KVM: x86/mmu: replace root_level with cpu_role.base.level
[linux-2.6-microblaze.git] / arch / x86 / include / asm / kvm_host.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
2 /*
3  * Kernel-based Virtual Machine driver for Linux
4  *
5  * This header defines architecture specific interfaces, x86 version
6  */
7
8 #ifndef _ASM_X86_KVM_HOST_H
9 #define _ASM_X86_KVM_HOST_H
10
11 #include <linux/types.h>
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/mmu_notifier.h>
14 #include <linux/tracepoint.h>
15 #include <linux/cpumask.h>
16 #include <linux/irq_work.h>
17 #include <linux/irq.h>
18 #include <linux/workqueue.h>
19
20 #include <linux/kvm.h>
21 #include <linux/kvm_para.h>
22 #include <linux/kvm_types.h>
23 #include <linux/perf_event.h>
24 #include <linux/pvclock_gtod.h>
25 #include <linux/clocksource.h>
26 #include <linux/irqbypass.h>
27 #include <linux/hyperv.h>
28
29 #include <asm/apic.h>
30 #include <asm/pvclock-abi.h>
31 #include <asm/desc.h>
32 #include <asm/mtrr.h>
33 #include <asm/msr-index.h>
34 #include <asm/asm.h>
35 #include <asm/kvm_page_track.h>
36 #include <asm/kvm_vcpu_regs.h>
37 #include <asm/hyperv-tlfs.h>
38
39 #define __KVM_HAVE_ARCH_VCPU_DEBUGFS
40
41 #define KVM_MAX_VCPUS 1024
42
43 /*
44  * In x86, the VCPU ID corresponds to the APIC ID, and APIC IDs
45  * might be larger than the actual number of VCPUs because the
46  * APIC ID encodes CPU topology information.
47  *
48  * In the worst case, we'll need less than one extra bit for the
49  * Core ID, and less than one extra bit for the Package (Die) ID,
50  * so ratio of 4 should be enough.
51  */
52 #define KVM_VCPU_ID_RATIO 4
53 #define KVM_MAX_VCPU_IDS (KVM_MAX_VCPUS * KVM_VCPU_ID_RATIO)
54
55 /* memory slots that are not exposed to userspace */
56 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 3
57
58 #define KVM_HALT_POLL_NS_DEFAULT 200000
59
60 #define KVM_IRQCHIP_NUM_PINS  KVM_IOAPIC_NUM_PINS
61
62 #define KVM_DIRTY_LOG_MANUAL_CAPS   (KVM_DIRTY_LOG_MANUAL_PROTECT_ENABLE | \
63                                         KVM_DIRTY_LOG_INITIALLY_SET)
64
65 #define KVM_BUS_LOCK_DETECTION_VALID_MODE       (KVM_BUS_LOCK_DETECTION_OFF | \
66                                                  KVM_BUS_LOCK_DETECTION_EXIT)
67
68 /* x86-specific vcpu->requests bit members */
69 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER           KVM_ARCH_REQ(0)
70 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS       KVM_ARCH_REQ(1)
71 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT            KVM_ARCH_REQ(2)
72 #define KVM_REQ_MMU_SYNC                KVM_ARCH_REQ(3)
73 #define KVM_REQ_CLOCK_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(4)
74 #define KVM_REQ_LOAD_MMU_PGD            KVM_ARCH_REQ(5)
75 #define KVM_REQ_EVENT                   KVM_ARCH_REQ(6)
76 #define KVM_REQ_APF_HALT                KVM_ARCH_REQ(7)
77 #define KVM_REQ_STEAL_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(8)
78 #define KVM_REQ_NMI                     KVM_ARCH_REQ(9)
79 #define KVM_REQ_PMU                     KVM_ARCH_REQ(10)
80 #define KVM_REQ_PMI                     KVM_ARCH_REQ(11)
81 #define KVM_REQ_SMI                     KVM_ARCH_REQ(12)
82 #define KVM_REQ_MASTERCLOCK_UPDATE      KVM_ARCH_REQ(13)
83 #define KVM_REQ_MCLOCK_INPROGRESS \
84         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(14, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
85 #define KVM_REQ_SCAN_IOAPIC \
86         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(15, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
87 #define KVM_REQ_GLOBAL_CLOCK_UPDATE     KVM_ARCH_REQ(16)
88 #define KVM_REQ_APIC_PAGE_RELOAD \
89         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(17, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
90 #define KVM_REQ_HV_CRASH                KVM_ARCH_REQ(18)
91 #define KVM_REQ_IOAPIC_EOI_EXIT         KVM_ARCH_REQ(19)
92 #define KVM_REQ_HV_RESET                KVM_ARCH_REQ(20)
93 #define KVM_REQ_HV_EXIT                 KVM_ARCH_REQ(21)
94 #define KVM_REQ_HV_STIMER               KVM_ARCH_REQ(22)
95 #define KVM_REQ_LOAD_EOI_EXITMAP        KVM_ARCH_REQ(23)
96 #define KVM_REQ_GET_NESTED_STATE_PAGES  KVM_ARCH_REQ(24)
97 #define KVM_REQ_APICV_UPDATE \
98         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(25, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
99 #define KVM_REQ_TLB_FLUSH_CURRENT       KVM_ARCH_REQ(26)
100 #define KVM_REQ_TLB_FLUSH_GUEST \
101         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(27, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
102 #define KVM_REQ_APF_READY               KVM_ARCH_REQ(28)
103 #define KVM_REQ_MSR_FILTER_CHANGED      KVM_ARCH_REQ(29)
104 #define KVM_REQ_UPDATE_CPU_DIRTY_LOGGING \
105         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(30, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
106 #define KVM_REQ_MMU_FREE_OBSOLETE_ROOTS \
107         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(31, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
108
109 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
110         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
111                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
112                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
113
114 #define CR4_RESERVED_BITS                                               \
115         (~(unsigned long)(X86_CR4_VME | X86_CR4_PVI | X86_CR4_TSD | X86_CR4_DE\
116                           | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_MCE     \
117                           | X86_CR4_PGE | X86_CR4_PCE | X86_CR4_OSFXSR | X86_CR4_PCIDE \
118                           | X86_CR4_OSXSAVE | X86_CR4_SMEP | X86_CR4_FSGSBASE \
119                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_LA57 | X86_CR4_VMXE \
120                           | X86_CR4_SMAP | X86_CR4_PKE | X86_CR4_UMIP))
121
122 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
123
124
125
126 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
127 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
128
129 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
130 #define INVALID_GPA (~(gpa_t)0)
131
132 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
133 #define KVM_MAX_HUGEPAGE_LEVEL  PG_LEVEL_1G
134 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       (KVM_MAX_HUGEPAGE_LEVEL - PG_LEVEL_4K + 1)
135 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
136 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
137 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
138 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
139 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
140
141 #define KVM_MEMSLOT_PAGES_TO_MMU_PAGES_RATIO 50
142 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64UL
143 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 12
144 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
145 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
146 #define KVM_REFILL_PAGES 25
147 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 256
148 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
149 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
150
151 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
152
153 enum kvm_reg {
154         VCPU_REGS_RAX = __VCPU_REGS_RAX,
155         VCPU_REGS_RCX = __VCPU_REGS_RCX,
156         VCPU_REGS_RDX = __VCPU_REGS_RDX,
157         VCPU_REGS_RBX = __VCPU_REGS_RBX,
158         VCPU_REGS_RSP = __VCPU_REGS_RSP,
159         VCPU_REGS_RBP = __VCPU_REGS_RBP,
160         VCPU_REGS_RSI = __VCPU_REGS_RSI,
161         VCPU_REGS_RDI = __VCPU_REGS_RDI,
162 #ifdef CONFIG_X86_64
163         VCPU_REGS_R8  = __VCPU_REGS_R8,
164         VCPU_REGS_R9  = __VCPU_REGS_R9,
165         VCPU_REGS_R10 = __VCPU_REGS_R10,
166         VCPU_REGS_R11 = __VCPU_REGS_R11,
167         VCPU_REGS_R12 = __VCPU_REGS_R12,
168         VCPU_REGS_R13 = __VCPU_REGS_R13,
169         VCPU_REGS_R14 = __VCPU_REGS_R14,
170         VCPU_REGS_R15 = __VCPU_REGS_R15,
171 #endif
172         VCPU_REGS_RIP,
173         NR_VCPU_REGS,
174
175         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
176         VCPU_EXREG_CR0,
177         VCPU_EXREG_CR3,
178         VCPU_EXREG_CR4,
179         VCPU_EXREG_RFLAGS,
180         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
181         VCPU_EXREG_EXIT_INFO_1,
182         VCPU_EXREG_EXIT_INFO_2,
183 };
184
185 enum {
186         VCPU_SREG_ES,
187         VCPU_SREG_CS,
188         VCPU_SREG_SS,
189         VCPU_SREG_DS,
190         VCPU_SREG_FS,
191         VCPU_SREG_GS,
192         VCPU_SREG_TR,
193         VCPU_SREG_LDTR,
194 };
195
196 enum exit_fastpath_completion {
197         EXIT_FASTPATH_NONE,
198         EXIT_FASTPATH_REENTER_GUEST,
199         EXIT_FASTPATH_EXIT_HANDLED,
200 };
201 typedef enum exit_fastpath_completion fastpath_t;
202
203 struct x86_emulate_ctxt;
204 struct x86_exception;
205 enum x86_intercept;
206 enum x86_intercept_stage;
207
208 #define KVM_NR_DB_REGS  4
209
210 #define DR6_BUS_LOCK   (1 << 11)
211 #define DR6_BD          (1 << 13)
212 #define DR6_BS          (1 << 14)
213 #define DR6_BT          (1 << 15)
214 #define DR6_RTM         (1 << 16)
215 /*
216  * DR6_ACTIVE_LOW combines fixed-1 and active-low bits.
217  * We can regard all the bits in DR6_FIXED_1 as active_low bits;
218  * they will never be 0 for now, but when they are defined
219  * in the future it will require no code change.
220  *
221  * DR6_ACTIVE_LOW is also used as the init/reset value for DR6.
222  */
223 #define DR6_ACTIVE_LOW  0xffff0ff0
224 #define DR6_VOLATILE    0x0001e80f
225 #define DR6_FIXED_1     (DR6_ACTIVE_LOW & ~DR6_VOLATILE)
226
227 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
228 #define DR7_GE          (1 << 9)
229 #define DR7_GD          (1 << 13)
230 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
231 #define DR7_VOLATILE    0xffff2bff
232
233 #define KVM_GUESTDBG_VALID_MASK \
234         (KVM_GUESTDBG_ENABLE | \
235         KVM_GUESTDBG_SINGLESTEP | \
236         KVM_GUESTDBG_USE_HW_BP | \
237         KVM_GUESTDBG_USE_SW_BP | \
238         KVM_GUESTDBG_INJECT_BP | \
239         KVM_GUESTDBG_INJECT_DB | \
240         KVM_GUESTDBG_BLOCKIRQ)
241
242
243 #define PFERR_PRESENT_BIT 0
244 #define PFERR_WRITE_BIT 1
245 #define PFERR_USER_BIT 2
246 #define PFERR_RSVD_BIT 3
247 #define PFERR_FETCH_BIT 4
248 #define PFERR_PK_BIT 5
249 #define PFERR_SGX_BIT 15
250 #define PFERR_GUEST_FINAL_BIT 32
251 #define PFERR_GUEST_PAGE_BIT 33
252 #define PFERR_IMPLICIT_ACCESS_BIT 48
253
254 #define PFERR_PRESENT_MASK (1U << PFERR_PRESENT_BIT)
255 #define PFERR_WRITE_MASK (1U << PFERR_WRITE_BIT)
256 #define PFERR_USER_MASK (1U << PFERR_USER_BIT)
257 #define PFERR_RSVD_MASK (1U << PFERR_RSVD_BIT)
258 #define PFERR_FETCH_MASK (1U << PFERR_FETCH_BIT)
259 #define PFERR_PK_MASK (1U << PFERR_PK_BIT)
260 #define PFERR_SGX_MASK (1U << PFERR_SGX_BIT)
261 #define PFERR_GUEST_FINAL_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_FINAL_BIT)
262 #define PFERR_GUEST_PAGE_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_PAGE_BIT)
263 #define PFERR_IMPLICIT_ACCESS (1ULL << PFERR_IMPLICIT_ACCESS_BIT)
264
265 #define PFERR_NESTED_GUEST_PAGE (PFERR_GUEST_PAGE_MASK |        \
266                                  PFERR_WRITE_MASK |             \
267                                  PFERR_PRESENT_MASK)
268
269 /* apic attention bits */
270 #define KVM_APIC_CHECK_VAPIC    0
271 /*
272  * The following bit is set with PV-EOI, unset on EOI.
273  * We detect PV-EOI changes by guest by comparing
274  * this bit with PV-EOI in guest memory.
275  * See the implementation in apic_update_pv_eoi.
276  */
277 #define KVM_APIC_PV_EOI_PENDING 1
278
279 struct kvm_kernel_irq_routing_entry;
280
281 /*
282  * kvm_mmu_page_role tracks the properties of a shadow page (where shadow page
283  * also includes TDP pages) to determine whether or not a page can be used in
284  * the given MMU context.  This is a subset of the overall kvm_cpu_role to
285  * minimize the size of kvm_memory_slot.arch.gfn_track, i.e. allows allocating
286  * 2 bytes per gfn instead of 4 bytes per gfn.
287  *
288  * Indirect upper-level shadow pages are tracked for write-protection via
289  * gfn_track.  As above, gfn_track is a 16 bit counter, so KVM must not create
290  * more than 2^16-1 upper-level shadow pages at a single gfn, otherwise
291  * gfn_track will overflow and explosions will ensure.
292  *
293  * A unique shadow page (SP) for a gfn is created if and only if an existing SP
294  * cannot be reused.  The ability to reuse a SP is tracked by its role, which
295  * incorporates various mode bits and properties of the SP.  Roughly speaking,
296  * the number of unique SPs that can theoretically be created is 2^n, where n
297  * is the number of bits that are used to compute the role.
298  *
299  * But, even though there are 19 bits in the mask below, not all combinations
300  * of modes and flags are possible:
301  *
302  *   - invalid shadow pages are not accounted, so the bits are effectively 18
303  *
304  *   - quadrant will only be used if has_4_byte_gpte=1 (non-PAE paging);
305  *     execonly and ad_disabled are only used for nested EPT which has
306  *     has_4_byte_gpte=0.  Therefore, 2 bits are always unused.
307  *
308  *   - the 4 bits of level are effectively limited to the values 2/3/4/5,
309  *     as 4k SPs are not tracked (allowed to go unsync).  In addition non-PAE
310  *     paging has exactly one upper level, making level completely redundant
311  *     when has_4_byte_gpte=1.
312  *
313  *   - on top of this, smep_andnot_wp and smap_andnot_wp are only set if
314  *     cr0_wp=0, therefore these three bits only give rise to 5 possibilities.
315  *
316  * Therefore, the maximum number of possible upper-level shadow pages for a
317  * single gfn is a bit less than 2^13.
318  */
319 union kvm_mmu_page_role {
320         u32 word;
321         struct {
322                 unsigned level:4;
323                 unsigned has_4_byte_gpte:1;
324                 unsigned quadrant:2;
325                 unsigned direct:1;
326                 unsigned access:3;
327                 unsigned invalid:1;
328                 unsigned efer_nx:1;
329                 unsigned cr0_wp:1;
330                 unsigned smep_andnot_wp:1;
331                 unsigned smap_andnot_wp:1;
332                 unsigned ad_disabled:1;
333                 unsigned guest_mode:1;
334                 unsigned :6;
335
336                 /*
337                  * This is left at the top of the word so that
338                  * kvm_memslots_for_spte_role can extract it with a
339                  * simple shift.  While there is room, give it a whole
340                  * byte so it is also faster to load it from memory.
341                  */
342                 unsigned smm:8;
343         };
344 };
345
346 /*
347  * kvm_mmu_extended_role complements kvm_mmu_page_role, tracking properties
348  * relevant to the current MMU configuration.   When loading CR0, CR4, or EFER,
349  * including on nested transitions, if nothing in the full role changes then
350  * MMU re-configuration can be skipped. @valid bit is set on first usage so we
351  * don't treat all-zero structure as valid data.
352  *
353  * The properties that are tracked in the extended role but not the page role
354  * are for things that either (a) do not affect the validity of the shadow page
355  * or (b) are indirectly reflected in the shadow page's role.  For example,
356  * CR4.PKE only affects permission checks for software walks of the guest page
357  * tables (because KVM doesn't support Protection Keys with shadow paging), and
358  * CR0.PG, CR4.PAE, and CR4.PSE are indirectly reflected in role.level.
359  *
360  * Note, SMEP and SMAP are not redundant with sm*p_andnot_wp in the page role.
361  * If CR0.WP=1, KVM can reuse shadow pages for the guest regardless of SMEP and
362  * SMAP, but the MMU's permission checks for software walks need to be SMEP and
363  * SMAP aware regardless of CR0.WP.
364  */
365 union kvm_mmu_extended_role {
366         u32 word;
367         struct {
368                 unsigned int valid:1;
369                 unsigned int execonly:1;
370                 unsigned int cr4_pse:1;
371                 unsigned int cr4_pke:1;
372                 unsigned int cr4_smap:1;
373                 unsigned int cr4_smep:1;
374                 unsigned int cr4_la57:1;
375                 unsigned int efer_lma:1;
376         };
377 };
378
379 union kvm_cpu_role {
380         u64 as_u64;
381         struct {
382                 union kvm_mmu_page_role base;
383                 union kvm_mmu_extended_role ext;
384         };
385 };
386
387 struct kvm_rmap_head {
388         unsigned long val;
389 };
390
391 struct kvm_pio_request {
392         unsigned long linear_rip;
393         unsigned long count;
394         int in;
395         int port;
396         int size;
397 };
398
399 #define PT64_ROOT_MAX_LEVEL 5
400
401 struct rsvd_bits_validate {
402         u64 rsvd_bits_mask[2][PT64_ROOT_MAX_LEVEL];
403         u64 bad_mt_xwr;
404 };
405
406 struct kvm_mmu_root_info {
407         gpa_t pgd;
408         hpa_t hpa;
409 };
410
411 #define KVM_MMU_ROOT_INFO_INVALID \
412         ((struct kvm_mmu_root_info) { .pgd = INVALID_PAGE, .hpa = INVALID_PAGE })
413
414 #define KVM_MMU_NUM_PREV_ROOTS 3
415
416 #define KVM_HAVE_MMU_RWLOCK
417
418 struct kvm_mmu_page;
419 struct kvm_page_fault;
420
421 /*
422  * x86 supports 4 paging modes (5-level 64-bit, 4-level 64-bit, 3-level 32-bit,
423  * and 2-level 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the
424  * current mmu mode.
425  */
426 struct kvm_mmu {
427         unsigned long (*get_guest_pgd)(struct kvm_vcpu *vcpu);
428         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
429         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_page_fault *fault);
430         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
431                                   struct x86_exception *fault);
432         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
433                             gpa_t gva_or_gpa, u64 access,
434                             struct x86_exception *exception);
435         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
436                          struct kvm_mmu_page *sp);
437         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, hpa_t root_hpa);
438         struct kvm_mmu_root_info root;
439         union kvm_cpu_role cpu_role;
440         union kvm_mmu_page_role root_role;
441         bool direct_map;
442
443         /*
444         * The pkru_mask indicates if protection key checks are needed.  It
445         * consists of 16 domains indexed by page fault error code bits [4:1],
446         * with PFEC.RSVD replaced by ACC_USER_MASK from the page tables.
447         * Each domain has 2 bits which are ANDed with AD and WD from PKRU.
448         */
449         u32 pkru_mask;
450
451         struct kvm_mmu_root_info prev_roots[KVM_MMU_NUM_PREV_ROOTS];
452
453         /*
454          * Bitmap; bit set = permission fault
455          * Byte index: page fault error code [4:1]
456          * Bit index: pte permissions in ACC_* format
457          */
458         u8 permissions[16];
459
460         u64 *pae_root;
461         u64 *pml4_root;
462         u64 *pml5_root;
463
464         /*
465          * check zero bits on shadow page table entries, these
466          * bits include not only hardware reserved bits but also
467          * the bits spte never used.
468          */
469         struct rsvd_bits_validate shadow_zero_check;
470
471         struct rsvd_bits_validate guest_rsvd_check;
472
473         u64 pdptrs[4]; /* pae */
474 };
475
476 struct kvm_tlb_range {
477         u64 start_gfn;
478         u64 pages;
479 };
480
481 enum pmc_type {
482         KVM_PMC_GP = 0,
483         KVM_PMC_FIXED,
484 };
485
486 struct kvm_pmc {
487         enum pmc_type type;
488         u8 idx;
489         u64 counter;
490         u64 eventsel;
491         struct perf_event *perf_event;
492         struct kvm_vcpu *vcpu;
493         /*
494          * eventsel value for general purpose counters,
495          * ctrl value for fixed counters.
496          */
497         u64 current_config;
498         bool is_paused;
499         bool intr;
500 };
501
502 #define KVM_PMC_MAX_FIXED       3
503 struct kvm_pmu {
504         unsigned nr_arch_gp_counters;
505         unsigned nr_arch_fixed_counters;
506         unsigned available_event_types;
507         u64 fixed_ctr_ctrl;
508         u64 global_ctrl;
509         u64 global_status;
510         u64 counter_bitmask[2];
511         u64 global_ctrl_mask;
512         u64 global_ovf_ctrl_mask;
513         u64 reserved_bits;
514         u64 raw_event_mask;
515         u8 version;
516         struct kvm_pmc gp_counters[INTEL_PMC_MAX_GENERIC];
517         struct kvm_pmc fixed_counters[KVM_PMC_MAX_FIXED];
518         struct irq_work irq_work;
519         DECLARE_BITMAP(reprogram_pmi, X86_PMC_IDX_MAX);
520         DECLARE_BITMAP(all_valid_pmc_idx, X86_PMC_IDX_MAX);
521         DECLARE_BITMAP(pmc_in_use, X86_PMC_IDX_MAX);
522
523         /*
524          * The gate to release perf_events not marked in
525          * pmc_in_use only once in a vcpu time slice.
526          */
527         bool need_cleanup;
528
529         /*
530          * The total number of programmed perf_events and it helps to avoid
531          * redundant check before cleanup if guest don't use vPMU at all.
532          */
533         u8 event_count;
534 };
535
536 struct kvm_pmu_ops;
537
538 enum {
539         KVM_DEBUGREG_BP_ENABLED = 1,
540         KVM_DEBUGREG_WONT_EXIT = 2,
541 };
542
543 struct kvm_mtrr_range {
544         u64 base;
545         u64 mask;
546         struct list_head node;
547 };
548
549 struct kvm_mtrr {
550         struct kvm_mtrr_range var_ranges[KVM_NR_VAR_MTRR];
551         mtrr_type fixed_ranges[KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION];
552         u64 deftype;
553
554         struct list_head head;
555 };
556
557 /* Hyper-V SynIC timer */
558 struct kvm_vcpu_hv_stimer {
559         struct hrtimer timer;
560         int index;
561         union hv_stimer_config config;
562         u64 count;
563         u64 exp_time;
564         struct hv_message msg;
565         bool msg_pending;
566 };
567
568 /* Hyper-V synthetic interrupt controller (SynIC)*/
569 struct kvm_vcpu_hv_synic {
570         u64 version;
571         u64 control;
572         u64 msg_page;
573         u64 evt_page;
574         atomic64_t sint[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
575         atomic_t sint_to_gsi[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
576         DECLARE_BITMAP(auto_eoi_bitmap, 256);
577         DECLARE_BITMAP(vec_bitmap, 256);
578         bool active;
579         bool dont_zero_synic_pages;
580 };
581
582 /* Hyper-V per vcpu emulation context */
583 struct kvm_vcpu_hv {
584         struct kvm_vcpu *vcpu;
585         u32 vp_index;
586         u64 hv_vapic;
587         s64 runtime_offset;
588         struct kvm_vcpu_hv_synic synic;
589         struct kvm_hyperv_exit exit;
590         struct kvm_vcpu_hv_stimer stimer[HV_SYNIC_STIMER_COUNT];
591         DECLARE_BITMAP(stimer_pending_bitmap, HV_SYNIC_STIMER_COUNT);
592         bool enforce_cpuid;
593         struct {
594                 u32 features_eax; /* HYPERV_CPUID_FEATURES.EAX */
595                 u32 features_ebx; /* HYPERV_CPUID_FEATURES.EBX */
596                 u32 features_edx; /* HYPERV_CPUID_FEATURES.EDX */
597                 u32 enlightenments_eax; /* HYPERV_CPUID_ENLIGHTMENT_INFO.EAX */
598                 u32 enlightenments_ebx; /* HYPERV_CPUID_ENLIGHTMENT_INFO.EBX */
599                 u32 syndbg_cap_eax; /* HYPERV_CPUID_SYNDBG_PLATFORM_CAPABILITIES.EAX */
600         } cpuid_cache;
601 };
602
603 /* Xen HVM per vcpu emulation context */
604 struct kvm_vcpu_xen {
605         u64 hypercall_rip;
606         u32 current_runstate;
607         u8 upcall_vector;
608         struct gfn_to_pfn_cache vcpu_info_cache;
609         struct gfn_to_pfn_cache vcpu_time_info_cache;
610         struct gfn_to_pfn_cache runstate_cache;
611         u64 last_steal;
612         u64 runstate_entry_time;
613         u64 runstate_times[4];
614         unsigned long evtchn_pending_sel;
615         u32 vcpu_id; /* The Xen / ACPI vCPU ID */
616         u32 timer_virq;
617         u64 timer_expires; /* In guest epoch */
618         atomic_t timer_pending;
619         struct hrtimer timer;
620         int poll_evtchn;
621         struct timer_list poll_timer;
622 };
623
624 struct kvm_vcpu_arch {
625         /*
626          * rip and regs accesses must go through
627          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
628          */
629         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
630         u32 regs_avail;
631         u32 regs_dirty;
632
633         unsigned long cr0;
634         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
635         unsigned long cr2;
636         unsigned long cr3;
637         unsigned long cr4;
638         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
639         unsigned long cr4_guest_rsvd_bits;
640         unsigned long cr8;
641         u32 host_pkru;
642         u32 pkru;
643         u32 hflags;
644         u64 efer;
645         u64 apic_base;
646         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
647         bool apicv_active;
648         bool load_eoi_exitmap_pending;
649         DECLARE_BITMAP(ioapic_handled_vectors, 256);
650         unsigned long apic_attention;
651         int32_t apic_arb_prio;
652         int mp_state;
653         u64 ia32_misc_enable_msr;
654         u64 smbase;
655         u64 smi_count;
656         bool tpr_access_reporting;
657         bool xsaves_enabled;
658         bool xfd_no_write_intercept;
659         u64 ia32_xss;
660         u64 microcode_version;
661         u64 arch_capabilities;
662         u64 perf_capabilities;
663
664         /*
665          * Paging state of the vcpu
666          *
667          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
668          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
669          * handle faults.
670          */
671         struct kvm_mmu *mmu;
672
673         /* Non-nested MMU for L1 */
674         struct kvm_mmu root_mmu;
675
676         /* L1 MMU when running nested */
677         struct kvm_mmu guest_mmu;
678
679         /*
680          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
681          *
682          * This context will save all necessary information to walk page tables
683          * of an L2 guest. This context is only initialized for page table
684          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
685          * the host.
686          */
687         struct kvm_mmu nested_mmu;
688
689         /*
690          * Pointer to the mmu context currently used for
691          * gva_to_gpa translations.
692          */
693         struct kvm_mmu *walk_mmu;
694
695         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
696         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_shadow_page_cache;
697         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_gfn_array_cache;
698         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
699
700         /*
701          * QEMU userspace and the guest each have their own FPU state.
702          * In vcpu_run, we switch between the user and guest FPU contexts.
703          * While running a VCPU, the VCPU thread will have the guest FPU
704          * context.
705          *
706          * Note that while the PKRU state lives inside the fpu registers,
707          * it is switched out separately at VMENTER and VMEXIT time. The
708          * "guest_fpstate" state here contains the guest FPU context, with the
709          * host PRKU bits.
710          */
711         struct fpu_guest guest_fpu;
712
713         u64 xcr0;
714
715         struct kvm_pio_request pio;
716         void *pio_data;
717         void *sev_pio_data;
718         unsigned sev_pio_count;
719
720         u8 event_exit_inst_len;
721
722         struct kvm_queued_exception {
723                 bool pending;
724                 bool injected;
725                 bool has_error_code;
726                 u8 nr;
727                 u32 error_code;
728                 unsigned long payload;
729                 bool has_payload;
730                 u8 nested_apf;
731         } exception;
732
733         struct kvm_queued_interrupt {
734                 bool injected;
735                 bool soft;
736                 u8 nr;
737         } interrupt;
738
739         int halt_request; /* real mode on Intel only */
740
741         int cpuid_nent;
742         struct kvm_cpuid_entry2 *cpuid_entries;
743         u32 kvm_cpuid_base;
744
745         u64 reserved_gpa_bits;
746         int maxphyaddr;
747
748         /* emulate context */
749
750         struct x86_emulate_ctxt *emulate_ctxt;
751         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
752         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
753         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
754
755         gpa_t time;
756         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
757         unsigned int hw_tsc_khz;
758         struct gfn_to_pfn_cache pv_time;
759         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
760         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
761
762         struct {
763                 u8 preempted;
764                 u64 msr_val;
765                 u64 last_steal;
766                 struct gfn_to_hva_cache cache;
767         } st;
768
769         u64 l1_tsc_offset;
770         u64 tsc_offset; /* current tsc offset */
771         u64 last_guest_tsc;
772         u64 last_host_tsc;
773         u64 tsc_offset_adjustment;
774         u64 this_tsc_nsec;
775         u64 this_tsc_write;
776         u64 this_tsc_generation;
777         bool tsc_catchup;
778         bool tsc_always_catchup;
779         s8 virtual_tsc_shift;
780         u32 virtual_tsc_mult;
781         u32 virtual_tsc_khz;
782         s64 ia32_tsc_adjust_msr;
783         u64 msr_ia32_power_ctl;
784         u64 l1_tsc_scaling_ratio;
785         u64 tsc_scaling_ratio; /* current scaling ratio */
786
787         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
788         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
789         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
790         bool smi_pending;    /* SMI queued after currently running handler */
791         u8 handling_intr_from_guest;
792
793         struct kvm_mtrr mtrr_state;
794         u64 pat;
795
796         unsigned switch_db_regs;
797         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
798         unsigned long dr6;
799         unsigned long dr7;
800         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
801         unsigned long guest_debug_dr7;
802         u64 msr_platform_info;
803         u64 msr_misc_features_enables;
804
805         u64 mcg_cap;
806         u64 mcg_status;
807         u64 mcg_ctl;
808         u64 mcg_ext_ctl;
809         u64 *mce_banks;
810
811         /* Cache MMIO info */
812         u64 mmio_gva;
813         unsigned mmio_access;
814         gfn_t mmio_gfn;
815         u64 mmio_gen;
816
817         struct kvm_pmu pmu;
818
819         /* used for guest single stepping over the given code position */
820         unsigned long singlestep_rip;
821
822         bool hyperv_enabled;
823         struct kvm_vcpu_hv *hyperv;
824         struct kvm_vcpu_xen xen;
825
826         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
827
828         unsigned long last_retry_eip;
829         unsigned long last_retry_addr;
830
831         struct {
832                 bool halted;
833                 gfn_t gfns[ASYNC_PF_PER_VCPU];
834                 struct gfn_to_hva_cache data;
835                 u64 msr_en_val; /* MSR_KVM_ASYNC_PF_EN */
836                 u64 msr_int_val; /* MSR_KVM_ASYNC_PF_INT */
837                 u16 vec;
838                 u32 id;
839                 bool send_user_only;
840                 u32 host_apf_flags;
841                 unsigned long nested_apf_token;
842                 bool delivery_as_pf_vmexit;
843                 bool pageready_pending;
844         } apf;
845
846         /* OSVW MSRs (AMD only) */
847         struct {
848                 u64 length;
849                 u64 status;
850         } osvw;
851
852         struct {
853                 u64 msr_val;
854                 struct gfn_to_hva_cache data;
855         } pv_eoi;
856
857         u64 msr_kvm_poll_control;
858
859         /*
860          * Indicates the guest is trying to write a gfn that contains one or
861          * more of the PTEs used to translate the write itself, i.e. the access
862          * is changing its own translation in the guest page tables.  KVM exits
863          * to userspace if emulation of the faulting instruction fails and this
864          * flag is set, as KVM cannot make forward progress.
865          *
866          * If emulation fails for a write to guest page tables, KVM unprotects
867          * (zaps) the shadow page for the target gfn and resumes the guest to
868          * retry the non-emulatable instruction (on hardware).  Unprotecting the
869          * gfn doesn't allow forward progress for a self-changing access because
870          * doing so also zaps the translation for the gfn, i.e. retrying the
871          * instruction will hit a !PRESENT fault, which results in a new shadow
872          * page and sends KVM back to square one.
873          */
874         bool write_fault_to_shadow_pgtable;
875
876         /* set at EPT violation at this point */
877         unsigned long exit_qualification;
878
879         /* pv related host specific info */
880         struct {
881                 bool pv_unhalted;
882         } pv;
883
884         int pending_ioapic_eoi;
885         int pending_external_vector;
886
887         /* be preempted when it's in kernel-mode(cpl=0) */
888         bool preempted_in_kernel;
889
890         /* Flush the L1 Data cache for L1TF mitigation on VMENTER */
891         bool l1tf_flush_l1d;
892
893         /* Host CPU on which VM-entry was most recently attempted */
894         int last_vmentry_cpu;
895
896         /* AMD MSRC001_0015 Hardware Configuration */
897         u64 msr_hwcr;
898
899         /* pv related cpuid info */
900         struct {
901                 /*
902                  * value of the eax register in the KVM_CPUID_FEATURES CPUID
903                  * leaf.
904                  */
905                 u32 features;
906
907                 /*
908                  * indicates whether pv emulation should be disabled if features
909                  * are not present in the guest's cpuid
910                  */
911                 bool enforce;
912         } pv_cpuid;
913
914         /* Protected Guests */
915         bool guest_state_protected;
916
917         /*
918          * Set when PDPTS were loaded directly by the userspace without
919          * reading the guest memory
920          */
921         bool pdptrs_from_userspace;
922
923 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
924         hpa_t hv_root_tdp;
925 #endif
926 };
927
928 struct kvm_lpage_info {
929         int disallow_lpage;
930 };
931
932 struct kvm_arch_memory_slot {
933         struct kvm_rmap_head *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
934         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
935         unsigned short *gfn_track[KVM_PAGE_TRACK_MAX];
936 };
937
938 /*
939  * We use as the mode the number of bits allocated in the LDR for the
940  * logical processor ID.  It happens that these are all powers of two.
941  * This makes it is very easy to detect cases where the APICs are
942  * configured for multiple modes; in that case, we cannot use the map and
943  * hence cannot use kvm_irq_delivery_to_apic_fast either.
944  */
945 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_CLUSTER          4
946 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_FLAT             8
947 #define KVM_APIC_MODE_X2APIC                16
948
949 struct kvm_apic_map {
950         struct rcu_head rcu;
951         u8 mode;
952         u32 max_apic_id;
953         union {
954                 struct kvm_lapic *xapic_flat_map[8];
955                 struct kvm_lapic *xapic_cluster_map[16][4];
956         };
957         struct kvm_lapic *phys_map[];
958 };
959
960 /* Hyper-V synthetic debugger (SynDbg)*/
961 struct kvm_hv_syndbg {
962         struct {
963                 u64 control;
964                 u64 status;
965                 u64 send_page;
966                 u64 recv_page;
967                 u64 pending_page;
968         } control;
969         u64 options;
970 };
971
972 /* Current state of Hyper-V TSC page clocksource */
973 enum hv_tsc_page_status {
974         /* TSC page was not set up or disabled */
975         HV_TSC_PAGE_UNSET = 0,
976         /* TSC page MSR was written by the guest, update pending */
977         HV_TSC_PAGE_GUEST_CHANGED,
978         /* TSC page update was triggered from the host side */
979         HV_TSC_PAGE_HOST_CHANGED,
980         /* TSC page was properly set up and is currently active  */
981         HV_TSC_PAGE_SET,
982         /* TSC page was set up with an inaccessible GPA */
983         HV_TSC_PAGE_BROKEN,
984 };
985
986 /* Hyper-V emulation context */
987 struct kvm_hv {
988         struct mutex hv_lock;
989         u64 hv_guest_os_id;
990         u64 hv_hypercall;
991         u64 hv_tsc_page;
992         enum hv_tsc_page_status hv_tsc_page_status;
993
994         /* Hyper-v based guest crash (NT kernel bugcheck) parameters */
995         u64 hv_crash_param[HV_X64_MSR_CRASH_PARAMS];
996         u64 hv_crash_ctl;
997
998         struct ms_hyperv_tsc_page tsc_ref;
999
1000         struct idr conn_to_evt;
1001
1002         u64 hv_reenlightenment_control;
1003         u64 hv_tsc_emulation_control;
1004         u64 hv_tsc_emulation_status;
1005
1006         /* How many vCPUs have VP index != vCPU index */
1007         atomic_t num_mismatched_vp_indexes;
1008
1009         /*
1010          * How many SynICs use 'AutoEOI' feature
1011          * (protected by arch.apicv_update_lock)
1012          */
1013         unsigned int synic_auto_eoi_used;
1014
1015         struct hv_partition_assist_pg *hv_pa_pg;
1016         struct kvm_hv_syndbg hv_syndbg;
1017 };
1018
1019 struct msr_bitmap_range {
1020         u32 flags;
1021         u32 nmsrs;
1022         u32 base;
1023         unsigned long *bitmap;
1024 };
1025
1026 /* Xen emulation context */
1027 struct kvm_xen {
1028         u32 xen_version;
1029         bool long_mode;
1030         u8 upcall_vector;
1031         struct gfn_to_pfn_cache shinfo_cache;
1032         struct idr evtchn_ports;
1033         unsigned long poll_mask[BITS_TO_LONGS(KVM_MAX_VCPUS)];
1034 };
1035
1036 enum kvm_irqchip_mode {
1037         KVM_IRQCHIP_NONE,
1038         KVM_IRQCHIP_KERNEL,       /* created with KVM_CREATE_IRQCHIP */
1039         KVM_IRQCHIP_SPLIT,        /* created with KVM_CAP_SPLIT_IRQCHIP */
1040 };
1041
1042 struct kvm_x86_msr_filter {
1043         u8 count;
1044         bool default_allow:1;
1045         struct msr_bitmap_range ranges[16];
1046 };
1047
1048 enum kvm_apicv_inhibit {
1049         APICV_INHIBIT_REASON_DISABLE,
1050         APICV_INHIBIT_REASON_HYPERV,
1051         APICV_INHIBIT_REASON_NESTED,
1052         APICV_INHIBIT_REASON_IRQWIN,
1053         APICV_INHIBIT_REASON_PIT_REINJ,
1054         APICV_INHIBIT_REASON_X2APIC,
1055         APICV_INHIBIT_REASON_BLOCKIRQ,
1056         APICV_INHIBIT_REASON_ABSENT,
1057         APICV_INHIBIT_REASON_SEV,
1058 };
1059
1060 struct kvm_arch {
1061         unsigned long n_used_mmu_pages;
1062         unsigned long n_requested_mmu_pages;
1063         unsigned long n_max_mmu_pages;
1064         unsigned int indirect_shadow_pages;
1065         u8 mmu_valid_gen;
1066         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
1067         struct list_head active_mmu_pages;
1068         struct list_head zapped_obsolete_pages;
1069         struct list_head lpage_disallowed_mmu_pages;
1070         struct kvm_page_track_notifier_node mmu_sp_tracker;
1071         struct kvm_page_track_notifier_head track_notifier_head;
1072         /*
1073          * Protects marking pages unsync during page faults, as TDP MMU page
1074          * faults only take mmu_lock for read.  For simplicity, the unsync
1075          * pages lock is always taken when marking pages unsync regardless of
1076          * whether mmu_lock is held for read or write.
1077          */
1078         spinlock_t mmu_unsync_pages_lock;
1079
1080         struct list_head assigned_dev_head;
1081         struct iommu_domain *iommu_domain;
1082         bool iommu_noncoherent;
1083 #define __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
1084         atomic_t noncoherent_dma_count;
1085 #define __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
1086         atomic_t assigned_device_count;
1087         struct kvm_pic *vpic;
1088         struct kvm_ioapic *vioapic;
1089         struct kvm_pit *vpit;
1090         atomic_t vapics_in_nmi_mode;
1091         struct mutex apic_map_lock;
1092         struct kvm_apic_map __rcu *apic_map;
1093         atomic_t apic_map_dirty;
1094
1095         /* Protects apic_access_memslot_enabled and apicv_inhibit_reasons */
1096         struct rw_semaphore apicv_update_lock;
1097
1098         bool apic_access_memslot_enabled;
1099         unsigned long apicv_inhibit_reasons;
1100
1101         gpa_t wall_clock;
1102
1103         bool mwait_in_guest;
1104         bool hlt_in_guest;
1105         bool pause_in_guest;
1106         bool cstate_in_guest;
1107
1108         unsigned long irq_sources_bitmap;
1109         s64 kvmclock_offset;
1110
1111         /*
1112          * This also protects nr_vcpus_matched_tsc which is read from a
1113          * preemption-disabled region, so it must be a raw spinlock.
1114          */
1115         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
1116         u64 last_tsc_nsec;
1117         u64 last_tsc_write;
1118         u32 last_tsc_khz;
1119         u64 last_tsc_offset;
1120         u64 cur_tsc_nsec;
1121         u64 cur_tsc_write;
1122         u64 cur_tsc_offset;
1123         u64 cur_tsc_generation;
1124         int nr_vcpus_matched_tsc;
1125
1126         u32 default_tsc_khz;
1127
1128         seqcount_raw_spinlock_t pvclock_sc;
1129         bool use_master_clock;
1130         u64 master_kernel_ns;
1131         u64 master_cycle_now;
1132         struct delayed_work kvmclock_update_work;
1133         struct delayed_work kvmclock_sync_work;
1134
1135         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
1136
1137         /* reads protected by irq_srcu, writes by irq_lock */
1138         struct hlist_head mask_notifier_list;
1139
1140         struct kvm_hv hyperv;
1141         struct kvm_xen xen;
1142
1143         bool backwards_tsc_observed;
1144         bool boot_vcpu_runs_old_kvmclock;
1145         u32 bsp_vcpu_id;
1146
1147         u64 disabled_quirks;
1148         int cpu_dirty_logging_count;
1149
1150         enum kvm_irqchip_mode irqchip_mode;
1151         u8 nr_reserved_ioapic_pins;
1152
1153         bool disabled_lapic_found;
1154
1155         bool x2apic_format;
1156         bool x2apic_broadcast_quirk_disabled;
1157
1158         bool guest_can_read_msr_platform_info;
1159         bool exception_payload_enabled;
1160
1161         bool bus_lock_detection_enabled;
1162         bool enable_pmu;
1163         /*
1164          * If exit_on_emulation_error is set, and the in-kernel instruction
1165          * emulator fails to emulate an instruction, allow userspace
1166          * the opportunity to look at it.
1167          */
1168         bool exit_on_emulation_error;
1169
1170         /* Deflect RDMSR and WRMSR to user space when they trigger a #GP */
1171         u32 user_space_msr_mask;
1172         struct kvm_x86_msr_filter __rcu *msr_filter;
1173
1174         u32 hypercall_exit_enabled;
1175
1176         /* Guest can access the SGX PROVISIONKEY. */
1177         bool sgx_provisioning_allowed;
1178
1179         struct kvm_pmu_event_filter __rcu *pmu_event_filter;
1180         struct task_struct *nx_lpage_recovery_thread;
1181
1182 #ifdef CONFIG_X86_64
1183         /*
1184          * Whether the TDP MMU is enabled for this VM. This contains a
1185          * snapshot of the TDP MMU module parameter from when the VM was
1186          * created and remains unchanged for the life of the VM. If this is
1187          * true, TDP MMU handler functions will run for various MMU
1188          * operations.
1189          */
1190         bool tdp_mmu_enabled;
1191
1192         /*
1193          * List of struct kvm_mmu_pages being used as roots.
1194          * All struct kvm_mmu_pages in the list should have
1195          * tdp_mmu_page set.
1196          *
1197          * For reads, this list is protected by:
1198          *      the MMU lock in read mode + RCU or
1199          *      the MMU lock in write mode
1200          *
1201          * For writes, this list is protected by:
1202          *      the MMU lock in read mode + the tdp_mmu_pages_lock or
1203          *      the MMU lock in write mode
1204          *
1205          * Roots will remain in the list until their tdp_mmu_root_count
1206          * drops to zero, at which point the thread that decremented the
1207          * count to zero should removed the root from the list and clean
1208          * it up, freeing the root after an RCU grace period.
1209          */
1210         struct list_head tdp_mmu_roots;
1211
1212         /*
1213          * List of struct kvmp_mmu_pages not being used as roots.
1214          * All struct kvm_mmu_pages in the list should have
1215          * tdp_mmu_page set and a tdp_mmu_root_count of 0.
1216          */
1217         struct list_head tdp_mmu_pages;
1218
1219         /*
1220          * Protects accesses to the following fields when the MMU lock
1221          * is held in read mode:
1222          *  - tdp_mmu_roots (above)
1223          *  - tdp_mmu_pages (above)
1224          *  - the link field of struct kvm_mmu_pages used by the TDP MMU
1225          *  - lpage_disallowed_mmu_pages
1226          *  - the lpage_disallowed_link field of struct kvm_mmu_pages used
1227          *    by the TDP MMU
1228          * It is acceptable, but not necessary, to acquire this lock when
1229          * the thread holds the MMU lock in write mode.
1230          */
1231         spinlock_t tdp_mmu_pages_lock;
1232         struct workqueue_struct *tdp_mmu_zap_wq;
1233 #endif /* CONFIG_X86_64 */
1234
1235         /*
1236          * If set, at least one shadow root has been allocated. This flag
1237          * is used as one input when determining whether certain memslot
1238          * related allocations are necessary.
1239          */
1240         bool shadow_root_allocated;
1241
1242 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
1243         hpa_t   hv_root_tdp;
1244         spinlock_t hv_root_tdp_lock;
1245 #endif
1246 };
1247
1248 struct kvm_vm_stat {
1249         struct kvm_vm_stat_generic generic;
1250         u64 mmu_shadow_zapped;
1251         u64 mmu_pte_write;
1252         u64 mmu_pde_zapped;
1253         u64 mmu_flooded;
1254         u64 mmu_recycled;
1255         u64 mmu_cache_miss;
1256         u64 mmu_unsync;
1257         union {
1258                 struct {
1259                         atomic64_t pages_4k;
1260                         atomic64_t pages_2m;
1261                         atomic64_t pages_1g;
1262                 };
1263                 atomic64_t pages[KVM_NR_PAGE_SIZES];
1264         };
1265         u64 nx_lpage_splits;
1266         u64 max_mmu_page_hash_collisions;
1267         u64 max_mmu_rmap_size;
1268 };
1269
1270 struct kvm_vcpu_stat {
1271         struct kvm_vcpu_stat_generic generic;
1272         u64 pf_fixed;
1273         u64 pf_guest;
1274         u64 tlb_flush;
1275         u64 invlpg;
1276
1277         u64 exits;
1278         u64 io_exits;
1279         u64 mmio_exits;
1280         u64 signal_exits;
1281         u64 irq_window_exits;
1282         u64 nmi_window_exits;
1283         u64 l1d_flush;
1284         u64 halt_exits;
1285         u64 request_irq_exits;
1286         u64 irq_exits;
1287         u64 host_state_reload;
1288         u64 fpu_reload;
1289         u64 insn_emulation;
1290         u64 insn_emulation_fail;
1291         u64 hypercalls;
1292         u64 irq_injections;
1293         u64 nmi_injections;
1294         u64 req_event;
1295         u64 nested_run;
1296         u64 directed_yield_attempted;
1297         u64 directed_yield_successful;
1298         u64 guest_mode;
1299 };
1300
1301 struct x86_instruction_info;
1302
1303 struct msr_data {
1304         bool host_initiated;
1305         u32 index;
1306         u64 data;
1307 };
1308
1309 struct kvm_lapic_irq {
1310         u32 vector;
1311         u16 delivery_mode;
1312         u16 dest_mode;
1313         bool level;
1314         u16 trig_mode;
1315         u32 shorthand;
1316         u32 dest_id;
1317         bool msi_redir_hint;
1318 };
1319
1320 static inline u16 kvm_lapic_irq_dest_mode(bool dest_mode_logical)
1321 {
1322         return dest_mode_logical ? APIC_DEST_LOGICAL : APIC_DEST_PHYSICAL;
1323 }
1324
1325 struct kvm_x86_ops {
1326         const char *name;
1327
1328         int (*hardware_enable)(void);
1329         void (*hardware_disable)(void);
1330         void (*hardware_unsetup)(void);
1331         bool (*has_emulated_msr)(struct kvm *kvm, u32 index);
1332         void (*vcpu_after_set_cpuid)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1333
1334         unsigned int vm_size;
1335         int (*vm_init)(struct kvm *kvm);
1336         void (*vm_destroy)(struct kvm *kvm);
1337
1338         /* Create, but do not attach this VCPU */
1339         int (*vcpu_create)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1340         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1341         void (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1342
1343         void (*prepare_switch_to_guest)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1344         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
1345         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1346
1347         void (*update_exception_bitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1348         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1349         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1350         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
1351         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1352                             struct kvm_segment *var, int seg);
1353         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1354         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1355                             struct kvm_segment *var, int seg);
1356         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1357         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1358         void (*post_set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1359         bool (*is_valid_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1360         void (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1361         int (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1362         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1363         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1364         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1365         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1366         void (*sync_dirty_debug_regs)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1367         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
1368         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
1369         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1370         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1371         bool (*get_if_flag)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1372
1373         void (*flush_tlb_all)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1374         void (*flush_tlb_current)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1375         int  (*tlb_remote_flush)(struct kvm *kvm);
1376         int  (*tlb_remote_flush_with_range)(struct kvm *kvm,
1377                         struct kvm_tlb_range *range);
1378
1379         /*
1380          * Flush any TLB entries associated with the given GVA.
1381          * Does not need to flush GPA->HPA mappings.
1382          * Can potentially get non-canonical addresses through INVLPGs, which
1383          * the implementation may choose to ignore if appropriate.
1384          */
1385         void (*flush_tlb_gva)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t addr);
1386
1387         /*
1388          * Flush any TLB entries created by the guest.  Like tlb_flush_gva(),
1389          * does not need to flush GPA->HPA mappings.
1390          */
1391         void (*flush_tlb_guest)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1392
1393         int (*vcpu_pre_run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1394         enum exit_fastpath_completion (*vcpu_run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1395         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1396                 enum exit_fastpath_completion exit_fastpath);
1397         int (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1398         void (*update_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1399         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
1400         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1401         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1402                                 unsigned char *hypercall_addr);
1403         void (*inject_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1404         void (*inject_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1405         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1406         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1407         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool for_injection);
1408         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool for_injection);
1409         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1410         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
1411         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1412         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1413         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
1414         bool (*check_apicv_inhibit_reasons)(enum kvm_apicv_inhibit reason);
1415         void (*refresh_apicv_exec_ctrl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1416         void (*hwapic_irr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
1417         void (*hwapic_isr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int isr);
1418         bool (*guest_apic_has_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1419         void (*load_eoi_exitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
1420         void (*set_virtual_apic_mode)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1421         void (*set_apic_access_page_addr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1422         void (*deliver_interrupt)(struct kvm_lapic *apic, int delivery_mode,
1423                                   int trig_mode, int vector);
1424         int (*sync_pir_to_irr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1425         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
1426         int (*set_identity_map_addr)(struct kvm *kvm, u64 ident_addr);
1427         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
1428
1429         void (*load_mmu_pgd)(struct kvm_vcpu *vcpu, hpa_t root_hpa,
1430                              int root_level);
1431
1432         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
1433
1434         u64 (*get_l2_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1435         u64 (*get_l2_tsc_multiplier)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1436         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
1437         void (*write_tsc_multiplier)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 multiplier);
1438
1439         /*
1440          * Retrieve somewhat arbitrary exit information.  Intended to
1441          * be used only from within tracepoints or error paths.
1442          */
1443         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 *reason,
1444                               u64 *info1, u64 *info2,
1445                               u32 *exit_int_info, u32 *exit_int_info_err_code);
1446
1447         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1448                                struct x86_instruction_info *info,
1449                                enum x86_intercept_stage stage,
1450                                struct x86_exception *exception);
1451         void (*handle_exit_irqoff)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1452
1453         void (*request_immediate_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1454
1455         void (*sched_in)(struct kvm_vcpu *kvm, int cpu);
1456
1457         /*
1458          * Size of the CPU's dirty log buffer, i.e. VMX's PML buffer.  A zero
1459          * value indicates CPU dirty logging is unsupported or disabled.
1460          */
1461         int cpu_dirty_log_size;
1462         void (*update_cpu_dirty_logging)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1463
1464         const struct kvm_x86_nested_ops *nested_ops;
1465
1466         void (*vcpu_blocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1467         void (*vcpu_unblocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1468
1469         int (*pi_update_irte)(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1470                               uint32_t guest_irq, bool set);
1471         void (*pi_start_assignment)(struct kvm *kvm);
1472         void (*apicv_post_state_restore)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1473         bool (*dy_apicv_has_pending_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1474
1475         int (*set_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_deadline_tsc,
1476                             bool *expired);
1477         void (*cancel_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1478
1479         void (*setup_mce)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1480
1481         int (*smi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool for_injection);
1482         int (*enter_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, char *smstate);
1483         int (*leave_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, const char *smstate);
1484         void (*enable_smi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1485
1486         int (*mem_enc_ioctl)(struct kvm *kvm, void __user *argp);
1487         int (*mem_enc_register_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1488         int (*mem_enc_unregister_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1489         int (*vm_copy_enc_context_from)(struct kvm *kvm, unsigned int source_fd);
1490         int (*vm_move_enc_context_from)(struct kvm *kvm, unsigned int source_fd);
1491
1492         int (*get_msr_feature)(struct kvm_msr_entry *entry);
1493
1494         bool (*can_emulate_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu, int emul_type,
1495                                         void *insn, int insn_len);
1496
1497         bool (*apic_init_signal_blocked)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1498         int (*enable_direct_tlbflush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1499
1500         void (*migrate_timers)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1501         void (*msr_filter_changed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1502         int (*complete_emulated_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1503
1504         void (*vcpu_deliver_sipi_vector)(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1505
1506         /*
1507          * Returns vCPU specific APICv inhibit reasons
1508          */
1509         unsigned long (*vcpu_get_apicv_inhibit_reasons)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1510 };
1511
1512 struct kvm_x86_nested_ops {
1513         void (*leave_nested)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1514         int (*check_events)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1515         bool (*handle_page_fault_workaround)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1516                                              struct x86_exception *fault);
1517         bool (*hv_timer_pending)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1518         void (*triple_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1519         int (*get_state)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1520                          struct kvm_nested_state __user *user_kvm_nested_state,
1521                          unsigned user_data_size);
1522         int (*set_state)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1523                          struct kvm_nested_state __user *user_kvm_nested_state,
1524                          struct kvm_nested_state *kvm_state);
1525         bool (*get_nested_state_pages)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1526         int (*write_log_dirty)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t l2_gpa);
1527
1528         int (*enable_evmcs)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1529                             uint16_t *vmcs_version);
1530         uint16_t (*get_evmcs_version)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1531 };
1532
1533 struct kvm_x86_init_ops {
1534         int (*cpu_has_kvm_support)(void);
1535         int (*disabled_by_bios)(void);
1536         int (*check_processor_compatibility)(void);
1537         int (*hardware_setup)(void);
1538         unsigned int (*handle_intel_pt_intr)(void);
1539
1540         struct kvm_x86_ops *runtime_ops;
1541         struct kvm_pmu_ops *pmu_ops;
1542 };
1543
1544 struct kvm_arch_async_pf {
1545         u32 token;
1546         gfn_t gfn;
1547         unsigned long cr3;
1548         bool direct_map;
1549 };
1550
1551 extern u32 __read_mostly kvm_nr_uret_msrs;
1552 extern u64 __read_mostly host_efer;
1553 extern bool __read_mostly allow_smaller_maxphyaddr;
1554 extern bool __read_mostly enable_apicv;
1555 extern struct kvm_x86_ops kvm_x86_ops;
1556
1557 #define KVM_X86_OP(func) \
1558         DECLARE_STATIC_CALL(kvm_x86_##func, *(((struct kvm_x86_ops *)0)->func));
1559 #define KVM_X86_OP_OPTIONAL KVM_X86_OP
1560 #define KVM_X86_OP_OPTIONAL_RET0 KVM_X86_OP
1561 #include <asm/kvm-x86-ops.h>
1562
1563 #define __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
1564 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
1565 {
1566         return __vmalloc(kvm_x86_ops.vm_size, GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO);
1567 }
1568
1569 #define __KVM_HAVE_ARCH_VM_FREE
1570 void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm);
1571
1572 #define __KVM_HAVE_ARCH_FLUSH_REMOTE_TLB
1573 static inline int kvm_arch_flush_remote_tlb(struct kvm *kvm)
1574 {
1575         if (kvm_x86_ops.tlb_remote_flush &&
1576             !static_call(kvm_x86_tlb_remote_flush)(kvm))
1577                 return 0;
1578         else
1579                 return -ENOTSUPP;
1580 }
1581
1582 #define kvm_arch_pmi_in_guest(vcpu) \
1583         ((vcpu) && (vcpu)->arch.handling_intr_from_guest)
1584
1585 void kvm_mmu_x86_module_init(void);
1586 int kvm_mmu_vendor_module_init(void);
1587 void kvm_mmu_vendor_module_exit(void);
1588
1589 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1590 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
1591 int kvm_mmu_init_vm(struct kvm *kvm);
1592 void kvm_mmu_uninit_vm(struct kvm *kvm);
1593
1594 void kvm_mmu_after_set_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1595 void kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
1596 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1597                                       const struct kvm_memory_slot *memslot,
1598                                       int start_level);
1599 void kvm_mmu_slot_try_split_huge_pages(struct kvm *kvm,
1600                                        const struct kvm_memory_slot *memslot,
1601                                        int target_level);
1602 void kvm_mmu_try_split_huge_pages(struct kvm *kvm,
1603                                   const struct kvm_memory_slot *memslot,
1604                                   u64 start, u64 end,
1605                                   int target_level);
1606 void kvm_mmu_zap_collapsible_sptes(struct kvm *kvm,
1607                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1608 void kvm_mmu_slot_leaf_clear_dirty(struct kvm *kvm,
1609                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1610 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
1611 void kvm_mmu_invalidate_mmio_sptes(struct kvm *kvm, u64 gen);
1612 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned long kvm_nr_mmu_pages);
1613
1614 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1615
1616 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
1617                           const void *val, int bytes);
1618
1619 struct kvm_irq_mask_notifier {
1620         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
1621         int irq;
1622         struct hlist_node link;
1623 };
1624
1625 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1626                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1627 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1628                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1629 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
1630                              bool mask);
1631
1632 extern bool tdp_enabled;
1633
1634 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
1635
1636 /* control of guest tsc rate supported? */
1637 extern bool kvm_has_tsc_control;
1638 /* maximum supported tsc_khz for guests */
1639 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
1640 /* number of bits of the fractional part of the TSC scaling ratio */
1641 extern u8   kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits;
1642 /* maximum allowed value of TSC scaling ratio */
1643 extern u64  kvm_max_tsc_scaling_ratio;
1644 /* 1ull << kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits */
1645 extern u64  kvm_default_tsc_scaling_ratio;
1646 /* bus lock detection supported? */
1647 extern bool kvm_has_bus_lock_exit;
1648
1649 extern u64 kvm_mce_cap_supported;
1650
1651 /*
1652  * EMULTYPE_NO_DECODE - Set when re-emulating an instruction (after completing
1653  *                      userspace I/O) to indicate that the emulation context
1654  *                      should be reused as is, i.e. skip initialization of
1655  *                      emulation context, instruction fetch and decode.
1656  *
1657  * EMULTYPE_TRAP_UD - Set when emulating an intercepted #UD from hardware.
1658  *                    Indicates that only select instructions (tagged with
1659  *                    EmulateOnUD) should be emulated (to minimize the emulator
1660  *                    attack surface).  See also EMULTYPE_TRAP_UD_FORCED.
1661  *
1662  * EMULTYPE_SKIP - Set when emulating solely to skip an instruction, i.e. to
1663  *                 decode the instruction length.  For use *only* by
1664  *                 kvm_x86_ops.skip_emulated_instruction() implementations if
1665  *                 EMULTYPE_COMPLETE_USER_EXIT is not set.
1666  *
1667  * EMULTYPE_ALLOW_RETRY_PF - Set when the emulator should resume the guest to
1668  *                           retry native execution under certain conditions,
1669  *                           Can only be set in conjunction with EMULTYPE_PF.
1670  *
1671  * EMULTYPE_TRAP_UD_FORCED - Set when emulating an intercepted #UD that was
1672  *                           triggered by KVM's magic "force emulation" prefix,
1673  *                           which is opt in via module param (off by default).
1674  *                           Bypasses EmulateOnUD restriction despite emulating
1675  *                           due to an intercepted #UD (see EMULTYPE_TRAP_UD).
1676  *                           Used to test the full emulator from userspace.
1677  *
1678  * EMULTYPE_VMWARE_GP - Set when emulating an intercepted #GP for VMware
1679  *                      backdoor emulation, which is opt in via module param.
1680  *                      VMware backdoor emulation handles select instructions
1681  *                      and reinjects the #GP for all other cases.
1682  *
1683  * EMULTYPE_PF - Set when emulating MMIO by way of an intercepted #PF, in which
1684  *               case the CR2/GPA value pass on the stack is valid.
1685  *
1686  * EMULTYPE_COMPLETE_USER_EXIT - Set when the emulator should update interruptibility
1687  *                               state and inject single-step #DBs after skipping
1688  *                               an instruction (after completing userspace I/O).
1689  */
1690 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
1691 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
1692 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
1693 #define EMULTYPE_ALLOW_RETRY_PF     (1 << 3)
1694 #define EMULTYPE_TRAP_UD_FORCED     (1 << 4)
1695 #define EMULTYPE_VMWARE_GP          (1 << 5)
1696 #define EMULTYPE_PF                 (1 << 6)
1697 #define EMULTYPE_COMPLETE_USER_EXIT (1 << 7)
1698
1699 int kvm_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, int emulation_type);
1700 int kvm_emulate_instruction_from_buffer(struct kvm_vcpu *vcpu,
1701                                         void *insn, int insn_len);
1702 void __kvm_prepare_emulation_failure_exit(struct kvm_vcpu *vcpu,
1703                                           u64 *data, u8 ndata);
1704 void kvm_prepare_emulation_failure_exit(struct kvm_vcpu *vcpu);
1705
1706 void kvm_enable_efer_bits(u64);
1707 bool kvm_valid_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1708 int __kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 *data, bool host_initiated);
1709 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 *data);
1710 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 data);
1711 int kvm_emulate_rdmsr(struct kvm_vcpu *vcpu);
1712 int kvm_emulate_wrmsr(struct kvm_vcpu *vcpu);
1713 int kvm_emulate_as_nop(struct kvm_vcpu *vcpu);
1714 int kvm_emulate_invd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1715 int kvm_emulate_mwait(struct kvm_vcpu *vcpu);
1716 int kvm_handle_invalid_op(struct kvm_vcpu *vcpu);
1717 int kvm_emulate_monitor(struct kvm_vcpu *vcpu);
1718
1719 int kvm_fast_pio(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port, int in);
1720 int kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1721 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1722 int kvm_emulate_halt_noskip(struct kvm_vcpu *vcpu);
1723 int kvm_emulate_ap_reset_hold(struct kvm_vcpu *vcpu);
1724 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1725
1726 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
1727 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
1728 void kvm_vcpu_deliver_sipi_vector(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1729
1730 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
1731                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
1732
1733 void kvm_post_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long old_cr0, unsigned long cr0);
1734 void kvm_post_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long old_cr4, unsigned long cr4);
1735 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1736 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1737 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1738 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
1739 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
1740 void kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
1741 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
1742 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
1743 int kvm_emulate_xsetbv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1744
1745 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1746 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1747
1748 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
1749 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1750 int kvm_emulate_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
1751
1752 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1753 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1754 void kvm_queue_exception_p(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, unsigned long payload);
1755 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1756 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1757 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
1758 bool kvm_inject_emulated_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu,
1759                                     struct x86_exception *fault);
1760 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
1761 bool kvm_require_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr);
1762
1763 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
1764                                        int irq_source_id, int level)
1765 {
1766         /* Logical OR for level trig interrupt */
1767         if (level)
1768                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
1769         else
1770                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
1771
1772         return !!(*irq_state);
1773 }
1774
1775 #define KVM_MMU_ROOT_CURRENT            BIT(0)
1776 #define KVM_MMU_ROOT_PREVIOUS(i)        BIT(1+i)
1777 #define KVM_MMU_ROOTS_ALL               (~0UL)
1778
1779 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
1780 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
1781
1782 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1783
1784 void kvm_update_dr7(struct kvm_vcpu *vcpu);
1785
1786 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
1787 void kvm_mmu_free_roots(struct kvm *kvm, struct kvm_mmu *mmu,
1788                         ulong roots_to_free);
1789 void kvm_mmu_free_guest_mode_roots(struct kvm *kvm, struct kvm_mmu *mmu);
1790 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1791                               struct x86_exception *exception);
1792 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1793                                struct x86_exception *exception);
1794 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1795                                struct x86_exception *exception);
1796 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1797                                 struct x86_exception *exception);
1798
1799 bool kvm_apicv_activated(struct kvm *kvm);
1800 bool kvm_vcpu_apicv_activated(struct kvm_vcpu *vcpu);
1801 void kvm_vcpu_update_apicv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1802 void __kvm_set_or_clear_apicv_inhibit(struct kvm *kvm,
1803                                       enum kvm_apicv_inhibit reason, bool set);
1804 void kvm_set_or_clear_apicv_inhibit(struct kvm *kvm,
1805                                     enum kvm_apicv_inhibit reason, bool set);
1806
1807 static inline void kvm_set_apicv_inhibit(struct kvm *kvm,
1808                                          enum kvm_apicv_inhibit reason)
1809 {
1810         kvm_set_or_clear_apicv_inhibit(kvm, reason, true);
1811 }
1812
1813 static inline void kvm_clear_apicv_inhibit(struct kvm *kvm,
1814                                            enum kvm_apicv_inhibit reason)
1815 {
1816         kvm_set_or_clear_apicv_inhibit(kvm, reason, false);
1817 }
1818
1819 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
1820
1821 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t cr2_or_gpa, u64 error_code,
1822                        void *insn, int insn_len);
1823 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1824 void kvm_mmu_invalidate_gva(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1825                             gva_t gva, hpa_t root_hpa);
1826 void kvm_mmu_invpcid_gva(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, unsigned long pcid);
1827 void kvm_mmu_new_pgd(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t new_pgd);
1828
1829 void kvm_configure_mmu(bool enable_tdp, int tdp_forced_root_level,
1830                        int tdp_max_root_level, int tdp_huge_page_level);
1831
1832 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
1833 {
1834         u16 ldt;
1835         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
1836         return ldt;
1837 }
1838
1839 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
1840 {
1841         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
1842 }
1843
1844 #ifdef CONFIG_X86_64
1845 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
1846 {
1847         u64 value;
1848
1849         rdmsrl(msr, value);
1850         return value;
1851 }
1852 #endif
1853
1854 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
1855 {
1856         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
1857 }
1858
1859 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
1860 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
1861 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
1862 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
1863 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
1864         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
1865
1866 enum {
1867         TASK_SWITCH_CALL = 0,
1868         TASK_SWITCH_IRET = 1,
1869         TASK_SWITCH_JMP = 2,
1870         TASK_SWITCH_GATE = 3,
1871 };
1872
1873 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
1874 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
1875 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
1876 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
1877 #define HF_SMM_MASK             (1 << 6)
1878 #define HF_SMM_INSIDE_NMI_MASK  (1 << 7)
1879
1880 #define __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
1881 #define KVM_ADDRESS_SPACE_NUM 2
1882
1883 #define kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu) ((vcpu)->arch.hflags & HF_SMM_MASK ? 1 : 0)
1884 #define kvm_memslots_for_spte_role(kvm, role) __kvm_memslots(kvm, (role).smm)
1885
1886 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
1887
1888 int kvm_cpu_has_injectable_intr(struct kvm_vcpu *v);
1889 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1890 int kvm_cpu_has_extint(struct kvm_vcpu *v);
1891 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1892 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
1893 void kvm_vcpu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1894
1895 int kvm_pv_send_ipi(struct kvm *kvm, unsigned long ipi_bitmap_low,
1896                     unsigned long ipi_bitmap_high, u32 min,
1897                     unsigned long icr, int op_64_bit);
1898
1899 int kvm_add_user_return_msr(u32 msr);
1900 int kvm_find_user_return_msr(u32 msr);
1901 int kvm_set_user_return_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
1902
1903 static inline bool kvm_is_supported_user_return_msr(u32 msr)
1904 {
1905         return kvm_find_user_return_msr(msr) >= 0;
1906 }
1907
1908 u64 kvm_scale_tsc(u64 tsc, u64 ratio);
1909 u64 kvm_read_l1_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
1910 u64 kvm_calc_nested_tsc_offset(u64 l1_offset, u64 l2_offset, u64 l2_multiplier);
1911 u64 kvm_calc_nested_tsc_multiplier(u64 l1_multiplier, u64 l2_multiplier);
1912
1913 unsigned long kvm_get_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu);
1914 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
1915
1916 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
1917 void kvm_make_scan_ioapic_request_mask(struct kvm *kvm,
1918                                        unsigned long *vcpu_bitmap);
1919
1920 bool kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1921                                      struct kvm_async_pf *work);
1922 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1923                                  struct kvm_async_pf *work);
1924 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
1925                                struct kvm_async_pf *work);
1926 void kvm_arch_async_page_present_queued(struct kvm_vcpu *vcpu);
1927 bool kvm_arch_can_dequeue_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
1928 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
1929
1930 int kvm_skip_emulated_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu);
1931 int kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1932 void __kvm_request_immediate_exit(struct kvm_vcpu *vcpu);
1933
1934 void __user *__x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa,
1935                                      u32 size);
1936 bool kvm_vcpu_is_reset_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1937 bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1938
1939 bool kvm_intr_is_single_vcpu(struct kvm *kvm, struct kvm_lapic_irq *irq,
1940                              struct kvm_vcpu **dest_vcpu);
1941
1942 void kvm_set_msi_irq(struct kvm *kvm, struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1943                      struct kvm_lapic_irq *irq);
1944
1945 static inline bool kvm_irq_is_postable(struct kvm_lapic_irq *irq)
1946 {
1947         /* We can only post Fixed and LowPrio IRQs */
1948         return (irq->delivery_mode == APIC_DM_FIXED ||
1949                 irq->delivery_mode == APIC_DM_LOWEST);
1950 }
1951
1952 static inline void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1953 {
1954         static_call_cond(kvm_x86_vcpu_blocking)(vcpu);
1955 }
1956
1957 static inline void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1958 {
1959         static_call_cond(kvm_x86_vcpu_unblocking)(vcpu);
1960 }
1961
1962 static inline int kvm_cpu_get_apicid(int mps_cpu)
1963 {
1964 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1965         return default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
1966 #else
1967         WARN_ON_ONCE(1);
1968         return BAD_APICID;
1969 #endif
1970 }
1971
1972 #define put_smstate(type, buf, offset, val)                      \
1973         *(type *)((buf) + (offset) - 0x7e00) = val
1974
1975 #define GET_SMSTATE(type, buf, offset)          \
1976         (*(type *)((buf) + (offset) - 0x7e00))
1977
1978 int kvm_cpu_dirty_log_size(void);
1979
1980 int memslot_rmap_alloc(struct kvm_memory_slot *slot, unsigned long npages);
1981
1982 #define KVM_CLOCK_VALID_FLAGS                                           \
1983         (KVM_CLOCK_TSC_STABLE | KVM_CLOCK_REALTIME | KVM_CLOCK_HOST_TSC)
1984
1985 #define KVM_X86_VALID_QUIRKS                    \
1986         (KVM_X86_QUIRK_LINT0_REENABLED |        \
1987          KVM_X86_QUIRK_CD_NW_CLEARED |          \
1988          KVM_X86_QUIRK_LAPIC_MMIO_HOLE |        \
1989          KVM_X86_QUIRK_OUT_7E_INC_RIP |         \
1990          KVM_X86_QUIRK_MISC_ENABLE_NO_MWAIT |   \
1991          KVM_X86_QUIRK_FIX_HYPERCALL_INSN)
1992
1993 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */