /*
379  * x86 supports 4 paging modes (5-level 64-bit, 4-level 64-bit, 3-level 32-bit,
380  * and 2-level 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the
381  * current mmu mode.
382  */
383 struct kvm_mmu {
384         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long root);
385         unsigned long (*get_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
386         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
387         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err,
388                           bool prefault);
389         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
390                                   struct x86_exception *fault);
391         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 access,
392                             struct x86_exception *exception);
393         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
394                                struct x86_exception *exception);
395         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
396                          struct kvm_mmu_page *sp);
397         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, hpa_t root_hpa);
398         void (*update_pte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
399                            u64 *spte, const void *pte);
400         hpa_t root_hpa;
401         gpa_t root_cr3;
402         union kvm_mmu_role mmu_role;
403         u8 root_level;
404         u8 shadow_root_level;
405         u8 ept_ad;
406         bool direct_map;
407         struct kvm_mmu_root_info prev_roots[KVM_MMU_NUM_PREV_ROOTS];
408
409         /*
410          * Bitmap; bit set = permission fault
411          * Byte index: page fault error code [4:1]
412          * Bit index: pte permissions in ACC_* format
413          */
414         u8 permissions[16];
415
416         /*
417         * The pkru_mask indicates if protection key checks are needed.  It
418         * consists of 16 domains indexed by page fault error code bits [4:1],
419         * with PFEC.RSVD replaced by ACC_USER_MASK from the page tables.
420         * Each domain has 2 bits which are ANDed with AD and WD from PKRU.
421         */
422         u32 pkru_mask;
423
424         u64 *pae_root;
425         u64 *lm_root;
426
427         /*
428          * check zero bits on shadow page table entries, these
429          * bits include not only hardware reserved bits but also
430          * the bits spte never used.
431          */
432         struct rsvd_bits_validate shadow_zero_check;
433
434         struct rsvd_bits_validate guest_rsvd_check;
435
436         /* Can have large pages at levels 2..last_nonleaf_level-1. */
437         u8 last_nonleaf_level;
438
439         bool nx;
440
441         u64 pdptrs[4]; /* pae */
442 };
443
444 struct kvm_tlb_range {
445         u64 start_gfn;
446         u64 pages;
447 };
448
449 enum pmc_type {
450         KVM_PMC_GP = 0,
451         KVM_PMC_FIXED,
452 };
453
454 struct kvm_pmc {
455         enum pmc_type type;
456         u8 idx;
457         u64 counter;
458         u64 eventsel;
459         struct perf_event *perf_event;
460         struct kvm_vcpu *vcpu;
461 };
462
463 struct kvm_pmu {
464         unsigned nr_arch_gp_counters;
465         unsigned nr_arch_fixed_counters;
466         unsigned available_event_types;
467         u64 fixed_ctr_ctrl;
468         u64 global_ctrl;
469         u64 global_status;
470         u64 global_ovf_ctrl;
471         u64 counter_bitmask[2];
472         u64 global_ctrl_mask;
473         u64 reserved_bits;
474         u8 version;
475         struct kvm_pmc gp_counters[INTEL_PMC_MAX_GENERIC];
476         struct kvm_pmc fixed_counters[INTEL_PMC_MAX_FIXED];
477         struct irq_work irq_work;
478         u64 reprogram_pmi;
479 };
480
481 struct kvm_pmu_ops;
482
483 enum {
484         KVM_DEBUGREG_BP_ENABLED = 1,
485         KVM_DEBUGREG_WONT_EXIT = 2,
486         KVM_DEBUGREG_RELOAD = 4,
487 };
488
489 struct kvm_mtrr_range {
490         u64 base;
491         u64 mask;
492         struct list_head node;
493 };
494
495 struct kvm_mtrr {
496         struct kvm_mtrr_range var_ranges[KVM_NR_VAR_MTRR];
497         mtrr_type fixed_ranges[KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION];
498         u64 deftype;
499
500         struct list_head head;
501 };
502
503 /* Hyper-V SynIC timer */
504 struct kvm_vcpu_hv_stimer {
505         struct hrtimer timer;
506         int index;
507         union hv_stimer_config config;
508         u64 count;
509         u64 exp_time;
510         struct hv_message msg;
511         bool msg_pending;
512 };
513
514 /* Hyper-V synthetic interrupt controller (SynIC)*/
515 struct kvm_vcpu_hv_synic {
516         u64 version;
517         u64 control;
518         u64 msg_page;
519         u64 evt_page;
520         atomic64_t sint[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
521         atomic_t sint_to_gsi[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
522         DECLARE_BITMAP(auto_eoi_bitmap, 256);
523         DECLARE_BITMAP(vec_bitmap, 256);
524         bool active;
525         bool dont_zero_synic_pages;
526 };
527
528 /* Hyper-V per vcpu emulation context */
529 struct kvm_vcpu_hv {
530         u32 vp_index;
531         u64 hv_vapic;
532         s64 runtime_offset;
533         struct kvm_vcpu_hv_synic synic;
534         struct kvm_hyperv_exit exit;
535         struct kvm_vcpu_hv_stimer stimer[HV_SYNIC_STIMER_COUNT];
536         DECLARE_BITMAP(stimer_pending_bitmap, HV_SYNIC_STIMER_COUNT);
537         cpumask_t tlb_flush;
538 };
539
540 struct kvm_vcpu_arch {
541         /*
542          * rip and regs accesses must go through
543          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
544          */
545         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
546         u32 regs_avail;
547         u32 regs_dirty;
548
549         unsigned long cr0;
550         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
551         unsigned long cr2;
552         unsigned long cr3;
553         unsigned long cr4;
554         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
555         unsigned long cr8;
556         u32 pkru;
557         u32 hflags;
558         u64 efer;
559         u64 apic_base;
560         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
561         bool apicv_active;
562         bool load_eoi_exitmap_pending;
563         DECLARE_BITMAP(ioapic_handled_vectors, 256);
564         unsigned long apic_attention;
565         int32_t apic_arb_prio;
566         int mp_state;
567         u64 ia32_misc_enable_msr;
568         u64 smbase;
569         u64 smi_count;
570         bool tpr_access_reporting;
571         u64 ia32_xss;
572         u64 microcode_version;
573
574         /*
575          * Paging state of the vcpu
576          *
577          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
578          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
579          * handle faults.
580          */
581         struct kvm_mmu *mmu;
582
583         /* Non-nested MMU for L1 */
584         struct kvm_mmu root_mmu;
585
586         /* L1 MMU when running nested */
587         struct kvm_mmu guest_mmu;
588
589         /*
590          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
591          *
592          * This context will save all necessary information to walk page tables
593          * of the an L2 guest. This context is only initialized for page table
594          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
595          * the host.
596          */
597         struct kvm_mmu nested_mmu;
598
599         /*
600          * Pointer to the mmu context currently used for
601          * gva_to_gpa translations.
602          */
603         struct kvm_mmu *walk_mmu;
604
605         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
606         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
607         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
608
609         /*
610          * QEMU userspace and the guest each have their own FPU state.
611          * In vcpu_run, we switch between the user, maintained in the
612          * task_struct struct, and guest FPU contexts. While running a VCPU,
613          * the VCPU thread will have the guest FPU context.
614          *
615          * Note that while the PKRU state lives inside the fpu registers,
616          * it is switched out separately at VMENTER and VMEXIT time. The
617          * "guest_fpu" state here contains the guest FPU context, with the
618          * host PRKU bits.
619          */
620         struct fpu *guest_fpu;
621
622         u64 xcr0;
623         u64 guest_supported_xcr0;
624         u32 guest_xstate_size;
625
626         struct kvm_pio_request pio;
627         void *pio_data;
628
629         u8 event_exit_inst_len;
630
631         struct kvm_queued_exception {
632                 bool pending;
633                 bool injected;
634                 bool has_error_code;
635                 u8 nr;
636                 u32 error_code;
637                 unsigned long payload;
638                 bool has_payload;
639                 u8 nested_apf;
640         } exception;
641
642         struct kvm_queued_interrupt {
643                 bool injected;
644                 bool soft;
645                 u8 nr;
646         } interrupt;
647
648         int halt_request; /* real mode on Intel only */
649
650         int cpuid_nent;
651         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
652
653         int maxphyaddr;
654
655         /* emulate context */
656
657         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
658         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
659         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
660         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
661
662         gpa_t time;
663         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
664         unsigned int hw_tsc_khz;
665         struct gfn_to_hva_cache pv_time;
666         bool pv_time_enabled;
667         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
668         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
669
670         struct {
671                 u64 msr_val;
672                 u64 last_steal;
673                 struct gfn_to_hva_cache stime;
674                 struct kvm_steal_time steal;
675         } st;
676
677         u64 tsc_offset;
678         u64 last_guest_tsc;
679         u64 last_host_tsc;
680         u64 tsc_offset_adjustment;
681         u64 this_tsc_nsec;
682         u64 this_tsc_write;
683         u64 this_tsc_generation;
684         bool tsc_catchup;
685         bool tsc_always_catchup;
686         s8 virtual_tsc_shift;
687         u32 virtual_tsc_mult;
688         u32 virtual_tsc_khz;
689         s64 ia32_tsc_adjust_msr;
690         u64 tsc_scaling_ratio;
691
692         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
693         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
694         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
695         bool smi_pending;    /* SMI queued after currently running handler */
696
697         struct kvm_mtrr mtrr_state;
698         u64 pat;
699
700         unsigned switch_db_regs;
701         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
702         unsigned long dr6;
703         unsigned long dr7;
704         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
705         unsigned long guest_debug_dr7;
706         u64 msr_platform_info;
707         u64 msr_misc_features_enables;
708
709         u64 mcg_cap;
710         u64 mcg_status;
711         u64 mcg_ctl;
712         u64 mcg_ext_ctl;
713         u64 *mce_banks;
714
715         /* Cache MMIO info */
716         u64 mmio_gva;
717         unsigned access;
718         gfn_t mmio_gfn;
719         u64 mmio_gen;
720
721         struct kvm_pmu pmu;
722
723         /* used for guest single stepping over the given code position */
724         unsigned long singlestep_rip;
725
726         struct kvm_vcpu_hv hyperv;
727
728         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
729
730         unsigned long last_retry_eip;
731         unsigned long last_retry_addr;
732
733         struct {
734                 bool halted;
735                 gfn_t gfns[roundup_pow_of_two(ASYNC_PF_PER_VCPU)];
736                 struct gfn_to_hva_cache data;
737                 u64 msr_val;
738                 u32 id;
739                 bool send_user_only;
740                 u32 host_apf_reason;
741                 unsigned long nested_apf_token;
742                 bool delivery_as_pf_vmexit;
743         } apf;
744
745         /* OSVW MSRs (AMD only) */
746         struct {
747                 u64 length;
748                 u64 status;
749         } osvw;
750
751         struct {
752                 u64 msr_val;
753                 struct gfn_to_hva_cache data;
754         } pv_eoi;
755
756         /*
757          * Indicate whether the access faults on its page table in guest
758          * which is set when fix page fault and used to detect unhandeable
759          * instruction.
760          */
761         bool write_fault_to_shadow_pgtable;
762
763         /* set at EPT violation at this point */
764         unsigned long exit_qualification;
765
766         /* pv related host specific info */
767         struct {
768                 bool pv_unhalted;
769         } pv;
770
771         int pending_ioapic_eoi;
772         int pending_external_vector;
773
774         /* GPA available */
775         bool gpa_available;
776         gpa_t gpa_val;
777
778         /* be preempted when it's in kernel-mode(cpl=0) */
779         bool preempted_in_kernel;
780
781         /* Flush the L1 Data cache for L1TF mitigation on VMENTER */
782         bool l1tf_flush_l1d;
783 };
784
785 struct kvm_lpage_info {
786         int disallow_lpage;
787 };
788
789 struct kvm_arch_memory_slot {
790         struct kvm_rmap_head *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
791         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
792         unsigned short *gfn_track[KVM_PAGE_TRACK_MAX];
793 };
794
795 /*
796  * We use as the mode the number of bits allocated in the LDR for the
797  * logical processor ID.  It happens that these are all powers of two.
798  * This makes it is very easy to detect cases where the APICs are
799  * configured for multiple modes; in that case, we cannot use the map and
800  * hence cannot use kvm_irq_delivery_to_apic_fast either.
801  */
802 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_CLUSTER          4
803 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_FLAT             8
804 #define KVM_APIC_MODE_X2APIC                16
805
806 struct kvm_apic_map {
807         struct rcu_head rcu;
808         u8 mode;
809         u32 max_apic_id;
810         union {
811                 struct kvm_lapic *xapic_flat_map[8];
812                 struct kvm_lapic *xapic_cluster_map[16][4];
813         };
814         struct kvm_lapic *phys_map[];
815 };
816
817 /* Hyper-V emulation context */
818 struct kvm_hv {
819         struct mutex hv_lock;
820         u64 hv_guest_os_id;
821         u64 hv_hypercall;
822         u64 hv_tsc_page;
823
824         /* Hyper-v based guest crash (NT kernel bugcheck) parameters */
825         u64 hv_crash_param[HV_X64_MSR_CRASH_PARAMS];
826         u64 hv_crash_ctl;
827
828         HV_REFERENCE_TSC_PAGE tsc_ref;
829
830         struct idr conn_to_evt;
831
832         u64 hv_reenlightenment_control;
833         u64 hv_tsc_emulation_control;
834         u64 hv_tsc_emulation_status;
835
836         /* How many vCPUs have VP index != vCPU index */
837         atomic_t num_mismatched_vp_indexes;
838 };
839
840 enum kvm_irqchip_mode {
841         KVM_IRQCHIP_NONE,
842         KVM_IRQCHIP_KERNEL,       /* created with KVM_CREATE_IRQCHIP */
843         KVM_IRQCHIP_SPLIT,        /* created with KVM_CAP_SPLIT_IRQCHIP */
844 };
845
846 struct kvm_arch {
847         unsigned int n_used_mmu_pages;
848         unsigned int n_requested_mmu_pages;
849         unsigned int n_max_mmu_pages;
850         unsigned int indirect_shadow_pages;
851         unsigned long mmu_valid_gen;
852         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
853         /*
854          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
855          */
856         struct list_head active_mmu_pages;
857         struct list_head zapped_obsolete_pages;
858         struct kvm_page_track_notifier_node mmu_sp_tracker;
859         struct kvm_page_track_notifier_head track_notifier_head;
860
861         struct list_head assigned_dev_head;
862         struct iommu_domain *iommu_domain;
863         bool iommu_noncoherent;
864 #define __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
865         atomic_t noncoherent_dma_count;
866 #define __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
867         atomic_t assigned_device_count;
868         struct kvm_pic *vpic;
869         struct kvm_ioapic *vioapic;
870         struct kvm_pit *vpit;
871         atomic_t vapics_in_nmi_mode;
872         struct mutex apic_map_lock;
873         struct kvm_apic_map *apic_map;
874
875         bool apic_access_page_done;
876
877         gpa_t wall_clock;
878
879         bool mwait_in_guest;
880         bool hlt_in_guest;
881         bool pause_in_guest;
882
883         unsigned long irq_sources_bitmap;
884         s64 kvmclock_offset;
885         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
886         u64 last_tsc_nsec;
887         u64 last_tsc_write;
888         u32 last_tsc_khz;
889         u64 cur_tsc_nsec;
890         u64 cur_tsc_write;
891         u64 cur_tsc_offset;
892         u64 cur_tsc_generation;
893         int nr_vcpus_matched_tsc;
894
895         spinlock_t pvclock_gtod_sync_lock;
896         bool use_master_clock;
897         u64 master_kernel_ns;
898         u64 master_cycle_now;
899         struct delayed_work kvmclock_update_work;
900         struct delayed_work kvmclock_sync_work;
901
902         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
903
904         /* reads protected by irq_srcu, writes by irq_lock */
905         struct hlist_head mask_notifier_list;
906
907         struct kvm_hv hyperv;
908
909         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
910         int audit_point;
911         #endif
912
913         bool backwards_tsc_observed;
914         bool boot_vcpu_runs_old_kvmclock;
915         u32 bsp_vcpu_id;
916
917         u64 disabled_quirks;
918
919         enum kvm_irqchip_mode irqchip_mode;
920         u8 nr_reserved_ioapic_pins;
921
922         bool disabled_lapic_found;
923
924         bool x2apic_format;
925         bool x2apic_broadcast_quirk_disabled;
926
927         bool guest_can_read_msr_platform_info;
928         bool exception_payload_enabled;
929 };
930
931 struct kvm_vm_stat {
932         ulong mmu_shadow_zapped;
933         ulong mmu_pte_write;
934         ulong mmu_pte_updated;
935         ulong mmu_pde_zapped;
936         ulong mmu_flooded;
937         ulong mmu_recycled;
938         ulong mmu_cache_miss;
939         ulong mmu_unsync;
940         ulong remote_tlb_flush;
941         ulong lpages;
942         ulong max_mmu_page_hash_collisions;
943 };
944
945 struct kvm_vcpu_stat {
946         u64 pf_fixed;
947         u64 pf_guest;
948         u64 tlb_flush;
949         u64 invlpg;
950
951         u64 exits;
952         u64 io_exits;
953         u64 mmio_exits;
954         u64 signal_exits;
955         u64 irq_window_exits;
956         u64 nmi_window_exits;
957         u64 l1d_flush;
958         u64 halt_exits;
959         u64 halt_successful_poll;
960         u64 halt_attempted_poll;
961         u64 halt_poll_invalid;
962         u64 halt_wakeup;
963         u64 request_irq_exits;
964         u64 irq_exits;
965         u64 host_state_reload;
966         u64 fpu_reload;
967         u64 insn_emulation;
968         u64 insn_emulation_fail;
969         u64 hypercalls;
970         u64 irq_injections;
971         u64 nmi_injections;
972         u64 req_event;
973 };
974
975 struct x86_instruction_info;
976
977 struct msr_data {
978         bool host_initiated;
979         u32 index;
980         u64 data;
981 };
982
983 struct kvm_lapic_irq {
984         u32 vector;
985         u16 delivery_mode;
986         u16 dest_mode;
987         bool level;
988         u16 trig_mode;
989         u32 shorthand;
990         u32 dest_id;
991         bool msi_redir_hint;
992 };
993
994 struct kvm_x86_ops {
995         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
996         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
997         int (*hardware_enable)(void);
998         void (*hardware_disable)(void);
999         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
1000         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
1001         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
1002         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
1003         bool (*has_emulated_msr)(int index);
1004         void (*cpuid_update)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1005
1006         struct kvm *(*vm_alloc)(void);
1007         void (*vm_free)(struct kvm *);
1008         int (*vm_init)(struct kvm *kvm);
1009         void (*vm_destroy)(struct kvm *kvm);
1010
1011         /* Create, but do not attach this VCPU */
1012         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
1013         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1014         void (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1015
1016         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1017         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
1018         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1019
1020         void (*update_bp_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1021         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1022         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1023         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
1024         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1025                             struct kvm_segment *var, int seg);
1026         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1027         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1028                             struct kvm_segment *var, int seg);
1029         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1030         void (*decache_cr0_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1031         void (*decache_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1032         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1033         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1034         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1035         int (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1036         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1037         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1038         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1039         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1040         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1041         u64 (*get_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1042         void (*set_dr6)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
1043         void (*sync_dirty_debug_regs)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1044         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
1045         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
1046         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1047         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1048
1049         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool invalidate_gpa);
1050         int  (*tlb_remote_flush)(struct kvm *kvm);
1051         int  (*tlb_remote_flush_with_range)(struct kvm *kvm,
1052                         struct kvm_tlb_range *range);
1053
1054         /*
1055          * Flush any TLB entries associated with the given GVA.
1056          * Does not need to flush GPA->HPA mappings.
1057          * Can potentially get non-canonical addresses through INVLPGs, which
1058          * the implementation may choose to ignore if appropriate.
1059          */
1060         void (*tlb_flush_gva)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t addr);
1061
1062         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1063         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1064         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1065         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
1066         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1067         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1068                                 unsigned char *hypercall_addr);
1069         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1070         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1071         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1072         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1073         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1074         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1075         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1076         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
1077         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1078         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1079         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
1080         bool (*get_enable_apicv)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1081         void (*refresh_apicv_exec_ctrl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1082         void (*hwapic_irr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
1083         void (*hwapic_isr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int isr);
1084         bool (*guest_apic_has_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1085         void (*load_eoi_exitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
1086         void (*set_virtual_apic_mode)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1087         void (*set_apic_access_page_addr)(struct kvm_vcpu *vcpu, hpa_t hpa);
1088         void (*deliver_posted_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu, int vector);
1089         int (*sync_pir_to_irr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1090         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
1091         int (*set_identity_map_addr)(struct kvm *kvm, u64 ident_addr);
1092         int (*get_tdp_level)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1093         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
1094         int (*get_lpage_level)(void);
1095         bool (*rdtscp_supported)(void);
1096         bool (*invpcid_supported)(void);
1097
1098         void (*set_tdp_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1099
1100         void (*set_supported_cpuid)(u32 func, struct kvm_cpuid_entry2 *entry);
1101
1102         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
1103
1104         u64 (*read_l1_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1105         /* Returns actual tsc_offset set in active VMCS */
1106         u64 (*write_l1_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
1107
1108         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2);
1109
1110         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1111                                struct x86_instruction_info *info,
1112                                enum x86_intercept_stage stage);
1113         void (*handle_external_intr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1114         bool (*mpx_supported)(void);
1115         bool (*xsaves_supported)(void);
1116         bool (*umip_emulated)(void);
1117         bool (*pt_supported)(void);
1118
1119         int (*check_nested_events)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool external_intr);
1120         void (*request_immediate_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1121
1122         void (*sched_in)(struct kvm_vcpu *kvm, int cpu);
1123
1124         /*
1125          * Arch-specific dirty logging hooks. These hooks are only supposed to
1126          * be valid if the specific arch has hardware-accelerated dirty logging
1127          * mechanism. Currently only for PML on VMX.
1128          *
1129          *  - slot_enable_log_dirty:
1130          *      called when enabling log dirty mode for the slot.
1131          *  - slot_disable_log_dirty:
1132          *      called when disabling log dirty mode for the slot.
1133          *      also called when slot is created with log dirty disabled.
1134          *  - flush_log_dirty:
1135          *      called before reporting dirty_bitmap to userspace.
1136          *  - enable_log_dirty_pt_masked:
1137          *      called when reenabling log dirty for the GFNs in the mask after
1138          *      corresponding bits are cleared in slot->dirty_bitmap.
1139          */
1140         void (*slot_enable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1141                                       struct kvm_memory_slot *slot);
1142         void (*slot_disable_log_dirty)(struct kvm *kvm,
1143                                        struct kvm_memory_slot *slot);
1144         void (*flush_log_dirty)(struct kvm *kvm);
1145         void (*enable_log_dirty_pt_masked)(struct kvm *kvm,
1146                                            struct kvm_memory_slot *slot,
1147                                            gfn_t offset, unsigned long mask);
1148         int (*write_log_dirty)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1149
1150         /* pmu operations of sub-arch */
1151         const struct kvm_pmu_ops *pmu_ops;
1152
1153         /*
1154          * Architecture specific hooks for vCPU blocking due to
1155          * HLT instruction.
1156          * Returns for .pre_block():
1157          *    - 0 means continue to block the vCPU.
1158          *    - 1 means we cannot block the vCPU since some event
1159          *        happens during this period, such as, 'ON' bit in
1160          *        posted-interrupts descriptor is set.
1161          */
1162         int (*pre_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1163         void (*post_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1164
1165         void (*vcpu_blocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1166         void (*vcpu_unblocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1167
1168         int (*update_pi_irte)(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1169                               uint32_t guest_irq, bool set);
1170         void (*apicv_post_state_restore)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1171
1172         int (*set_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_deadline_tsc);
1173         void (*cancel_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1174
1175         void (*setup_mce)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1176
1177         int (*get_nested_state)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1178                                 struct kvm_nested_state __user *user_kvm_nested_state,
1179                                 unsigned user_data_size);
1180         int (*set_nested_state)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1181                                 struct kvm_nested_state __user *user_kvm_nested_state,
1182                                 struct kvm_nested_state *kvm_state);
1183         void (*get_vmcs12_pages)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1184
1185         int (*smi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1186         int (*pre_enter_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, char *smstate);
1187         int (*pre_leave_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 smbase);
1188         int (*enable_smi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1189
1190         int (*mem_enc_op)(struct kvm *kvm, void __user *argp);
1191         int (*mem_enc_reg_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1192         int (*mem_enc_unreg_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1193
1194         int (*get_msr_feature)(struct kvm_msr_entry *entry);
1195
1196         int (*nested_enable_evmcs)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1197                                    uint16_t *vmcs_version);
1198         uint16_t (*nested_get_evmcs_version)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1199 };
1200
1201 struct kvm_arch_async_pf {
1202         u32 token;
1203         gfn_t gfn;
1204         unsigned long cr3;
1205         bool direct_map;
1206 };
1207
1208 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
1209 extern struct kmem_cache *x86_fpu_cache;
1210
1211 #define __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
1212 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
1213 {
1214         return kvm_x86_ops->vm_alloc();
1215 }
1216
1217 static inline void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm)
1218 {
1219         return kvm_x86_ops->vm_free(kvm);
1220 }
1221
1222 #define __KVM_HAVE_ARCH_FLUSH_REMOTE_TLB
1223 static inline int kvm_arch_flush_remote_tlb(struct kvm *kvm)
1224 {
1225         if (kvm_x86_ops->tlb_remote_flush &&
1226             !kvm_x86_ops->tlb_remote_flush(kvm))
1227                 return 0;
1228         else
1229                 return -ENOTSUPP;
1230 }
1231
1232 int kvm_mmu_module_init(void);
1233 void kvm_mmu_module_exit(void);
1234
1235 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1236 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
1237 void kvm_mmu_init_vm(struct kvm *kvm);
1238 void kvm_mmu_uninit_vm(struct kvm *kvm);
1239 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
1240                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask, u64 p_mask,
1241                 u64 acc_track_mask, u64 me_mask);
1242
1243 void kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
1244 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1245                                       struct kvm_memory_slot *memslot);
1246 void kvm_mmu_zap_collapsible_sptes(struct kvm *kvm,
1247                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1248 void kvm_mmu_slot_leaf_clear_dirty(struct kvm *kvm,
1249                                    struct kvm_memory_slot *memslot);
1250 void kvm_mmu_slot_largepage_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1251                                         struct kvm_memory_slot *memslot);
1252 void kvm_mmu_slot_set_dirty(struct kvm *kvm,
1253                             struct kvm_memory_slot *memslot);
1254 void kvm_mmu_clear_dirty_pt_masked(struct kvm *kvm,
1255                                    struct kvm_memory_slot *slot,
1256                                    gfn_t gfn_offset, unsigned long mask);
1257 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
1258 void kvm_mmu_invalidate_mmio_sptes(struct kvm *kvm, struct kvm_memslots *slots);
1259 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
1260 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
1261
1262 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
1263 bool pdptrs_changed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1264
1265 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
1266                           const void *val, int bytes);
1267
1268 struct kvm_irq_mask_notifier {
1269         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
1270         int irq;
1271         struct hlist_node link;
1272 };
1273
1274 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1275                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1276 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1277                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1278 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
1279                              bool mask);
1280
1281 extern bool tdp_enabled;
1282
1283 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
1284
1285 /* control of guest tsc rate supported? */
1286 extern bool kvm_has_tsc_control;
1287 /* maximum supported tsc_khz for guests */
1288 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
1289 /* number of bits of the fractional part of the TSC scaling ratio */
1290 extern u8   kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits;
1291 /* maximum allowed value of TSC scaling ratio */
1292 extern u64  kvm_max_tsc_scaling_ratio;
1293 /* 1ull << kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits */
1294 extern u64  kvm_default_tsc_scaling_ratio;
1295
1296 extern u64 kvm_mce_cap_supported;
1297
1298 enum emulation_result {
1299         EMULATE_DONE,         /* no further processing */
1300         EMULATE_USER_EXIT,    /* kvm_run ready for userspace exit */
1301         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
1302 };
1303
1304 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
1305 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
1306 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
1307 #define EMULTYPE_ALLOW_RETRY        (1 << 3)
1308 #define EMULTYPE_NO_UD_ON_FAIL      (1 << 4)
1309 #define EMULTYPE_VMWARE             (1 << 5)
1310 int kvm_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, int emulation_type);
1311 int kvm_emulate_instruction_from_buffer(struct kvm_vcpu *vcpu,
1312                                         void *insn, int insn_len);
1313
1314 void kvm_enable_efer_bits(u64);
1315 bool kvm_valid_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1316 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1317 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1318
1319 struct x86_emulate_ctxt;
1320
1321 int kvm_fast_pio(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port, int in);
1322 int kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1323 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1324 int kvm_vcpu_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1325 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1326
1327 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
1328 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
1329 void kvm_vcpu_deliver_sipi_vector(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1330
1331 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
1332                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
1333
1334 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1335 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1336 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1337 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
1338 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
1339 int kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
1340 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
1341 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
1342 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1343 int kvm_set_xcr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 xcr);
1344
1345 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1346 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1347
1348 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
1349 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1350 bool kvm_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
1351
1352 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1353 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1354 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1355 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1356 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
1357 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1358                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
1359                             u32 access);
1360 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
1361 bool kvm_require_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr);
1362
1363 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
1364                                        int irq_source_id, int level)
1365 {
1366         /* Logical OR for level trig interrupt */
1367         if (level)
1368                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
1369         else
1370                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
1371
1372         return !!(*irq_state);
1373 }
1374
1375 #define KVM_MMU_ROOT_CURRENT            BIT(0)
1376 #define KVM_MMU_ROOT_PREVIOUS(i)        BIT(1+i)
1377 #define KVM_MMU_ROOTS_ALL               (~0UL)
1378
1379 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
1380 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
1381
1382 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1383
1384 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
1385 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1386 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
1387 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
1388 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
1389 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
1390 void kvm_mmu_free_roots(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1391                         ulong roots_to_free);
1392 gpa_t translate_nested_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1393                            struct x86_exception *exception);
1394 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1395                               struct x86_exception *exception);
1396 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1397                                struct x86_exception *exception);
1398 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1399                                struct x86_exception *exception);
1400 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1401                                 struct x86_exception *exception);
1402
1403 void kvm_vcpu_deactivate_apicv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1404
1405 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
1406
1407 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u64 error_code,
1408                        void *insn, int insn_len);
1409 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1410 void kvm_mmu_invpcid_gva(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, unsigned long pcid);
1411 void kvm_mmu_new_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t new_cr3, bool skip_tlb_flush);
1412
1413 void kvm_enable_tdp(void);
1414 void kvm_disable_tdp(void);
1415
1416 static inline gpa_t translate_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1417                                   struct x86_exception *exception)
1418 {
1419         return gpa;
1420 }
1421
1422 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
1423 {
1424         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
1425
1426         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
1427 }
1428
1429 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
1430 {
1431         u16 ldt;
1432         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
1433         return ldt;
1434 }
1435
1436 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
1437 {
1438         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
1439 }
1440
1441 #ifdef CONFIG_X86_64
1442 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
1443 {
1444         u64 value;
1445
1446         rdmsrl(msr, value);
1447         return value;
1448 }
1449 #endif
1450
1451 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
1452 {
1453         return 0x600; /* P6 family */
1454 }
1455
1456 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
1457 {
1458         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
1459 }
1460
1461 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
1462 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
1463 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
1464 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
1465 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
1466         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
1467
1468 enum {
1469         TASK_SWITCH_CALL = 0,
1470         TASK_SWITCH_IRET = 1,
1471         TASK_SWITCH_JMP = 2,
1472         TASK_SWITCH_GATE = 3,
1473 };
1474
1475 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
1476 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
1477 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
1478 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
1479 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
1480 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
1481 #define HF_SMM_MASK             (1 << 6)
1482 #define HF_SMM_INSIDE_NMI_MASK  (1 << 7)
1483
1484 #define __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
1485 #define KVM_ADDRESS_SPACE_NUM 2
1486
1487 #define kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu) ((vcpu)->arch.hflags & HF_SMM_MASK ? 1 : 0)
1488 #define kvm_memslots_for_spte_role(kvm, role) __kvm_memslots(kvm, (role).smm)
1489
1490 /*
1491  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
1492  * reboot turns off virtualization while processes are running.
1493  * Trap the fault and ignore the instruction if that happens.
1494  */
1495 asmlinkage void kvm_spurious_fault(void);
1496
1497 #define ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, cleanup_insn)      \
1498         "666: " insn "\n\t" \
1499         "668: \n\t"                           \
1500         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n" \
1501         "667: \n\t" \
1502         cleanup_insn "\n\t"                   \
1503         "cmpb $0, kvm_rebooting \n\t"         \
1504         "jne 668b \n\t"                       \
1505         __ASM_SIZE(push) " $666b \n\t"        \
1506         "jmp kvm_spurious_fault \n\t"         \
1507         ".popsection \n\t" \
1508         _ASM_EXTABLE(666b, 667b)
1509
1510 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn)              \
1511         ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, "")
1512
1513 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
1514 int kvm_unmap_hva_range(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1515 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long start, unsigned long end);
1516 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
1517 int kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
1518 int kvm_cpu_has_injectable_intr(struct kvm_vcpu *v);
1519 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1520 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1521 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
1522 void kvm_vcpu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1523 void kvm_vcpu_reload_apic_access_page(struct kvm_vcpu *vcpu);
1524
1525 int kvm_pv_send_ipi(struct kvm *kvm, unsigned long ipi_bitmap_low,
1526                     unsigned long ipi_bitmap_high, u32 min,
1527                     unsigned long icr, int op_64_bit);
1528
1529 u64 kvm_get_arch_capabilities(void);
1530 void kvm_define_shared_msr(unsigned index, u32 msr);
1531 int kvm_set_shared_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
1532
1533 u64 kvm_scale_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 tsc);
1534 u64 kvm_read_l1_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
1535
1536 unsigned long kvm_get_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu);
1537 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
1538
1539 void kvm_make_mclock_inprogress_request(struct kvm *kvm);
1540 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
1541
1542 void kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1543                                      struct kvm_async_pf *work);
1544 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1545                                  struct kvm_async_pf *work);
1546 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
1547                                struct kvm_async_pf *work);
1548 bool kvm_arch_can_inject_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
1549 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
1550
1551 int kvm_skip_emulated_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu);
1552 int kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1553 void __kvm_request_immediate_exit(struct kvm_vcpu *vcpu);
1554
1555 int kvm_is_in_guest(void);
1556
1557 int __x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1558 int x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa, u32 size);
1559 bool kvm_vcpu_is_reset_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1560 bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1561
1562 bool kvm_intr_is_single_vcpu(struct kvm *kvm, struct kvm_lapic_irq *irq,
1563                              struct kvm_vcpu **dest_vcpu);
1564
1565 void kvm_set_msi_irq(struct kvm *kvm, struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1566                      struct kvm_lapic_irq *irq);
1567
1568 static inline void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1569 {
1570         if (kvm_x86_ops->vcpu_blocking)
1571                 kvm_x86_ops->vcpu_blocking(vcpu);
1572 }
1573
1574 static inline void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1575 {
1576         if (kvm_x86_ops->vcpu_unblocking)
1577                 kvm_x86_ops->vcpu_unblocking(vcpu);
1578 }
1579
1580 static inline void kvm_arch_vcpu_block_finish(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
1581
1582 static inline int kvm_cpu_get_apicid(int mps_cpu)
1583 {
1584 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1585         return default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
1586 #else
1587         WARN_ON_ONCE(1);
1588         return BAD_APICID;
1589 #endif
1590 }
1591
1592 #define put_smstate(type, buf, offset, val)                      \
1593         *(type *)((buf) + (offset) - 0x7e00) = val
1594
1595 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */