drivers/kvm/kvm.h

   1 #ifndef __KVM_H
   2 #define __KVM_H
   3
   4 /*
   5  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
   6  * the COPYING file in the top-level directory.
   7  */
   8
   9 #include <linux/types.h>
  10 #include <linux/list.h>
  11 #include <linux/mutex.h>
  12 #include <linux/spinlock.h>
  13 #include <linux/signal.h>
  14 #include <linux/sched.h>
  15 #include <linux/mm.h>
  16 #include <linux/preempt.h>
  17 #include <asm/signal.h>
  18
  19 #include <linux/kvm.h>
  20 #include <linux/kvm_para.h>
  21
  22 #define CR3_PAE_RESERVED_BITS ((X86_CR3_PWT | X86_CR3_PCD) - 1)
  23 #define CR3_NONPAE_RESERVED_BITS ((PAGE_SIZE-1) & ~(X86_CR3_PWT | X86_CR3_PCD))
  24 #define CR3_L_MODE_RESERVED_BITS (CR3_NONPAE_RESERVED_BITS|0xFFFFFF0000000000ULL)
  25
  26 #define KVM_GUEST_CR0_MASK \
  27         (X86_CR0_PG | X86_CR0_PE | X86_CR0_WP | X86_CR0_NE \
  28          | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD)
  29 #define KVM_VM_CR0_ALWAYS_ON \
  30         (X86_CR0_PG | X86_CR0_PE | X86_CR0_WP | X86_CR0_NE | X86_CR0_TS \
  31          | X86_CR0_MP)
  32 #define KVM_GUEST_CR4_MASK \
  33         (X86_CR4_VME | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_PGE | X86_CR4_VMXE)
  34 #define KVM_PMODE_VM_CR4_ALWAYS_ON (X86_CR4_PAE | X86_CR4_VMXE)
  35 #define KVM_RMODE_VM_CR4_ALWAYS_ON (X86_CR4_VME | X86_CR4_PAE | X86_CR4_VMXE)
  36
  37 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
  38 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
  39
  40 #define KVM_MAX_VCPUS 4
  41 #define KVM_ALIAS_SLOTS 4
  42 #define KVM_MEMORY_SLOTS 8
  43 #define KVM_NUM_MMU_PAGES 1024
  44 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
  45 #define KVM_REFILL_PAGES 25
  46 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 40
  47
  48 #define DE_VECTOR 0
  49 #define UD_VECTOR 6
  50 #define NM_VECTOR 7
  51 #define DF_VECTOR 8
  52 #define TS_VECTOR 10
  53 #define NP_VECTOR 11
  54 #define SS_VECTOR 12
  55 #define GP_VECTOR 13
  56 #define PF_VECTOR 14
  57
  58 #define SELECTOR_TI_MASK (1 << 2)
  59 #define SELECTOR_RPL_MASK 0x03
  60
  61 #define IOPL_SHIFT 12
  62
  63 #define KVM_PIO_PAGE_OFFSET 1
  64
  65 /*
  66  * vcpu->requests bit members
  67  */
  68 #define KVM_TLB_FLUSH 0
  69
  70 /*
  71  * Address types:
  72  *
  73  *  gva - guest virtual address
  74  *  gpa - guest physical address
  75  *  gfn - guest frame number
  76  *  hva - host virtual address
  77  *  hpa - host physical address
  78  *  hfn - host frame number
  79  */
  80
  81 typedef unsigned long  gva_t;
  82 typedef u64            gpa_t;
  83 typedef unsigned long  gfn_t;
  84
  85 typedef unsigned long  hva_t;
  86 typedef u64            hpa_t;
  87 typedef unsigned long  hfn_t;
  88
  89 #define NR_PTE_CHAIN_ENTRIES 5
  90
  91 struct kvm_pte_chain {
  92         u64 *parent_ptes[NR_PTE_CHAIN_ENTRIES];
  93         struct hlist_node link;
  94 };
  95
  96 /*
  97  * kvm_mmu_page_role, below, is defined as:
  98  *
  99  *   bits 0:3 - total guest paging levels (2-4, or zero for real mode)
 100  *   bits 4:7 - page table level for this shadow (1-4)
 101  *   bits 8:9 - page table quadrant for 2-level guests
 102  *   bit   16 - "metaphysical" - gfn is not a real page (huge page/real mode)
 103  *   bits 17:19 - "access" - the user, writable, and nx bits of a huge page pde
 104  */
 105 union kvm_mmu_page_role {
 106         unsigned word;
 107         struct {
 108                 unsigned glevels : 4;
 109                 unsigned level : 4;
 110                 unsigned quadrant : 2;
 111                 unsigned pad_for_nice_hex_output : 6;
 112                 unsigned metaphysical : 1;
 113                 unsigned hugepage_access : 3;
 114         };
 115 };
 116
 117 struct kvm_mmu_page {
 118         struct list_head link;
 119         struct hlist_node hash_link;
 120
 121         /*
 122          * The following two entries are used to key the shadow page in the
 123          * hash table.
 124          */
 125         gfn_t gfn;
 126         union kvm_mmu_page_role role;
 127
 128         u64 *spt;
 129         /* hold the gfn of each spte inside spt */
 130         gfn_t *gfns;
 131         unsigned long slot_bitmap; /* One bit set per slot which has memory
 132                                     * in this shadow page.
 133                                     */
 134         int multimapped;         /* More than one parent_pte? */
 135         int root_count;          /* Currently serving as active root */
 136         union {
 137                 u64 *parent_pte;               /* !multimapped */
 138                 struct hlist_head parent_ptes; /* multimapped, kvm_pte_chain */
 139         };
 140 };
 141
 142 struct kvm_vcpu;
 143 extern struct kmem_cache *kvm_vcpu_cache;
 144
 145 /*
 146  * x86 supports 3 paging modes (4-level 64-bit, 3-level 64-bit, and 2-level
 147  * 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the current mmu
 148  * mode.
 149  */
 150 struct kvm_mmu {
 151         void (*new_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 152         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u32 err);
 153         void (*free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 154         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
 155         void (*prefetch_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 156                               struct kvm_mmu_page *page);
 157         hpa_t root_hpa;
 158         int root_level;
 159         int shadow_root_level;
 160
 161         u64 *pae_root;
 162 };
 163
 164 #define KVM_NR_MEM_OBJS 40
 165
 166 struct kvm_mmu_memory_cache {
 167         int nobjs;
 168         void *objects[KVM_NR_MEM_OBJS];
 169 };
 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_guest_debug {
 176         int enabled;
 177         unsigned long bp[4];
 178         int singlestep;
 179 };
 180
 181 enum {
 182         VCPU_REGS_RAX = 0,
 183         VCPU_REGS_RCX = 1,
 184         VCPU_REGS_RDX = 2,
 185         VCPU_REGS_RBX = 3,
 186         VCPU_REGS_RSP = 4,
 187         VCPU_REGS_RBP = 5,
 188         VCPU_REGS_RSI = 6,
 189         VCPU_REGS_RDI = 7,
 190 #ifdef CONFIG_X86_64
 191         VCPU_REGS_R8 = 8,
 192         VCPU_REGS_R9 = 9,
 193         VCPU_REGS_R10 = 10,
 194         VCPU_REGS_R11 = 11,
 195         VCPU_REGS_R12 = 12,
 196         VCPU_REGS_R13 = 13,
 197         VCPU_REGS_R14 = 14,
 198         VCPU_REGS_R15 = 15,
 199 #endif
 200         NR_VCPU_REGS
 201 };
 202
 203 enum {
 204         VCPU_SREG_CS,
 205         VCPU_SREG_DS,
 206         VCPU_SREG_ES,
 207         VCPU_SREG_FS,
 208         VCPU_SREG_GS,
 209         VCPU_SREG_SS,
 210         VCPU_SREG_TR,
 211         VCPU_SREG_LDTR,
 212 };
 213
 214 #include "x86_emulate.h"
 215
 216 struct kvm_pio_request {
 217         unsigned long count;
 218         int cur_count;
 219         struct page *guest_pages[2];
 220         unsigned guest_page_offset;
 221         int in;
 222         int port;
 223         int size;
 224         int string;
 225         int down;
 226         int rep;
 227 };
 228
 229 struct kvm_stat {
 230         u32 pf_fixed;
 231         u32 pf_guest;
 232         u32 tlb_flush;
 233         u32 invlpg;
 234
 235         u32 exits;
 236         u32 io_exits;
 237         u32 mmio_exits;
 238         u32 signal_exits;
 239         u32 irq_window_exits;
 240         u32 halt_exits;
 241         u32 halt_wakeup;
 242         u32 request_irq_exits;
 243         u32 irq_exits;
 244         u32 light_exits;
 245         u32 efer_reload;
 246 };
 247
 248 struct kvm_io_device {
 249         void (*read)(struct kvm_io_device *this,
 250                      gpa_t addr,
 251                      int len,
 252                      void *val);
 253         void (*write)(struct kvm_io_device *this,
 254                       gpa_t addr,
 255                       int len,
 256                       const void *val);
 257         int (*in_range)(struct kvm_io_device *this, gpa_t addr);
 258         void (*destructor)(struct kvm_io_device *this);
 259
 260         void             *private;
 261 };
 262
 263 static inline void kvm_iodevice_read(struct kvm_io_device *dev,
 264                                      gpa_t addr,
 265                                      int len,
 266                                      void *val)
 267 {
 268         dev->read(dev, addr, len, val);
 269 }
 270
 271 static inline void kvm_iodevice_write(struct kvm_io_device *dev,
 272                                       gpa_t addr,
 273                                       int len,
 274                                       const void *val)
 275 {
 276         dev->write(dev, addr, len, val);
 277 }
 278
 279 static inline int kvm_iodevice_inrange(struct kvm_io_device *dev, gpa_t addr)
 280 {
 281         return dev->in_range(dev, addr);
 282 }
 283
 284 static inline void kvm_iodevice_destructor(struct kvm_io_device *dev)
 285 {
 286         if (dev->destructor)
 287                 dev->destructor(dev);
 288 }
 289
 290 /*
 291  * It would be nice to use something smarter than a linear search, TBD...
 292  * Thankfully we dont expect many devices to register (famous last words :),
 293  * so until then it will suffice.  At least its abstracted so we can change
 294  * in one place.
 295  */
 296 struct kvm_io_bus {
 297         int                   dev_count;
 298 #define NR_IOBUS_DEVS 6
 299         struct kvm_io_device *devs[NR_IOBUS_DEVS];
 300 };
 301
 302 void kvm_io_bus_init(struct kvm_io_bus *bus);
 303 void kvm_io_bus_destroy(struct kvm_io_bus *bus);
 304 struct kvm_io_device *kvm_io_bus_find_dev(struct kvm_io_bus *bus, gpa_t addr);
 305 void kvm_io_bus_register_dev(struct kvm_io_bus *bus,
 306                              struct kvm_io_device *dev);
 307
 308 struct kvm_vcpu {
 309         struct kvm *kvm;
 310         struct preempt_notifier preempt_notifier;
 311         int vcpu_id;
 312         struct mutex mutex;
 313         int   cpu;
 314         u64 host_tsc;
 315         struct kvm_run *run;
 316         int interrupt_window_open;
 317         int guest_mode;
 318         unsigned long requests;
 319         unsigned long irq_summary; /* bit vector: 1 per word in irq_pending */
 320         DECLARE_BITMAP(irq_pending, KVM_NR_INTERRUPTS);
 321         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS]; /* for rsp: vcpu_load_rsp_rip() */
 322         unsigned long rip;      /* needs vcpu_load_rsp_rip() */
 323
 324         unsigned long cr0;
 325         unsigned long cr2;
 326         unsigned long cr3;
 327         unsigned long cr4;
 328         unsigned long cr8;
 329         u64 pdptrs[4]; /* pae */
 330         u64 shadow_efer;
 331         u64 apic_base;
 332         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
 333 #define VCPU_MP_STATE_RUNNABLE          0
 334 #define VCPU_MP_STATE_UNINITIALIZED     1
 335 #define VCPU_MP_STATE_INIT_RECEIVED     2
 336 #define VCPU_MP_STATE_SIPI_RECEIVED     3
 337 #define VCPU_MP_STATE_HALTED            4
 338         int mp_state;
 339         int sipi_vector;
 340         u64 ia32_misc_enable_msr;
 341
 342         struct kvm_mmu mmu;
 343
 344         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_chain_cache;
 345         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_rmap_desc_cache;
 346         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_cache;
 347         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
 348
 349         gfn_t last_pt_write_gfn;
 350         int   last_pt_write_count;
 351         u64  *last_pte_updated;
 352
 353         struct kvm_guest_debug guest_debug;
 354
 355         struct i387_fxsave_struct host_fx_image;
 356         struct i387_fxsave_struct guest_fx_image;
 357         int fpu_active;
 358         int guest_fpu_loaded;
 359
 360         int mmio_needed;
 361         int mmio_read_completed;
 362         int mmio_is_write;
 363         int mmio_size;
 364         unsigned char mmio_data[8];
 365         gpa_t mmio_phys_addr;
 366         gva_t mmio_fault_cr2;
 367         struct kvm_pio_request pio;
 368         void *pio_data;
 369         wait_queue_head_t wq;
 370
 371         int sigset_active;
 372         sigset_t sigset;
 373
 374         struct kvm_stat stat;
 375
 376         struct {
 377                 int active;
 378                 u8 save_iopl;
 379                 struct kvm_save_segment {
 380                         u16 selector;
 381                         unsigned long base;
 382                         u32 limit;
 383                         u32 ar;
 384                 } tr, es, ds, fs, gs;
 385         } rmode;
 386         int halt_request; /* real mode on Intel only */
 387
 388         int cpuid_nent;
 389         struct kvm_cpuid_entry cpuid_entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
 390
 391         /* emulate context */
 392
 393         struct x86_emulate_ctxt emulate_ctxt;
 394 };
 395
 396 struct kvm_mem_alias {
 397         gfn_t base_gfn;
 398         unsigned long npages;
 399         gfn_t target_gfn;
 400 };
 401
 402 struct kvm_memory_slot {
 403         gfn_t base_gfn;
 404         unsigned long npages;
 405         unsigned long flags;
 406         struct page **phys_mem;
 407         unsigned long *rmap;
 408         unsigned long *dirty_bitmap;
 409 };
 410
 411 struct kvm {
 412         struct mutex lock; /* protects everything except vcpus */
 413         int naliases;
 414         struct kvm_mem_alias aliases[KVM_ALIAS_SLOTS];
 415         int nmemslots;
 416         struct kvm_memory_slot memslots[KVM_MEMORY_SLOTS];
 417         /*
 418          * Hash table of struct kvm_mmu_page.
 419          */
 420         struct list_head active_mmu_pages;
 421         int n_free_mmu_pages;
 422         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
 423         struct kvm_vcpu *vcpus[KVM_MAX_VCPUS];
 424         unsigned long rmap_overflow;
 425         struct list_head vm_list;
 426         struct file *filp;
 427         struct kvm_io_bus mmio_bus;
 428         struct kvm_io_bus pio_bus;
 429         struct kvm_pic *vpic;
 430         struct kvm_ioapic *vioapic;
 431         int round_robin_prev_vcpu;
 432 };
 433
 434 static inline struct kvm_pic *pic_irqchip(struct kvm *kvm)
 435 {
 436         return kvm->vpic;
 437 }
 438
 439 static inline struct kvm_ioapic *ioapic_irqchip(struct kvm *kvm)
 440 {
 441         return kvm->vioapic;
 442 }
 443
 444 static inline int irqchip_in_kernel(struct kvm *kvm)
 445 {
 446         return pic_irqchip(kvm) != 0;
 447 }
 448
 449 struct descriptor_table {
 450         u16 limit;
 451         unsigned long base;
 452 } __attribute__((packed));
 453
 454 struct kvm_x86_ops {
 455         int (*cpu_has_kvm_support)(void);          /* __init */
 456         int (*disabled_by_bios)(void);             /* __init */
 457         void (*hardware_enable)(void *dummy);      /* __init */
 458         void (*hardware_disable)(void *dummy);
 459         void (*check_processor_compatibility)(void *rtn);
 460         int (*hardware_setup)(void);               /* __init */
 461         void (*hardware_unsetup)(void);            /* __exit */
 462
 463         /* Create, but do not attach this VCPU */
 464         struct kvm_vcpu *(*vcpu_create)(struct kvm *kvm, unsigned id);
 465         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 466         void (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 467
 468         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 469         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 470         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 471         void (*vcpu_decache)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 472
 473         int (*set_guest_debug)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 474                                struct kvm_debug_guest *dbg);
 475         void (*guest_debug_pre)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 476         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 *pdata);
 477         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 data);
 478         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
 479         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 480                             struct kvm_segment *var, int seg);
 481         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 482                             struct kvm_segment *var, int seg);
 483         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
 484         void (*decache_cr4_guest_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 485         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
 486         void (*set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
 487         void (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
 488         void (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
 489         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct descriptor_table *dt);
 490         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct descriptor_table *dt);
 491         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct descriptor_table *dt);
 492         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct descriptor_table *dt);
 493         unsigned long (*get_dr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr);
 494         void (*set_dr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long value,
 495                        int *exception);
 496         void (*cache_regs)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 497         void (*decache_regs)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 498         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 499         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
 500
 501         void (*tlb_flush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 502         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 503                                   unsigned long addr, u32 err_code);
 504
 505         void (*inject_gp)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned err_code);
 506
 507         void (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *run);
 508         int (*handle_exit)(struct kvm_run *run, struct kvm_vcpu *vcpu);
 509         void (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 510         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 511                                 unsigned char *hypercall_addr);
 512         int (*get_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 513         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu, int vec);
 514         void (*inject_pending_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 515         void (*inject_pending_vectors)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 516                                        struct kvm_run *run);
 517 };
 518
 519 extern struct kvm_x86_ops *kvm_x86_ops;
 520
 521 /* The guest did something we don't support. */
 522 #define pr_unimpl(vcpu, fmt, ...)                                       \
 523  do {                                                                   \
 524         if (printk_ratelimit())                                         \
 525                 printk(KERN_ERR "kvm: %i: cpu%i " fmt,                  \
 526                        current->tgid, (vcpu)->vcpu_id , ## __VA_ARGS__); \
 527  } while(0)
 528
 529 #define kvm_printf(kvm, fmt ...) printk(KERN_DEBUG fmt)
 530 #define vcpu_printf(vcpu, fmt...) kvm_printf(vcpu->kvm, fmt)
 531
 532 int kvm_vcpu_init(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm *kvm, unsigned id);
 533 void kvm_vcpu_uninit(struct kvm_vcpu *vcpu);
 534
 535 int kvm_init_x86(struct kvm_x86_ops *ops, unsigned int vcpu_size,
 536                   struct module *module);
 537 void kvm_exit_x86(void);
 538
 539 int kvm_mmu_module_init(void);
 540 void kvm_mmu_module_exit(void);
 541
 542 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
 543 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
 544 int kvm_mmu_setup(struct kvm_vcpu *vcpu);
 545 void kvm_mmu_set_nonpresent_ptes(u64 trap_pte, u64 notrap_pte);
 546
 547 int kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
 548 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm, int slot);
 549 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
 550
 551 hpa_t gpa_to_hpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa);
 552 #define HPA_MSB ((sizeof(hpa_t) * 8) - 1)
 553 #define HPA_ERR_MASK ((hpa_t)1 << HPA_MSB)
 554 static inline int is_error_hpa(hpa_t hpa) { return hpa >> HPA_MSB; }
 555 hpa_t gva_to_hpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
 556 struct page *gva_to_page(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
 557
 558 extern hpa_t bad_page_address;
 559
 560 gfn_t unalias_gfn(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 561 struct page *gfn_to_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 562 int kvm_read_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, void *data, int offset,
 563                         int len);
 564 int kvm_read_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, void *data, unsigned long len);
 565 int kvm_write_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, const void *data,
 566                          int offset, int len);
 567 int kvm_write_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, const void *data,
 568                     unsigned long len);
 569 int kvm_clear_guest_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn, int offset, int len);
 570 int kvm_clear_guest(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, unsigned long len);
 571 struct kvm_memory_slot *gfn_to_memslot(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 572 void mark_page_dirty(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
 573
 574 enum emulation_result {
 575         EMULATE_DONE,       /* no further processing */
 576         EMULATE_DO_MMIO,      /* kvm_run filled with mmio request */
 577         EMULATE_FAIL,         /* can't emulate this instruction */
 578 };
 579
 580 int emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *run,
 581                         unsigned long cr2, u16 error_code, int no_decode);
 582 void kvm_report_emulation_failure(struct kvm_vcpu *cvpu, const char *context);
 583 void realmode_lgdt(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 size, unsigned long address);
 584 void realmode_lidt(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 size, unsigned long address);
 585 void realmode_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw,
 586                    unsigned long *rflags);
 587
 588 unsigned long realmode_get_cr(struct kvm_vcpu *vcpu, int cr);
 589 void realmode_set_cr(struct kvm_vcpu *vcpu, int cr, unsigned long value,
 590                      unsigned long *rflags);
 591 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 *data);
 592 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr_index, u64 data);
 593
 594 struct x86_emulate_ctxt;
 595
 596 int kvm_emulate_pio (struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *run, int in,
 597                      int size, unsigned port);
 598 int kvm_emulate_pio_string(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_run *run, int in,
 599                            int size, unsigned long count, int down,
 600                             gva_t address, int rep, unsigned port);
 601 void kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
 602 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
 603 int emulate_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t address);
 604 int emulate_clts(struct kvm_vcpu *vcpu);
 605 int emulator_get_dr(struct x86_emulate_ctxt* ctxt, int dr,
 606                     unsigned long *dest);
 607 int emulator_set_dr(struct x86_emulate_ctxt *ctxt, int dr,
 608                     unsigned long value);
 609
 610 void set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
 611 void set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
 612 void set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
 613 void set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
 614 unsigned long get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
 615 void lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
 616 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
 617
 618 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 *pdata);
 619 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 data);
 620
 621 void fx_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
 622
 623 void kvm_resched(struct kvm_vcpu *vcpu);
 624 void kvm_load_guest_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
 625 void kvm_put_guest_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
 626 void kvm_flush_remote_tlbs(struct kvm *kvm);
 627
 628 int emulator_read_std(unsigned long addr,
 629                       void *val,
 630                       unsigned int bytes,
 631                       struct kvm_vcpu *vcpu);
 632 int emulator_write_emulated(unsigned long addr,
 633                             const void *val,
 634                             unsigned int bytes,
 635                             struct kvm_vcpu *vcpu);
 636
 637 unsigned long segment_base(u16 selector);
 638
 639 void kvm_mmu_pte_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
 640                        const u8 *new, int bytes);
 641 int kvm_mmu_unprotect_page_virt(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
 642 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
 643 int kvm_mmu_load(struct kvm_vcpu *vcpu);
 644 void kvm_mmu_unload(struct kvm_vcpu *vcpu);
 645
 646 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
 647
 648 int kvm_fix_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
 649
 650 static inline void kvm_guest_enter(void)
 651 {
 652         current->flags |= PF_VCPU;
 653 }
 654
 655 static inline void kvm_guest_exit(void)
 656 {
 657         current->flags &= ~PF_VCPU;
 658 }
 659
 660 static inline int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
 661                                      u32 error_code)
 662 {
 663         return vcpu->mmu.page_fault(vcpu, gva, error_code);
 664 }
 665
 666 static inline void kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu)
 667 {
 668         if (unlikely(vcpu->kvm->n_free_mmu_pages < KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES))
 669                 __kvm_mmu_free_some_pages(vcpu);
 670 }
 671
 672 static inline int kvm_mmu_reload(struct kvm_vcpu *vcpu)
 673 {
 674         if (likely(vcpu->mmu.root_hpa != INVALID_PAGE))
 675                 return 0;
 676
 677         return kvm_mmu_load(vcpu);
 678 }
 679
 680 static inline int is_long_mode(struct kvm_vcpu *vcpu)
 681 {
 682 #ifdef CONFIG_X86_64
 683         return vcpu->shadow_efer & EFER_LME;
 684 #else
 685         return 0;
 686 #endif
 687 }
 688
 689 static inline int is_pae(struct kvm_vcpu *vcpu)
 690 {
 691         return vcpu->cr4 & X86_CR4_PAE;
 692 }
 693
 694 static inline int is_pse(struct kvm_vcpu *vcpu)
 695 {
 696         return vcpu->cr4 & X86_CR4_PSE;
 697 }
 698
 699 static inline int is_paging(struct kvm_vcpu *vcpu)
 700 {
 701         return vcpu->cr0 & X86_CR0_PG;
 702 }
 703
 704 static inline int memslot_id(struct kvm *kvm, struct kvm_memory_slot *slot)
 705 {
 706         return slot - kvm->memslots;
 707 }
 708
 709 static inline struct kvm_mmu_page *page_header(hpa_t shadow_page)
 710 {
 711         struct page *page = pfn_to_page(shadow_page >> PAGE_SHIFT);
 712
 713         return (struct kvm_mmu_page *)page_private(page);
 714 }
 715
 716 static inline u16 read_fs(void)
 717 {
 718         u16 seg;
 719         asm ("mov %%fs, %0" : "=g"(seg));
 720         return seg;
 721 }
 722
 723 static inline u16 read_gs(void)
 724 {
 725         u16 seg;
 726         asm ("mov %%gs, %0" : "=g"(seg));
 727         return seg;
 728 }
 729
 730 static inline u16 read_ldt(void)
 731 {
 732         u16 ldt;
 733         asm ("sldt %0" : "=g"(ldt));
 734         return ldt;
 735 }
 736
 737 static inline void load_fs(u16 sel)
 738 {
 739         asm ("mov %0, %%fs" : : "rm"(sel));
 740 }
 741
 742 static inline void load_gs(u16 sel)
 743 {
 744         asm ("mov %0, %%gs" : : "rm"(sel));
 745 }
 746
 747 #ifndef load_ldt
 748 static inline void load_ldt(u16 sel)
 749 {
 750         asm ("lldt %0" : : "rm"(sel));
 751 }
 752 #endif
 753
 754 static inline void get_idt(struct descriptor_table *table)
 755 {
 756         asm ("sidt %0" : "=m"(*table));
 757 }
 758
 759 static inline void get_gdt(struct descriptor_table *table)
 760 {
 761         asm ("sgdt %0" : "=m"(*table));
 762 }
 763
 764 static inline unsigned long read_tr_base(void)
 765 {
 766         u16 tr;
 767         asm ("str %0" : "=g"(tr));
 768         return segment_base(tr);
 769 }
 770
 771 #ifdef CONFIG_X86_64
 772 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
 773 {
 774         u64 value;
 775
 776         rdmsrl(msr, value);
 777         return value;
 778 }
 779 #endif
 780
 781 static inline void fx_save(struct i387_fxsave_struct *image)
 782 {
 783         asm ("fxsave (%0)":: "r" (image));
 784 }
 785
 786 static inline void fx_restore(struct i387_fxsave_struct *image)
 787 {
 788         asm ("fxrstor (%0)":: "r" (image));
 789 }
 790
 791 static inline void fpu_init(void)
 792 {
 793         asm ("finit");
 794 }
 795
 796 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
 797 {
 798         return 0x600; /* P6 family */
 799 }
 800
 801 #define ASM_VMX_VMCLEAR_RAX       ".byte 0x66, 0x0f, 0xc7, 0x30"
 802 #define ASM_VMX_VMLAUNCH          ".byte 0x0f, 0x01, 0xc2"
 803 #define ASM_VMX_VMRESUME          ".byte 0x0f, 0x01, 0xc3"
 804 #define ASM_VMX_VMPTRLD_RAX       ".byte 0x0f, 0xc7, 0x30"
 805 #define ASM_VMX_VMREAD_RDX_RAX    ".byte 0x0f, 0x78, 0xd0"
 806 #define ASM_VMX_VMWRITE_RAX_RDX   ".byte 0x0f, 0x79, 0xd0"
 807 #define ASM_VMX_VMWRITE_RSP_RDX   ".byte 0x0f, 0x79, 0xd4"
 808 #define ASM_VMX_VMXOFF            ".byte 0x0f, 0x01, 0xc4"
 809 #define ASM_VMX_VMXON_RAX         ".byte 0xf3, 0x0f, 0xc7, 0x30"
 810
 811 #define MSR_IA32_TIME_STAMP_COUNTER             0x010
 812
 813 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
 814 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
 815 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
 816 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
 817 #define RMODE_TSS_SIZE (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
 818
 819 #endif