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