arch/x86/kvm/x86.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2 #ifndef ARCH_X86_KVM_X86_H
   3 #define ARCH_X86_KVM_X86_H
   4
   5 #include <linux/kvm_host.h>
   6 #include <asm/pvclock.h>
   7 #include "kvm_cache_regs.h"
   8 #include "kvm_emulate.h"
   9
  10 #define KVM_DEFAULT_PLE_GAP             128
  11 #define KVM_VMX_DEFAULT_PLE_WINDOW      4096
  12 #define KVM_DEFAULT_PLE_WINDOW_GROW     2
  13 #define KVM_DEFAULT_PLE_WINDOW_SHRINK   0
  14 #define KVM_VMX_DEFAULT_PLE_WINDOW_MAX  UINT_MAX
  15 #define KVM_SVM_DEFAULT_PLE_WINDOW_MAX  USHRT_MAX
  16 #define KVM_SVM_DEFAULT_PLE_WINDOW      3000
  17
  18 static inline unsigned int __grow_ple_window(unsigned int val,
  19                 unsigned int base, unsigned int modifier, unsigned int max)
  20 {
  21         u64 ret = val;
  22
  23         if (modifier < 1)
  24                 return base;
  25
  26         if (modifier < base)
  27                 ret *= modifier;
  28         else
  29                 ret += modifier;
  30
  31         return min(ret, (u64)max);
  32 }
  33
  34 static inline unsigned int __shrink_ple_window(unsigned int val,
  35                 unsigned int base, unsigned int modifier, unsigned int min)
  36 {
  37         if (modifier < 1)
  38                 return base;
  39
  40         if (modifier < base)
  41                 val /= modifier;
  42         else
  43                 val -= modifier;
  44
  45         return max(val, min);
  46 }
  47
  48 #define MSR_IA32_CR_PAT_DEFAULT  0x0007040600070406ULL
  49
  50 static inline void kvm_clear_exception_queue(struct kvm_vcpu *vcpu)
  51 {
  52         vcpu->arch.exception.pending = false;
  53         vcpu->arch.exception.injected = false;
  54 }
  55
  56 static inline void kvm_queue_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector,
  57         bool soft)
  58 {
  59         vcpu->arch.interrupt.injected = true;
  60         vcpu->arch.interrupt.soft = soft;
  61         vcpu->arch.interrupt.nr = vector;
  62 }
  63
  64 static inline void kvm_clear_interrupt_queue(struct kvm_vcpu *vcpu)
  65 {
  66         vcpu->arch.interrupt.injected = false;
  67 }
  68
  69 static inline bool kvm_event_needs_reinjection(struct kvm_vcpu *vcpu)
  70 {
  71         return vcpu->arch.exception.injected || vcpu->arch.interrupt.injected ||
  72                 vcpu->arch.nmi_injected;
  73 }
  74
  75 static inline bool kvm_exception_is_soft(unsigned int nr)
  76 {
  77         return (nr == BP_VECTOR) || (nr == OF_VECTOR);
  78 }
  79
  80 static inline bool is_protmode(struct kvm_vcpu *vcpu)
  81 {
  82         return kvm_read_cr0_bits(vcpu, X86_CR0_PE);
  83 }
  84
  85 static inline int is_long_mode(struct kvm_vcpu *vcpu)
  86 {
  87 #ifdef CONFIG_X86_64
  88         return vcpu->arch.efer & EFER_LMA;
  89 #else
  90         return 0;
  91 #endif
  92 }
  93
  94 static inline bool is_64_bit_mode(struct kvm_vcpu *vcpu)
  95 {
  96         int cs_db, cs_l;
  97
  98         if (!is_long_mode(vcpu))
  99                 return false;
 100         kvm_x86_ops.get_cs_db_l_bits(vcpu, &cs_db, &cs_l);
 101         return cs_l;
 102 }
 103
 104 static inline bool is_la57_mode(struct kvm_vcpu *vcpu)
 105 {
 106 #ifdef CONFIG_X86_64
 107         return (vcpu->arch.efer & EFER_LMA) &&
 108                  kvm_read_cr4_bits(vcpu, X86_CR4_LA57);
 109 #else
 110         return 0;
 111 #endif
 112 }
 113
 114 static inline bool x86_exception_has_error_code(unsigned int vector)
 115 {
 116         static u32 exception_has_error_code = BIT(DF_VECTOR) | BIT(TS_VECTOR) |
 117                         BIT(NP_VECTOR) | BIT(SS_VECTOR) | BIT(GP_VECTOR) |
 118                         BIT(PF_VECTOR) | BIT(AC_VECTOR);
 119
 120         return (1U << vector) & exception_has_error_code;
 121 }
 122
 123 static inline bool mmu_is_nested(struct kvm_vcpu *vcpu)
 124 {
 125         return vcpu->arch.walk_mmu == &vcpu->arch.nested_mmu;
 126 }
 127
 128 static inline void kvm_vcpu_flush_tlb_current(struct kvm_vcpu *vcpu)
 129 {
 130         ++vcpu->stat.tlb_flush;
 131         kvm_x86_ops.tlb_flush_current(vcpu);
 132 }
 133
 134 static inline int is_pae(struct kvm_vcpu *vcpu)
 135 {
 136         return kvm_read_cr4_bits(vcpu, X86_CR4_PAE);
 137 }
 138
 139 static inline int is_pse(struct kvm_vcpu *vcpu)
 140 {
 141         return kvm_read_cr4_bits(vcpu, X86_CR4_PSE);
 142 }
 143
 144 static inline int is_paging(struct kvm_vcpu *vcpu)
 145 {
 146         return likely(kvm_read_cr0_bits(vcpu, X86_CR0_PG));
 147 }
 148
 149 static inline bool is_pae_paging(struct kvm_vcpu *vcpu)
 150 {
 151         return !is_long_mode(vcpu) && is_pae(vcpu) && is_paging(vcpu);
 152 }
 153
 154 static inline u8 vcpu_virt_addr_bits(struct kvm_vcpu *vcpu)
 155 {
 156         return kvm_read_cr4_bits(vcpu, X86_CR4_LA57) ? 57 : 48;
 157 }
 158
 159 static inline u64 get_canonical(u64 la, u8 vaddr_bits)
 160 {
 161         return ((int64_t)la << (64 - vaddr_bits)) >> (64 - vaddr_bits);
 162 }
 163
 164 static inline bool is_noncanonical_address(u64 la, struct kvm_vcpu *vcpu)
 165 {
 166         return get_canonical(la, vcpu_virt_addr_bits(vcpu)) != la;
 167 }
 168
 169 static inline void vcpu_cache_mmio_info(struct kvm_vcpu *vcpu,
 170                                         gva_t gva, gfn_t gfn, unsigned access)
 171 {
 172         u64 gen = kvm_memslots(vcpu->kvm)->generation;
 173
 174         if (unlikely(gen & KVM_MEMSLOT_GEN_UPDATE_IN_PROGRESS))
 175                 return;
 176
 177         /*
 178          * If this is a shadow nested page table, the "GVA" is
 179          * actually a nGPA.
 180          */
 181         vcpu->arch.mmio_gva = mmu_is_nested(vcpu) ? 0 : gva & PAGE_MASK;
 182         vcpu->arch.mmio_access = access;
 183         vcpu->arch.mmio_gfn = gfn;
 184         vcpu->arch.mmio_gen = gen;
 185 }
 186
 187 static inline bool vcpu_match_mmio_gen(struct kvm_vcpu *vcpu)
 188 {
 189         return vcpu->arch.mmio_gen == kvm_memslots(vcpu->kvm)->generation;
 190 }
 191
 192 /*
 193  * Clear the mmio cache info for the given gva. If gva is MMIO_GVA_ANY, we
 194  * clear all mmio cache info.
 195  */
 196 #define MMIO_GVA_ANY (~(gva_t)0)
 197
 198 static inline void vcpu_clear_mmio_info(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva)
 199 {
 200         if (gva != MMIO_GVA_ANY && vcpu->arch.mmio_gva != (gva & PAGE_MASK))
 201                 return;
 202
 203         vcpu->arch.mmio_gva = 0;
 204 }
 205
 206 static inline bool vcpu_match_mmio_gva(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long gva)
 207 {
 208         if (vcpu_match_mmio_gen(vcpu) && vcpu->arch.mmio_gva &&
 209               vcpu->arch.mmio_gva == (gva & PAGE_MASK))
 210                 return true;
 211
 212         return false;
 213 }
 214
 215 static inline bool vcpu_match_mmio_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa)
 216 {
 217         if (vcpu_match_mmio_gen(vcpu) && vcpu->arch.mmio_gfn &&
 218               vcpu->arch.mmio_gfn == gpa >> PAGE_SHIFT)
 219                 return true;
 220
 221         return false;
 222 }
 223
 224 static inline unsigned long kvm_register_readl(struct kvm_vcpu *vcpu, int reg)
 225 {
 226         unsigned long val = kvm_register_read(vcpu, reg);
 227
 228         return is_64_bit_mode(vcpu) ? val : (u32)val;
 229 }
 230
 231 static inline void kvm_register_writel(struct kvm_vcpu *vcpu,
 232                                        int reg, unsigned long val)
 233 {
 234         if (!is_64_bit_mode(vcpu))
 235                 val = (u32)val;
 236         return kvm_register_write(vcpu, reg, val);
 237 }
 238
 239 static inline bool kvm_check_has_quirk(struct kvm *kvm, u64 quirk)
 240 {
 241         return !(kvm->arch.disabled_quirks & quirk);
 242 }
 243
 244 static inline bool kvm_vcpu_latch_init(struct kvm_vcpu *vcpu)
 245 {
 246         return is_smm(vcpu) || kvm_x86_ops.apic_init_signal_blocked(vcpu);
 247 }
 248
 249 void kvm_set_pending_timer(struct kvm_vcpu *vcpu);
 250 void kvm_inject_realmode_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu, int irq, int inc_eip);
 251
 252 void kvm_write_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
 253 u64 get_kvmclock_ns(struct kvm *kvm);
 254
 255 int kvm_read_guest_virt(struct kvm_vcpu *vcpu,
 256         gva_t addr, void *val, unsigned int bytes,
 257         struct x86_exception *exception);
 258
 259 int kvm_write_guest_virt_system(struct kvm_vcpu *vcpu,
 260         gva_t addr, void *val, unsigned int bytes,
 261         struct x86_exception *exception);
 262
 263 int handle_ud(struct kvm_vcpu *vcpu);
 264
 265 void kvm_deliver_exception_payload(struct kvm_vcpu *vcpu);
 266
 267 void kvm_vcpu_mtrr_init(struct kvm_vcpu *vcpu);
 268 u8 kvm_mtrr_get_guest_memory_type(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
 269 bool kvm_mtrr_valid(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 data);
 270 int kvm_mtrr_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 data);
 271 int kvm_mtrr_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 msr, u64 *pdata);
 272 bool kvm_mtrr_check_gfn_range_consistency(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn,
 273                                           int page_num);
 274 bool kvm_vector_hashing_enabled(void);
 275 void kvm_fixup_and_inject_pf_error(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, u16 error_code);
 276 int x86_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t cr2_or_gpa,
 277                             int emulation_type, void *insn, int insn_len);
 278 fastpath_t handle_fastpath_set_msr_irqoff(struct kvm_vcpu *vcpu);
 279
 280 extern u64 host_xcr0;
 281 extern u64 supported_xcr0;
 282 extern u64 supported_xss;
 283
 284 static inline bool kvm_mpx_supported(void)
 285 {
 286         return (supported_xcr0 & (XFEATURE_MASK_BNDREGS | XFEATURE_MASK_BNDCSR))
 287                 == (XFEATURE_MASK_BNDREGS | XFEATURE_MASK_BNDCSR);
 288 }
 289
 290 extern unsigned int min_timer_period_us;
 291
 292 extern bool enable_vmware_backdoor;
 293
 294 extern int pi_inject_timer;
 295
 296 extern struct static_key kvm_no_apic_vcpu;
 297
 298 static inline u64 nsec_to_cycles(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 nsec)
 299 {
 300         return pvclock_scale_delta(nsec, vcpu->arch.virtual_tsc_mult,
 301                                    vcpu->arch.virtual_tsc_shift);
 302 }
 303
 304 /* Same "calling convention" as do_div:
 305  * - divide (n << 32) by base
 306  * - put result in n
 307  * - return remainder
 308  */
 309 #define do_shl32_div32(n, base)                                 \
 310         ({                                                      \
 311             u32 __quot, __rem;                                  \
 312             asm("divl %2" : "=a" (__quot), "=d" (__rem)         \
 313                         : "rm" (base), "0" (0), "1" ((u32) n)); \
 314             n = __quot;                                         \
 315             __rem;                                              \
 316          })
 317
 318 static inline bool kvm_mwait_in_guest(struct kvm *kvm)
 319 {
 320         return kvm->arch.mwait_in_guest;
 321 }
 322
 323 static inline bool kvm_hlt_in_guest(struct kvm *kvm)
 324 {
 325         return kvm->arch.hlt_in_guest;
 326 }
 327
 328 static inline bool kvm_pause_in_guest(struct kvm *kvm)
 329 {
 330         return kvm->arch.pause_in_guest;
 331 }
 332
 333 static inline bool kvm_cstate_in_guest(struct kvm *kvm)
 334 {
 335         return kvm->arch.cstate_in_guest;
 336 }
 337
 338 DECLARE_PER_CPU(struct kvm_vcpu *, current_vcpu);
 339
 340 static inline void kvm_before_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu)
 341 {
 342         __this_cpu_write(current_vcpu, vcpu);
 343 }
 344
 345 static inline void kvm_after_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu)
 346 {
 347         __this_cpu_write(current_vcpu, NULL);
 348 }
 349
 350
 351 static inline bool kvm_pat_valid(u64 data)
 352 {
 353         if (data & 0xF8F8F8F8F8F8F8F8ull)
 354                 return false;
 355         /* 0, 1, 4, 5, 6, 7 are valid values.  */
 356         return (data | ((data & 0x0202020202020202ull) << 1)) == data;
 357 }
 358
 359 static inline bool kvm_dr7_valid(u64 data)
 360 {
 361         /* Bits [63:32] are reserved */
 362         return !(data >> 32);
 363 }
 364 static inline bool kvm_dr6_valid(u64 data)
 365 {
 366         /* Bits [63:32] are reserved */
 367         return !(data >> 32);
 368 }
 369
 370 void kvm_load_guest_xsave_state(struct kvm_vcpu *vcpu);
 371 void kvm_load_host_xsave_state(struct kvm_vcpu *vcpu);
 372 int kvm_spec_ctrl_test_value(u64 value);
 373 int kvm_valid_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
 374 bool kvm_vcpu_exit_request(struct kvm_vcpu *vcpu);
 375
 376 #define  KVM_MSR_RET_INVALID  2
 377
 378 #define __cr4_reserved_bits(__cpu_has, __c)             \
 379 ({                                                      \
 380         u64 __reserved_bits = CR4_RESERVED_BITS;        \
 381                                                         \
 382         if (!__cpu_has(__c, X86_FEATURE_XSAVE))         \
 383                 __reserved_bits |= X86_CR4_OSXSAVE;     \
 384         if (!__cpu_has(__c, X86_FEATURE_SMEP))          \
 385                 __reserved_bits |= X86_CR4_SMEP;        \
 386         if (!__cpu_has(__c, X86_FEATURE_SMAP))          \
 387                 __reserved_bits |= X86_CR4_SMAP;        \
 388         if (!__cpu_has(__c, X86_FEATURE_FSGSBASE))      \
 389                 __reserved_bits |= X86_CR4_FSGSBASE;    \
 390         if (!__cpu_has(__c, X86_FEATURE_PKU))           \
 391                 __reserved_bits |= X86_CR4_PKE;         \
 392         if (!__cpu_has(__c, X86_FEATURE_LA57))          \
 393                 __reserved_bits |= X86_CR4_LA57;        \
 394         if (!__cpu_has(__c, X86_FEATURE_UMIP))          \
 395                 __reserved_bits |= X86_CR4_UMIP;        \
 396         if (!__cpu_has(__c, X86_FEATURE_VMX))           \
 397                 __reserved_bits |= X86_CR4_VMXE;        \
 398         __reserved_bits;                                \
 399 })
 400
 401 #endif