arch/x86/include/asm/kvm_host.h

   1 /*
   2  * Kernel-based Virtual Machine driver for Linux
   3  *
   4  * This header defines architecture specific interfaces, x86 version
   5  *
   6  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
   7  * the COPYING file in the top-level directory.
   8  *
   9  */
  10
  11 #ifndef _ASM_X86_KVM_HOST_H
  12 #define _ASM_X86_KVM_HOST_H
  13
  14 #include <linux/types.h>
  15 #include <linux/mm.h>
  16 #include <linux/mmu_notifier.h>
  17 #include <linux/tracepoint.h>
  18 #include <linux/cpumask.h>
  19
  20 #include <linux/kvm.h>
  21 #include <linux/kvm_para.h>
  22 #include <linux/kvm_types.h>
  23
  24 #include <asm/pvclock-abi.h>
  25 #include <asm/desc.h>
  26 #include <asm/mtrr.h>
  27 #include <asm/msr-index.h>
  28
  29 #define KVM_MAX_VCPUS 254
  30 #define KVM_SOFT_MAX_VCPUS 64
  31 #define KVM_MEMORY_SLOTS 32
  32 /* memory slots that does not exposed to userspace */
  33 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 4
  34 #define KVM_MMIO_SIZE 16
  35
  36 #define KVM_PIO_PAGE_OFFSET 1
  37 #define KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET 2
  38
  39 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
  40         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
  41                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
  42                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
  43
  44 #define CR3_PAE_RESERVED_BITS ((X86_CR3_PWT | X86_CR3_PCD) - 1)
  45 #define CR3_NONPAE_RESERVED_BITS ((PAGE_SIZE-1) & ~(X86_CR3_PWT | X86_CR3_PCD))
  46 #define CR3_L_MODE_RESERVED_BITS (CR3_NONPAE_RESERVED_BITS |    \
  47                                   0xFFFFFF0000000000ULL)
  48 #define CR4_RESERVED_BITS                                               \
  49         (~(unsigned long)(X86_CR4_VME | X86_CR4_PVI | X86_CR4_TSD | X86_CR4_DE\
  50                           | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_MCE     \
  51                           | X86_CR4_PGE | X86_CR4_PCE | X86_CR4_OSFXSR  \
  52                           | X86_CR4_OSXSAVE | X86_CR4_SMEP | X86_CR4_RDWRGSFS \
  53                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_VMXE))
  54
  55 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
  56
  57
  58
  59 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
  60 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
  61
  62 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
  63
  64 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
  65 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       3
  66 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
  67 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
  68 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
  69 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
  70 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
  71
  72 #define DE_VECTOR 0
  73 #define DB_VECTOR 1
  74 #define BP_VECTOR 3
  75 #define OF_VECTOR 4
  76 #define BR_VECTOR 5
  77 #define UD_VECTOR 6
  78 #define NM_VECTOR 7
  79 #define DF_VECTOR 8
  80 #define TS_VECTOR 10
  81 #define NP_VECTOR 11
  82 #define SS_VECTOR 12
  83 #define GP_VECTOR 13
  84 #define PF_VECTOR 14
  85 #define MF_VECTOR 16
  86 #define AC_VECTOR 17
  87 #define MC_VECTOR 18
  88
  89 #define SELECTOR_TI_MASK (1 << 2)
  90 #define SELECTOR_RPL_MASK 0x03
  91
  92 #define IOPL_SHIFT 12
  93
  94 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
  95 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64
  96 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 10
  97 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
  98 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
  99 #define KVM_REFILL_PAGES 25
 100 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 80
 101 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
 102 #define KVM_NR_VAR_MTRR 10
 103
 104 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
 105
 106 extern raw_spinlock_t kvm_lock;
 107 extern struct list_head vm_list;
 108
 109 struct kvm_vcpu;
 110 struct kvm;
 111 struct kvm_async_pf;
 112
 113 enum kvm_reg {
 114         VCPU_REGS_RAX = 0,
 115         VCPU_REGS_RCX = 1,
 116         VCPU_REGS_RDX = 2,
 117         VCPU_REGS_RBX = 3,
 118         VCPU_REGS_RSP = 4,
 119         VCPU_REGS_RBP = 5,
 120         VCPU_REGS_RSI = 6,
 121         VCPU_REGS_RDI = 7,
 122 #ifdef CONFIG_X86_64
 123         VCPU_REGS_R8 = 8,
 124         VCPU_REGS_R9 = 9,
 125         VCPU_REGS_R10 = 10,
 126         VCPU_REGS_R11 = 11,
 127         VCPU_REGS_R12 = 12,
 128         VCPU_REGS_R13 = 13,
 129         VCPU_REGS_R14 = 14,
 130         VCPU_REGS_R15 = 15,
 131 #endif
 132         VCPU_REGS_RIP,
 133         NR_VCPU_REGS
 134 };
 135
 136 enum kvm_reg_ex {
 137         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
 138         VCPU_EXREG_CR3,
 139         VCPU_EXREG_RFLAGS,
 140         VCPU_EXREG_CPL,
 141         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
 142 };
 143
 144 enum {
 145         VCPU_SREG_ES,
 146         VCPU_SREG_CS,
 147         VCPU_SREG_SS,
 148         VCPU_SREG_DS,
 149         VCPU_SREG_FS,
 150         VCPU_SREG_GS,
 151         VCPU_SREG_TR,
 152         VCPU_SREG_LDTR,
 153 };
 154
 155 #include <asm/kvm_emulate.h>
 156
 157 #define KVM_NR_MEM_OBJS 40
 158
 159 #define KVM_NR_DB_REGS  4
 160
 161 #define DR6_BD          (1 << 13)
 162 #define DR6_BS          (1 << 14)
 163 #define DR6_FIXED_1     0xffff0ff0
 164 #define DR6_VOLATILE    0x0000e00f
 165
 166 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
 167 #define DR7_GE          (1 << 9)
 168 #define DR7_GD          (1 << 13)
 169 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
 170 #define DR7_VOLATILE    0xffff23ff
 171
 172 /*
 173  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
 174  * enough memory for a single page fault in a cache.
 175  */
 176 struct kvm_mmu_memory_cache {
 177         int nobjs;
 178         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
 179 };
 180
 181 #define NR_PTE_CHAIN_ENTRIES 5
 182
 183 struct kvm_pte_chain {
 184         u64 *parent_ptes[NR_PTE_CHAIN_ENTRIES];
 185         struct hlist_node link;
 186 };
 187
 188 /*
 189  * kvm_mmu_page_role, below, is defined as:
 190  *
 191  *   bits 0:3 - total guest paging levels (2-4, or zero for real mode)
 192  *   bits 4:7 - page table level for this shadow (1-4)
 193  *   bits 8:9 - page table quadrant for 2-level guests
 194  *   bit   16 - direct mapping of virtual to physical mapping at gfn
 195  *              used for real mode and two-dimensional paging
 196  *   bits 17:19 - common access permissions for all ptes in this shadow page
 197  */
 198 union kvm_mmu_page_role {
 199         unsigned word;
 200         struct {
 201                 unsigned level:4;
 202                 unsigned cr4_pae:1;
 203                 unsigned quadrant:2;
 204                 unsigned pad_for_nice_hex_output:6;
 205                 unsigned direct:1;
 206                 unsigned access:3;
 207                 unsigned invalid:1;
 208                 unsigned nxe:1;
 209                 unsigned cr0_wp:1;
 210                 unsigned smep_andnot_wp:1;
 211         };
 212 };
 213
 214 struct kvm_mmu_page {
 215         struct list_head link;
 216         struct hlist_node hash_link;
 217
 218         /*
 219          * The following two entries are used to key the shadow page in the
 220          * hash table.
 221          */
 222         gfn_t gfn;
 223         union kvm_mmu_page_role role;
 224
 225         u64 *spt;
 226         /* hold the gfn of each spte inside spt */
 227         gfn_t *gfns;
 228         /*
 229          * One bit set per slot which has memory
 230          * in this shadow page.
 231          */
 232         DECLARE_BITMAP(slot_bitmap, KVM_MEMORY_SLOTS + KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS);
 233         bool unsync;
 234         int root_count;          /* Currently serving as active root */
 235         unsigned int unsync_children;
 236         unsigned long parent_ptes;      /* Reverse mapping for parent_pte */
 237         DECLARE_BITMAP(unsync_child_bitmap, 512);
 238
 239 #ifdef CONFIG_X86_32
 240         int clear_spte_count;
 241 #endif
 242
 243         struct rcu_head rcu;
 244 };
 245
 246 struct kvm_pv_mmu_op_buffer {
 247         void *ptr;
 248         unsigned len;
 249         unsigned processed;
 250         char buf[512] __aligned(sizeof(long));
 251 };
 252
 253 struct kvm_pio_request {
 254         unsigned long count;
 255         int in;
 256         int port;
 257         int size;
 258 };
 259
 260 /*
 261  * x86 supports 3 paging modes (4-level 64-bit, 3-level 64-bit, and 2-level
 262  * 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the current mmu
 263  * mode.
 264  */
 265 struct kvm_mmu {
 266         void (*new_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 267         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long root);
 268         unsigned long (*get_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 269         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
 270         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err,
 271                           bool prefault);
 272         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 273                                   struct x86_exception *fault);
 274         void (*free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 275         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 access,
 276                             struct x86_exception *exception);
 277         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access);
 278         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 279                          struct kvm_mmu_page *sp);
 280         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
 281         void (*update_pte)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu_page *sp,
 282                            u64 *spte, const void *pte);
 283         hpa_t root_hpa;
 284         int root_level;
 285         int shadow_root_level;
 286         union kvm_mmu_page_role base_role;
 287         bool direct_map;
 288
 289         u64 *pae_root;
 290         u64 *lm_root;
 291         u64 rsvd_bits_mask[2][4];
 292
 293         bool nx;
 294
 295         u64 pdptrs[4]; /* pae */
 296 };
 297
 298 struct kvm_vcpu_arch {
 299         /*
 300          * rip and regs accesses must go through
 301          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
 302          */
 303         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
 304         u32 regs_avail;
 305         u32 regs_dirty;
 306
 307         unsigned long cr0;
 308         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
 309         unsigned long cr2;
 310         unsigned long cr3;
 311         unsigned long cr4;
 312         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
 313         unsigned long cr8;
 314         u32 hflags;
 315         u64 efer;
 316         u64 apic_base;
 317         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
 318         int32_t apic_arb_prio;
 319         int mp_state;
 320         int sipi_vector;
 321         u64 ia32_misc_enable_msr;
 322         bool tpr_access_reporting;
 323
 324         /*
 325          * Paging state of the vcpu
 326          *
 327          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
 328          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
 329          * handle faults.
 330          */
 331         struct kvm_mmu mmu;
 332
 333         /*
 334          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
 335          *
 336          * This context will save all necessary information to walk page tables
 337          * of the an L2 guest. This context is only initialized for page table
 338          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
 339          * the host.
 340          */
 341         struct kvm_mmu nested_mmu;
 342
 343         /*
 344          * Pointer to the mmu context currently used for
 345          * gva_to_gpa translations.
 346          */
 347         struct kvm_mmu *walk_mmu;
 348
 349         /* only needed in kvm_pv_mmu_op() path, but it's hot so
 350          * put it here to avoid allocation */
 351         struct kvm_pv_mmu_op_buffer mmu_op_buffer;
 352
 353         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
 354         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
 355         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
 356
 357         gfn_t last_pt_write_gfn;
 358         int   last_pt_write_count;
 359         u64  *last_pte_updated;
 360         gfn_t last_pte_gfn;
 361
 362         struct fpu guest_fpu;
 363         u64 xcr0;
 364
 365         struct kvm_pio_request pio;
 366         void *pio_data;
 367
 368         u8 event_exit_inst_len;
 369
 370         struct kvm_queued_exception {
 371                 bool pending;
 372                 bool has_error_code;
 373                 bool reinject;
 374                 u8 nr;
 375                 u32 error_code;
 376         } exception;
 377
 378         struct kvm_queued_interrupt {
 379                 bool pending;
 380                 bool soft;
 381                 u8 nr;
 382         } interrupt;
 383
 384         int halt_request; /* real mode on Intel only */
 385
 386         int cpuid_nent;
 387         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
 388         /* emulate context */
 389
 390         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
 391         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
 392         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
 393
 394         gpa_t time;
 395         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
 396         unsigned int hw_tsc_khz;
 397         struct gfn_to_hva_cache pv_time;
 398         bool pv_time_enabled;
 399
 400         struct {
 401                 u64 msr_val;
 402                 u64 last_steal;
 403                 u64 accum_steal;
 404                 struct gfn_to_hva_cache stime;
 405                 struct kvm_steal_time steal;
 406         } st;
 407
 408         u64 last_guest_tsc;
 409         u64 last_kernel_ns;
 410         u64 last_tsc_nsec;
 411         u64 last_tsc_write;
 412         u32 virtual_tsc_khz;
 413         bool tsc_catchup;
 414         u32  tsc_catchup_mult;
 415         s8   tsc_catchup_shift;
 416
 417         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
 418         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
 419         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
 420
 421         struct mtrr_state_type mtrr_state;
 422         u64 pat;
 423
 424         int switch_db_regs;
 425         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
 426         unsigned long dr6;
 427         unsigned long dr7;
 428         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
 429
 430         u64 mcg_cap;
 431         u64 mcg_status;
 432         u64 mcg_ctl;
 433         u64 *mce_banks;
 434
 435         /* Cache MMIO info */
 436         u64 mmio_gva;
 437         unsigned access;
 438         gfn_t mmio_gfn;
 439         u64 mmio_gen;
 440
 441         /* used for guest single stepping over the given code position */
 442         unsigned long singlestep_rip;
 443
 444         /* fields used by HYPER-V emulation */
 445         u64 hv_vapic;
 446
 447         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
 448
 449         struct {
 450                 bool halted;
 451                 gfn_t gfns[roundup_pow_of_two(ASYNC_PF_PER_VCPU)];
 452                 struct gfn_to_hva_cache data;
 453                 u64 msr_val;
 454                 u32 id;
 455                 bool send_user_only;
 456         } apf;
 457 };
 458
 459 struct kvm_arch {
 460         unsigned int n_used_mmu_pages;
 461         unsigned int n_requested_mmu_pages;
 462         unsigned int n_max_mmu_pages;
 463         unsigned int indirect_shadow_pages;
 464         atomic_t invlpg_counter;
 465         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
 466         /*
 467          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
 468          */
 469         struct list_head active_mmu_pages;
 470         struct list_head assigned_dev_head;
 471         struct iommu_domain *iommu_domain;
 472         int iommu_flags;
 473         struct kvm_pic *vpic;
 474         struct kvm_ioapic *vioapic;
 475         struct kvm_pit *vpit;
 476         atomic_t vapics_in_nmi_mode;
 477
 478         unsigned int tss_addr;
 479         struct page *apic_access_page;
 480
 481         gpa_t wall_clock;
 482
 483         struct page *ept_identity_pagetable;
 484         bool ept_identity_pagetable_done;
 485         gpa_t ept_identity_map_addr;
 486
 487         unsigned long irq_sources_bitmap;
 488         s64 kvmclock_offset;
 489         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
 490         u64 last_tsc_nsec;
 491         u64 last_tsc_offset;
 492         u64 last_tsc_write;
 493
 494         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
 495
 496         /* fields used by HYPER-V emulation */
 497         u64 hv_guest_os_id;
 498         u64 hv_hypercall;
 499
 500         atomic_t reader_counter;
 501
 502         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
 503         int audit_point;
 504         #endif
 505 };
 506
 507 struct kvm_vm_stat {
 508         u32 mmu_shadow_zapped;
 509         u32 mmu_pte_write;
 510         u32 mmu_pte_updated;
 511         u32 mmu_pde_zapped;
 512         u32 mmu_flooded;
 513         u32 mmu_recycled;
 514         u32 mmu_cache_miss;
 515         u32 mmu_unsync;
 516         u32 remote_tlb_flush;
 517         u32 lpages;
 518 };
 519
 520 struct kvm_vcpu_stat {
 521         u32 pf_fixed;
 522         u32 pf_guest;
 523         u32 tlb_flush;
 524         u32 invlpg;
 525
 526         u32 exits;
 527         u32 io_exits;
 528         u32 mmio_exits;
 529         u32 signal_exits;
 530         u32 irq_window_exits;
 531         u32 nmi_window_exits;
 532         u32 halt_exits;
 533         u32 halt_wakeup;
 534         u32 request_irq_exits;
 535         u32 irq_exits;
 536         u32 host_state_reload;
 537         u32 efer_reload;
 538         u32 fpu_reload;
 539         u32 insn_emulation;
 540         u32 insn_emulation_fail;
 541         u32 hypercalls;
 542         u32 irq_injections;
 543         u32 nmi_injections;
 544 };
 545
 546 struct x86_instruction_info;
 547
 548 struct kvm_x86_ops {
 549         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
 550         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
 551         int (*hardware_enable)(void *dummy);
 552         void (*hardware_disable)(void *dummy);
 553         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
 554         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
 555         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
 556         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
 557         void (*cpuid_update)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 558
 559         /* Create, but do not attach this VCPU */
 560         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
 561         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 562         int (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 563
 564         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 565         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 566         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 567
 568         void (*set_guest_debug)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 569                                 struct kvm_guest_debug *dbg);
 570         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 *pdata);
 571         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 data);
 572         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
 573         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 574                             struct kvm_segment *var, int seg);
 575         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 576         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 577                             struct kvm_segment *var, int seg);
 578         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
 579         void (*decache_cr0_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 580         void (*decache_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 581         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 582         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
 583         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 584         int (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
 585         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
 586         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 587         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 588         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 589         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
 590         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
 591         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
 592         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 593         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
 594         void (*fpu_activate)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 595         void (*fpu_deactivate)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 596
 597         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 598
 599         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 600         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 601         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 602         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
 603         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
 604         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 605                                 unsigned char *hypercall_addr);
 606         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 607         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 608         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr,
 609                                 bool has_error_code, u32 error_code,
 610                                 bool reinject);
 611         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 612         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 613         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 614         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 615         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
 616         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 617         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 618         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
 619         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
 620         int (*get_tdp_level)(void);
 621         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
 622         int (*get_lpage_level)(void);
 623         bool (*rdtscp_supported)(void);
 624         void (*adjust_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, s64 adjustment);
 625
 626         void (*set_tdp_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 627
 628         void (*set_supported_cpuid)(u32 func, struct kvm_cpuid_entry2 *entry);
 629
 630         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
 631
 632         void (*set_tsc_khz)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 user_tsc_khz);
 633         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
 634
 635         u64 (*compute_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 target_tsc);
 636         u64 (*read_l1_tsc)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 637
 638         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2);
 639
 640         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 641                                struct x86_instruction_info *info,
 642                                enum x86_intercept_stage stage);
 643 };
 644
 645 struct kvm_arch_async_pf {
 646         u32 token;
 647         gfn_t gfn;
 648         unsigned long cr3;
 649         bool direct_map;
 650 };
 651
 652 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
 653
 654 int kvm_mmu_module_init(void);
 655 void kvm_mmu_module_exit(void);
 656
 657 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
 658 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
 659 int kvm_mmu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
 660 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
 661                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask);
 662
 663 int kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
 664 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm, int slot);
 665 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
 666 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
 667 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
 668
 669 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
 670
 671 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
 672                           const void *val, int bytes);
 673 int kvm_pv_mmu_op(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long bytes,
 674                   gpa_t addr, unsigned long *ret);
 675 u8 kvm_get_guest_memory_type(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 676
 677 extern bool tdp_enabled;
 678
 679 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
 680
 681 /* control of guest tsc rate supported? */
 682 extern bool kvm_has_tsc_control;
 683 /* minimum supported tsc_khz for guests */
 684 extern u32  kvm_min_guest_tsc_khz;
 685 /* maximum supported tsc_khz for guests */
 686 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
 687
 688 enum emulation_result {
 689         EMULATE_DONE,       /* no further processing */
 690         EMULATE_DO_MMIO,      /* kvm_run filled with mmio request */
 691         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
 692 };
 693
 694 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
 695 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
 696 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
 697 int x86_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr2,
 698                             int emulation_type, void *insn, int insn_len);
 699
 700 static inline int emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu,
 701                         int emulation_type)
 702 {
 703         return x86_emulate_instruction(vcpu, 0, emulation_type, NULL, 0);
 704 }
 705
 706 void kvm_enable_efer_bits(u64);
 707 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 *data);
 708 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 data);
 709
 710 struct x86_emulate_ctxt;
 711
 712 int kvm_fast_pio_out(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port);
 713 void kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
 714 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
 715 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
 716
 717 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
 718 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
 719
 720 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int reason,
 721                     bool has_error_code, u32 error_code);
 722
 723 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
 724 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 725 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
 726 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
 727 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
 728 int kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
 729 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
 730 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
 731 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
 732 int kvm_set_xcr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 xcr);
 733
 734 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 *pdata);
 735 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 data);
 736
 737 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
 738 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
 739
 740 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
 741 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
 742 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
 743 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
 744 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
 745 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
 746                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
 747                             u32 access);
 748 void kvm_propagate_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
 749 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
 750
 751 int kvm_pic_set_irq(void *opaque, int irq, int level);
 752
 753 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
 754
 755 int fx_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
 756
 757 void kvm_mmu_flush_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu);
 758 void kvm_mmu_pte_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
 759                        const u8 *new, int bytes,
 760                        bool guest_initiated);
 761 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
 762 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
 763 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
 764 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
 765 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
 766 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
 767                               struct x86_exception *exception);
 768 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
 769                                struct x86_exception *exception);
 770 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
 771                                struct x86_exception *exception);
 772 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
 773                                 struct x86_exception *exception);
 774
 775 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
 776
 777 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 error_code,
 778                        void *insn, int insn_len);
 779 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
 780
 781 void kvm_enable_tdp(void);
 782 void kvm_disable_tdp(void);
 783
 784 int complete_pio(struct kvm_vcpu *vcpu);
 785 bool kvm_check_iopl(struct kvm_vcpu *vcpu);
 786
 787 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
 788 {
 789         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
 790
 791         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
 792 }
 793
 794 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
 795 {
 796         u16 ldt;
 797         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
 798         return ldt;
 799 }
 800
 801 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
 802 {
 803         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
 804 }
 805
 806 #ifdef CONFIG_X86_64
 807 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
 808 {
 809         u64 value;
 810
 811         rdmsrl(msr, value);
 812         return value;
 813 }
 814 #endif
 815
 816 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
 817 {
 818         return 0x600; /* P6 family */
 819 }
 820
 821 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
 822 {
 823         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
 824 }
 825
 826 static inline u64 get_canonical(u64 la)
 827 {
 828         return ((int64_t)la << 16) >> 16;
 829 }
 830
 831 static inline bool is_noncanonical_address(u64 la)
 832 {
 833 #ifdef CONFIG_X86_64
 834         return get_canonical(la) != la;
 835 #else
 836         return false;
 837 #endif
 838 }
 839
 840 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
 841 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
 842 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
 843 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
 844 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
 845         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
 846
 847 enum {
 848         TASK_SWITCH_CALL = 0,
 849         TASK_SWITCH_IRET = 1,
 850         TASK_SWITCH_JMP = 2,
 851         TASK_SWITCH_GATE = 3,
 852 };
 853
 854 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
 855 #define HF_HIF_MASK             (1 << 1)
 856 #define HF_VINTR_MASK           (1 << 2)
 857 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
 858 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
 859 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
 860
 861 /*
 862  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
 863  * reboot turns off virtualization while processes are running.
 864  * Trap the fault and ignore the instruction if that happens.
 865  */
 866 asmlinkage void kvm_spurious_fault(void);
 867 extern bool kvm_rebooting;
 868
 869 #define ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, cleanup_insn)      \
 870         "666: " insn "\n\t" \
 871         "668: \n\t"                           \
 872         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n" \
 873         "667: \n\t" \
 874         cleanup_insn "\n\t"                   \
 875         "cmpb $0, kvm_rebooting \n\t"         \
 876         "jne 668b \n\t"                       \
 877         __ASM_SIZE(push) " $666b \n\t"        \
 878         "call kvm_spurious_fault \n\t"        \
 879         ".popsection \n\t" \
 880         ".pushsection __ex_table, \"a\" \n\t" \
 881         _ASM_PTR " 666b, 667b \n\t" \
 882         ".popsection"
 883
 884 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn)              \
 885         ____kvm_handle_fault_on_reboot(insn, "")
 886
 887 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
 888 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
 889 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
 890 int kvm_test_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
 891 void kvm_set_spte_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva, pte_t pte);
 892 int cpuid_maxphyaddr(struct kvm_vcpu *vcpu);
 893 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
 894 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
 895 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
 896
 897 void kvm_define_shared_msr(unsigned index, u32 msr);
 898 void kvm_set_shared_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
 899
 900 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
 901
 902 void kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
 903                                      struct kvm_async_pf *work);
 904 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
 905                                  struct kvm_async_pf *work);
 906 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
 907                                struct kvm_async_pf *work);
 908 bool kvm_arch_can_inject_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
 909 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 910
 911 void kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
 912
 913 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */