KVM: MMU: out of sync shadow core
[linux-2.6] / include / asm-x86 / 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
18 #include <linux/kvm.h>
19 #include <linux/kvm_para.h>
20 #include <linux/kvm_types.h>
21
22 #include <asm/pvclock-abi.h>
23 #include <asm/desc.h>
24
25 #define KVM_MAX_VCPUS 16
26 #define KVM_MEMORY_SLOTS 32
27 /* memory slots that does not exposed to userspace */
28 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 4
29
30 #define KVM_PIO_PAGE_OFFSET 1
31 #define KVM_COALESCED_MMIO_PAGE_OFFSET 2
32
33 #define CR3_PAE_RESERVED_BITS ((X86_CR3_PWT | X86_CR3_PCD) - 1)
34 #define CR3_NONPAE_RESERVED_BITS ((PAGE_SIZE-1) & ~(X86_CR3_PWT | X86_CR3_PCD))
35 #define CR3_L_MODE_RESERVED_BITS (CR3_NONPAE_RESERVED_BITS |    \
36                                   0xFFFFFF0000000000ULL)
37
38 #define KVM_GUEST_CR0_MASK                                 \
39         (X86_CR0_PG | X86_CR0_PE | X86_CR0_WP | X86_CR0_NE \
40          | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD)
41 #define KVM_VM_CR0_ALWAYS_ON                                            \
42         (X86_CR0_PG | X86_CR0_PE | X86_CR0_WP | X86_CR0_NE | X86_CR0_TS \
43          | X86_CR0_MP)
44 #define KVM_GUEST_CR4_MASK                                              \
45         (X86_CR4_VME | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_PGE | X86_CR4_VMXE)
46 #define KVM_PMODE_VM_CR4_ALWAYS_ON (X86_CR4_PAE | X86_CR4_VMXE)
47 #define KVM_RMODE_VM_CR4_ALWAYS_ON (X86_CR4_VME | X86_CR4_PAE | X86_CR4_VMXE)
48
49 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
50 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
51
52 /* shadow tables are PAE even on non-PAE hosts */
53 #define KVM_HPAGE_SHIFT 21
54 #define KVM_HPAGE_SIZE (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT)
55 #define KVM_HPAGE_MASK (~(KVM_HPAGE_SIZE - 1))
56
57 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE (KVM_HPAGE_SIZE / PAGE_SIZE)
58
59 #define DE_VECTOR 0
60 #define DB_VECTOR 1
61 #define BP_VECTOR 3
62 #define OF_VECTOR 4
63 #define BR_VECTOR 5
64 #define UD_VECTOR 6
65 #define NM_VECTOR 7
66 #define DF_VECTOR 8
67 #define TS_VECTOR 10
68 #define NP_VECTOR 11
69 #define SS_VECTOR 12
70 #define GP_VECTOR 13
71 #define PF_VECTOR 14
72 #define MF_VECTOR 16
73 #define MC_VECTOR 18
74
75 #define SELECTOR_TI_MASK (1 << 2)
76 #define SELECTOR_RPL_MASK 0x03
77
78 #define IOPL_SHIFT 12
79
80 #define KVM_ALIAS_SLOTS 4
81
82 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
83 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64
84 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 10
85 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
86 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
87 #define KVM_REFILL_PAGES 25
88 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 40
89 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
90
91 extern spinlock_t kvm_lock;
92 extern struct list_head vm_list;
93
94 struct kvm_vcpu;
95 struct kvm;
96
97 enum kvm_reg {
98         VCPU_REGS_RAX = 0,
99         VCPU_REGS_RCX = 1,
100         VCPU_REGS_RDX = 2,
101         VCPU_REGS_RBX = 3,
102         VCPU_REGS_RSP = 4,
103         VCPU_REGS_RBP = 5,
104         VCPU_REGS_RSI = 6,
105         VCPU_REGS_RDI = 7,
106 #ifdef CONFIG_X86_64
107         VCPU_REGS_R8 = 8,
108         VCPU_REGS_R9 = 9,
109         VCPU_REGS_R10 = 10,
110         VCPU_REGS_R11 = 11,
111         VCPU_REGS_R12 = 12,
112         VCPU_REGS_R13 = 13,
113         VCPU_REGS_R14 = 14,
114         VCPU_REGS_R15 = 15,
115 #endif
116         VCPU_REGS_RIP,
117         NR_VCPU_REGS
118 };
119
120 enum {
121         VCPU_SREG_ES,
122         VCPU_SREG_CS,
123         VCPU_SREG_SS,
124         VCPU_SREG_DS,
125         VCPU_SREG_FS,
126         VCPU_SREG_GS,
127         VCPU_SREG_TR,
128         VCPU_SREG_LDTR,
129 };
130
131 #include <asm/kvm_x86_emulate.h>
132
133 #define KVM_NR_MEM_OBJS 40
134
135 struct kvm_guest_debug {
136         int enabled;
137         unsigned long bp[4];
138         int singlestep;
139 };
140
141 /*
142  * We don't want allocation failures within the mmu code, so we preallocate
143  * enough memory for a single page fault in a cache.
144  */
145 struct kvm_mmu_memory_cache {
146         int nobjs;
147         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
148 };
149
150 #define NR_PTE_CHAIN_ENTRIES 5
151
152 struct kvm_pte_chain {
153         u64 *parent_ptes[NR_PTE_CHAIN_ENTRIES];
154         struct hlist_node link;
155 };
156
157 /*
158  * kvm_mmu_page_role, below, is defined as:
159  *
160  *   bits 0:3 - total guest paging levels (2-4, or zero for real mode)
161  *   bits 4:7 - page table level for this shadow (1-4)
162  *   bits 8:9 - page table quadrant for 2-level guests
163  *   bit   16 - "metaphysical" - gfn is not a real page (huge page/real mode)
164  *   bits 17:19 - common access permissions for all ptes in this shadow page
165  */
166 union kvm_mmu_page_role {
167         unsigned word;
168         struct {
169                 unsigned glevels:4;
170                 unsigned level:4;
171                 unsigned quadrant:2;
172                 unsigned pad_for_nice_hex_output:6;
173                 unsigned metaphysical:1;
174                 unsigned access:3;
175                 unsigned invalid:1;
176         };
177 };
178
179 struct kvm_mmu_page {
180         struct list_head link;
181         struct hlist_node hash_link;
182
183         /*
184          * The following two entries are used to key the shadow page in the
185          * hash table.
186          */
187         gfn_t gfn;
188         union kvm_mmu_page_role role;
189
190         u64 *spt;
191         /* hold the gfn of each spte inside spt */
192         gfn_t *gfns;
193         unsigned long slot_bitmap; /* One bit set per slot which has memory
194                                     * in this shadow page.
195                                     */
196         int multimapped;         /* More than one parent_pte? */
197         int root_count;          /* Currently serving as active root */
198         bool unsync;
199         bool unsync_children;
200         union {
201                 u64 *parent_pte;               /* !multimapped */
202                 struct hlist_head parent_ptes; /* multimapped, kvm_pte_chain */
203         };
204 };
205
206 struct kvm_pv_mmu_op_buffer {
207         void *ptr;
208         unsigned len;
209         unsigned processed;
210         char buf[512] __aligned(sizeof(long));
211 };
212
213 /*
214  * x86 supports 3 paging modes (4-level 64-bit, 3-level 64-bit, and 2-level
215  * 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the current mmu
216  * mode.
217  */
218 struct kvm_mmu {
219         void (*new_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
220         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err);
221         void (*free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
222         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
223         void (*prefetch_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
224                               struct kvm_mmu_page *page);
225         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
226                          struct kvm_mmu_page *sp);
227         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
228         hpa_t root_hpa;
229         int root_level;
230         int shadow_root_level;
231
232         u64 *pae_root;
233 };
234
235 struct kvm_vcpu_arch {
236         u64 host_tsc;
237         int interrupt_window_open;
238         unsigned long irq_summary; /* bit vector: 1 per word in irq_pending */
239         DECLARE_BITMAP(irq_pending, KVM_NR_INTERRUPTS);
240         /*
241          * rip and regs accesses must go through
242          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
243          */
244         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
245         u32 regs_avail;
246         u32 regs_dirty;
247
248         unsigned long cr0;
249         unsigned long cr2;
250         unsigned long cr3;
251         unsigned long cr4;
252         unsigned long cr8;
253         u64 pdptrs[4]; /* pae */
254         u64 shadow_efer;
255         u64 apic_base;
256         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
257         int mp_state;
258         int sipi_vector;
259         u64 ia32_misc_enable_msr;
260         bool tpr_access_reporting;
261
262         struct kvm_mmu mmu;
263         /* only needed in kvm_pv_mmu_op() path, but it's hot so
264          * put it here to avoid allocation */
265         struct kvm_pv_mmu_op_buffer mmu_op_buffer;
266
267         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_chain_cache;
268         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_rmap_desc_cache;
269         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
270         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
271
272         gfn_t last_pt_write_gfn;
273         int   last_pt_write_count;
274         u64  *last_pte_updated;
275         gfn_t last_pte_gfn;
276
277         struct {
278                 gfn_t gfn;      /* presumed gfn during guest pte update */
279                 pfn_t pfn;      /* pfn corresponding to that gfn */
280                 int largepage;
281                 unsigned long mmu_seq;
282         } update_pte;
283
284         struct i387_fxsave_struct host_fx_image;
285         struct i387_fxsave_struct guest_fx_image;
286
287         gva_t mmio_fault_cr2;
288         struct kvm_pio_request pio;
289         void *pio_data;
290
291         struct kvm_queued_exception {
292                 bool pending;
293                 bool has_error_code;
294                 u8 nr;
295                 u32 error_code;
296         } exception;
297
298         struct kvm_queued_interrupt {
299                 bool pending;
300                 u8 nr;
301         } interrupt;
302
303         struct {
304                 int active;
305                 u8 save_iopl;
306                 struct kvm_save_segment {
307                         u16 selector;
308                         unsigned long base;
309                         u32 limit;
310                         u32 ar;
311                 } tr, es, ds, fs, gs;
312         } rmode;
313         int halt_request; /* real mode on Intel only */
314
315         int cpuid_nent;
316         struct kvm_cpuid_entry2 cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
317         /* emulate context */
318
319         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
320
321         gpa_t time;
322         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
323         unsigned int hv_clock_tsc_khz;
324         unsigned int time_offset;
325         struct page *time_page;
326
327         bool nmi_pending;
328         bool nmi_injected;
329
330         u64 mtrr[0x100];
331 };
332
333 struct kvm_mem_alias {
334         gfn_t base_gfn;
335         unsigned long npages;
336         gfn_t target_gfn;
337 };
338
339 struct kvm_arch{
340         int naliases;
341         struct kvm_mem_alias aliases[KVM_ALIAS_SLOTS];
342
343         unsigned int n_free_mmu_pages;
344         unsigned int n_requested_mmu_pages;
345         unsigned int n_alloc_mmu_pages;
346         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
347         /*
348          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
349          */
350         struct list_head active_mmu_pages;
351         struct list_head assigned_dev_head;
352         struct dmar_domain *intel_iommu_domain;
353         struct kvm_pic *vpic;
354         struct kvm_ioapic *vioapic;
355         struct kvm_pit *vpit;
356         struct hlist_head irq_ack_notifier_list;
357
358         int round_robin_prev_vcpu;
359         unsigned int tss_addr;
360         struct page *apic_access_page;
361
362         gpa_t wall_clock;
363
364         struct page *ept_identity_pagetable;
365         bool ept_identity_pagetable_done;
366 };
367
368 struct kvm_vm_stat {
369         u32 mmu_shadow_zapped;
370         u32 mmu_pte_write;
371         u32 mmu_pte_updated;
372         u32 mmu_pde_zapped;
373         u32 mmu_flooded;
374         u32 mmu_recycled;
375         u32 mmu_cache_miss;
376         u32 mmu_unsync;
377         u32 remote_tlb_flush;
378         u32 lpages;
379 };
380
381 struct kvm_vcpu_stat {
382         u32 pf_fixed;
383         u32 pf_guest;
384         u32 tlb_flush;
385         u32 invlpg;
386
387         u32 exits;
388         u32 io_exits;
389         u32 mmio_exits;
390         u32 signal_exits;
391         u32 irq_window_exits;
392         u32 nmi_window_exits;
393         u32 halt_exits;
394         u32 halt_wakeup;
395         u32 request_irq_exits;
396         u32 irq_exits;
397         u32 host_state_reload;
398         u32 efer_reload;
399         u32 fpu_reload;
400         u32 insn_emulation;
401         u32 insn_emulation_fail;
402         u32 hypercalls;
403         u32 irq_injections;
404 };
405
406 struct descriptor_table {
407         u16 limit;
408         unsigned long base;
409 } __attribute__((packed));
410
411 struct kvm_x86_ops {
412         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
413         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
414         void (*hardware_enable)(void *dummy);      /* __init */
415         void (*hardware_disable)(void *dummy);
416         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
417         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
418         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
419         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
420
421         /* Create, but do not attach this VCPU */
422         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
423         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
424         int (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
425
426         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
427         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
428         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
429
430         int (*set_guest_debug)(struct kvm_vcpu *vcpu,
431                                struct kvm_debug_guest *dbg);
432         void (*guest_debug_pre)(struct kvm_vcpu *vcpu);
433         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 *pdata);
434         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 data);
435         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
436         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
437                             struct kvm_segment *var, int seg);
438         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
439         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
440                             struct kvm_segment *var, int seg);
441         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
442         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
443         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
444         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
445         void (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
446         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
447         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct descriptor_table *dt);
448         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct descriptor_table *dt);
449         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct descriptor_table *dt);
450         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct descriptor_table *dt);
451         unsigned long (*get_dr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr);
452         void (*set_dr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long value,
453                        int *exception);
454         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
455         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
456         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
457
458         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
459
460         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *run);
461         int (*handle_exit)(struct kvm_run *run, struct kvm_vcpu *vcpu);
462         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
463         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
464                                 unsigned char *hypercall_addr);
465         int (*get_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
466         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu, int vec);
467         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr,
468                                 bool has_error_code, u32 error_code);
469         bool (*exception_injected)(struct kvm_vcpu *vcpu);
470         void (*inject_pending_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
471         void (*inject_pending_vectors)(struct kvm_vcpu *vcpu,
472                                        struct kvm_run *run);
473
474         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
475         int (*get_tdp_level)(void);
476 };
477
478 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
479
480 int kvm_mmu_module_init(void);
481 void kvm_mmu_module_exit(void);
482
483 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
484 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
485 int kvm_mmu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
486 void kvm_mmu_set_nonpresent_ptes(u64 trap_pte, u64 notrap_pte);
487 void kvm_mmu_set_base_ptes(u64 base_pte);
488 void kvm_mmu_set_mask_ptes(u64 user_mask, u64 accessed_mask,
489                 u64 dirty_mask, u64 nx_mask, u64 x_mask);
490
491 int kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
492 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm, int slot);
493 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
494 unsigned int kvm_mmu_calculate_mmu_pages(struct kvm *kvm);
495 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned int kvm_nr_mmu_pages);
496
497 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
498
499 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
500                           const void *val, int bytes);
501 int kvm_pv_mmu_op(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long bytes,
502                   gpa_t addr, unsigned long *ret);
503
504 int is_mmio_pfn(pfn_t pfn);
505
506 extern bool tdp_enabled;
507
508 enum emulation_result {
509         EMULATE_DONE,       /* no further processing */
510         EMULATE_DO_MMIO,      /* kvm_run filled with mmio request */
511         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
512 };
513
514 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
515 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
516 int emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *run,
517                         unsigned long cr2, u16 error_code, int emulation_type);
518 void kvm_report_emulation_failure(struct kvm_vcpu *cvpu, const char *context);
519 void realmode_lgdt(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 size, unsigned long address);
520 void realmode_lidt(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 size, unsigned long address);
521 void realmode_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw,
522                    unsigned long *rflags);
523
524 unsigned long realmode_get_cr(struct kvm_vcpu *vcpu, int cr);
525 void realmode_set_cr(struct kvm_vcpu *vcpu, int cr, unsigned long value,
526                      unsigned long *rflags);
527 void kvm_enable_efer_bits(u64);
528 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 *data);
529 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 data);
530
531 struct x86_emulate_ctxt;
532
533 int kvm_emulate_pio(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *run, int in,
534                      int size, unsigned port);
535 int kvm_emulate_pio_string(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *run, int in,
536                            int size, unsigned long count, int down,
537                             gva_t address, int rep, unsigned port);
538 void kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
539 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
540 int emulate_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t address);
541 int emulate_clts(struct kvm_vcpu *vcpu);
542 int emulator_get_dr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int dr,
543                     unsigned long *dest);
544 int emulator_set_dr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int dr,
545                     unsigned long value);
546
547 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
548 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector,
549                                 int type_bits, int seg);
550
551 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int reason);
552
553 void kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
554 void kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
555 void kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
556 void kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
557 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
558 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
559 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
560
561 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 *pdata);
562 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 data);
563
564 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
565 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
566 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr2,
567                            u32 error_code);
568
569 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
570
571 void fx_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
572
573 int emulator_read_std(unsigned long addr,
574                       void *val,
575                       unsigned int bytes,
576                       struct kvm_vcpu *vcpu);
577 int emulator_write_emulated(unsigned long addr,
578                             const void *val,
579                             unsigned int bytes,
580                             struct kvm_vcpu *vcpu);
581
582 unsigned long segment_base(u16 selector);
583
584 void kvm_mmu_flush_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu);
585 void kvm_mmu_pte_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
586                        const u8 *new, int bytes);
587 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
588 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
589 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
590 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
591 void kvm_mmu_sync_roots(struct kvm_vcpu *vcpu);
592
593 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
594
595 int kvm_fix_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
596
597 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 error_code);
598 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
599
600 void kvm_enable_tdp(void);
601 void kvm_disable_tdp(void);
602
603 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
604 int complete_pio(struct kvm_vcpu *vcpu);
605
606 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
607 {
608         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
609
610         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
611 }
612
613 static inline u16 kvm_read_fs(void)
614 {
615         u16 seg;
616         asm("mov %%fs, %0" : "=g"(seg));
617         return seg;
618 }
619
620 static inline u16 kvm_read_gs(void)
621 {
622         u16 seg;
623         asm("mov %%gs, %0" : "=g"(seg));
624         return seg;
625 }
626
627 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
628 {
629         u16 ldt;
630         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
631         return ldt;
632 }
633
634 static inline void kvm_load_fs(u16 sel)
635 {
636         asm("mov %0, %%fs" : : "rm"(sel));
637 }
638
639 static inline void kvm_load_gs(u16 sel)
640 {
641         asm("mov %0, %%gs" : : "rm"(sel));
642 }
643
644 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
645 {
646         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
647 }
648
649 static inline void kvm_get_idt(struct descriptor_table *table)
650 {
651         asm("sidt %0" : "=m"(*table));
652 }
653
654 static inline void kvm_get_gdt(struct descriptor_table *table)
655 {
656         asm("sgdt %0" : "=m"(*table));
657 }
658
659 static inline unsigned long kvm_read_tr_base(void)
660 {
661         u16 tr;
662         asm("str %0" : "=g"(tr));
663         return segment_base(tr);
664 }
665
666 #ifdef CONFIG_X86_64
667 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
668 {
669         u64 value;
670
671         rdmsrl(msr, value);
672         return value;
673 }
674 #endif
675
676 static inline void kvm_fx_save(struct i387_fxsave_struct *image)
677 {
678         asm("fxsave (%0)":: "r" (image));
679 }
680
681 static inline void kvm_fx_restore(struct i387_fxsave_struct *image)
682 {
683         asm("fxrstor (%0)":: "r" (image));
684 }
685
686 static inline void kvm_fx_finit(void)
687 {
688         asm("finit");
689 }
690
691 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
692 {
693         return 0x600; /* P6 family */
694 }
695
696 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
697 {
698         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
699 }
700
701 #define ASM_VMX_VMCLEAR_RAX       ".byte 0x66, 0x0f, 0xc7, 0x30"
702 #define ASM_VMX_VMLAUNCH          ".byte 0x0f, 0x01, 0xc2"
703 #define ASM_VMX_VMRESUME          ".byte 0x0f, 0x01, 0xc3"
704 #define ASM_VMX_VMPTRLD_RAX       ".byte 0x0f, 0xc7, 0x30"
705 #define ASM_VMX_VMREAD_RDX_RAX    ".byte 0x0f, 0x78, 0xd0"
706 #define ASM_VMX_VMWRITE_RAX_RDX   ".byte 0x0f, 0x79, 0xd0"
707 #define ASM_VMX_VMWRITE_RSP_RDX   ".byte 0x0f, 0x79, 0xd4"
708 #define ASM_VMX_VMXOFF            ".byte 0x0f, 0x01, 0xc4"
709 #define ASM_VMX_VMXON_RAX         ".byte 0xf3, 0x0f, 0xc7, 0x30"
710 #define ASM_VMX_INVEPT            ".byte 0x66, 0x0f, 0x38, 0x80, 0x08"
711 #define ASM_VMX_INVVPID           ".byte 0x66, 0x0f, 0x38, 0x81, 0x08"
712
713 #define MSR_IA32_TIME_STAMP_COUNTER             0x010
714
715 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
716 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
717 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
718 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
719 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
720         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
721
722 enum {
723         TASK_SWITCH_CALL = 0,
724         TASK_SWITCH_IRET = 1,
725         TASK_SWITCH_JMP = 2,
726         TASK_SWITCH_GATE = 3,
727 };
728
729 /*
730  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
731  * reboot turns off virtualization while processes are running.
732  * Trap the fault and ignore the instruction if that happens.
733  */
734 asmlinkage void kvm_handle_fault_on_reboot(void);
735
736 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn) \
737         "666: " insn "\n\t" \
738         ".pushsection .fixup, \"ax\" \n" \
739         "667: \n\t" \
740         __ASM_SIZE(push) " $666b \n\t"        \
741         "jmp kvm_handle_fault_on_reboot \n\t" \
742         ".popsection \n\t" \
743         ".pushsection __ex_table, \"a\" \n\t" \
744         _ASM_PTR " 666b, 667b \n\t" \
745         ".popsection"
746
747 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
748 int kvm_unmap_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
749 int kvm_age_hva(struct kvm *kvm, unsigned long hva);
750
751 #endif /* ASM_X86__KVM_HOST_H */