Merge tag 'netfs-folio-20211111' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[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
19 #include <linux/kvm.h>
20 #include <linux/kvm_para.h>
21 #include <linux/kvm_types.h>
22 #include <linux/perf_event.h>
23 #include <linux/pvclock_gtod.h>
24 #include <linux/clocksource.h>
25 #include <linux/irqbypass.h>
26 #include <linux/hyperv.h>
27
28 #include <asm/apic.h>
29 #include <asm/pvclock-abi.h>
30 #include <asm/desc.h>
31 #include <asm/mtrr.h>
32 #include <asm/msr-index.h>
33 #include <asm/asm.h>
34 #include <asm/kvm_page_track.h>
35 #include <asm/kvm_vcpu_regs.h>
36 #include <asm/hyperv-tlfs.h>
37
38 #define __KVM_HAVE_ARCH_VCPU_DEBUGFS
39
40 #define KVM_MAX_VCPUS 1024
41
42 /*
43  * In x86, the VCPU ID corresponds to the APIC ID, and APIC IDs
44  * might be larger than the actual number of VCPUs because the
45  * APIC ID encodes CPU topology information.
46  *
47  * In the worst case, we'll need less than one extra bit for the
48  * Core ID, and less than one extra bit for the Package (Die) ID,
49  * so ratio of 4 should be enough.
50  */
51 #define KVM_VCPU_ID_RATIO 4
52 #define KVM_MAX_VCPU_IDS (KVM_MAX_VCPUS * KVM_VCPU_ID_RATIO)
53
54 /* memory slots that are not exposed to userspace */
55 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 3
56
57 #define KVM_HALT_POLL_NS_DEFAULT 200000
58
59 #define KVM_IRQCHIP_NUM_PINS  KVM_IOAPIC_NUM_PINS
60
61 #define KVM_DIRTY_LOG_MANUAL_CAPS   (KVM_DIRTY_LOG_MANUAL_PROTECT_ENABLE | \
62                                         KVM_DIRTY_LOG_INITIALLY_SET)
63
64 #define KVM_BUS_LOCK_DETECTION_VALID_MODE       (KVM_BUS_LOCK_DETECTION_OFF | \
65                                                  KVM_BUS_LOCK_DETECTION_EXIT)
66
67 /* x86-specific vcpu->requests bit members */
68 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER           KVM_ARCH_REQ(0)
69 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS       KVM_ARCH_REQ(1)
70 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT            KVM_ARCH_REQ(2)
71 #define KVM_REQ_MMU_SYNC                KVM_ARCH_REQ(3)
72 #define KVM_REQ_CLOCK_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(4)
73 #define KVM_REQ_LOAD_MMU_PGD            KVM_ARCH_REQ(5)
74 #define KVM_REQ_EVENT                   KVM_ARCH_REQ(6)
75 #define KVM_REQ_APF_HALT                KVM_ARCH_REQ(7)
76 #define KVM_REQ_STEAL_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(8)
77 #define KVM_REQ_NMI                     KVM_ARCH_REQ(9)
78 #define KVM_REQ_PMU                     KVM_ARCH_REQ(10)
79 #define KVM_REQ_PMI                     KVM_ARCH_REQ(11)
80 #define KVM_REQ_SMI                     KVM_ARCH_REQ(12)
81 #define KVM_REQ_MASTERCLOCK_UPDATE      KVM_ARCH_REQ(13)
82 #define KVM_REQ_MCLOCK_INPROGRESS \
83         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(14, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
84 #define KVM_REQ_SCAN_IOAPIC \
85         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(15, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
86 #define KVM_REQ_GLOBAL_CLOCK_UPDATE     KVM_ARCH_REQ(16)
87 #define KVM_REQ_APIC_PAGE_RELOAD \
88         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(17, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
89 #define KVM_REQ_HV_CRASH                KVM_ARCH_REQ(18)
90 #define KVM_REQ_IOAPIC_EOI_EXIT         KVM_ARCH_REQ(19)
91 #define KVM_REQ_HV_RESET                KVM_ARCH_REQ(20)
92 #define KVM_REQ_HV_EXIT                 KVM_ARCH_REQ(21)
93 #define KVM_REQ_HV_STIMER               KVM_ARCH_REQ(22)
94 #define KVM_REQ_LOAD_EOI_EXITMAP        KVM_ARCH_REQ(23)
95 #define KVM_REQ_GET_NESTED_STATE_PAGES  KVM_ARCH_REQ(24)
96 #define KVM_REQ_APICV_UPDATE \
97         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(25, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
98 #define KVM_REQ_TLB_FLUSH_CURRENT       KVM_ARCH_REQ(26)
99 #define KVM_REQ_TLB_FLUSH_GUEST \
100         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(27, KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
101 #define KVM_REQ_APF_READY               KVM_ARCH_REQ(28)
102 #define KVM_REQ_MSR_FILTER_CHANGED      KVM_ARCH_REQ(29)
103 #define KVM_REQ_UPDATE_CPU_DIRTY_LOGGING \
104         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(30, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
105
106 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
107         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
108                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
109                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
110
111 #define CR4_RESERVED_BITS                                               \
112         (~(unsigned long)(X86_CR4_VME | X86_CR4_PVI | X86_CR4_TSD | X86_CR4_DE\
113                           | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_MCE     \
114                           | X86_CR4_PGE | X86_CR4_PCE | X86_CR4_OSFXSR | X86_CR4_PCIDE \
115                           | X86_CR4_OSXSAVE | X86_CR4_SMEP | X86_CR4_FSGSBASE \
116                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_LA57 | X86_CR4_VMXE \
117                           | X86_CR4_SMAP | X86_CR4_PKE | X86_CR4_UMIP))
118
119 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
120
121
122
123 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
124 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
125
126 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
127 #define INVALID_GPA (~(gpa_t)0)
128
129 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
130 #define KVM_MAX_HUGEPAGE_LEVEL  PG_LEVEL_1G
131 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       (KVM_MAX_HUGEPAGE_LEVEL - PG_LEVEL_4K + 1)
132 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
133 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
134 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
135 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
136 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
137
138 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
139 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64UL
140 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 12
141 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
142 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
143 #define KVM_REFILL_PAGES 25
144 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 256
145 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
146 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
147
148 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
149
150 enum kvm_reg {
151         VCPU_REGS_RAX = __VCPU_REGS_RAX,
152         VCPU_REGS_RCX = __VCPU_REGS_RCX,
153         VCPU_REGS_RDX = __VCPU_REGS_RDX,
154         VCPU_REGS_RBX = __VCPU_REGS_RBX,
155         VCPU_REGS_RSP = __VCPU_REGS_RSP,
156         VCPU_REGS_RBP = __VCPU_REGS_RBP,
157         VCPU_REGS_RSI = __VCPU_REGS_RSI,
158         VCPU_REGS_RDI = __VCPU_REGS_RDI,
159 #ifdef CONFIG_X86_64
160         VCPU_REGS_R8  = __VCPU_REGS_R8,
161         VCPU_REGS_R9  = __VCPU_REGS_R9,
162         VCPU_REGS_R10 = __VCPU_REGS_R10,
163         VCPU_REGS_R11 = __VCPU_REGS_R11,
164         VCPU_REGS_R12 = __VCPU_REGS_R12,
165         VCPU_REGS_R13 = __VCPU_REGS_R13,
166         VCPU_REGS_R14 = __VCPU_REGS_R14,
167         VCPU_REGS_R15 = __VCPU_REGS_R15,
168 #endif
169         VCPU_REGS_RIP,
170         NR_VCPU_REGS,
171
172         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
173         VCPU_EXREG_CR0,
174         VCPU_EXREG_CR3,
175         VCPU_EXREG_CR4,
176         VCPU_EXREG_RFLAGS,
177         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
178         VCPU_EXREG_EXIT_INFO_1,
179         VCPU_EXREG_EXIT_INFO_2,
180 };
181
182 enum {
183         VCPU_SREG_ES,
184         VCPU_SREG_CS,
185         VCPU_SREG_SS,
186         VCPU_SREG_DS,
187         VCPU_SREG_FS,
188         VCPU_SREG_GS,
189         VCPU_SREG_TR,
190         VCPU_SREG_LDTR,
191 };
192
193 enum exit_fastpath_completion {
194         EXIT_FASTPATH_NONE,
195         EXIT_FASTPATH_REENTER_GUEST,
196         EXIT_FASTPATH_EXIT_HANDLED,
197 };
198 typedef enum exit_fastpath_completion fastpath_t;
199
200 struct x86_emulate_ctxt;
201 struct x86_exception;
202 enum x86_intercept;
203 enum x86_intercept_stage;
204
205 #define KVM_NR_DB_REGS  4
206
207 #define DR6_BUS_LOCK   (1 << 11)
208 #define DR6_BD          (1 << 13)
209 #define DR6_BS          (1 << 14)
210 #define DR6_BT          (1 << 15)
211 #define DR6_RTM         (1 << 16)
212 /*
213  * DR6_ACTIVE_LOW combines fixed-1 and active-low bits.
214  * We can regard all the bits in DR6_FIXED_1 as active_low bits;
215  * they will never be 0 for now, but when they are defined
216  * in the future it will require no code change.
217  *
218  * DR6_ACTIVE_LOW is also used as the init/reset value for DR6.
219  */
220 #define DR6_ACTIVE_LOW  0xffff0ff0
221 #define DR6_VOLATILE    0x0001e80f
222 #define DR6_FIXED_1     (DR6_ACTIVE_LOW & ~DR6_VOLATILE)
223
224 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
225 #define DR7_GE          (1 << 9)
226 #define DR7_GD          (1 << 13)
227 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
228 #define DR7_VOLATILE    0xffff2bff
229
230 #define KVM_GUESTDBG_VALID_MASK \
231         (KVM_GUESTDBG_ENABLE | \
232         KVM_GUESTDBG_SINGLESTEP | \
233         KVM_GUESTDBG_USE_HW_BP | \
234         KVM_GUESTDBG_USE_SW_BP | \
235         KVM_GUESTDBG_INJECT_BP | \
236         KVM_GUESTDBG_INJECT_DB | \
237         KVM_GUESTDBG_BLOCKIRQ)
238
239
240 #define PFERR_PRESENT_BIT 0
241 #define PFERR_WRITE_BIT 1
242 #define PFERR_USER_BIT 2
243 #define PFERR_RSVD_BIT 3
244 #define PFERR_FETCH_BIT 4
245 #define PFERR_PK_BIT 5
246 #define PFERR_SGX_BIT 15
247 #define PFERR_GUEST_FINAL_BIT 32
248 #define PFERR_GUEST_PAGE_BIT 33
249
250 #define PFERR_PRESENT_MASK (1U << PFERR_PRESENT_BIT)
251 #define PFERR_WRITE_MASK (1U << PFERR_WRITE_BIT)
252 #define PFERR_USER_MASK (1U << PFERR_USER_BIT)
253 #define PFERR_RSVD_MASK (1U << PFERR_RSVD_BIT)
254 #define PFERR_FETCH_MASK (1U << PFERR_FETCH_BIT)
255 #define PFERR_PK_MASK (1U << PFERR_PK_BIT)
256 #define PFERR_SGX_MASK (1U << PFERR_SGX_BIT)
257 #define PFERR_GUEST_FINAL_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_FINAL_BIT)
258 #define PFERR_GUEST_PAGE_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_PAGE_BIT)
259
260 #define PFERR_NESTED_GUEST_PAGE (PFERR_GUEST_PAGE_MASK |        \
261                                  PFERR_WRITE_MASK |             \
262                                  PFERR_PRESENT_MASK)
263
264 /* apic attention bits */
265 #define KVM_APIC_CHECK_VAPIC    0
266 /*
267  * The following bit is set with PV-EOI, unset on EOI.
268  * We detect PV-EOI changes by guest by comparing
269  * this bit with PV-EOI in guest memory.
270  * See the implementation in apic_update_pv_eoi.
271  */
272 #define KVM_APIC_PV_EOI_PENDING 1
273
274 struct kvm_kernel_irq_routing_entry;
275
276 /*
277  * kvm_mmu_page_role tracks the properties of a shadow page (where shadow page
278  * also includes TDP pages) to determine whether or not a page can be used in
279  * the given MMU context.  This is a subset of the overall kvm_mmu_role to
280  * minimize the size of kvm_memory_slot.arch.gfn_track, i.e. allows allocating
281  * 2 bytes per gfn instead of 4 bytes per gfn.
282  *
283  * Indirect upper-level shadow pages are tracked for write-protection via
284  * gfn_track.  As above, gfn_track is a 16 bit counter, so KVM must not create
285  * more than 2^16-1 upper-level shadow pages at a single gfn, otherwise
286  * gfn_track will overflow and explosions will ensure.
287  *
288  * A unique shadow page (SP) for a gfn is created if and only if an existing SP
289  * cannot be reused.  The ability to reuse a SP is tracked by its role, which
290  * incorporates various mode bits and properties of the SP.  Roughly speaking,
291  * the number of unique SPs that can theoretically be created is 2^n, where n
292  * is the number of bits that are used to compute the role.
293  *
294  * But, even though there are 18 bits in the mask below, not all combinations
295  * of modes and flags are possible.  The maximum number of possible upper-level
296  * shadow pages for a single gfn is in the neighborhood of 2^13.
297  *
298  *   - invalid shadow pages are not accounted.
299  *   - level is effectively limited to four combinations, not 16 as the number
300  *     bits would imply, as 4k SPs are not tracked (allowed to go unsync).
301  *   - level is effectively unused for non-PAE paging because there is exactly
302  *     one upper level (see 4k SP exception above).
303  *   - quadrant is used only for non-PAE paging and is exclusive with
304  *     gpte_is_8_bytes.
305  *   - execonly and ad_disabled are used only for nested EPT, which makes it
306  *     exclusive with quadrant.
307  */
308 union kvm_mmu_page_role {
309         u32 word;
310         struct {
311                 unsigned level:4;
312                 unsigned gpte_is_8_bytes:1;
313                 unsigned quadrant:2;
314                 unsigned direct:1;
315                 unsigned access:3;
316                 unsigned invalid:1;
317                 unsigned efer_nx:1;
318                 unsigned cr0_wp:1;
319                 unsigned smep_andnot_wp:1;
320                 unsigned smap_andnot_wp:1;
321                 unsigned ad_disabled:1;
322                 unsigned guest_mode:1;
323                 unsigned :6;
324
325                 /*
326                  * This is left at the top of the word so that
327                  * kvm_memslots_for_spte_role can extract it with a
328                  * simple shift.  While there is room, give it a whole
329                  * byte so it is also faster to load it from memory.
330                  */
331                 unsigned smm:8;
332         };
333 };
334
335 /*
336  * kvm_mmu_extended_role complements kvm_mmu_page_role, tracking properties
337  * relevant to the current MMU configuration.   When loading CR0, CR4, or EFER,
338  * including on nested transitions, if nothing in the full role changes then
339  * MMU re-configuration can be skipped. @valid bit is set on first usage so we
340  * don't treat all-zero structure as valid data.
341  *
342  * The properties that are tracked in the extended role but not the page role
343  * are for things that either (a) do not affect the validity of the shadow page
344  * or (b) are indirectly reflected in the shadow page's role.  For example,
345  * CR4.PKE only affects permission checks for software walks of the guest page
346  * tables (because KVM doesn't support Protection Keys with shadow paging), and
347  * CR0.PG, CR4.PAE, and CR4.PSE are indirectly reflected in role.level.
348  *
349  * Note, SMEP and SMAP are not redundant with sm*p_andnot_wp in the page role.
350  * If CR0.WP=1, KVM can reuse shadow pages for the guest regardless of SMEP and
351  * SMAP, but the MMU's permission checks for software walks need to be SMEP and
352  * SMAP aware regardless of CR0.WP.
353  */
354 union kvm_mmu_extended_role {
355         u32 word;
356         struct {
357                 unsigned int valid:1;
358                 unsigned int execonly:1;
359                 unsigned int cr0_pg:1;
360                 unsigned int cr4_pae:1;
361                 unsigned int cr4_pse:1;
362                 unsigned int cr4_pke:1;
363                 unsigned int cr4_smap:1;
364                 unsigned int cr4_smep:1;
365                 unsigned int cr4_la57:1;
366         };
367 };
368
369 union kvm_mmu_role {
370         u64 as_u64;
371         struct {
372                 union kvm_mmu_page_role base;
373                 union kvm_mmu_extended_role ext;
374         };
375 };
376
377 struct kvm_rmap_head {
378         unsigned long val;
379 };
380
381 struct kvm_pio_request {
382         unsigned long linear_rip;
383         unsigned long count;
384         int in;
385         int port;
386         int size;
387 };
388
389 #define PT64_ROOT_MAX_LEVEL 5
390
391 struct rsvd_bits_validate {
392         u64 rsvd_bits_mask[2][PT64_ROOT_MAX_LEVEL];
393         u64 bad_mt_xwr;
394 };
395
396 struct kvm_mmu_root_info {
397         gpa_t pgd;
398         hpa_t hpa;
399 };
400
401 #define KVM_MMU_ROOT_INFO_INVALID \
402         ((struct kvm_mmu_root_info) { .pgd = INVALID_PAGE, .hpa = INVALID_PAGE })
403
404 #define KVM_MMU_NUM_PREV_ROOTS 3
405
406 #define KVM_HAVE_MMU_RWLOCK
407
408 struct kvm_mmu_page;
409 struct kvm_page_fault;
410
411 /*
412  * x86 supports 4 paging modes (5-level 64-bit, 4-level 64-bit, 3-level 32-bit,
413  * and 2-level 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the
414  * current mmu mode.
415  */
416 struct kvm_mmu {
417         unsigned long (*get_guest_pgd)(struct kvm_vcpu *vcpu);
418         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
419         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_page_fault *fault);
420         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
421                                   struct x86_exception *fault);
422         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gva_or_gpa,
423                             u32 access, struct x86_exception *exception);
424         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
425                                struct x86_exception *exception);
426         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
427                          struct kvm_mmu_page *sp);
428         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, hpa_t root_hpa);
429         hpa_t root_hpa;
430         gpa_t root_pgd;
431         union kvm_mmu_role mmu_role;
432         u8 root_level;
433         u8 shadow_root_level;
434         u8 ept_ad;
435         bool direct_map;
436         struct kvm_mmu_root_info prev_roots[KVM_MMU_NUM_PREV_ROOTS];
437
438         /*
439          * Bitmap; bit set = permission fault
440          * Byte index: page fault error code [4:1]
441          * Bit index: pte permissions in ACC_* format
442          */
443         u8 permissions[16];
444
445         /*
446         * The pkru_mask indicates if protection key checks are needed.  It
447         * consists of 16 domains indexed by page fault error code bits [4:1],
448         * with PFEC.RSVD replaced by ACC_USER_MASK from the page tables.
449         * Each domain has 2 bits which are ANDed with AD and WD from PKRU.
450         */
451         u32 pkru_mask;
452
453         u64 *pae_root;
454         u64 *pml4_root;
455         u64 *pml5_root;
456
457         /*
458          * check zero bits on shadow page table entries, these
459          * bits include not only hardware reserved bits but also
460          * the bits spte never used.
461          */
462         struct rsvd_bits_validate shadow_zero_check;
463
464         struct rsvd_bits_validate guest_rsvd_check;
465
466         u64 pdptrs[4]; /* pae */
467 };
468
469 struct kvm_tlb_range {
470         u64 start_gfn;
471         u64 pages;
472 };
473
474 enum pmc_type {
475         KVM_PMC_GP = 0,
476         KVM_PMC_FIXED,
477 };
478
479 struct kvm_pmc {
480         enum pmc_type type;
481         u8 idx;
482         u64 counter;
483         u64 eventsel;
484         struct perf_event *perf_event;
485         struct kvm_vcpu *vcpu;
486         /*
487          * eventsel value for general purpose counters,
488          * ctrl value for fixed counters.
489          */
490         u64 current_config;
491         bool is_paused;
492 };
493
494 struct kvm_pmu {
495         unsigned nr_arch_gp_counters;
496         unsigned nr_arch_fixed_counters;
497         unsigned available_event_types;
498         u64 fixed_ctr_ctrl;
499         u64 global_ctrl;
500         u64 global_status;
501         u64 counter_bitmask[2];
502         u64 global_ctrl_mask;
503         u64 global_ovf_ctrl_mask;
504         u64 reserved_bits;
505         u8 version;
506         struct kvm_pmc gp_counters[INTEL_PMC_MAX_GENERIC];
507         struct kvm_pmc fixed_counters[INTEL_PMC_MAX_FIXED];
508         struct irq_work irq_work;
509         DECLARE_BITMAP(reprogram_pmi, X86_PMC_IDX_MAX);
510         DECLARE_BITMAP(all_valid_pmc_idx, X86_PMC_IDX_MAX);
511         DECLARE_BITMAP(pmc_in_use, X86_PMC_IDX_MAX);
512
513         /*
514          * The gate to release perf_events not marked in
515          * pmc_in_use only once in a vcpu time slice.
516          */
517         bool need_cleanup;
518
519         /*
520          * The total number of programmed perf_events and it helps to avoid
521          * redundant check before cleanup if guest don't use vPMU at all.
522          */
523         u8 event_count;
524 };
525
526 struct kvm_pmu_ops;
527
528 enum {
529         KVM_DEBUGREG_BP_ENABLED = 1,
530         KVM_DEBUGREG_WONT_EXIT = 2,
531 };
532
533 struct kvm_mtrr_range {
534         u64 base;
535         u64 mask;
536         struct list_head node;
537 };
538
539 struct kvm_mtrr {
540         struct kvm_mtrr_range var_ranges[KVM_NR_VAR_MTRR];
541         mtrr_type fixed_ranges[KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION];
542         u64 deftype;
543
544         struct list_head head;
545 };
546
547 /* Hyper-V SynIC timer */
548 struct kvm_vcpu_hv_stimer {
549         struct hrtimer timer;
550         int index;
551         union hv_stimer_config config;
552         u64 count;
553         u64 exp_time;
554         struct hv_message msg;
555         bool msg_pending;
556 };
557
558 /* Hyper-V synthetic interrupt controller (SynIC)*/
559 struct kvm_vcpu_hv_synic {
560         u64 version;
561         u64 control;
562         u64 msg_page;
563         u64 evt_page;
564         atomic64_t sint[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
565         atomic_t sint_to_gsi[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
566         DECLARE_BITMAP(auto_eoi_bitmap, 256);
567         DECLARE_BITMAP(vec_bitmap, 256);
568         bool active;
569         bool dont_zero_synic_pages;
570 };
571
572 /* Hyper-V per vcpu emulation context */
573 struct kvm_vcpu_hv {
574         struct kvm_vcpu *vcpu;
575         u32 vp_index;
576         u64 hv_vapic;
577         s64 runtime_offset;
578         struct kvm_vcpu_hv_synic synic;
579         struct kvm_hyperv_exit exit;
580         struct kvm_vcpu_hv_stimer stimer[HV_SYNIC_STIMER_COUNT];
581         DECLARE_BITMAP(stimer_pending_bitmap, HV_SYNIC_STIMER_COUNT);
582         bool enforce_cpuid;
583         struct {
584                 u32 features_eax; /* HYPERV_CPUID_FEATURES.EAX */
585                 u32 features_ebx; /* HYPERV_CPUID_FEATURES.EBX */
586                 u32 features_edx; /* HYPERV_CPUID_FEATURES.EDX */
587                 u32 enlightenments_eax; /* HYPERV_CPUID_ENLIGHTMENT_INFO.EAX */
588                 u32 enlightenments_ebx; /* HYPERV_CPUID_ENLIGHTMENT_INFO.EBX */
589                 u32 syndbg_cap_eax; /* HYPERV_CPUID_SYNDBG_PLATFORM_CAPABILITIES.EAX */
590         } cpuid_cache;
591 };
592
593 /* Xen HVM per vcpu emulation context */
594 struct kvm_vcpu_xen {
595         u64 hypercall_rip;
596         u32 current_runstate;
597         bool vcpu_info_set;
598         bool vcpu_time_info_set;
599         bool runstate_set;
600         struct gfn_to_hva_cache vcpu_info_cache;
601         struct gfn_to_hva_cache vcpu_time_info_cache;
602         struct gfn_to_hva_cache runstate_cache;
603         u64 last_steal;
604         u64 runstate_entry_time;
605         u64 runstate_times[4];
606 };
607
608 struct kvm_vcpu_arch {
609         /*
610          * rip and regs accesses must go through
611          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
612          */
613         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
614         u32 regs_avail;
615         u32 regs_dirty;
616
617         unsigned long cr0;
618         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
619         unsigned long cr2;
620         unsigned long cr3;
621         unsigned long cr4;
622         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
623         unsigned long cr4_guest_rsvd_bits;
624         unsigned long cr8;
625         u32 host_pkru;
626         u32 pkru;
627         u32 hflags;
628         u64 efer;
629         u64 apic_base;
630         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
631         bool apicv_active;
632         bool load_eoi_exitmap_pending;
633         DECLARE_BITMAP(ioapic_handled_vectors, 256);
634         unsigned long apic_attention;
635         int32_t apic_arb_prio;
636         int mp_state;
637         u64 ia32_misc_enable_msr;
638         u64 smbase;
639         u64 smi_count;
640         bool tpr_access_reporting;
641         bool xsaves_enabled;
642         u64 ia32_xss;
643         u64 microcode_version;
644         u64 arch_capabilities;
645         u64 perf_capabilities;
646
647         /*
648          * Paging state of the vcpu
649          *
650          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
651          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
652          * handle faults.
653          */
654         struct kvm_mmu *mmu;
655
656         /* Non-nested MMU for L1 */
657         struct kvm_mmu root_mmu;
658
659         /* L1 MMU when running nested */
660         struct kvm_mmu guest_mmu;
661
662         /*
663          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
664          *
665          * This context will save all necessary information to walk page tables
666          * of an L2 guest. This context is only initialized for page table
667          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
668          * the host.
669          */
670         struct kvm_mmu nested_mmu;
671
672         /*
673          * Pointer to the mmu context currently used for
674          * gva_to_gpa translations.
675          */
676         struct kvm_mmu *walk_mmu;
677
678         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
679         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_shadow_page_cache;
680         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_gfn_array_cache;
681         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
682
683         /*
684          * QEMU userspace and the guest each have their own FPU state.
685          * In vcpu_run, we switch between the user and guest FPU contexts.
686          * While running a VCPU, the VCPU thread will have the guest FPU
687          * context.
688          *
689          * Note that while the PKRU state lives inside the fpu registers,
690          * it is switched out separately at VMENTER and VMEXIT time. The
691          * "guest_fpstate" state here contains the guest FPU context, with the
692          * host PRKU bits.
693          */
694         struct fpu_guest guest_fpu;
695
696         u64 xcr0;
697         u64 guest_supported_xcr0;
698
699         struct kvm_pio_request pio;
700         void *pio_data;
701         void *sev_pio_data;
702         unsigned sev_pio_count;
703
704         u8 event_exit_inst_len;
705
706         struct kvm_queued_exception {
707                 bool pending;
708                 bool injected;
709                 bool has_error_code;
710                 u8 nr;
711                 u32 error_code;
712                 unsigned long payload;
713                 bool has_payload;
714                 u8 nested_apf;
715         } exception;
716
717         struct kvm_queued_interrupt {
718                 bool injected;
719                 bool soft;
720                 u8 nr;
721         } interrupt;
722
723         int halt_request; /* real mode on Intel only */
724
725         int cpuid_nent;
726         struct kvm_cpuid_entry2 *cpuid_entries;
727         u32 kvm_cpuid_base;
728
729         u64 reserved_gpa_bits;
730         int maxphyaddr;
731
732         /* emulate context */
733
734         struct x86_emulate_ctxt *emulate_ctxt;
735         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
736         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
737         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
738
739         gpa_t time;
740         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
741         unsigned int hw_tsc_khz;
742         struct gfn_to_hva_cache pv_time;
743         bool pv_time_enabled;
744         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
745         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
746
747         struct {
748                 u8 preempted;
749                 u64 msr_val;
750                 u64 last_steal;
751                 struct gfn_to_hva_cache cache;
752         } st;
753
754         u64 l1_tsc_offset;
755         u64 tsc_offset; /* current tsc offset */
756         u64 last_guest_tsc;
757         u64 last_host_tsc;
758         u64 tsc_offset_adjustment;
759         u64 this_tsc_nsec;
760         u64 this_tsc_write;
761         u64 this_tsc_generation;
762         bool tsc_catchup;
763         bool tsc_always_catchup;
764         s8 virtual_tsc_shift;
765         u32 virtual_tsc_mult;
766         u32 virtual_tsc_khz;
767         s64 ia32_tsc_adjust_msr;
768         u64 msr_ia32_power_ctl;
769         u64 l1_tsc_scaling_ratio;
770         u64 tsc_scaling_ratio; /* current scaling ratio */
771
772         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
773         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
774         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
775         bool smi_pending;    /* SMI queued after currently running handler */
776
777         struct kvm_mtrr mtrr_state;
778         u64 pat;
779
780         unsigned switch_db_regs;
781         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
782         unsigned long dr6;
783         unsigned long dr7;
784         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
785         unsigned long guest_debug_dr7;
786         u64 msr_platform_info;
787         u64 msr_misc_features_enables;
788
789         u64 mcg_cap;
790         u64 mcg_status;
791         u64 mcg_ctl;
792         u64 mcg_ext_ctl;
793         u64 *mce_banks;
794
795         /* Cache MMIO info */
796         u64 mmio_gva;
797         unsigned mmio_access;
798         gfn_t mmio_gfn;
799         u64 mmio_gen;
800
801         struct kvm_pmu pmu;
802
803         /* used for guest single stepping over the given code position */
804         unsigned long singlestep_rip;
805
806         bool hyperv_enabled;
807         struct kvm_vcpu_hv *hyperv;
808         struct kvm_vcpu_xen xen;
809
810         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
811
812         unsigned long last_retry_eip;
813         unsigned long last_retry_addr;
814
815         struct {
816                 bool halted;
817                 gfn_t gfns[ASYNC_PF_PER_VCPU];
818                 struct gfn_to_hva_cache data;
819                 u64 msr_en_val; /* MSR_KVM_ASYNC_PF_EN */
820                 u64 msr_int_val; /* MSR_KVM_ASYNC_PF_INT */
821                 u16 vec;
822                 u32 id;
823                 bool send_user_only;
824                 u32 host_apf_flags;
825                 unsigned long nested_apf_token;
826                 bool delivery_as_pf_vmexit;
827                 bool pageready_pending;
828         } apf;
829
830         /* OSVW MSRs (AMD only) */
831         struct {
832                 u64 length;
833                 u64 status;
834         } osvw;
835
836         struct {
837                 u64 msr_val;
838                 struct gfn_to_hva_cache data;
839         } pv_eoi;
840
841         u64 msr_kvm_poll_control;
842
843         /*
844          * Indicates the guest is trying to write a gfn that contains one or
845          * more of the PTEs used to translate the write itself, i.e. the access
846          * is changing its own translation in the guest page tables.  KVM exits
847          * to userspace if emulation of the faulting instruction fails and this
848          * flag is set, as KVM cannot make forward progress.
849          *
850          * If emulation fails for a write to guest page tables, KVM unprotects
851          * (zaps) the shadow page for the target gfn and resumes the guest to
852          * retry the non-emulatable instruction (on hardware).  Unprotecting the
853          * gfn doesn't allow forward progress for a self-changing access because
854          * doing so also zaps the translation for the gfn, i.e. retrying the
855          * instruction will hit a !PRESENT fault, which results in a new shadow
856          * page and sends KVM back to square one.
857          */
858         bool write_fault_to_shadow_pgtable;
859
860         /* set at EPT violation at this point */
861         unsigned long exit_qualification;
862
863         /* pv related host specific info */
864         struct {
865                 bool pv_unhalted;
866         } pv;
867
868         int pending_ioapic_eoi;
869         int pending_external_vector;
870
871         /* be preempted when it's in kernel-mode(cpl=0) */
872         bool preempted_in_kernel;
873
874         /* Flush the L1 Data cache for L1TF mitigation on VMENTER */
875         bool l1tf_flush_l1d;
876
877         /* Host CPU on which VM-entry was most recently attempted */
878         int last_vmentry_cpu;
879
880         /* AMD MSRC001_0015 Hardware Configuration */
881         u64 msr_hwcr;
882
883         /* pv related cpuid info */
884         struct {
885                 /*
886                  * value of the eax register in the KVM_CPUID_FEATURES CPUID
887                  * leaf.
888                  */
889                 u32 features;
890
891                 /*
892                  * indicates whether pv emulation should be disabled if features
893                  * are not present in the guest's cpuid
894                  */
895                 bool enforce;
896         } pv_cpuid;
897
898         /* Protected Guests */
899         bool guest_state_protected;
900
901         /*
902          * Set when PDPTS were loaded directly by the userspace without
903          * reading the guest memory
904          */
905         bool pdptrs_from_userspace;
906
907 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
908         hpa_t hv_root_tdp;
909 #endif
910 };
911
912 struct kvm_lpage_info {
913         int disallow_lpage;
914 };
915
916 struct kvm_arch_memory_slot {
917         struct kvm_rmap_head *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
918         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
919         unsigned short *gfn_track[KVM_PAGE_TRACK_MAX];
920 };
921
922 /*
923  * We use as the mode the number of bits allocated in the LDR for the
924  * logical processor ID.  It happens that these are all powers of two.
925  * This makes it is very easy to detect cases where the APICs are
926  * configured for multiple modes; in that case, we cannot use the map and
927  * hence cannot use kvm_irq_delivery_to_apic_fast either.
928  */
929 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_CLUSTER          4
930 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_FLAT             8
931 #define KVM_APIC_MODE_X2APIC                16
932
933 struct kvm_apic_map {
934         struct rcu_head rcu;
935         u8 mode;
936         u32 max_apic_id;
937         union {
938                 struct kvm_lapic *xapic_flat_map[8];
939                 struct kvm_lapic *xapic_cluster_map[16][4];
940         };
941         struct kvm_lapic *phys_map[];
942 };
943
944 /* Hyper-V synthetic debugger (SynDbg)*/
945 struct kvm_hv_syndbg {
946         struct {
947                 u64 control;
948                 u64 status;
949                 u64 send_page;
950                 u64 recv_page;
951                 u64 pending_page;
952         } control;
953         u64 options;
954 };
955
956 /* Current state of Hyper-V TSC page clocksource */
957 enum hv_tsc_page_status {
958         /* TSC page was not set up or disabled */
959         HV_TSC_PAGE_UNSET = 0,
960         /* TSC page MSR was written by the guest, update pending */
961         HV_TSC_PAGE_GUEST_CHANGED,
962         /* TSC page MSR was written by KVM userspace, update pending */
963         HV_TSC_PAGE_HOST_CHANGED,
964         /* TSC page was properly set up and is currently active  */
965         HV_TSC_PAGE_SET,
966         /* TSC page is currently being updated and therefore is inactive */
967         HV_TSC_PAGE_UPDATING,
968         /* TSC page was set up with an inaccessible GPA */
969         HV_TSC_PAGE_BROKEN,
970 };
971
972 /* Hyper-V emulation context */
973 struct kvm_hv {
974         struct mutex hv_lock;
975         u64 hv_guest_os_id;
976         u64 hv_hypercall;
977         u64 hv_tsc_page;
978         enum hv_tsc_page_status hv_tsc_page_status;
979
980         /* Hyper-v based guest crash (NT kernel bugcheck) parameters */
981         u64 hv_crash_param[HV_X64_MSR_CRASH_PARAMS];
982         u64 hv_crash_ctl;
983
984         struct ms_hyperv_tsc_page tsc_ref;
985
986         struct idr conn_to_evt;
987
988         u64 hv_reenlightenment_control;
989         u64 hv_tsc_emulation_control;
990         u64 hv_tsc_emulation_status;
991
992         /* How many vCPUs have VP index != vCPU index */
993         atomic_t num_mismatched_vp_indexes;
994
995         /*
996          * How many SynICs use 'AutoEOI' feature
997          * (protected by arch.apicv_update_lock)
998          */
999         unsigned int synic_auto_eoi_used;
1000
1001         struct hv_partition_assist_pg *hv_pa_pg;
1002         struct kvm_hv_syndbg hv_syndbg;
1003 };
1004
1005 struct msr_bitmap_range {
1006         u32 flags;
1007         u32 nmsrs;
1008         u32 base;
1009         unsigned long *bitmap;
1010 };
1011
1012 /* Xen emulation context */
1013 struct kvm_xen {
1014         bool long_mode;
1015         u8 upcall_vector;
1016         gfn_t shinfo_gfn;
1017 };
1018
1019 enum kvm_irqchip_mode {
1020         KVM_IRQCHIP_NONE,
1021         KVM_IRQCHIP_KERNEL,       /* created with KVM_CREATE_IRQCHIP */
1022         KVM_IRQCHIP_SPLIT,        /* created with KVM_CAP_SPLIT_IRQCHIP */
1023 };
1024
1025 struct kvm_x86_msr_filter {
1026         u8 count;
1027         bool default_allow:1;
1028         struct msr_bitmap_range ranges[16];
1029 };
1030
1031 #define APICV_INHIBIT_REASON_DISABLE    0
1032 #define APICV_INHIBIT_REASON_HYPERV     1
1033 #define APICV_INHIBIT_REASON_NESTED     2
1034 #define APICV_INHIBIT_REASON_IRQWIN     3
1035 #define APICV_INHIBIT_REASON_PIT_REINJ  4
1036 #define APICV_INHIBIT_REASON_X2APIC     5
1037 #define APICV_INHIBIT_REASON_BLOCKIRQ   6
1038
1039 struct kvm_arch {
1040         unsigned long n_used_mmu_pages;
1041         unsigned long n_requested_mmu_pages;
1042         unsigned long n_max_mmu_pages;
1043         unsigned int indirect_shadow_pages;
1044         u8 mmu_valid_gen;
1045         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
1046         struct list_head active_mmu_pages;
1047         struct list_head zapped_obsolete_pages;
1048         struct list_head lpage_disallowed_mmu_pages;
1049         struct kvm_page_track_notifier_node mmu_sp_tracker;
1050         struct kvm_page_track_notifier_head track_notifier_head;
1051         /*
1052          * Protects marking pages unsync during page faults, as TDP MMU page
1053          * faults only take mmu_lock for read.  For simplicity, the unsync
1054          * pages lock is always taken when marking pages unsync regardless of
1055          * whether mmu_lock is held for read or write.
1056          */
1057         spinlock_t mmu_unsync_pages_lock;
1058
1059         struct list_head assigned_dev_head;
1060         struct iommu_domain *iommu_domain;
1061         bool iommu_noncoherent;
1062 #define __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
1063         atomic_t noncoherent_dma_count;
1064 #define __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
1065         atomic_t assigned_device_count;
1066         struct kvm_pic *vpic;
1067         struct kvm_ioapic *vioapic;
1068         struct kvm_pit *vpit;
1069         atomic_t vapics_in_nmi_mode;
1070         struct mutex apic_map_lock;
1071         struct kvm_apic_map __rcu *apic_map;
1072         atomic_t apic_map_dirty;
1073
1074         /* Protects apic_access_memslot_enabled and apicv_inhibit_reasons */
1075         struct rw_semaphore apicv_update_lock;
1076
1077         bool apic_access_memslot_enabled;
1078         unsigned long apicv_inhibit_reasons;
1079
1080         gpa_t wall_clock;
1081
1082         bool mwait_in_guest;
1083         bool hlt_in_guest;
1084         bool pause_in_guest;
1085         bool cstate_in_guest;
1086
1087         unsigned long irq_sources_bitmap;
1088         s64 kvmclock_offset;
1089
1090         /*
1091          * This also protects nr_vcpus_matched_tsc which is read from a
1092          * preemption-disabled region, so it must be a raw spinlock.
1093          */
1094         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
1095         u64 last_tsc_nsec;
1096         u64 last_tsc_write;
1097         u32 last_tsc_khz;
1098         u64 last_tsc_offset;
1099         u64 cur_tsc_nsec;
1100         u64 cur_tsc_write;
1101         u64 cur_tsc_offset;
1102         u64 cur_tsc_generation;
1103         int nr_vcpus_matched_tsc;
1104
1105         seqcount_raw_spinlock_t pvclock_sc;
1106         bool use_master_clock;
1107         u64 master_kernel_ns;
1108         u64 master_cycle_now;
1109         struct delayed_work kvmclock_update_work;
1110         struct delayed_work kvmclock_sync_work;
1111
1112         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
1113
1114         /* reads protected by irq_srcu, writes by irq_lock */
1115         struct hlist_head mask_notifier_list;
1116
1117         struct kvm_hv hyperv;
1118         struct kvm_xen xen;
1119
1120         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
1121         int audit_point;
1122         #endif
1123
1124         bool backwards_tsc_observed;
1125         bool boot_vcpu_runs_old_kvmclock;
1126         u32 bsp_vcpu_id;
1127
1128         u64 disabled_quirks;
1129         int cpu_dirty_logging_count;
1130
1131         enum kvm_irqchip_mode irqchip_mode;
1132         u8 nr_reserved_ioapic_pins;
1133
1134         bool disabled_lapic_found;
1135
1136         bool x2apic_format;
1137         bool x2apic_broadcast_quirk_disabled;
1138
1139         bool guest_can_read_msr_platform_info;
1140         bool exception_payload_enabled;
1141
1142         bool bus_lock_detection_enabled;
1143         /*
1144          * If exit_on_emulation_error is set, and the in-kernel instruction
1145          * emulator fails to emulate an instruction, allow userspace
1146          * the opportunity to look at it.
1147          */
1148         bool exit_on_emulation_error;
1149
1150         /* Deflect RDMSR and WRMSR to user space when they trigger a #GP */
1151         u32 user_space_msr_mask;
1152         struct kvm_x86_msr_filter __rcu *msr_filter;
1153
1154         u32 hypercall_exit_enabled;
1155
1156         /* Guest can access the SGX PROVISIONKEY. */
1157         bool sgx_provisioning_allowed;
1158
1159         struct kvm_pmu_event_filter __rcu *pmu_event_filter;
1160         struct task_struct *nx_lpage_recovery_thread;
1161
1162 #ifdef CONFIG_X86_64
1163         /*
1164          * Whether the TDP MMU is enabled for this VM. This contains a
1165          * snapshot of the TDP MMU module parameter from when the VM was
1166          * created and remains unchanged for the life of the VM. If this is
1167          * true, TDP MMU handler functions will run for various MMU
1168          * operations.
1169          */
1170         bool tdp_mmu_enabled;
1171
1172         /*
1173          * List of struct kvm_mmu_pages being used as roots.
1174          * All struct kvm_mmu_pages in the list should have
1175          * tdp_mmu_page set.
1176          *
1177          * For reads, this list is protected by:
1178          *      the MMU lock in read mode + RCU or
1179          *      the MMU lock in write mode
1180          *
1181          * For writes, this list is protected by:
1182          *      the MMU lock in read mode + the tdp_mmu_pages_lock or
1183          *      the MMU lock in write mode
1184          *
1185          * Roots will remain in the list until their tdp_mmu_root_count
1186          * drops to zero, at which point the thread that decremented the
1187          * count to zero should removed the root from the list and clean
1188          * it up, freeing the root after an RCU grace period.
1189          */
1190         struct list_head tdp_mmu_roots;
1191
1192         /*
1193          * List of struct kvmp_mmu_pages not being used as roots.
1194          * All struct kvm_mmu_pages in the list should have
1195          * tdp_mmu_page set and a tdp_mmu_root_count of 0.
1196          */
1197         struct list_head tdp_mmu_pages;
1198
1199         /*
1200          * Protects accesses to the following fields when the MMU lock
1201          * is held in read mode:
1202          *  - tdp_mmu_roots (above)
1203          *  - tdp_mmu_pages (above)
1204          *  - the link field of struct kvm_mmu_pages used by the TDP MMU
1205          *  - lpage_disallowed_mmu_pages
1206          *  - the lpage_disallowed_link field of struct kvm_mmu_pages used
1207          *    by the TDP MMU
1208          * It is acceptable, but not necessary, to acquire this lock when
1209          * the thread holds the MMU lock in write mode.
1210          */
1211         spinlock_t tdp_mmu_pages_lock;
1212 #endif /* CONFIG_X86_64 */
1213
1214         /*
1215          * If set, at least one shadow root has been allocated. This flag
1216          * is used as one input when determining whether certain memslot
1217          * related allocations are necessary.
1218          */
1219         bool shadow_root_allocated;
1220
1221 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
1222         hpa_t   hv_root_tdp;
1223         spinlock_t hv_root_tdp_lock;
1224 #endif
1225 };
1226
1227 struct kvm_vm_stat {
1228         struct kvm_vm_stat_generic generic;
1229         u64 mmu_shadow_zapped;
1230         u64 mmu_pte_write;
1231         u64 mmu_pde_zapped;
1232         u64 mmu_flooded;
1233         u64 mmu_recycled;
1234         u64 mmu_cache_miss;
1235         u64 mmu_unsync;
1236         union {
1237                 struct {
1238                         atomic64_t pages_4k;
1239                         atomic64_t pages_2m;
1240                         atomic64_t pages_1g;
1241                 };
1242                 atomic64_t pages[KVM_NR_PAGE_SIZES];
1243         };
1244         u64 nx_lpage_splits;
1245         u64 max_mmu_page_hash_collisions;
1246         u64 max_mmu_rmap_size;
1247 };
1248
1249 struct kvm_vcpu_stat {
1250         struct kvm_vcpu_stat_generic generic;
1251         u64 pf_fixed;
1252         u64 pf_guest;
1253         u64 tlb_flush;
1254         u64 invlpg;
1255
1256         u64 exits;
1257         u64 io_exits;
1258         u64 mmio_exits;
1259         u64 signal_exits;
1260         u64 irq_window_exits;
1261         u64 nmi_window_exits;
1262         u64 l1d_flush;
1263         u64 halt_exits;
1264         u64 request_irq_exits;
1265         u64 irq_exits;
1266         u64 host_state_reload;
1267         u64 fpu_reload;
1268         u64 insn_emulation;
1269         u64 insn_emulation_fail;
1270         u64 hypercalls;
1271         u64 irq_injections;
1272         u64 nmi_injections;
1273         u64 req_event;
1274         u64 nested_run;
1275         u64 directed_yield_attempted;
1276         u64 directed_yield_successful;
1277         u64 guest_mode;
1278 };
1279
1280 struct x86_instruction_info;
1281
1282 struct msr_data {
1283         bool host_initiated;
1284         u32 index;
1285         u64 data;
1286 };
1287
1288 struct kvm_lapic_irq {
1289         u32 vector;
1290         u16 delivery_mode;
1291         u16 dest_mode;
1292         bool level;
1293         u16 trig_mode;
1294         u32 shorthand;
1295         u32 dest_id;
1296         bool msi_redir_hint;
1297 };
1298
1299 static inline u16 kvm_lapic_irq_dest_mode(bool dest_mode_logical)
1300 {
1301         return dest_mode_logical ? APIC_DEST_LOGICAL : APIC_DEST_PHYSICAL;
1302 }
1303
1304 struct kvm_x86_ops {
1305         const char *name;
1306
1307         int (*hardware_enable)(void);
1308         void (*hardware_disable)(void);
1309         void (*hardware_unsetup)(void);
1310         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
1311         bool (*has_emulated_msr)(struct kvm *kvm, u32 index);
1312         void (*vcpu_after_set_cpuid)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1313
1314         unsigned int vm_size;
1315         int (*vm_init)(struct kvm *kvm);
1316         void (*vm_destroy)(struct kvm *kvm);
1317
1318         /* Create, but do not attach this VCPU */
1319         int (*vcpu_create)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1320         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1321         void (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1322
1323         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1324         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
1325         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1326
1327         void (*update_exception_bitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1328         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1329         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1330         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
1331         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1332                             struct kvm_segment *var, int seg);
1333         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1334         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1335                             struct kvm_segment *var, int seg);
1336         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1337         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1338         bool (*is_valid_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1339         void (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1340         int (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1341         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1342         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1343         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1344         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1345         void (*sync_dirty_debug_regs)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1346         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
1347         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
1348         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1349         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1350
1351         void (*tlb_flush_all)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1352         void (*tlb_flush_current)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1353         int  (*tlb_remote_flush)(struct kvm *kvm);
1354         int  (*tlb_remote_flush_with_range)(struct kvm *kvm,
1355                         struct kvm_tlb_range *range);
1356
1357         /*
1358          * Flush any TLB entries associated with the given GVA.
1359          * Does not need to flush GPA->HPA mappings.
1360          * Can potentially get non-canonical addresses through INVLPGs, which
1361          * the implementation may choose to ignore if appropriate.
1362          */
1363         void (*tlb_flush_gva)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t addr);
1364
1365         /*
1366          * Flush any TLB entries created by the guest.  Like tlb_flush_gva(),
1367          * does not need to flush GPA->HPA mappings.
1368          */
1369         void (*tlb_flush_guest)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1370
1371         enum exit_fastpath_completion (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1372         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1373                 enum exit_fastpath_completion exit_fastpath);
1374         int (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1375         void (*update_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1376         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
1377         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1378         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1379                                 unsigned char *hypercall_addr);
1380         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1381         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1382         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1383         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1384         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool for_injection);
1385         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool for_injection);
1386         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1387         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
1388         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1389         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1390         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
1391         bool (*check_apicv_inhibit_reasons)(ulong bit);
1392         void (*refresh_apicv_exec_ctrl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1393         void (*hwapic_irr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
1394         void (*hwapic_isr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int isr);
1395         bool (*guest_apic_has_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1396         void (*load_eoi_exitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
1397         void (*set_virtual_apic_mode)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1398         void (*set_apic_access_page_addr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1399         int (*deliver_posted_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu, int vector);
1400         int (*sync_pir_to_irr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1401         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
1402         int (*set_identity_map_addr)(struct kvm *kvm, u64 ident_addr);
1403         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
1404
1405         void (*load_mmu_pgd)(struct kvm_vcpu *vcpu, hpa_t root_hpa,
1406                              int root_level);
1407
1408         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
1409
1410         u64 (*get_l2_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1411         u64 (*get_l2_tsc_multiplier)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1412         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
1413         void (*write_tsc_multiplier)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 multiplier);
1414
1415         /*
1416          * Retrieve somewhat arbitrary exit information.  Intended to
1417          * be used only from within tracepoints or error paths.
1418          */
1419         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 *reason,
1420                               u64 *info1, u64 *info2,
1421                               u32 *exit_int_info, u32 *exit_int_info_err_code);
1422
1423         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1424                                struct x86_instruction_info *info,
1425                                enum x86_intercept_stage stage,
1426                                struct x86_exception *exception);
1427         void (*handle_exit_irqoff)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1428
1429         void (*request_immediate_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1430
1431         void (*sched_in)(struct kvm_vcpu *kvm, int cpu);
1432
1433         /*
1434          * Size of the CPU's dirty log buffer, i.e. VMX's PML buffer.  A zero
1435          * value indicates CPU dirty logging is unsupported or disabled.
1436          */
1437         int cpu_dirty_log_size;
1438         void (*update_cpu_dirty_logging)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1439
1440         /* pmu operations of sub-arch */
1441         const struct kvm_pmu_ops *pmu_ops;
1442         const struct kvm_x86_nested_ops *nested_ops;
1443
1444         /*
1445          * Architecture specific hooks for vCPU blocking due to
1446          * HLT instruction.
1447          * Returns for .pre_block():
1448          *    - 0 means continue to block the vCPU.
1449          *    - 1 means we cannot block the vCPU since some event
1450          *        happens during this period, such as, 'ON' bit in
1451          *        posted-interrupts descriptor is set.
1452          */
1453         int (*pre_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1454         void (*post_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1455
1456         void (*vcpu_blocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1457         void (*vcpu_unblocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1458
1459         int (*update_pi_irte)(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1460                               uint32_t guest_irq, bool set);
1461         void (*start_assignment)(struct kvm *kvm);
1462         void (*apicv_post_state_restore)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1463         bool (*dy_apicv_has_pending_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1464
1465         int (*set_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_deadline_tsc,
1466                             bool *expired);
1467         void (*cancel_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1468
1469         void (*setup_mce)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1470
1471         int (*smi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool for_injection);
1472         int (*enter_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, char *smstate);
1473         int (*leave_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, const char *smstate);
1474         void (*enable_smi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1475
1476         int (*mem_enc_op)(struct kvm *kvm, void __user *argp);
1477         int (*mem_enc_reg_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1478         int (*mem_enc_unreg_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1479         int (*vm_copy_enc_context_from)(struct kvm *kvm, unsigned int source_fd);
1480         int (*vm_move_enc_context_from)(struct kvm *kvm, unsigned int source_fd);
1481
1482         int (*get_msr_feature)(struct kvm_msr_entry *entry);
1483
1484         bool (*can_emulate_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu, void *insn, int insn_len);
1485
1486         bool (*apic_init_signal_blocked)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1487         int (*enable_direct_tlbflush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1488
1489         void (*migrate_timers)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1490         void (*msr_filter_changed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1491         int (*complete_emulated_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1492
1493         void (*vcpu_deliver_sipi_vector)(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1494 };
1495
1496 struct kvm_x86_nested_ops {
1497         int (*check_events)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1498         bool (*hv_timer_pending)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1499         void (*triple_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1500         int (*get_state)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1501                          struct kvm_nested_state __user *user_kvm_nested_state,
1502                          unsigned user_data_size);
1503         int (*set_state)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1504                          struct kvm_nested_state __user *user_kvm_nested_state,
1505                          struct kvm_nested_state *kvm_state);
1506         bool (*get_nested_state_pages)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1507         int (*write_log_dirty)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t l2_gpa);
1508
1509         int (*enable_evmcs)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1510                             uint16_t *vmcs_version);
1511         uint16_t (*get_evmcs_version)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1512 };
1513
1514 struct kvm_x86_init_ops {
1515         int (*cpu_has_kvm_support)(void);
1516         int (*disabled_by_bios)(void);
1517         int (*check_processor_compatibility)(void);
1518         int (*hardware_setup)(void);
1519
1520         struct kvm_x86_ops *runtime_ops;
1521 };
1522
1523 struct kvm_arch_async_pf {
1524         u32 token;
1525         gfn_t gfn;
1526         unsigned long cr3;
1527         bool direct_map;
1528 };
1529
1530 extern u32 __read_mostly kvm_nr_uret_msrs;
1531 extern u64 __read_mostly host_efer;
1532 extern bool __read_mostly allow_smaller_maxphyaddr;
1533 extern bool __read_mostly enable_apicv;
1534 extern struct kvm_x86_ops kvm_x86_ops;
1535
1536 #define KVM_X86_OP(func) \
1537         DECLARE_STATIC_CALL(kvm_x86_##func, *(((struct kvm_x86_ops *)0)->func));
1538 #define KVM_X86_OP_NULL KVM_X86_OP
1539 #include <asm/kvm-x86-ops.h>
1540
1541 static inline void kvm_ops_static_call_update(void)
1542 {
1543 #define KVM_X86_OP(func) \
1544         static_call_update(kvm_x86_##func, kvm_x86_ops.func);
1545 #define KVM_X86_OP_NULL KVM_X86_OP
1546 #include <asm/kvm-x86-ops.h>
1547 }
1548
1549 #define __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
1550 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
1551 {
1552         return __vmalloc(kvm_x86_ops.vm_size, GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO);
1553 }
1554
1555 #define __KVM_HAVE_ARCH_VM_FREE
1556 void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm);
1557
1558 #define __KVM_HAVE_ARCH_FLUSH_REMOTE_TLB
1559 static inline int kvm_arch_flush_remote_tlb(struct kvm *kvm)
1560 {
1561         if (kvm_x86_ops.tlb_remote_flush &&
1562             !static_call(kvm_x86_tlb_remote_flush)(kvm))
1563                 return 0;
1564         else
1565                 return -ENOTSUPP;
1566 }
1567
1568 int kvm_mmu_module_init(void);
1569 void kvm_mmu_module_exit(void);
1570
1571 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1572 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
1573 void kvm_mmu_init_vm(struct kvm *kvm);
1574 void kvm_mmu_uninit_vm(struct kvm *kvm);
1575
1576 void kvm_mmu_after_set_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1577 void kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
1578 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1579                                       const struct kvm_memory_slot *memslot,
1580                                       int start_level);
1581 void kvm_mmu_zap_collapsible_sptes(struct kvm *kvm,
1582                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1583 void kvm_mmu_slot_leaf_clear_dirty(struct kvm *kvm,
1584                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1585 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
1586 void kvm_mmu_invalidate_mmio_sptes(struct kvm *kvm, u64 gen);
1587 unsigned long kvm_mmu_calculate_default_mmu_pages(struct kvm *kvm);
1588 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned long kvm_nr_mmu_pages);
1589
1590 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
1591
1592 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
1593                           const void *val, int bytes);
1594
1595 struct kvm_irq_mask_notifier {
1596         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
1597         int irq;
1598         struct hlist_node link;
1599 };
1600
1601 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1602                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1603 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1604                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1605 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
1606                              bool mask);
1607
1608 extern bool tdp_enabled;
1609
1610 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
1611
1612 /* control of guest tsc rate supported? */
1613 extern bool kvm_has_tsc_control;
1614 /* maximum supported tsc_khz for guests */
1615 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
1616 /* number of bits of the fractional part of the TSC scaling ratio */
1617 extern u8   kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits;
1618 /* maximum allowed value of TSC scaling ratio */
1619 extern u64  kvm_max_tsc_scaling_ratio;
1620 /* 1ull << kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits */
1621 extern u64  kvm_default_tsc_scaling_ratio;
1622 /* bus lock detection supported? */
1623 extern bool kvm_has_bus_lock_exit;
1624
1625 extern u64 kvm_mce_cap_supported;
1626
1627 /*
1628  * EMULTYPE_NO_DECODE - Set when re-emulating an instruction (after completing
1629  *                      userspace I/O) to indicate that the emulation context
1630  *                      should be reused as is, i.e. skip initialization of
1631  *                      emulation context, instruction fetch and decode.
1632  *
1633  * EMULTYPE_TRAP_UD - Set when emulating an intercepted #UD from hardware.
1634  *                    Indicates that only select instructions (tagged with
1635  *                    EmulateOnUD) should be emulated (to minimize the emulator
1636  *                    attack surface).  See also EMULTYPE_TRAP_UD_FORCED.
1637  *
1638  * EMULTYPE_SKIP - Set when emulating solely to skip an instruction, i.e. to
1639  *                 decode the instruction length.  For use *only* by
1640  *                 kvm_x86_ops.skip_emulated_instruction() implementations.
1641  *
1642  * EMULTYPE_ALLOW_RETRY_PF - Set when the emulator should resume the guest to
1643  *                           retry native execution under certain conditions,
1644  *                           Can only be set in conjunction with EMULTYPE_PF.
1645  *
1646  * EMULTYPE_TRAP_UD_FORCED - Set when emulating an intercepted #UD that was
1647  *                           triggered by KVM's magic "force emulation" prefix,
1648  *                           which is opt in via module param (off by default).
1649  *                           Bypasses EmulateOnUD restriction despite emulating
1650  *                           due to an intercepted #UD (see EMULTYPE_TRAP_UD).
1651  *                           Used to test the full emulator from userspace.
1652  *
1653  * EMULTYPE_VMWARE_GP - Set when emulating an intercepted #GP for VMware
1654  *                      backdoor emulation, which is opt in via module param.
1655  *                      VMware backdoor emulation handles select instructions
1656  *                      and reinjects the #GP for all other cases.
1657  *
1658  * EMULTYPE_PF - Set when emulating MMIO by way of an intercepted #PF, in which
1659  *               case the CR2/GPA value pass on the stack is valid.
1660  */
1661 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
1662 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
1663 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
1664 #define EMULTYPE_ALLOW_RETRY_PF     (1 << 3)
1665 #define EMULTYPE_TRAP_UD_FORCED     (1 << 4)
1666 #define EMULTYPE_VMWARE_GP          (1 << 5)
1667 #define EMULTYPE_PF                 (1 << 6)
1668
1669 int kvm_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, int emulation_type);
1670 int kvm_emulate_instruction_from_buffer(struct kvm_vcpu *vcpu,
1671                                         void *insn, int insn_len);
1672 void __kvm_prepare_emulation_failure_exit(struct kvm_vcpu *vcpu,
1673                                           u64 *data, u8 ndata);
1674 void kvm_prepare_emulation_failure_exit(struct kvm_vcpu *vcpu);
1675
1676 void kvm_enable_efer_bits(u64);
1677 bool kvm_valid_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1678 int __kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 *data, bool host_initiated);
1679 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 *data);
1680 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 data);
1681 int kvm_emulate_rdmsr(struct kvm_vcpu *vcpu);
1682 int kvm_emulate_wrmsr(struct kvm_vcpu *vcpu);
1683 int kvm_emulate_as_nop(struct kvm_vcpu *vcpu);
1684 int kvm_emulate_invd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1685 int kvm_emulate_mwait(struct kvm_vcpu *vcpu);
1686 int kvm_handle_invalid_op(struct kvm_vcpu *vcpu);
1687 int kvm_emulate_monitor(struct kvm_vcpu *vcpu);
1688
1689 int kvm_fast_pio(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port, int in);
1690 int kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1691 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1692 int kvm_vcpu_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1693 int kvm_emulate_ap_reset_hold(struct kvm_vcpu *vcpu);
1694 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1695
1696 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
1697 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
1698 void kvm_vcpu_deliver_sipi_vector(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1699
1700 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
1701                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
1702
1703 void kvm_post_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long old_cr0, unsigned long cr0);
1704 void kvm_post_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long old_cr4, unsigned long cr4);
1705 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1706 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1707 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1708 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
1709 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
1710 void kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
1711 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
1712 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
1713 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1714 int kvm_emulate_xsetbv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1715
1716 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1717 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1718
1719 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
1720 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1721 int kvm_emulate_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
1722
1723 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1724 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1725 void kvm_queue_exception_p(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, unsigned long payload);
1726 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1727 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1728 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
1729 bool kvm_inject_emulated_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu,
1730                                     struct x86_exception *fault);
1731 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
1732 bool kvm_require_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr);
1733
1734 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
1735                                        int irq_source_id, int level)
1736 {
1737         /* Logical OR for level trig interrupt */
1738         if (level)
1739                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
1740         else
1741                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
1742
1743         return !!(*irq_state);
1744 }
1745
1746 #define KVM_MMU_ROOT_CURRENT            BIT(0)
1747 #define KVM_MMU_ROOT_PREVIOUS(i)        BIT(1+i)
1748 #define KVM_MMU_ROOTS_ALL               (~0UL)
1749
1750 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
1751 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
1752
1753 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1754
1755 void kvm_update_dr7(struct kvm_vcpu *vcpu);
1756
1757 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
1758 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
1759 void kvm_mmu_free_roots(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1760                         ulong roots_to_free);
1761 void kvm_mmu_free_guest_mode_roots(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu);
1762 gpa_t translate_nested_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1763                            struct x86_exception *exception);
1764 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1765                               struct x86_exception *exception);
1766 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1767                                struct x86_exception *exception);
1768 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1769                                struct x86_exception *exception);
1770 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1771                                 struct x86_exception *exception);
1772
1773 bool kvm_apicv_activated(struct kvm *kvm);
1774 void kvm_vcpu_update_apicv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1775 void kvm_request_apicv_update(struct kvm *kvm, bool activate,
1776                               unsigned long bit);
1777
1778 void __kvm_request_apicv_update(struct kvm *kvm, bool activate,
1779                                 unsigned long bit);
1780
1781 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
1782
1783 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t cr2_or_gpa, u64 error_code,
1784                        void *insn, int insn_len);
1785 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1786 void kvm_mmu_invalidate_gva(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1787                             gva_t gva, hpa_t root_hpa);
1788 void kvm_mmu_invpcid_gva(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, unsigned long pcid);
1789 void kvm_mmu_new_pgd(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t new_pgd);
1790
1791 void kvm_configure_mmu(bool enable_tdp, int tdp_forced_root_level,
1792                        int tdp_max_root_level, int tdp_huge_page_level);
1793
1794 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
1795 {
1796         u16 ldt;
1797         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
1798         return ldt;
1799 }
1800
1801 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
1802 {
1803         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
1804 }
1805
1806 #ifdef CONFIG_X86_64
1807 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
1808 {
1809         u64 value;
1810
1811         rdmsrl(msr, value);
1812         return value;
1813 }
1814 #endif
1815
1816 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
1817 {
1818         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
1819 }
1820
1821 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
1822 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
1823 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
1824 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
1825 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
1826         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
1827
1828 enum {
1829         TASK_SWITCH_CALL = 0,
1830         TASK_SWITCH_IRET = 1,
1831         TASK_SWITCH_JMP = 2,
1832         TASK_SWITCH_GATE = 3,
1833 };
1834
1835 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
1836 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
1837 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
1838 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
1839 #define HF_SMM_MASK             (1 << 6)
1840 #define HF_SMM_INSIDE_NMI_MASK  (1 << 7)
1841
1842 #define __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
1843 #define KVM_ADDRESS_SPACE_NUM 2
1844
1845 #define kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu) ((vcpu)->arch.hflags & HF_SMM_MASK ? 1 : 0)
1846 #define kvm_memslots_for_spte_role(kvm, role) __kvm_memslots(kvm, (role).smm)
1847
1848 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
1849
1850 int kvm_cpu_has_injectable_intr(struct kvm_vcpu *v);
1851 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1852 int kvm_cpu_has_extint(struct kvm_vcpu *v);
1853 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1854 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
1855 void kvm_vcpu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1856 void kvm_vcpu_reload_apic_access_page(struct kvm_vcpu *vcpu);
1857
1858 int kvm_pv_send_ipi(struct kvm *kvm, unsigned long ipi_bitmap_low,
1859                     unsigned long ipi_bitmap_high, u32 min,
1860                     unsigned long icr, int op_64_bit);
1861
1862 int kvm_add_user_return_msr(u32 msr);
1863 int kvm_find_user_return_msr(u32 msr);
1864 int kvm_set_user_return_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
1865
1866 static inline bool kvm_is_supported_user_return_msr(u32 msr)
1867 {
1868         return kvm_find_user_return_msr(msr) >= 0;
1869 }
1870
1871 u64 kvm_scale_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 tsc, u64 ratio);
1872 u64 kvm_read_l1_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
1873 u64 kvm_calc_nested_tsc_offset(u64 l1_offset, u64 l2_offset, u64 l2_multiplier);
1874 u64 kvm_calc_nested_tsc_multiplier(u64 l1_multiplier, u64 l2_multiplier);
1875
1876 unsigned long kvm_get_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu);
1877 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
1878
1879 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
1880 void kvm_make_scan_ioapic_request_mask(struct kvm *kvm,
1881                                        unsigned long *vcpu_bitmap);
1882
1883 bool kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1884                                      struct kvm_async_pf *work);
1885 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1886                                  struct kvm_async_pf *work);
1887 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
1888                                struct kvm_async_pf *work);
1889 void kvm_arch_async_page_present_queued(struct kvm_vcpu *vcpu);
1890 bool kvm_arch_can_dequeue_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
1891 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
1892
1893 int kvm_skip_emulated_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu);
1894 int kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1895 void __kvm_request_immediate_exit(struct kvm_vcpu *vcpu);
1896
1897 int kvm_is_in_guest(void);
1898
1899 void __user *__x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa,
1900                                      u32 size);
1901 bool kvm_vcpu_is_reset_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1902 bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1903
1904 bool kvm_intr_is_single_vcpu(struct kvm *kvm, struct kvm_lapic_irq *irq,
1905                              struct kvm_vcpu **dest_vcpu);
1906
1907 void kvm_set_msi_irq(struct kvm *kvm, struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1908                      struct kvm_lapic_irq *irq);
1909
1910 static inline bool kvm_irq_is_postable(struct kvm_lapic_irq *irq)
1911 {
1912         /* We can only post Fixed and LowPrio IRQs */
1913         return (irq->delivery_mode == APIC_DM_FIXED ||
1914                 irq->delivery_mode == APIC_DM_LOWEST);
1915 }
1916
1917 static inline void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1918 {
1919         static_call_cond(kvm_x86_vcpu_blocking)(vcpu);
1920 }
1921
1922 static inline void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1923 {
1924         static_call_cond(kvm_x86_vcpu_unblocking)(vcpu);
1925 }
1926
1927 static inline void kvm_arch_vcpu_block_finish(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
1928
1929 static inline int kvm_cpu_get_apicid(int mps_cpu)
1930 {
1931 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1932         return default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
1933 #else
1934         WARN_ON_ONCE(1);
1935         return BAD_APICID;
1936 #endif
1937 }
1938
1939 #define put_smstate(type, buf, offset, val)                      \
1940         *(type *)((buf) + (offset) - 0x7e00) = val
1941
1942 #define GET_SMSTATE(type, buf, offset)          \
1943         (*(type *)((buf) + (offset) - 0x7e00))
1944
1945 int kvm_cpu_dirty_log_size(void);
1946
1947 int memslot_rmap_alloc(struct kvm_memory_slot *slot, unsigned long npages);
1948
1949 #define KVM_CLOCK_VALID_FLAGS                                           \
1950         (KVM_CLOCK_TSC_STABLE | KVM_CLOCK_REALTIME | KVM_CLOCK_HOST_TSC)
1951
1952 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */