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 288
  41 #define KVM_SOFT_MAX_VCPUS 240
  42 #define KVM_MAX_VCPU_ID 1023
  43 /* memory slots that are not exposed to userspace */
  44 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 3
  45
  46 #define KVM_HALT_POLL_NS_DEFAULT 200000
  47
  48 #define KVM_IRQCHIP_NUM_PINS  KVM_IOAPIC_NUM_PINS
  49
  50 #define KVM_DIRTY_LOG_MANUAL_CAPS   (KVM_DIRTY_LOG_MANUAL_PROTECT_ENABLE | \
  51                                         KVM_DIRTY_LOG_INITIALLY_SET)
  52
  53 #define KVM_BUS_LOCK_DETECTION_VALID_MODE       (KVM_BUS_LOCK_DETECTION_OFF | \
  54                                                  KVM_BUS_LOCK_DETECTION_EXIT)
  55
  56 /* x86-specific vcpu->requests bit members */
  57 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER           KVM_ARCH_REQ(0)
  58 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS       KVM_ARCH_REQ(1)
  59 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT            KVM_ARCH_REQ(2)
  60 #define KVM_REQ_MMU_SYNC                KVM_ARCH_REQ(3)
  61 #define KVM_REQ_CLOCK_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(4)
  62 #define KVM_REQ_LOAD_MMU_PGD            KVM_ARCH_REQ(5)
  63 #define KVM_REQ_EVENT                   KVM_ARCH_REQ(6)
  64 #define KVM_REQ_APF_HALT                KVM_ARCH_REQ(7)
  65 #define KVM_REQ_STEAL_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(8)
  66 #define KVM_REQ_NMI                     KVM_ARCH_REQ(9)
  67 #define KVM_REQ_PMU                     KVM_ARCH_REQ(10)
  68 #define KVM_REQ_PMI                     KVM_ARCH_REQ(11)
  69 #define KVM_REQ_SMI                     KVM_ARCH_REQ(12)
  70 #define KVM_REQ_MASTERCLOCK_UPDATE      KVM_ARCH_REQ(13)
  71 #define KVM_REQ_MCLOCK_INPROGRESS \
  72         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(14, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
  73 #define KVM_REQ_SCAN_IOAPIC \
  74         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(15, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
  75 #define KVM_REQ_GLOBAL_CLOCK_UPDATE     KVM_ARCH_REQ(16)
  76 #define KVM_REQ_APIC_PAGE_RELOAD \
  77         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(17, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
  78 #define KVM_REQ_HV_CRASH                KVM_ARCH_REQ(18)
  79 #define KVM_REQ_IOAPIC_EOI_EXIT         KVM_ARCH_REQ(19)
  80 #define KVM_REQ_HV_RESET                KVM_ARCH_REQ(20)
  81 #define KVM_REQ_HV_EXIT                 KVM_ARCH_REQ(21)
  82 #define KVM_REQ_HV_STIMER               KVM_ARCH_REQ(22)
  83 #define KVM_REQ_LOAD_EOI_EXITMAP        KVM_ARCH_REQ(23)
  84 #define KVM_REQ_GET_NESTED_STATE_PAGES  KVM_ARCH_REQ(24)
  85 #define KVM_REQ_APICV_UPDATE \
  86         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(25, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
  87 #define KVM_REQ_TLB_FLUSH_CURRENT       KVM_ARCH_REQ(26)
  88 #define KVM_REQ_TLB_FLUSH_GUEST \
  89         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(27, KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
  90 #define KVM_REQ_APF_READY               KVM_ARCH_REQ(28)
  91 #define KVM_REQ_MSR_FILTER_CHANGED      KVM_ARCH_REQ(29)
  92 #define KVM_REQ_UPDATE_CPU_DIRTY_LOGGING \
  93         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(30, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
  94
  95 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
  96         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
  97                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
  98                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
  99
 100 #define CR4_RESERVED_BITS                                               \
 101         (~(unsigned long)(X86_CR4_VME | X86_CR4_PVI | X86_CR4_TSD | X86_CR4_DE\
 102                           | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_MCE     \
 103                           | X86_CR4_PGE | X86_CR4_PCE | X86_CR4_OSFXSR | X86_CR4_PCIDE \
 104                           | X86_CR4_OSXSAVE | X86_CR4_SMEP | X86_CR4_FSGSBASE \
 105                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_LA57 | X86_CR4_VMXE \
 106                           | X86_CR4_SMAP | X86_CR4_PKE | X86_CR4_UMIP))
 107
 108 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
 109
 110
 111
 112 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
 113 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
 114
 115 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
 116 #define INVALID_GPA (~(gpa_t)0)
 117
 118 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
 119 #define KVM_MAX_HUGEPAGE_LEVEL  PG_LEVEL_1G
 120 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       (KVM_MAX_HUGEPAGE_LEVEL - PG_LEVEL_4K + 1)
 121 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
 122 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
 123 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
 124 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
 125 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
 126
 127 static inline gfn_t gfn_to_index(gfn_t gfn, gfn_t base_gfn, int level)
 128 {
 129         /* KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(PG_LEVEL_4K) must be 0. */
 130         return (gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level)) -
 131                 (base_gfn >> KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(level));
 132 }
 133
 134 #define KVM_PERMILLE_MMU_PAGES 20
 135 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64UL
 136 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 12
 137 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
 138 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
 139 #define KVM_REFILL_PAGES 25
 140 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 256
 141 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
 142 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
 143
 144 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
 145
 146 enum kvm_reg {
 147         VCPU_REGS_RAX = __VCPU_REGS_RAX,
 148         VCPU_REGS_RCX = __VCPU_REGS_RCX,
 149         VCPU_REGS_RDX = __VCPU_REGS_RDX,
 150         VCPU_REGS_RBX = __VCPU_REGS_RBX,
 151         VCPU_REGS_RSP = __VCPU_REGS_RSP,
 152         VCPU_REGS_RBP = __VCPU_REGS_RBP,
 153         VCPU_REGS_RSI = __VCPU_REGS_RSI,
 154         VCPU_REGS_RDI = __VCPU_REGS_RDI,
 155 #ifdef CONFIG_X86_64
 156         VCPU_REGS_R8  = __VCPU_REGS_R8,
 157         VCPU_REGS_R9  = __VCPU_REGS_R9,
 158         VCPU_REGS_R10 = __VCPU_REGS_R10,
 159         VCPU_REGS_R11 = __VCPU_REGS_R11,
 160         VCPU_REGS_R12 = __VCPU_REGS_R12,
 161         VCPU_REGS_R13 = __VCPU_REGS_R13,
 162         VCPU_REGS_R14 = __VCPU_REGS_R14,
 163         VCPU_REGS_R15 = __VCPU_REGS_R15,
 164 #endif
 165         VCPU_REGS_RIP,
 166         NR_VCPU_REGS,
 167
 168         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
 169         VCPU_EXREG_CR0,
 170         VCPU_EXREG_CR3,
 171         VCPU_EXREG_CR4,
 172         VCPU_EXREG_RFLAGS,
 173         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
 174         VCPU_EXREG_EXIT_INFO_1,
 175         VCPU_EXREG_EXIT_INFO_2,
 176 };
 177
 178 enum {
 179         VCPU_SREG_ES,
 180         VCPU_SREG_CS,
 181         VCPU_SREG_SS,
 182         VCPU_SREG_DS,
 183         VCPU_SREG_FS,
 184         VCPU_SREG_GS,
 185         VCPU_SREG_TR,
 186         VCPU_SREG_LDTR,
 187 };
 188
 189 enum exit_fastpath_completion {
 190         EXIT_FASTPATH_NONE,
 191         EXIT_FASTPATH_REENTER_GUEST,
 192         EXIT_FASTPATH_EXIT_HANDLED,
 193 };
 194 typedef enum exit_fastpath_completion fastpath_t;
 195
 196 struct x86_emulate_ctxt;
 197 struct x86_exception;
 198 enum x86_intercept;
 199 enum x86_intercept_stage;
 200
 201 #define KVM_NR_DB_REGS  4
 202
 203 #define DR6_BUS_LOCK   (1 << 11)
 204 #define DR6_BD          (1 << 13)
 205 #define DR6_BS          (1 << 14)
 206 #define DR6_BT          (1 << 15)
 207 #define DR6_RTM         (1 << 16)
 208 /*
 209  * DR6_ACTIVE_LOW combines fixed-1 and active-low bits.
 210  * We can regard all the bits in DR6_FIXED_1 as active_low bits;
 211  * they will never be 0 for now, but when they are defined
 212  * in the future it will require no code change.
 213  *
 214  * DR6_ACTIVE_LOW is also used as the init/reset value for DR6.
 215  */
 216 #define DR6_ACTIVE_LOW  0xffff0ff0
 217 #define DR6_VOLATILE    0x0001e80f
 218 #define DR6_FIXED_1     (DR6_ACTIVE_LOW & ~DR6_VOLATILE)
 219
 220 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
 221 #define DR7_GE          (1 << 9)
 222 #define DR7_GD          (1 << 13)
 223 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
 224 #define DR7_VOLATILE    0xffff2bff
 225
 226 #define KVM_GUESTDBG_VALID_MASK \
 227         (KVM_GUESTDBG_ENABLE | \
 228         KVM_GUESTDBG_SINGLESTEP | \
 229         KVM_GUESTDBG_USE_HW_BP | \
 230         KVM_GUESTDBG_USE_SW_BP | \
 231         KVM_GUESTDBG_INJECT_BP | \
 232         KVM_GUESTDBG_INJECT_DB)
 233
 234
 235 #define PFERR_PRESENT_BIT 0
 236 #define PFERR_WRITE_BIT 1
 237 #define PFERR_USER_BIT 2
 238 #define PFERR_RSVD_BIT 3
 239 #define PFERR_FETCH_BIT 4
 240 #define PFERR_PK_BIT 5
 241 #define PFERR_SGX_BIT 15
 242 #define PFERR_GUEST_FINAL_BIT 32
 243 #define PFERR_GUEST_PAGE_BIT 33
 244
 245 #define PFERR_PRESENT_MASK (1U << PFERR_PRESENT_BIT)
 246 #define PFERR_WRITE_MASK (1U << PFERR_WRITE_BIT)
 247 #define PFERR_USER_MASK (1U << PFERR_USER_BIT)
 248 #define PFERR_RSVD_MASK (1U << PFERR_RSVD_BIT)
 249 #define PFERR_FETCH_MASK (1U << PFERR_FETCH_BIT)
 250 #define PFERR_PK_MASK (1U << PFERR_PK_BIT)
 251 #define PFERR_SGX_MASK (1U << PFERR_SGX_BIT)
 252 #define PFERR_GUEST_FINAL_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_FINAL_BIT)
 253 #define PFERR_GUEST_PAGE_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_PAGE_BIT)
 254
 255 #define PFERR_NESTED_GUEST_PAGE (PFERR_GUEST_PAGE_MASK |        \
 256                                  PFERR_WRITE_MASK |             \
 257                                  PFERR_PRESENT_MASK)
 258
 259 /* apic attention bits */
 260 #define KVM_APIC_CHECK_VAPIC    0
 261 /*
 262  * The following bit is set with PV-EOI, unset on EOI.
 263  * We detect PV-EOI changes by guest by comparing
 264  * this bit with PV-EOI in guest memory.
 265  * See the implementation in apic_update_pv_eoi.
 266  */
 267 #define KVM_APIC_PV_EOI_PENDING 1
 268
 269 struct kvm_kernel_irq_routing_entry;
 270
 271 /*
 272  * the pages used as guest page table on soft mmu are tracked by
 273  * kvm_memory_slot.arch.gfn_track which is 16 bits, so the role bits used
 274  * by indirect shadow page can not be more than 15 bits.
 275  *
 276  * Currently, we used 14 bits that are @level, @gpte_is_8_bytes, @quadrant, @access,
 277  * @nxe, @cr0_wp, @smep_andnot_wp and @smap_andnot_wp.
 278  */
 279 union kvm_mmu_page_role {
 280         u32 word;
 281         struct {
 282                 unsigned level:4;
 283                 unsigned gpte_is_8_bytes:1;
 284                 unsigned quadrant:2;
 285                 unsigned direct:1;
 286                 unsigned access:3;
 287                 unsigned invalid:1;
 288                 unsigned nxe:1;
 289                 unsigned cr0_wp:1;
 290                 unsigned smep_andnot_wp:1;
 291                 unsigned smap_andnot_wp:1;
 292                 unsigned ad_disabled:1;
 293                 unsigned guest_mode:1;
 294                 unsigned :6;
 295
 296                 /*
 297                  * This is left at the top of the word so that
 298                  * kvm_memslots_for_spte_role can extract it with a
 299                  * simple shift.  While there is room, give it a whole
 300                  * byte so it is also faster to load it from memory.
 301                  */
 302                 unsigned smm:8;
 303         };
 304 };
 305
 306 union kvm_mmu_extended_role {
 307 /*
 308  * This structure complements kvm_mmu_page_role caching everything needed for
 309  * MMU configuration. If nothing in both these structures changed, MMU
 310  * re-configuration can be skipped. @valid bit is set on first usage so we don't
 311  * treat all-zero structure as valid data.
 312  */
 313         u32 word;
 314         struct {
 315                 unsigned int valid:1;
 316                 unsigned int execonly:1;
 317                 unsigned int cr0_pg:1;
 318                 unsigned int cr4_pae:1;
 319                 unsigned int cr4_pse:1;
 320                 unsigned int cr4_pke:1;
 321                 unsigned int cr4_smap:1;
 322                 unsigned int cr4_smep:1;
 323                 unsigned int maxphyaddr:6;
 324         };
 325 };
 326
 327 union kvm_mmu_role {
 328         u64 as_u64;
 329         struct {
 330                 union kvm_mmu_page_role base;
 331                 union kvm_mmu_extended_role ext;
 332         };
 333 };
 334
 335 struct kvm_rmap_head {
 336         unsigned long val;
 337 };
 338
 339 struct kvm_pio_request {
 340         unsigned long linear_rip;
 341         unsigned long count;
 342         int in;
 343         int port;
 344         int size;
 345 };
 346
 347 #define PT64_ROOT_MAX_LEVEL 5
 348
 349 struct rsvd_bits_validate {
 350         u64 rsvd_bits_mask[2][PT64_ROOT_MAX_LEVEL];
 351         u64 bad_mt_xwr;
 352 };
 353
 354 struct kvm_mmu_root_info {
 355         gpa_t pgd;
 356         hpa_t hpa;
 357 };
 358
 359 #define KVM_MMU_ROOT_INFO_INVALID \
 360         ((struct kvm_mmu_root_info) { .pgd = INVALID_PAGE, .hpa = INVALID_PAGE })
 361
 362 #define KVM_MMU_NUM_PREV_ROOTS 3
 363
 364 #define KVM_HAVE_MMU_RWLOCK
 365
 366 struct kvm_mmu_page;
 367
 368 /*
 369  * x86 supports 4 paging modes (5-level 64-bit, 4-level 64-bit, 3-level 32-bit,
 370  * and 2-level 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the
 371  * current mmu mode.
 372  */
 373 struct kvm_mmu {
 374         unsigned long (*get_guest_pgd)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 375         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
 376         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t cr2_or_gpa, u32 err,
 377                           bool prefault);
 378         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 379                                   struct x86_exception *fault);
 380         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gva_or_gpa,
 381                             u32 access, struct x86_exception *exception);
 382         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
 383                                struct x86_exception *exception);
 384         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
 385                          struct kvm_mmu_page *sp);
 386         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, hpa_t root_hpa);
 387         hpa_t root_hpa;
 388         gpa_t root_pgd;
 389         union kvm_mmu_role mmu_role;
 390         u8 root_level;
 391         u8 shadow_root_level;
 392         u8 ept_ad;
 393         bool direct_map;
 394         struct kvm_mmu_root_info prev_roots[KVM_MMU_NUM_PREV_ROOTS];
 395
 396         /*
 397          * Bitmap; bit set = permission fault
 398          * Byte index: page fault error code [4:1]
 399          * Bit index: pte permissions in ACC_* format
 400          */
 401         u8 permissions[16];
 402
 403         /*
 404         * The pkru_mask indicates if protection key checks are needed.  It
 405         * consists of 16 domains indexed by page fault error code bits [4:1],
 406         * with PFEC.RSVD replaced by ACC_USER_MASK from the page tables.
 407         * Each domain has 2 bits which are ANDed with AD and WD from PKRU.
 408         */
 409         u32 pkru_mask;
 410
 411         u64 *pae_root;
 412         u64 *pml4_root;
 413
 414         /*
 415          * check zero bits on shadow page table entries, these
 416          * bits include not only hardware reserved bits but also
 417          * the bits spte never used.
 418          */
 419         struct rsvd_bits_validate shadow_zero_check;
 420
 421         struct rsvd_bits_validate guest_rsvd_check;
 422
 423         /* Can have large pages at levels 2..last_nonleaf_level-1. */
 424         u8 last_nonleaf_level;
 425
 426         bool nx;
 427
 428         u64 pdptrs[4]; /* pae */
 429 };
 430
 431 struct kvm_tlb_range {
 432         u64 start_gfn;
 433         u64 pages;
 434 };
 435
 436 enum pmc_type {
 437         KVM_PMC_GP = 0,
 438         KVM_PMC_FIXED,
 439 };
 440
 441 struct kvm_pmc {
 442         enum pmc_type type;
 443         u8 idx;
 444         u64 counter;
 445         u64 eventsel;
 446         struct perf_event *perf_event;
 447         struct kvm_vcpu *vcpu;
 448         /*
 449          * eventsel value for general purpose counters,
 450          * ctrl value for fixed counters.
 451          */
 452         u64 current_config;
 453 };
 454
 455 struct kvm_pmu {
 456         unsigned nr_arch_gp_counters;
 457         unsigned nr_arch_fixed_counters;
 458         unsigned available_event_types;
 459         u64 fixed_ctr_ctrl;
 460         u64 global_ctrl;
 461         u64 global_status;
 462         u64 global_ovf_ctrl;
 463         u64 counter_bitmask[2];
 464         u64 global_ctrl_mask;
 465         u64 global_ovf_ctrl_mask;
 466         u64 reserved_bits;
 467         u8 version;
 468         struct kvm_pmc gp_counters[INTEL_PMC_MAX_GENERIC];
 469         struct kvm_pmc fixed_counters[INTEL_PMC_MAX_FIXED];
 470         struct irq_work irq_work;
 471         DECLARE_BITMAP(reprogram_pmi, X86_PMC_IDX_MAX);
 472         DECLARE_BITMAP(all_valid_pmc_idx, X86_PMC_IDX_MAX);
 473         DECLARE_BITMAP(pmc_in_use, X86_PMC_IDX_MAX);
 474
 475         /*
 476          * The gate to release perf_events not marked in
 477          * pmc_in_use only once in a vcpu time slice.
 478          */
 479         bool need_cleanup;
 480
 481         /*
 482          * The total number of programmed perf_events and it helps to avoid
 483          * redundant check before cleanup if guest don't use vPMU at all.
 484          */
 485         u8 event_count;
 486 };
 487
 488 struct kvm_pmu_ops;
 489
 490 enum {
 491         KVM_DEBUGREG_BP_ENABLED = 1,
 492         KVM_DEBUGREG_WONT_EXIT = 2,
 493         KVM_DEBUGREG_RELOAD = 4,
 494 };
 495
 496 struct kvm_mtrr_range {
 497         u64 base;
 498         u64 mask;
 499         struct list_head node;
 500 };
 501
 502 struct kvm_mtrr {
 503         struct kvm_mtrr_range var_ranges[KVM_NR_VAR_MTRR];
 504         mtrr_type fixed_ranges[KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION];
 505         u64 deftype;
 506
 507         struct list_head head;
 508 };
 509
 510 /* Hyper-V SynIC timer */
 511 struct kvm_vcpu_hv_stimer {
 512         struct hrtimer timer;
 513         int index;
 514         union hv_stimer_config config;
 515         u64 count;
 516         u64 exp_time;
 517         struct hv_message msg;
 518         bool msg_pending;
 519 };
 520
 521 /* Hyper-V synthetic interrupt controller (SynIC)*/
 522 struct kvm_vcpu_hv_synic {
 523         u64 version;
 524         u64 control;
 525         u64 msg_page;
 526         u64 evt_page;
 527         atomic64_t sint[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
 528         atomic_t sint_to_gsi[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
 529         DECLARE_BITMAP(auto_eoi_bitmap, 256);
 530         DECLARE_BITMAP(vec_bitmap, 256);
 531         bool active;
 532         bool dont_zero_synic_pages;
 533 };
 534
 535 /* Hyper-V per vcpu emulation context */
 536 struct kvm_vcpu_hv {
 537         struct kvm_vcpu *vcpu;
 538         u32 vp_index;
 539         u64 hv_vapic;
 540         s64 runtime_offset;
 541         struct kvm_vcpu_hv_synic synic;
 542         struct kvm_hyperv_exit exit;
 543         struct kvm_vcpu_hv_stimer stimer[HV_SYNIC_STIMER_COUNT];
 544         DECLARE_BITMAP(stimer_pending_bitmap, HV_SYNIC_STIMER_COUNT);
 545         cpumask_t tlb_flush;
 546         bool enforce_cpuid;
 547         struct {
 548                 u32 features_eax; /* HYPERV_CPUID_FEATURES.EAX */
 549                 u32 features_ebx; /* HYPERV_CPUID_FEATURES.EBX */
 550                 u32 features_edx; /* HYPERV_CPUID_FEATURES.EDX */
 551                 u32 enlightenments_eax; /* HYPERV_CPUID_ENLIGHTMENT_INFO.EAX */
 552                 u32 enlightenments_ebx; /* HYPERV_CPUID_ENLIGHTMENT_INFO.EBX */
 553                 u32 syndbg_cap_eax; /* HYPERV_CPUID_SYNDBG_PLATFORM_CAPABILITIES.EAX */
 554         } cpuid_cache;
 555 };
 556
 557 /* Xen HVM per vcpu emulation context */
 558 struct kvm_vcpu_xen {
 559         u64 hypercall_rip;
 560         u32 current_runstate;
 561         bool vcpu_info_set;
 562         bool vcpu_time_info_set;
 563         bool runstate_set;
 564         struct gfn_to_hva_cache vcpu_info_cache;
 565         struct gfn_to_hva_cache vcpu_time_info_cache;
 566         struct gfn_to_hva_cache runstate_cache;
 567         u64 last_steal;
 568         u64 runstate_entry_time;
 569         u64 runstate_times[4];
 570 };
 571
 572 struct kvm_vcpu_arch {
 573         /*
 574          * rip and regs accesses must go through
 575          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
 576          */
 577         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
 578         u32 regs_avail;
 579         u32 regs_dirty;
 580
 581         unsigned long cr0;
 582         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
 583         unsigned long cr2;
 584         unsigned long cr3;
 585         unsigned long cr4;
 586         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
 587         unsigned long cr4_guest_rsvd_bits;
 588         unsigned long cr8;
 589         u32 host_pkru;
 590         u32 pkru;
 591         u32 hflags;
 592         u64 efer;
 593         u64 apic_base;
 594         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
 595         bool apicv_active;
 596         bool load_eoi_exitmap_pending;
 597         DECLARE_BITMAP(ioapic_handled_vectors, 256);
 598         unsigned long apic_attention;
 599         int32_t apic_arb_prio;
 600         int mp_state;
 601         u64 ia32_misc_enable_msr;
 602         u64 smbase;
 603         u64 smi_count;
 604         bool tpr_access_reporting;
 605         bool xsaves_enabled;
 606         u64 ia32_xss;
 607         u64 microcode_version;
 608         u64 arch_capabilities;
 609         u64 perf_capabilities;
 610
 611         /*
 612          * Paging state of the vcpu
 613          *
 614          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
 615          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
 616          * handle faults.
 617          */
 618         struct kvm_mmu *mmu;
 619
 620         /* Non-nested MMU for L1 */
 621         struct kvm_mmu root_mmu;
 622
 623         /* L1 MMU when running nested */
 624         struct kvm_mmu guest_mmu;
 625
 626         /*
 627          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
 628          *
 629          * This context will save all necessary information to walk page tables
 630          * of an L2 guest. This context is only initialized for page table
 631          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
 632          * the host.
 633          */
 634         struct kvm_mmu nested_mmu;
 635
 636         /*
 637          * Pointer to the mmu context currently used for
 638          * gva_to_gpa translations.
 639          */
 640         struct kvm_mmu *walk_mmu;
 641
 642         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
 643         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_shadow_page_cache;
 644         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_gfn_array_cache;
 645         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
 646
 647         /*
 648          * QEMU userspace and the guest each have their own FPU state.
 649          * In vcpu_run, we switch between the user and guest FPU contexts.
 650          * While running a VCPU, the VCPU thread will have the guest FPU
 651          * context.
 652          *
 653          * Note that while the PKRU state lives inside the fpu registers,
 654          * it is switched out separately at VMENTER and VMEXIT time. The
 655          * "guest_fpu" state here contains the guest FPU context, with the
 656          * host PRKU bits.
 657          */
 658         struct fpu *user_fpu;
 659         struct fpu *guest_fpu;
 660
 661         u64 xcr0;
 662         u64 guest_supported_xcr0;
 663
 664         struct kvm_pio_request pio;
 665         void *pio_data;
 666         void *guest_ins_data;
 667
 668         u8 event_exit_inst_len;
 669
 670         struct kvm_queued_exception {
 671                 bool pending;
 672                 bool injected;
 673                 bool has_error_code;
 674                 u8 nr;
 675                 u32 error_code;
 676                 unsigned long payload;
 677                 bool has_payload;
 678                 u8 nested_apf;
 679         } exception;
 680
 681         struct kvm_queued_interrupt {
 682                 bool injected;
 683                 bool soft;
 684                 u8 nr;
 685         } interrupt;
 686
 687         int halt_request; /* real mode on Intel only */
 688
 689         int cpuid_nent;
 690         struct kvm_cpuid_entry2 *cpuid_entries;
 691
 692         u64 reserved_gpa_bits;
 693         int maxphyaddr;
 694         int max_tdp_level;
 695
 696         /* emulate context */
 697
 698         struct x86_emulate_ctxt *emulate_ctxt;
 699         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
 700         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
 701         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
 702
 703         gpa_t time;
 704         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
 705         unsigned int hw_tsc_khz;
 706         struct gfn_to_hva_cache pv_time;
 707         bool pv_time_enabled;
 708         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
 709         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
 710
 711         struct {
 712                 u8 preempted;
 713                 u64 msr_val;
 714                 u64 last_steal;
 715                 struct gfn_to_pfn_cache cache;
 716         } st;
 717
 718         u64 l1_tsc_offset;
 719         u64 tsc_offset; /* current tsc offset */
 720         u64 last_guest_tsc;
 721         u64 last_host_tsc;
 722         u64 tsc_offset_adjustment;
 723         u64 this_tsc_nsec;
 724         u64 this_tsc_write;
 725         u64 this_tsc_generation;
 726         bool tsc_catchup;
 727         bool tsc_always_catchup;
 728         s8 virtual_tsc_shift;
 729         u32 virtual_tsc_mult;
 730         u32 virtual_tsc_khz;
 731         s64 ia32_tsc_adjust_msr;
 732         u64 msr_ia32_power_ctl;
 733         u64 l1_tsc_scaling_ratio;
 734         u64 tsc_scaling_ratio; /* current scaling ratio */
 735
 736         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
 737         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
 738         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
 739         bool smi_pending;    /* SMI queued after currently running handler */
 740
 741         struct kvm_mtrr mtrr_state;
 742         u64 pat;
 743
 744         unsigned switch_db_regs;
 745         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
 746         unsigned long dr6;
 747         unsigned long dr7;
 748         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
 749         unsigned long guest_debug_dr7;
 750         u64 msr_platform_info;
 751         u64 msr_misc_features_enables;
 752
 753         u64 mcg_cap;
 754         u64 mcg_status;
 755         u64 mcg_ctl;
 756         u64 mcg_ext_ctl;
 757         u64 *mce_banks;
 758
 759         /* Cache MMIO info */
 760         u64 mmio_gva;
 761         unsigned mmio_access;
 762         gfn_t mmio_gfn;
 763         u64 mmio_gen;
 764
 765         struct kvm_pmu pmu;
 766
 767         /* used for guest single stepping over the given code position */
 768         unsigned long singlestep_rip;
 769
 770         bool hyperv_enabled;
 771         struct kvm_vcpu_hv *hyperv;
 772         struct kvm_vcpu_xen xen;
 773
 774         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
 775
 776         unsigned long last_retry_eip;
 777         unsigned long last_retry_addr;
 778
 779         struct {
 780                 bool halted;
 781                 gfn_t gfns[ASYNC_PF_PER_VCPU];
 782                 struct gfn_to_hva_cache data;
 783                 u64 msr_en_val; /* MSR_KVM_ASYNC_PF_EN */
 784                 u64 msr_int_val; /* MSR_KVM_ASYNC_PF_INT */
 785                 u16 vec;
 786                 u32 id;
 787                 bool send_user_only;
 788                 u32 host_apf_flags;
 789                 unsigned long nested_apf_token;
 790                 bool delivery_as_pf_vmexit;
 791                 bool pageready_pending;
 792         } apf;
 793
 794         /* OSVW MSRs (AMD only) */
 795         struct {
 796                 u64 length;
 797                 u64 status;
 798         } osvw;
 799
 800         struct {
 801                 u64 msr_val;
 802                 struct gfn_to_hva_cache data;
 803         } pv_eoi;
 804
 805         u64 msr_kvm_poll_control;
 806
 807         /*
 808          * Indicates the guest is trying to write a gfn that contains one or
 809          * more of the PTEs used to translate the write itself, i.e. the access
 810          * is changing its own translation in the guest page tables.  KVM exits
 811          * to userspace if emulation of the faulting instruction fails and this
 812          * flag is set, as KVM cannot make forward progress.
 813          *
 814          * If emulation fails for a write to guest page tables, KVM unprotects
 815          * (zaps) the shadow page for the target gfn and resumes the guest to
 816          * retry the non-emulatable instruction (on hardware).  Unprotecting the
 817          * gfn doesn't allow forward progress for a self-changing access because
 818          * doing so also zaps the translation for the gfn, i.e. retrying the
 819          * instruction will hit a !PRESENT fault, which results in a new shadow
 820          * page and sends KVM back to square one.
 821          */
 822         bool write_fault_to_shadow_pgtable;
 823
 824         /* set at EPT violation at this point */
 825         unsigned long exit_qualification;
 826
 827         /* pv related host specific info */
 828         struct {
 829                 bool pv_unhalted;
 830         } pv;
 831
 832         int pending_ioapic_eoi;
 833         int pending_external_vector;
 834
 835         /* be preempted when it's in kernel-mode(cpl=0) */
 836         bool preempted_in_kernel;
 837
 838         /* Flush the L1 Data cache for L1TF mitigation on VMENTER */
 839         bool l1tf_flush_l1d;
 840
 841         /* Host CPU on which VM-entry was most recently attempted */
 842         unsigned int last_vmentry_cpu;
 843
 844         /* AMD MSRC001_0015 Hardware Configuration */
 845         u64 msr_hwcr;
 846
 847         /* pv related cpuid info */
 848         struct {
 849                 /*
 850                  * value of the eax register in the KVM_CPUID_FEATURES CPUID
 851                  * leaf.
 852                  */
 853                 u32 features;
 854
 855                 /*
 856                  * indicates whether pv emulation should be disabled if features
 857                  * are not present in the guest's cpuid
 858                  */
 859                 bool enforce;
 860         } pv_cpuid;
 861
 862         /* Protected Guests */
 863         bool guest_state_protected;
 864
 865         /*
 866          * Set when PDPTS were loaded directly by the userspace without
 867          * reading the guest memory
 868          */
 869         bool pdptrs_from_userspace;
 870
 871 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
 872         hpa_t hv_root_tdp;
 873 #endif
 874 };
 875
 876 struct kvm_lpage_info {
 877         int disallow_lpage;
 878 };
 879
 880 struct kvm_arch_memory_slot {
 881         struct kvm_rmap_head *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
 882         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
 883         unsigned short *gfn_track[KVM_PAGE_TRACK_MAX];
 884 };
 885
 886 /*
 887  * We use as the mode the number of bits allocated in the LDR for the
 888  * logical processor ID.  It happens that these are all powers of two.
 889  * This makes it is very easy to detect cases where the APICs are
 890  * configured for multiple modes; in that case, we cannot use the map and
 891  * hence cannot use kvm_irq_delivery_to_apic_fast either.
 892  */
 893 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_CLUSTER          4
 894 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_FLAT             8
 895 #define KVM_APIC_MODE_X2APIC                16
 896
 897 struct kvm_apic_map {
 898         struct rcu_head rcu;
 899         u8 mode;
 900         u32 max_apic_id;
 901         union {
 902                 struct kvm_lapic *xapic_flat_map[8];
 903                 struct kvm_lapic *xapic_cluster_map[16][4];
 904         };
 905         struct kvm_lapic *phys_map[];
 906 };
 907
 908 /* Hyper-V synthetic debugger (SynDbg)*/
 909 struct kvm_hv_syndbg {
 910         struct {
 911                 u64 control;
 912                 u64 status;
 913                 u64 send_page;
 914                 u64 recv_page;
 915                 u64 pending_page;
 916         } control;
 917         u64 options;
 918 };
 919
 920 /* Current state of Hyper-V TSC page clocksource */
 921 enum hv_tsc_page_status {
 922         /* TSC page was not set up or disabled */
 923         HV_TSC_PAGE_UNSET = 0,
 924         /* TSC page MSR was written by the guest, update pending */
 925         HV_TSC_PAGE_GUEST_CHANGED,
 926         /* TSC page MSR was written by KVM userspace, update pending */
 927         HV_TSC_PAGE_HOST_CHANGED,
 928         /* TSC page was properly set up and is currently active  */
 929         HV_TSC_PAGE_SET,
 930         /* TSC page is currently being updated and therefore is inactive */
 931         HV_TSC_PAGE_UPDATING,
 932         /* TSC page was set up with an inaccessible GPA */
 933         HV_TSC_PAGE_BROKEN,
 934 };
 935
 936 /* Hyper-V emulation context */
 937 struct kvm_hv {
 938         struct mutex hv_lock;
 939         u64 hv_guest_os_id;
 940         u64 hv_hypercall;
 941         u64 hv_tsc_page;
 942         enum hv_tsc_page_status hv_tsc_page_status;
 943
 944         /* Hyper-v based guest crash (NT kernel bugcheck) parameters */
 945         u64 hv_crash_param[HV_X64_MSR_CRASH_PARAMS];
 946         u64 hv_crash_ctl;
 947
 948         struct ms_hyperv_tsc_page tsc_ref;
 949
 950         struct idr conn_to_evt;
 951
 952         u64 hv_reenlightenment_control;
 953         u64 hv_tsc_emulation_control;
 954         u64 hv_tsc_emulation_status;
 955
 956         /* How many vCPUs have VP index != vCPU index */
 957         atomic_t num_mismatched_vp_indexes;
 958
 959         struct hv_partition_assist_pg *hv_pa_pg;
 960         struct kvm_hv_syndbg hv_syndbg;
 961 };
 962
 963 struct msr_bitmap_range {
 964         u32 flags;
 965         u32 nmsrs;
 966         u32 base;
 967         unsigned long *bitmap;
 968 };
 969
 970 /* Xen emulation context */
 971 struct kvm_xen {
 972         bool long_mode;
 973         bool shinfo_set;
 974         u8 upcall_vector;
 975         struct gfn_to_hva_cache shinfo_cache;
 976 };
 977
 978 enum kvm_irqchip_mode {
 979         KVM_IRQCHIP_NONE,
 980         KVM_IRQCHIP_KERNEL,       /* created with KVM_CREATE_IRQCHIP */
 981         KVM_IRQCHIP_SPLIT,        /* created with KVM_CAP_SPLIT_IRQCHIP */
 982 };
 983
 984 struct kvm_x86_msr_filter {
 985         u8 count;
 986         bool default_allow:1;
 987         struct msr_bitmap_range ranges[16];
 988 };
 989
 990 #define APICV_INHIBIT_REASON_DISABLE    0
 991 #define APICV_INHIBIT_REASON_HYPERV     1
 992 #define APICV_INHIBIT_REASON_NESTED     2
 993 #define APICV_INHIBIT_REASON_IRQWIN     3
 994 #define APICV_INHIBIT_REASON_PIT_REINJ  4
 995 #define APICV_INHIBIT_REASON_X2APIC     5
 996
 997 struct kvm_arch {
 998         unsigned long n_used_mmu_pages;
 999         unsigned long n_requested_mmu_pages;
1000         unsigned long n_max_mmu_pages;
1001         unsigned int indirect_shadow_pages;
1002         u8 mmu_valid_gen;
1003         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
1004         struct list_head active_mmu_pages;
1005         struct list_head zapped_obsolete_pages;
1006         struct list_head lpage_disallowed_mmu_pages;
1007         struct kvm_page_track_notifier_node mmu_sp_tracker;
1008         struct kvm_page_track_notifier_head track_notifier_head;
1009
1010         struct list_head assigned_dev_head;
1011         struct iommu_domain *iommu_domain;
1012         bool iommu_noncoherent;
1013 #define __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
1014         atomic_t noncoherent_dma_count;
1015 #define __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
1016         atomic_t assigned_device_count;
1017         struct kvm_pic *vpic;
1018         struct kvm_ioapic *vioapic;
1019         struct kvm_pit *vpit;
1020         atomic_t vapics_in_nmi_mode;
1021         struct mutex apic_map_lock;
1022         struct kvm_apic_map __rcu *apic_map;
1023         atomic_t apic_map_dirty;
1024
1025         bool apic_access_page_done;
1026         unsigned long apicv_inhibit_reasons;
1027
1028         gpa_t wall_clock;
1029
1030         bool mwait_in_guest;
1031         bool hlt_in_guest;
1032         bool pause_in_guest;
1033         bool cstate_in_guest;
1034
1035         unsigned long irq_sources_bitmap;
1036         s64 kvmclock_offset;
1037         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
1038         u64 last_tsc_nsec;
1039         u64 last_tsc_write;
1040         u32 last_tsc_khz;
1041         u64 cur_tsc_nsec;
1042         u64 cur_tsc_write;
1043         u64 cur_tsc_offset;
1044         u64 cur_tsc_generation;
1045         int nr_vcpus_matched_tsc;
1046
1047         spinlock_t pvclock_gtod_sync_lock;
1048         bool use_master_clock;
1049         u64 master_kernel_ns;
1050         u64 master_cycle_now;
1051         struct delayed_work kvmclock_update_work;
1052         struct delayed_work kvmclock_sync_work;
1053
1054         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
1055
1056         /* reads protected by irq_srcu, writes by irq_lock */
1057         struct hlist_head mask_notifier_list;
1058
1059         struct kvm_hv hyperv;
1060         struct kvm_xen xen;
1061
1062         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
1063         int audit_point;
1064         #endif
1065
1066         bool backwards_tsc_observed;
1067         bool boot_vcpu_runs_old_kvmclock;
1068         u32 bsp_vcpu_id;
1069
1070         u64 disabled_quirks;
1071         int cpu_dirty_logging_count;
1072
1073         enum kvm_irqchip_mode irqchip_mode;
1074         u8 nr_reserved_ioapic_pins;
1075
1076         bool disabled_lapic_found;
1077
1078         bool x2apic_format;
1079         bool x2apic_broadcast_quirk_disabled;
1080
1081         bool guest_can_read_msr_platform_info;
1082         bool exception_payload_enabled;
1083
1084         bool bus_lock_detection_enabled;
1085
1086         /* Deflect RDMSR and WRMSR to user space when they trigger a #GP */
1087         u32 user_space_msr_mask;
1088         struct kvm_x86_msr_filter __rcu *msr_filter;
1089
1090         u32 hypercall_exit_enabled;
1091
1092         /* Guest can access the SGX PROVISIONKEY. */
1093         bool sgx_provisioning_allowed;
1094
1095         struct kvm_pmu_event_filter __rcu *pmu_event_filter;
1096         struct task_struct *nx_lpage_recovery_thread;
1097
1098 #ifdef CONFIG_X86_64
1099         /*
1100          * Whether the TDP MMU is enabled for this VM. This contains a
1101          * snapshot of the TDP MMU module parameter from when the VM was
1102          * created and remains unchanged for the life of the VM. If this is
1103          * true, TDP MMU handler functions will run for various MMU
1104          * operations.
1105          */
1106         bool tdp_mmu_enabled;
1107
1108         /*
1109          * List of struct kvm_mmu_pages being used as roots.
1110          * All struct kvm_mmu_pages in the list should have
1111          * tdp_mmu_page set.
1112          *
1113          * For reads, this list is protected by:
1114          *      the MMU lock in read mode + RCU or
1115          *      the MMU lock in write mode
1116          *
1117          * For writes, this list is protected by:
1118          *      the MMU lock in read mode + the tdp_mmu_pages_lock or
1119          *      the MMU lock in write mode
1120          *
1121          * Roots will remain in the list until their tdp_mmu_root_count
1122          * drops to zero, at which point the thread that decremented the
1123          * count to zero should removed the root from the list and clean
1124          * it up, freeing the root after an RCU grace period.
1125          */
1126         struct list_head tdp_mmu_roots;
1127
1128         /*
1129          * List of struct kvmp_mmu_pages not being used as roots.
1130          * All struct kvm_mmu_pages in the list should have
1131          * tdp_mmu_page set and a tdp_mmu_root_count of 0.
1132          */
1133         struct list_head tdp_mmu_pages;
1134
1135         /*
1136          * Protects accesses to the following fields when the MMU lock
1137          * is held in read mode:
1138          *  - tdp_mmu_roots (above)
1139          *  - tdp_mmu_pages (above)
1140          *  - the link field of struct kvm_mmu_pages used by the TDP MMU
1141          *  - lpage_disallowed_mmu_pages
1142          *  - the lpage_disallowed_link field of struct kvm_mmu_pages used
1143          *    by the TDP MMU
1144          * It is acceptable, but not necessary, to acquire this lock when
1145          * the thread holds the MMU lock in write mode.
1146          */
1147         spinlock_t tdp_mmu_pages_lock;
1148 #endif /* CONFIG_X86_64 */
1149
1150         /*
1151          * If set, rmaps have been allocated for all memslots and should be
1152          * allocated for any newly created or modified memslots.
1153          */
1154         bool memslots_have_rmaps;
1155
1156 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
1157         hpa_t   hv_root_tdp;
1158         spinlock_t hv_root_tdp_lock;
1159 #endif
1160 };
1161
1162 struct kvm_vm_stat {
1163         struct kvm_vm_stat_generic generic;
1164         u64 mmu_shadow_zapped;
1165         u64 mmu_pte_write;
1166         u64 mmu_pde_zapped;
1167         u64 mmu_flooded;
1168         u64 mmu_recycled;
1169         u64 mmu_cache_miss;
1170         u64 mmu_unsync;
1171         u64 lpages;
1172         u64 nx_lpage_splits;
1173         u64 max_mmu_page_hash_collisions;
1174 };
1175
1176 struct kvm_vcpu_stat {
1177         struct kvm_vcpu_stat_generic generic;
1178         u64 pf_fixed;
1179         u64 pf_guest;
1180         u64 tlb_flush;
1181         u64 invlpg;
1182
1183         u64 exits;
1184         u64 io_exits;
1185         u64 mmio_exits;
1186         u64 signal_exits;
1187         u64 irq_window_exits;
1188         u64 nmi_window_exits;
1189         u64 l1d_flush;
1190         u64 halt_exits;
1191         u64 request_irq_exits;
1192         u64 irq_exits;
1193         u64 host_state_reload;
1194         u64 fpu_reload;
1195         u64 insn_emulation;
1196         u64 insn_emulation_fail;
1197         u64 hypercalls;
1198         u64 irq_injections;
1199         u64 nmi_injections;
1200         u64 req_event;
1201         u64 nested_run;
1202         u64 directed_yield_attempted;
1203         u64 directed_yield_successful;
1204         u64 guest_mode;
1205 };
1206
1207 struct x86_instruction_info;
1208
1209 struct msr_data {
1210         bool host_initiated;
1211         u32 index;
1212         u64 data;
1213 };
1214
1215 struct kvm_lapic_irq {
1216         u32 vector;
1217         u16 delivery_mode;
1218         u16 dest_mode;
1219         bool level;
1220         u16 trig_mode;
1221         u32 shorthand;
1222         u32 dest_id;
1223         bool msi_redir_hint;
1224 };
1225
1226 static inline u16 kvm_lapic_irq_dest_mode(bool dest_mode_logical)
1227 {
1228         return dest_mode_logical ? APIC_DEST_LOGICAL : APIC_DEST_PHYSICAL;
1229 }
1230
1231 struct kvm_x86_ops {
1232         int (*hardware_enable)(void);
1233         void (*hardware_disable)(void);
1234         void (*hardware_unsetup)(void);
1235         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
1236         bool (*has_emulated_msr)(struct kvm *kvm, u32 index);
1237         void (*vcpu_after_set_cpuid)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1238
1239         unsigned int vm_size;
1240         int (*vm_init)(struct kvm *kvm);
1241         void (*vm_destroy)(struct kvm *kvm);
1242
1243         /* Create, but do not attach this VCPU */
1244         int (*vcpu_create)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1245         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1246         void (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1247
1248         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1249         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
1250         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1251
1252         void (*update_exception_bitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1253         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1254         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1255         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
1256         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1257                             struct kvm_segment *var, int seg);
1258         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1259         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1260                             struct kvm_segment *var, int seg);
1261         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1262         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1263         bool (*is_valid_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1264         void (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1265         int (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1266         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1267         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1268         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1269         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1270         void (*sync_dirty_debug_regs)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1271         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
1272         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
1273         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1274         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1275
1276         void (*tlb_flush_all)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1277         void (*tlb_flush_current)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1278         int  (*tlb_remote_flush)(struct kvm *kvm);
1279         int  (*tlb_remote_flush_with_range)(struct kvm *kvm,
1280                         struct kvm_tlb_range *range);
1281
1282         /*
1283          * Flush any TLB entries associated with the given GVA.
1284          * Does not need to flush GPA->HPA mappings.
1285          * Can potentially get non-canonical addresses through INVLPGs, which
1286          * the implementation may choose to ignore if appropriate.
1287          */
1288         void (*tlb_flush_gva)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t addr);
1289
1290         /*
1291          * Flush any TLB entries created by the guest.  Like tlb_flush_gva(),
1292          * does not need to flush GPA->HPA mappings.
1293          */
1294         void (*tlb_flush_guest)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1295
1296         enum exit_fastpath_completion (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1297         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1298                 enum exit_fastpath_completion exit_fastpath);
1299         int (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1300         void (*update_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1301         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
1302         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1303         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1304                                 unsigned char *hypercall_addr);
1305         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1306         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1307         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1308         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1309         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool for_injection);
1310         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool for_injection);
1311         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1312         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
1313         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1314         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1315         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
1316         bool (*check_apicv_inhibit_reasons)(ulong bit);
1317         void (*pre_update_apicv_exec_ctrl)(struct kvm *kvm, bool activate);
1318         void (*refresh_apicv_exec_ctrl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1319         void (*hwapic_irr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
1320         void (*hwapic_isr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int isr);
1321         bool (*guest_apic_has_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1322         void (*load_eoi_exitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
1323         void (*set_virtual_apic_mode)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1324         void (*set_apic_access_page_addr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1325         int (*deliver_posted_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu, int vector);
1326         int (*sync_pir_to_irr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1327         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
1328         int (*set_identity_map_addr)(struct kvm *kvm, u64 ident_addr);
1329         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
1330
1331         void (*load_mmu_pgd)(struct kvm_vcpu *vcpu, hpa_t root_hpa,
1332                              int root_level);
1333
1334         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
1335
1336         u64 (*get_l2_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1337         u64 (*get_l2_tsc_multiplier)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1338         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
1339         void (*write_tsc_multiplier)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 multiplier);
1340
1341         /*
1342          * Retrieve somewhat arbitrary exit information.  Intended to be used
1343          * only from within tracepoints to avoid VMREADs when tracing is off.
1344          */
1345         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2,
1346                               u32 *exit_int_info, u32 *exit_int_info_err_code);
1347
1348         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1349                                struct x86_instruction_info *info,
1350                                enum x86_intercept_stage stage,
1351                                struct x86_exception *exception);
1352         void (*handle_exit_irqoff)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1353
1354         void (*request_immediate_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1355
1356         void (*sched_in)(struct kvm_vcpu *kvm, int cpu);
1357
1358         /*
1359          * Size of the CPU's dirty log buffer, i.e. VMX's PML buffer.  A zero
1360          * value indicates CPU dirty logging is unsupported or disabled.
1361          */
1362         int cpu_dirty_log_size;
1363         void (*update_cpu_dirty_logging)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1364
1365         /* pmu operations of sub-arch */
1366         const struct kvm_pmu_ops *pmu_ops;
1367         const struct kvm_x86_nested_ops *nested_ops;
1368
1369         /*
1370          * Architecture specific hooks for vCPU blocking due to
1371          * HLT instruction.
1372          * Returns for .pre_block():
1373          *    - 0 means continue to block the vCPU.
1374          *    - 1 means we cannot block the vCPU since some event
1375          *        happens during this period, such as, 'ON' bit in
1376          *        posted-interrupts descriptor is set.
1377          */
1378         int (*pre_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1379         void (*post_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1380
1381         void (*vcpu_blocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1382         void (*vcpu_unblocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1383
1384         int (*update_pi_irte)(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1385                               uint32_t guest_irq, bool set);
1386         void (*start_assignment)(struct kvm *kvm);
1387         void (*apicv_post_state_restore)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1388         bool (*dy_apicv_has_pending_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1389
1390         int (*set_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_deadline_tsc,
1391                             bool *expired);
1392         void (*cancel_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1393
1394         void (*setup_mce)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1395
1396         int (*smi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool for_injection);
1397         int (*enter_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, char *smstate);
1398         int (*leave_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, const char *smstate);
1399         void (*enable_smi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1400
1401         int (*mem_enc_op)(struct kvm *kvm, void __user *argp);
1402         int (*mem_enc_reg_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1403         int (*mem_enc_unreg_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1404         int (*vm_copy_enc_context_from)(struct kvm *kvm, unsigned int source_fd);
1405
1406         int (*get_msr_feature)(struct kvm_msr_entry *entry);
1407
1408         bool (*can_emulate_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu, void *insn, int insn_len);
1409
1410         bool (*apic_init_signal_blocked)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1411         int (*enable_direct_tlbflush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1412
1413         void (*migrate_timers)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1414         void (*msr_filter_changed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1415         int (*complete_emulated_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1416
1417         void (*vcpu_deliver_sipi_vector)(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1418 };
1419
1420 struct kvm_x86_nested_ops {
1421         int (*check_events)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1422         bool (*hv_timer_pending)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1423         void (*triple_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1424         int (*get_state)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1425                          struct kvm_nested_state __user *user_kvm_nested_state,
1426                          unsigned user_data_size);
1427         int (*set_state)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1428                          struct kvm_nested_state __user *user_kvm_nested_state,
1429                          struct kvm_nested_state *kvm_state);
1430         bool (*get_nested_state_pages)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1431         int (*write_log_dirty)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t l2_gpa);
1432
1433         int (*enable_evmcs)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1434                             uint16_t *vmcs_version);
1435         uint16_t (*get_evmcs_version)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1436 };
1437
1438 struct kvm_x86_init_ops {
1439         int (*cpu_has_kvm_support)(void);
1440         int (*disabled_by_bios)(void);
1441         int (*check_processor_compatibility)(void);
1442         int (*hardware_setup)(void);
1443
1444         struct kvm_x86_ops *runtime_ops;
1445 };
1446
1447 struct kvm_arch_async_pf {
1448         u32 token;
1449         gfn_t gfn;
1450         unsigned long cr3;
1451         bool direct_map;
1452 };
1453
1454 extern u32 __read_mostly kvm_nr_uret_msrs;
1455 extern u64 __read_mostly host_efer;
1456 extern bool __read_mostly allow_smaller_maxphyaddr;
1457 extern bool __read_mostly enable_apicv;
1458 extern struct kvm_x86_ops kvm_x86_ops;
1459
1460 #define KVM_X86_OP(func) \
1461         DECLARE_STATIC_CALL(kvm_x86_##func, *(((struct kvm_x86_ops *)0)->func));
1462 #define KVM_X86_OP_NULL KVM_X86_OP
1463 #include <asm/kvm-x86-ops.h>
1464
1465 static inline void kvm_ops_static_call_update(void)
1466 {
1467 #define KVM_X86_OP(func) \
1468         static_call_update(kvm_x86_##func, kvm_x86_ops.func);
1469 #define KVM_X86_OP_NULL KVM_X86_OP
1470 #include <asm/kvm-x86-ops.h>
1471 }
1472
1473 #define __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
1474 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
1475 {
1476         return __vmalloc(kvm_x86_ops.vm_size, GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO);
1477 }
1478 void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm);
1479
1480 #define __KVM_HAVE_ARCH_FLUSH_REMOTE_TLB
1481 static inline int kvm_arch_flush_remote_tlb(struct kvm *kvm)
1482 {
1483         if (kvm_x86_ops.tlb_remote_flush &&
1484             !static_call(kvm_x86_tlb_remote_flush)(kvm))
1485                 return 0;
1486         else
1487                 return -ENOTSUPP;
1488 }
1489
1490 int kvm_mmu_module_init(void);
1491 void kvm_mmu_module_exit(void);
1492
1493 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1494 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
1495 void kvm_mmu_init_vm(struct kvm *kvm);
1496 void kvm_mmu_uninit_vm(struct kvm *kvm);
1497
1498 void kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
1499 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1500                                       struct kvm_memory_slot *memslot,
1501                                       int start_level);
1502 void kvm_mmu_zap_collapsible_sptes(struct kvm *kvm,
1503                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1504 void kvm_mmu_slot_leaf_clear_dirty(struct kvm *kvm,
1505                                    struct kvm_memory_slot *memslot);
1506 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
1507 void kvm_mmu_invalidate_mmio_sptes(struct kvm *kvm, u64 gen);
1508 unsigned long kvm_mmu_calculate_default_mmu_pages(struct kvm *kvm);
1509 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned long kvm_nr_mmu_pages);
1510
1511 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
1512
1513 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
1514                           const void *val, int bytes);
1515
1516 struct kvm_irq_mask_notifier {
1517         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
1518         int irq;
1519         struct hlist_node link;
1520 };
1521
1522 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1523                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1524 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1525                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1526 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
1527                              bool mask);
1528
1529 extern bool tdp_enabled;
1530
1531 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
1532
1533 /* control of guest tsc rate supported? */
1534 extern bool kvm_has_tsc_control;
1535 /* maximum supported tsc_khz for guests */
1536 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
1537 /* number of bits of the fractional part of the TSC scaling ratio */
1538 extern u8   kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits;
1539 /* maximum allowed value of TSC scaling ratio */
1540 extern u64  kvm_max_tsc_scaling_ratio;
1541 /* 1ull << kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits */
1542 extern u64  kvm_default_tsc_scaling_ratio;
1543 /* bus lock detection supported? */
1544 extern bool kvm_has_bus_lock_exit;
1545
1546 extern u64 kvm_mce_cap_supported;
1547
1548 /*
1549  * EMULTYPE_NO_DECODE - Set when re-emulating an instruction (after completing
1550  *                      userspace I/O) to indicate that the emulation context
1551  *                      should be reused as is, i.e. skip initialization of
1552  *                      emulation context, instruction fetch and decode.
1553  *
1554  * EMULTYPE_TRAP_UD - Set when emulating an intercepted #UD from hardware.
1555  *                    Indicates that only select instructions (tagged with
1556  *                    EmulateOnUD) should be emulated (to minimize the emulator
1557  *                    attack surface).  See also EMULTYPE_TRAP_UD_FORCED.
1558  *
1559  * EMULTYPE_SKIP - Set when emulating solely to skip an instruction, i.e. to
1560  *                 decode the instruction length.  For use *only* by
1561  *                 kvm_x86_ops.skip_emulated_instruction() implementations.
1562  *
1563  * EMULTYPE_ALLOW_RETRY_PF - Set when the emulator should resume the guest to
1564  *                           retry native execution under certain conditions,
1565  *                           Can only be set in conjunction with EMULTYPE_PF.
1566  *
1567  * EMULTYPE_TRAP_UD_FORCED - Set when emulating an intercepted #UD that was
1568  *                           triggered by KVM's magic "force emulation" prefix,
1569  *                           which is opt in via module param (off by default).
1570  *                           Bypasses EmulateOnUD restriction despite emulating
1571  *                           due to an intercepted #UD (see EMULTYPE_TRAP_UD).
1572  *                           Used to test the full emulator from userspace.
1573  *
1574  * EMULTYPE_VMWARE_GP - Set when emulating an intercepted #GP for VMware
1575  *                      backdoor emulation, which is opt in via module param.
1576  *                      VMware backdoor emulation handles select instructions
1577  *                      and reinjects the #GP for all other cases.
1578  *
1579  * EMULTYPE_PF - Set when emulating MMIO by way of an intercepted #PF, in which
1580  *               case the CR2/GPA value pass on the stack is valid.
1581  */
1582 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
1583 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
1584 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
1585 #define EMULTYPE_ALLOW_RETRY_PF     (1 << 3)
1586 #define EMULTYPE_TRAP_UD_FORCED     (1 << 4)
1587 #define EMULTYPE_VMWARE_GP          (1 << 5)
1588 #define EMULTYPE_PF                 (1 << 6)
1589
1590 int kvm_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, int emulation_type);
1591 int kvm_emulate_instruction_from_buffer(struct kvm_vcpu *vcpu,
1592                                         void *insn, int insn_len);
1593
1594 void kvm_enable_efer_bits(u64);
1595 bool kvm_valid_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1596 int __kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 *data, bool host_initiated);
1597 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 *data);
1598 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 data);
1599 int kvm_emulate_rdmsr(struct kvm_vcpu *vcpu);
1600 int kvm_emulate_wrmsr(struct kvm_vcpu *vcpu);
1601 int kvm_emulate_as_nop(struct kvm_vcpu *vcpu);
1602 int kvm_emulate_invd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1603 int kvm_emulate_mwait(struct kvm_vcpu *vcpu);
1604 int kvm_handle_invalid_op(struct kvm_vcpu *vcpu);
1605 int kvm_emulate_monitor(struct kvm_vcpu *vcpu);
1606
1607 int kvm_fast_pio(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port, int in);
1608 int kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1609 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1610 int kvm_vcpu_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1611 int kvm_emulate_ap_reset_hold(struct kvm_vcpu *vcpu);
1612 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1613
1614 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
1615 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
1616 void kvm_vcpu_deliver_sipi_vector(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1617
1618 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
1619                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
1620
1621 void kvm_free_guest_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
1622
1623 void kvm_post_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long old_cr0, unsigned long cr0);
1624 void kvm_post_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long old_cr4, unsigned long cr4);
1625 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1626 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1627 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1628 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
1629 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
1630 void kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
1631 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
1632 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
1633 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1634 int kvm_emulate_xsetbv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1635
1636 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1637 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1638
1639 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
1640 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1641 int kvm_emulate_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
1642
1643 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1644 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1645 void kvm_queue_exception_p(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, unsigned long payload);
1646 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1647 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1648 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
1649 bool kvm_inject_emulated_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu,
1650                                     struct x86_exception *fault);
1651 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1652                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
1653                             u32 access);
1654 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
1655 bool kvm_require_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr);
1656
1657 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
1658                                        int irq_source_id, int level)
1659 {
1660         /* Logical OR for level trig interrupt */
1661         if (level)
1662                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
1663         else
1664                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
1665
1666         return !!(*irq_state);
1667 }
1668
1669 #define KVM_MMU_ROOT_CURRENT            BIT(0)
1670 #define KVM_MMU_ROOT_PREVIOUS(i)        BIT(1+i)
1671 #define KVM_MMU_ROOTS_ALL               (~0UL)
1672
1673 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
1674 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
1675
1676 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1677
1678 void kvm_update_dr7(struct kvm_vcpu *vcpu);
1679
1680 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
1681 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
1682 void kvm_mmu_free_roots(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1683                         ulong roots_to_free);
1684 void kvm_mmu_free_guest_mode_roots(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu);
1685 gpa_t translate_nested_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1686                            struct x86_exception *exception);
1687 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1688                               struct x86_exception *exception);
1689 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1690                                struct x86_exception *exception);
1691 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1692                                struct x86_exception *exception);
1693 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1694                                 struct x86_exception *exception);
1695
1696 bool kvm_apicv_activated(struct kvm *kvm);
1697 void kvm_vcpu_update_apicv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1698 void kvm_request_apicv_update(struct kvm *kvm, bool activate,
1699                               unsigned long bit);
1700
1701 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
1702
1703 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t cr2_or_gpa, u64 error_code,
1704                        void *insn, int insn_len);
1705 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1706 void kvm_mmu_invalidate_gva(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1707                             gva_t gva, hpa_t root_hpa);
1708 void kvm_mmu_invpcid_gva(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, unsigned long pcid);
1709 void kvm_mmu_new_pgd(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t new_pgd);
1710
1711 void kvm_configure_mmu(bool enable_tdp, int tdp_max_root_level,
1712                        int tdp_huge_page_level);
1713
1714 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
1715 {
1716         u16 ldt;
1717         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
1718         return ldt;
1719 }
1720
1721 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
1722 {
1723         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
1724 }
1725
1726 #ifdef CONFIG_X86_64
1727 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
1728 {
1729         u64 value;
1730
1731         rdmsrl(msr, value);
1732         return value;
1733 }
1734 #endif
1735
1736 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
1737 {
1738         return 0x600; /* P6 family */
1739 }
1740
1741 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
1742 {
1743         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
1744 }
1745
1746 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
1747 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
1748 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
1749 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
1750 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
1751         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
1752
1753 enum {
1754         TASK_SWITCH_CALL = 0,
1755         TASK_SWITCH_IRET = 1,
1756         TASK_SWITCH_JMP = 2,
1757         TASK_SWITCH_GATE = 3,
1758 };
1759
1760 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
1761 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
1762 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
1763 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
1764 #define HF_SMM_MASK             (1 << 6)
1765 #define HF_SMM_INSIDE_NMI_MASK  (1 << 7)
1766
1767 #define __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
1768 #define KVM_ADDRESS_SPACE_NUM 2
1769
1770 #define kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu) ((vcpu)->arch.hflags & HF_SMM_MASK ? 1 : 0)
1771 #define kvm_memslots_for_spte_role(kvm, role) __kvm_memslots(kvm, (role).smm)
1772
1773 asmlinkage void kvm_spurious_fault(void);
1774
1775 /*
1776  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
1777  * reboot turns off virtualization while processes are running.
1778  * Usually after catching the fault we just panic; during reboot
1779  * instead the instruction is ignored.
1780  */
1781 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn)                              \
1782         "666: \n\t"                                                     \
1783         insn "\n\t"                                                     \
1784         "jmp    668f \n\t"                                              \
1785         "667: \n\t"                                                     \
1786         "1: \n\t"                                                       \
1787         ".pushsection .discard.instr_begin \n\t"                        \
1788         ".long 1b - . \n\t"                                             \
1789         ".popsection \n\t"                                              \
1790         "call   kvm_spurious_fault \n\t"                                \
1791         "1: \n\t"                                                       \
1792         ".pushsection .discard.instr_end \n\t"                          \
1793         ".long 1b - . \n\t"                                             \
1794         ".popsection \n\t"                                              \
1795         "668: \n\t"                                                     \
1796         _ASM_EXTABLE(666b, 667b)
1797
1798 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
1799
1800 int kvm_cpu_has_injectable_intr(struct kvm_vcpu *v);
1801 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1802 int kvm_cpu_has_extint(struct kvm_vcpu *v);
1803 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1804 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
1805 void kvm_vcpu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1806 void kvm_vcpu_reload_apic_access_page(struct kvm_vcpu *vcpu);
1807
1808 int kvm_pv_send_ipi(struct kvm *kvm, unsigned long ipi_bitmap_low,
1809                     unsigned long ipi_bitmap_high, u32 min,
1810                     unsigned long icr, int op_64_bit);
1811
1812 int kvm_add_user_return_msr(u32 msr);
1813 int kvm_find_user_return_msr(u32 msr);
1814 int kvm_set_user_return_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
1815
1816 static inline bool kvm_is_supported_user_return_msr(u32 msr)
1817 {
1818         return kvm_find_user_return_msr(msr) >= 0;
1819 }
1820
1821 u64 kvm_scale_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 tsc, u64 ratio);
1822 u64 kvm_read_l1_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
1823 u64 kvm_calc_nested_tsc_offset(u64 l1_offset, u64 l2_offset, u64 l2_multiplier);
1824 u64 kvm_calc_nested_tsc_multiplier(u64 l1_multiplier, u64 l2_multiplier);
1825
1826 unsigned long kvm_get_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu);
1827 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
1828
1829 void kvm_make_mclock_inprogress_request(struct kvm *kvm);
1830 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
1831 void kvm_make_scan_ioapic_request_mask(struct kvm *kvm,
1832                                        unsigned long *vcpu_bitmap);
1833
1834 bool kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1835                                      struct kvm_async_pf *work);
1836 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1837                                  struct kvm_async_pf *work);
1838 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
1839                                struct kvm_async_pf *work);
1840 void kvm_arch_async_page_present_queued(struct kvm_vcpu *vcpu);
1841 bool kvm_arch_can_dequeue_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
1842 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
1843
1844 int kvm_skip_emulated_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu);
1845 int kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1846 void __kvm_request_immediate_exit(struct kvm_vcpu *vcpu);
1847
1848 int kvm_is_in_guest(void);
1849
1850 void __user *__x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa,
1851                                      u32 size);
1852 bool kvm_vcpu_is_reset_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1853 bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1854
1855 bool kvm_intr_is_single_vcpu(struct kvm *kvm, struct kvm_lapic_irq *irq,
1856                              struct kvm_vcpu **dest_vcpu);
1857
1858 void kvm_set_msi_irq(struct kvm *kvm, struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1859                      struct kvm_lapic_irq *irq);
1860
1861 static inline bool kvm_irq_is_postable(struct kvm_lapic_irq *irq)
1862 {
1863         /* We can only post Fixed and LowPrio IRQs */
1864         return (irq->delivery_mode == APIC_DM_FIXED ||
1865                 irq->delivery_mode == APIC_DM_LOWEST);
1866 }
1867
1868 static inline void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1869 {
1870         static_call_cond(kvm_x86_vcpu_blocking)(vcpu);
1871 }
1872
1873 static inline void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1874 {
1875         static_call_cond(kvm_x86_vcpu_unblocking)(vcpu);
1876 }
1877
1878 static inline void kvm_arch_vcpu_block_finish(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
1879
1880 static inline int kvm_cpu_get_apicid(int mps_cpu)
1881 {
1882 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1883         return default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
1884 #else
1885         WARN_ON_ONCE(1);
1886         return BAD_APICID;
1887 #endif
1888 }
1889
1890 #define put_smstate(type, buf, offset, val)                      \
1891         *(type *)((buf) + (offset) - 0x7e00) = val
1892
1893 #define GET_SMSTATE(type, buf, offset)          \
1894         (*(type *)((buf) + (offset) - 0x7e00))
1895
1896 int kvm_cpu_dirty_log_size(void);
1897
1898 int alloc_all_memslots_rmaps(struct kvm *kvm);
1899
1900 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */