Merge tag 'defconfig-5.15' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/soc/soc
[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 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  * kvm_mmu_page_role tracks the properties of a shadow page (where shadow page
273  * also includes TDP pages) to determine whether or not a page can be used in
274  * the given MMU context.  This is a subset of the overall kvm_mmu_role to
275  * minimize the size of kvm_memory_slot.arch.gfn_track, i.e. allows allocating
276  * 2 bytes per gfn instead of 4 bytes per gfn.
277  *
278  * Indirect upper-level shadow pages are tracked for write-protection via
279  * gfn_track.  As above, gfn_track is a 16 bit counter, so KVM must not create
280  * more than 2^16-1 upper-level shadow pages at a single gfn, otherwise
281  * gfn_track will overflow and explosions will ensure.
282  *
283  * A unique shadow page (SP) for a gfn is created if and only if an existing SP
284  * cannot be reused.  The ability to reuse a SP is tracked by its role, which
285  * incorporates various mode bits and properties of the SP.  Roughly speaking,
286  * the number of unique SPs that can theoretically be created is 2^n, where n
287  * is the number of bits that are used to compute the role.
288  *
289  * But, even though there are 18 bits in the mask below, not all combinations
290  * of modes and flags are possible.  The maximum number of possible upper-level
291  * shadow pages for a single gfn is in the neighborhood of 2^13.
292  *
293  *   - invalid shadow pages are not accounted.
294  *   - level is effectively limited to four combinations, not 16 as the number
295  *     bits would imply, as 4k SPs are not tracked (allowed to go unsync).
296  *   - level is effectively unused for non-PAE paging because there is exactly
297  *     one upper level (see 4k SP exception above).
298  *   - quadrant is used only for non-PAE paging and is exclusive with
299  *     gpte_is_8_bytes.
300  *   - execonly and ad_disabled are used only for nested EPT, which makes it
301  *     exclusive with quadrant.
302  */
303 union kvm_mmu_page_role {
304         u32 word;
305         struct {
306                 unsigned level:4;
307                 unsigned gpte_is_8_bytes:1;
308                 unsigned quadrant:2;
309                 unsigned direct:1;
310                 unsigned access:3;
311                 unsigned invalid:1;
312                 unsigned efer_nx:1;
313                 unsigned cr0_wp:1;
314                 unsigned smep_andnot_wp:1;
315                 unsigned smap_andnot_wp:1;
316                 unsigned ad_disabled:1;
317                 unsigned guest_mode:1;
318                 unsigned :6;
319
320                 /*
321                  * This is left at the top of the word so that
322                  * kvm_memslots_for_spte_role can extract it with a
323                  * simple shift.  While there is room, give it a whole
324                  * byte so it is also faster to load it from memory.
325                  */
326                 unsigned smm:8;
327         };
328 };
329
330 /*
331  * kvm_mmu_extended_role complements kvm_mmu_page_role, tracking properties
332  * relevant to the current MMU configuration.   When loading CR0, CR4, or EFER,
333  * including on nested transitions, if nothing in the full role changes then
334  * MMU re-configuration can be skipped. @valid bit is set on first usage so we
335  * don't treat all-zero structure as valid data.
336  *
337  * The properties that are tracked in the extended role but not the page role
338  * are for things that either (a) do not affect the validity of the shadow page
339  * or (b) are indirectly reflected in the shadow page's role.  For example,
340  * CR4.PKE only affects permission checks for software walks of the guest page
341  * tables (because KVM doesn't support Protection Keys with shadow paging), and
342  * CR0.PG, CR4.PAE, and CR4.PSE are indirectly reflected in role.level.
343  *
344  * Note, SMEP and SMAP are not redundant with sm*p_andnot_wp in the page role.
345  * If CR0.WP=1, KVM can reuse shadow pages for the guest regardless of SMEP and
346  * SMAP, but the MMU's permission checks for software walks need to be SMEP and
347  * SMAP aware regardless of CR0.WP.
348  */
349 union kvm_mmu_extended_role {
350         u32 word;
351         struct {
352                 unsigned int valid:1;
353                 unsigned int execonly:1;
354                 unsigned int cr0_pg:1;
355                 unsigned int cr4_pae:1;
356                 unsigned int cr4_pse:1;
357                 unsigned int cr4_pke:1;
358                 unsigned int cr4_smap:1;
359                 unsigned int cr4_smep:1;
360                 unsigned int cr4_la57:1;
361         };
362 };
363
364 union kvm_mmu_role {
365         u64 as_u64;
366         struct {
367                 union kvm_mmu_page_role base;
368                 union kvm_mmu_extended_role ext;
369         };
370 };
371
372 struct kvm_rmap_head {
373         unsigned long val;
374 };
375
376 struct kvm_pio_request {
377         unsigned long linear_rip;
378         unsigned long count;
379         int in;
380         int port;
381         int size;
382 };
383
384 #define PT64_ROOT_MAX_LEVEL 5
385
386 struct rsvd_bits_validate {
387         u64 rsvd_bits_mask[2][PT64_ROOT_MAX_LEVEL];
388         u64 bad_mt_xwr;
389 };
390
391 struct kvm_mmu_root_info {
392         gpa_t pgd;
393         hpa_t hpa;
394 };
395
396 #define KVM_MMU_ROOT_INFO_INVALID \
397         ((struct kvm_mmu_root_info) { .pgd = INVALID_PAGE, .hpa = INVALID_PAGE })
398
399 #define KVM_MMU_NUM_PREV_ROOTS 3
400
401 #define KVM_HAVE_MMU_RWLOCK
402
403 struct kvm_mmu_page;
404
405 /*
406  * x86 supports 4 paging modes (5-level 64-bit, 4-level 64-bit, 3-level 32-bit,
407  * and 2-level 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the
408  * current mmu mode.
409  */
410 struct kvm_mmu {
411         unsigned long (*get_guest_pgd)(struct kvm_vcpu *vcpu);
412         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
413         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t cr2_or_gpa, u32 err,
414                           bool prefault);
415         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
416                                   struct x86_exception *fault);
417         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gva_or_gpa,
418                             u32 access, struct x86_exception *exception);
419         gpa_t (*translate_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
420                                struct x86_exception *exception);
421         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
422                          struct kvm_mmu_page *sp);
423         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, hpa_t root_hpa);
424         hpa_t root_hpa;
425         gpa_t root_pgd;
426         union kvm_mmu_role mmu_role;
427         u8 root_level;
428         u8 shadow_root_level;
429         u8 ept_ad;
430         bool direct_map;
431         struct kvm_mmu_root_info prev_roots[KVM_MMU_NUM_PREV_ROOTS];
432
433         /*
434          * Bitmap; bit set = permission fault
435          * Byte index: page fault error code [4:1]
436          * Bit index: pte permissions in ACC_* format
437          */
438         u8 permissions[16];
439
440         /*
441         * The pkru_mask indicates if protection key checks are needed.  It
442         * consists of 16 domains indexed by page fault error code bits [4:1],
443         * with PFEC.RSVD replaced by ACC_USER_MASK from the page tables.
444         * Each domain has 2 bits which are ANDed with AD and WD from PKRU.
445         */
446         u32 pkru_mask;
447
448         u64 *pae_root;
449         u64 *pml4_root;
450
451         /*
452          * check zero bits on shadow page table entries, these
453          * bits include not only hardware reserved bits but also
454          * the bits spte never used.
455          */
456         struct rsvd_bits_validate shadow_zero_check;
457
458         struct rsvd_bits_validate guest_rsvd_check;
459
460         u64 pdptrs[4]; /* pae */
461 };
462
463 struct kvm_tlb_range {
464         u64 start_gfn;
465         u64 pages;
466 };
467
468 enum pmc_type {
469         KVM_PMC_GP = 0,
470         KVM_PMC_FIXED,
471 };
472
473 struct kvm_pmc {
474         enum pmc_type type;
475         u8 idx;
476         u64 counter;
477         u64 eventsel;
478         struct perf_event *perf_event;
479         struct kvm_vcpu *vcpu;
480         /*
481          * eventsel value for general purpose counters,
482          * ctrl value for fixed counters.
483          */
484         u64 current_config;
485 };
486
487 struct kvm_pmu {
488         unsigned nr_arch_gp_counters;
489         unsigned nr_arch_fixed_counters;
490         unsigned available_event_types;
491         u64 fixed_ctr_ctrl;
492         u64 global_ctrl;
493         u64 global_status;
494         u64 global_ovf_ctrl;
495         u64 counter_bitmask[2];
496         u64 global_ctrl_mask;
497         u64 global_ovf_ctrl_mask;
498         u64 reserved_bits;
499         u8 version;
500         struct kvm_pmc gp_counters[INTEL_PMC_MAX_GENERIC];
501         struct kvm_pmc fixed_counters[INTEL_PMC_MAX_FIXED];
502         struct irq_work irq_work;
503         DECLARE_BITMAP(reprogram_pmi, X86_PMC_IDX_MAX);
504         DECLARE_BITMAP(all_valid_pmc_idx, X86_PMC_IDX_MAX);
505         DECLARE_BITMAP(pmc_in_use, X86_PMC_IDX_MAX);
506
507         /*
508          * The gate to release perf_events not marked in
509          * pmc_in_use only once in a vcpu time slice.
510          */
511         bool need_cleanup;
512
513         /*
514          * The total number of programmed perf_events and it helps to avoid
515          * redundant check before cleanup if guest don't use vPMU at all.
516          */
517         u8 event_count;
518 };
519
520 struct kvm_pmu_ops;
521
522 enum {
523         KVM_DEBUGREG_BP_ENABLED = 1,
524         KVM_DEBUGREG_WONT_EXIT = 2,
525         KVM_DEBUGREG_RELOAD = 4,
526 };
527
528 struct kvm_mtrr_range {
529         u64 base;
530         u64 mask;
531         struct list_head node;
532 };
533
534 struct kvm_mtrr {
535         struct kvm_mtrr_range var_ranges[KVM_NR_VAR_MTRR];
536         mtrr_type fixed_ranges[KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION];
537         u64 deftype;
538
539         struct list_head head;
540 };
541
542 /* Hyper-V SynIC timer */
543 struct kvm_vcpu_hv_stimer {
544         struct hrtimer timer;
545         int index;
546         union hv_stimer_config config;
547         u64 count;
548         u64 exp_time;
549         struct hv_message msg;
550         bool msg_pending;
551 };
552
553 /* Hyper-V synthetic interrupt controller (SynIC)*/
554 struct kvm_vcpu_hv_synic {
555         u64 version;
556         u64 control;
557         u64 msg_page;
558         u64 evt_page;
559         atomic64_t sint[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
560         atomic_t sint_to_gsi[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
561         DECLARE_BITMAP(auto_eoi_bitmap, 256);
562         DECLARE_BITMAP(vec_bitmap, 256);
563         bool active;
564         bool dont_zero_synic_pages;
565 };
566
567 /* Hyper-V per vcpu emulation context */
568 struct kvm_vcpu_hv {
569         struct kvm_vcpu *vcpu;
570         u32 vp_index;
571         u64 hv_vapic;
572         s64 runtime_offset;
573         struct kvm_vcpu_hv_synic synic;
574         struct kvm_hyperv_exit exit;
575         struct kvm_vcpu_hv_stimer stimer[HV_SYNIC_STIMER_COUNT];
576         DECLARE_BITMAP(stimer_pending_bitmap, HV_SYNIC_STIMER_COUNT);
577         cpumask_t tlb_flush;
578         bool enforce_cpuid;
579         struct {
580                 u32 features_eax; /* HYPERV_CPUID_FEATURES.EAX */
581                 u32 features_ebx; /* HYPERV_CPUID_FEATURES.EBX */
582                 u32 features_edx; /* HYPERV_CPUID_FEATURES.EDX */
583                 u32 enlightenments_eax; /* HYPERV_CPUID_ENLIGHTMENT_INFO.EAX */
584                 u32 enlightenments_ebx; /* HYPERV_CPUID_ENLIGHTMENT_INFO.EBX */
585                 u32 syndbg_cap_eax; /* HYPERV_CPUID_SYNDBG_PLATFORM_CAPABILITIES.EAX */
586         } cpuid_cache;
587 };
588
589 /* Xen HVM per vcpu emulation context */
590 struct kvm_vcpu_xen {
591         u64 hypercall_rip;
592         u32 current_runstate;
593         bool vcpu_info_set;
594         bool vcpu_time_info_set;
595         bool runstate_set;
596         struct gfn_to_hva_cache vcpu_info_cache;
597         struct gfn_to_hva_cache vcpu_time_info_cache;
598         struct gfn_to_hva_cache runstate_cache;
599         u64 last_steal;
600         u64 runstate_entry_time;
601         u64 runstate_times[4];
602 };
603
604 struct kvm_vcpu_arch {
605         /*
606          * rip and regs accesses must go through
607          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
608          */
609         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
610         u32 regs_avail;
611         u32 regs_dirty;
612
613         unsigned long cr0;
614         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
615         unsigned long cr2;
616         unsigned long cr3;
617         unsigned long cr4;
618         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
619         unsigned long cr4_guest_rsvd_bits;
620         unsigned long cr8;
621         u32 host_pkru;
622         u32 pkru;
623         u32 hflags;
624         u64 efer;
625         u64 apic_base;
626         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
627         bool apicv_active;
628         bool load_eoi_exitmap_pending;
629         DECLARE_BITMAP(ioapic_handled_vectors, 256);
630         unsigned long apic_attention;
631         int32_t apic_arb_prio;
632         int mp_state;
633         u64 ia32_misc_enable_msr;
634         u64 smbase;
635         u64 smi_count;
636         bool tpr_access_reporting;
637         bool xsaves_enabled;
638         u64 ia32_xss;
639         u64 microcode_version;
640         u64 arch_capabilities;
641         u64 perf_capabilities;
642
643         /*
644          * Paging state of the vcpu
645          *
646          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
647          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
648          * handle faults.
649          */
650         struct kvm_mmu *mmu;
651
652         /* Non-nested MMU for L1 */
653         struct kvm_mmu root_mmu;
654
655         /* L1 MMU when running nested */
656         struct kvm_mmu guest_mmu;
657
658         /*
659          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
660          *
661          * This context will save all necessary information to walk page tables
662          * of an L2 guest. This context is only initialized for page table
663          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
664          * the host.
665          */
666         struct kvm_mmu nested_mmu;
667
668         /*
669          * Pointer to the mmu context currently used for
670          * gva_to_gpa translations.
671          */
672         struct kvm_mmu *walk_mmu;
673
674         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
675         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_shadow_page_cache;
676         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_gfn_array_cache;
677         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
678
679         /*
680          * QEMU userspace and the guest each have their own FPU state.
681          * In vcpu_run, we switch between the user and guest FPU contexts.
682          * While running a VCPU, the VCPU thread will have the guest FPU
683          * context.
684          *
685          * Note that while the PKRU state lives inside the fpu registers,
686          * it is switched out separately at VMENTER and VMEXIT time. The
687          * "guest_fpu" state here contains the guest FPU context, with the
688          * host PRKU bits.
689          */
690         struct fpu *user_fpu;
691         struct fpu *guest_fpu;
692
693         u64 xcr0;
694         u64 guest_supported_xcr0;
695
696         struct kvm_pio_request pio;
697         void *pio_data;
698         void *guest_ins_data;
699
700         u8 event_exit_inst_len;
701
702         struct kvm_queued_exception {
703                 bool pending;
704                 bool injected;
705                 bool has_error_code;
706                 u8 nr;
707                 u32 error_code;
708                 unsigned long payload;
709                 bool has_payload;
710                 u8 nested_apf;
711         } exception;
712
713         struct kvm_queued_interrupt {
714                 bool injected;
715                 bool soft;
716                 u8 nr;
717         } interrupt;
718
719         int halt_request; /* real mode on Intel only */
720
721         int cpuid_nent;
722         struct kvm_cpuid_entry2 *cpuid_entries;
723
724         u64 reserved_gpa_bits;
725         int maxphyaddr;
726         int max_tdp_level;
727
728         /* emulate context */
729
730         struct x86_emulate_ctxt *emulate_ctxt;
731         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
732         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
733         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
734
735         gpa_t time;
736         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
737         unsigned int hw_tsc_khz;
738         struct gfn_to_hva_cache pv_time;
739         bool pv_time_enabled;
740         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
741         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
742
743         struct {
744                 u8 preempted;
745                 u64 msr_val;
746                 u64 last_steal;
747                 struct gfn_to_pfn_cache cache;
748         } st;
749
750         u64 l1_tsc_offset;
751         u64 tsc_offset; /* current tsc offset */
752         u64 last_guest_tsc;
753         u64 last_host_tsc;
754         u64 tsc_offset_adjustment;
755         u64 this_tsc_nsec;
756         u64 this_tsc_write;
757         u64 this_tsc_generation;
758         bool tsc_catchup;
759         bool tsc_always_catchup;
760         s8 virtual_tsc_shift;
761         u32 virtual_tsc_mult;
762         u32 virtual_tsc_khz;
763         s64 ia32_tsc_adjust_msr;
764         u64 msr_ia32_power_ctl;
765         u64 l1_tsc_scaling_ratio;
766         u64 tsc_scaling_ratio; /* current scaling ratio */
767
768         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
769         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
770         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
771         bool smi_pending;    /* SMI queued after currently running handler */
772
773         struct kvm_mtrr mtrr_state;
774         u64 pat;
775
776         unsigned switch_db_regs;
777         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
778         unsigned long dr6;
779         unsigned long dr7;
780         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
781         unsigned long guest_debug_dr7;
782         u64 msr_platform_info;
783         u64 msr_misc_features_enables;
784
785         u64 mcg_cap;
786         u64 mcg_status;
787         u64 mcg_ctl;
788         u64 mcg_ext_ctl;
789         u64 *mce_banks;
790
791         /* Cache MMIO info */
792         u64 mmio_gva;
793         unsigned mmio_access;
794         gfn_t mmio_gfn;
795         u64 mmio_gen;
796
797         struct kvm_pmu pmu;
798
799         /* used for guest single stepping over the given code position */
800         unsigned long singlestep_rip;
801
802         bool hyperv_enabled;
803         struct kvm_vcpu_hv *hyperv;
804         struct kvm_vcpu_xen xen;
805
806         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
807
808         unsigned long last_retry_eip;
809         unsigned long last_retry_addr;
810
811         struct {
812                 bool halted;
813                 gfn_t gfns[ASYNC_PF_PER_VCPU];
814                 struct gfn_to_hva_cache data;
815                 u64 msr_en_val; /* MSR_KVM_ASYNC_PF_EN */
816                 u64 msr_int_val; /* MSR_KVM_ASYNC_PF_INT */
817                 u16 vec;
818                 u32 id;
819                 bool send_user_only;
820                 u32 host_apf_flags;
821                 unsigned long nested_apf_token;
822                 bool delivery_as_pf_vmexit;
823                 bool pageready_pending;
824         } apf;
825
826         /* OSVW MSRs (AMD only) */
827         struct {
828                 u64 length;
829                 u64 status;
830         } osvw;
831
832         struct {
833                 u64 msr_val;
834                 struct gfn_to_hva_cache data;
835         } pv_eoi;
836
837         u64 msr_kvm_poll_control;
838
839         /*
840          * Indicates the guest is trying to write a gfn that contains one or
841          * more of the PTEs used to translate the write itself, i.e. the access
842          * is changing its own translation in the guest page tables.  KVM exits
843          * to userspace if emulation of the faulting instruction fails and this
844          * flag is set, as KVM cannot make forward progress.
845          *
846          * If emulation fails for a write to guest page tables, KVM unprotects
847          * (zaps) the shadow page for the target gfn and resumes the guest to
848          * retry the non-emulatable instruction (on hardware).  Unprotecting the
849          * gfn doesn't allow forward progress for a self-changing access because
850          * doing so also zaps the translation for the gfn, i.e. retrying the
851          * instruction will hit a !PRESENT fault, which results in a new shadow
852          * page and sends KVM back to square one.
853          */
854         bool write_fault_to_shadow_pgtable;
855
856         /* set at EPT violation at this point */
857         unsigned long exit_qualification;
858
859         /* pv related host specific info */
860         struct {
861                 bool pv_unhalted;
862         } pv;
863
864         int pending_ioapic_eoi;
865         int pending_external_vector;
866
867         /* be preempted when it's in kernel-mode(cpl=0) */
868         bool preempted_in_kernel;
869
870         /* Flush the L1 Data cache for L1TF mitigation on VMENTER */
871         bool l1tf_flush_l1d;
872
873         /* Host CPU on which VM-entry was most recently attempted */
874         int last_vmentry_cpu;
875
876         /* AMD MSRC001_0015 Hardware Configuration */
877         u64 msr_hwcr;
878
879         /* pv related cpuid info */
880         struct {
881                 /*
882                  * value of the eax register in the KVM_CPUID_FEATURES CPUID
883                  * leaf.
884                  */
885                 u32 features;
886
887                 /*
888                  * indicates whether pv emulation should be disabled if features
889                  * are not present in the guest's cpuid
890                  */
891                 bool enforce;
892         } pv_cpuid;
893
894         /* Protected Guests */
895         bool guest_state_protected;
896
897         /*
898          * Set when PDPTS were loaded directly by the userspace without
899          * reading the guest memory
900          */
901         bool pdptrs_from_userspace;
902
903 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
904         hpa_t hv_root_tdp;
905 #endif
906 };
907
908 struct kvm_lpage_info {
909         int disallow_lpage;
910 };
911
912 struct kvm_arch_memory_slot {
913         struct kvm_rmap_head *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
914         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
915         unsigned short *gfn_track[KVM_PAGE_TRACK_MAX];
916 };
917
918 /*
919  * We use as the mode the number of bits allocated in the LDR for the
920  * logical processor ID.  It happens that these are all powers of two.
921  * This makes it is very easy to detect cases where the APICs are
922  * configured for multiple modes; in that case, we cannot use the map and
923  * hence cannot use kvm_irq_delivery_to_apic_fast either.
924  */
925 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_CLUSTER          4
926 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_FLAT             8
927 #define KVM_APIC_MODE_X2APIC                16
928
929 struct kvm_apic_map {
930         struct rcu_head rcu;
931         u8 mode;
932         u32 max_apic_id;
933         union {
934                 struct kvm_lapic *xapic_flat_map[8];
935                 struct kvm_lapic *xapic_cluster_map[16][4];
936         };
937         struct kvm_lapic *phys_map[];
938 };
939
940 /* Hyper-V synthetic debugger (SynDbg)*/
941 struct kvm_hv_syndbg {
942         struct {
943                 u64 control;
944                 u64 status;
945                 u64 send_page;
946                 u64 recv_page;
947                 u64 pending_page;
948         } control;
949         u64 options;
950 };
951
952 /* Current state of Hyper-V TSC page clocksource */
953 enum hv_tsc_page_status {
954         /* TSC page was not set up or disabled */
955         HV_TSC_PAGE_UNSET = 0,
956         /* TSC page MSR was written by the guest, update pending */
957         HV_TSC_PAGE_GUEST_CHANGED,
958         /* TSC page MSR was written by KVM userspace, update pending */
959         HV_TSC_PAGE_HOST_CHANGED,
960         /* TSC page was properly set up and is currently active  */
961         HV_TSC_PAGE_SET,
962         /* TSC page is currently being updated and therefore is inactive */
963         HV_TSC_PAGE_UPDATING,
964         /* TSC page was set up with an inaccessible GPA */
965         HV_TSC_PAGE_BROKEN,
966 };
967
968 /* Hyper-V emulation context */
969 struct kvm_hv {
970         struct mutex hv_lock;
971         u64 hv_guest_os_id;
972         u64 hv_hypercall;
973         u64 hv_tsc_page;
974         enum hv_tsc_page_status hv_tsc_page_status;
975
976         /* Hyper-v based guest crash (NT kernel bugcheck) parameters */
977         u64 hv_crash_param[HV_X64_MSR_CRASH_PARAMS];
978         u64 hv_crash_ctl;
979
980         struct ms_hyperv_tsc_page tsc_ref;
981
982         struct idr conn_to_evt;
983
984         u64 hv_reenlightenment_control;
985         u64 hv_tsc_emulation_control;
986         u64 hv_tsc_emulation_status;
987
988         /* How many vCPUs have VP index != vCPU index */
989         atomic_t num_mismatched_vp_indexes;
990
991         struct hv_partition_assist_pg *hv_pa_pg;
992         struct kvm_hv_syndbg hv_syndbg;
993 };
994
995 struct msr_bitmap_range {
996         u32 flags;
997         u32 nmsrs;
998         u32 base;
999         unsigned long *bitmap;
1000 };
1001
1002 /* Xen emulation context */
1003 struct kvm_xen {
1004         bool long_mode;
1005         bool shinfo_set;
1006         u8 upcall_vector;
1007         struct gfn_to_hva_cache shinfo_cache;
1008 };
1009
1010 enum kvm_irqchip_mode {
1011         KVM_IRQCHIP_NONE,
1012         KVM_IRQCHIP_KERNEL,       /* created with KVM_CREATE_IRQCHIP */
1013         KVM_IRQCHIP_SPLIT,        /* created with KVM_CAP_SPLIT_IRQCHIP */
1014 };
1015
1016 struct kvm_x86_msr_filter {
1017         u8 count;
1018         bool default_allow:1;
1019         struct msr_bitmap_range ranges[16];
1020 };
1021
1022 #define APICV_INHIBIT_REASON_DISABLE    0
1023 #define APICV_INHIBIT_REASON_HYPERV     1
1024 #define APICV_INHIBIT_REASON_NESTED     2
1025 #define APICV_INHIBIT_REASON_IRQWIN     3
1026 #define APICV_INHIBIT_REASON_PIT_REINJ  4
1027 #define APICV_INHIBIT_REASON_X2APIC     5
1028
1029 struct kvm_arch {
1030         unsigned long n_used_mmu_pages;
1031         unsigned long n_requested_mmu_pages;
1032         unsigned long n_max_mmu_pages;
1033         unsigned int indirect_shadow_pages;
1034         u8 mmu_valid_gen;
1035         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
1036         struct list_head active_mmu_pages;
1037         struct list_head zapped_obsolete_pages;
1038         struct list_head lpage_disallowed_mmu_pages;
1039         struct kvm_page_track_notifier_node mmu_sp_tracker;
1040         struct kvm_page_track_notifier_head track_notifier_head;
1041         /*
1042          * Protects marking pages unsync during page faults, as TDP MMU page
1043          * faults only take mmu_lock for read.  For simplicity, the unsync
1044          * pages lock is always taken when marking pages unsync regardless of
1045          * whether mmu_lock is held for read or write.
1046          */
1047         spinlock_t mmu_unsync_pages_lock;
1048
1049         struct list_head assigned_dev_head;
1050         struct iommu_domain *iommu_domain;
1051         bool iommu_noncoherent;
1052 #define __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
1053         atomic_t noncoherent_dma_count;
1054 #define __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
1055         atomic_t assigned_device_count;
1056         struct kvm_pic *vpic;
1057         struct kvm_ioapic *vioapic;
1058         struct kvm_pit *vpit;
1059         atomic_t vapics_in_nmi_mode;
1060         struct mutex apic_map_lock;
1061         struct kvm_apic_map __rcu *apic_map;
1062         atomic_t apic_map_dirty;
1063
1064         bool apic_access_memslot_enabled;
1065         unsigned long apicv_inhibit_reasons;
1066
1067         gpa_t wall_clock;
1068
1069         bool mwait_in_guest;
1070         bool hlt_in_guest;
1071         bool pause_in_guest;
1072         bool cstate_in_guest;
1073
1074         unsigned long irq_sources_bitmap;
1075         s64 kvmclock_offset;
1076         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
1077         u64 last_tsc_nsec;
1078         u64 last_tsc_write;
1079         u32 last_tsc_khz;
1080         u64 cur_tsc_nsec;
1081         u64 cur_tsc_write;
1082         u64 cur_tsc_offset;
1083         u64 cur_tsc_generation;
1084         int nr_vcpus_matched_tsc;
1085
1086         spinlock_t pvclock_gtod_sync_lock;
1087         bool use_master_clock;
1088         u64 master_kernel_ns;
1089         u64 master_cycle_now;
1090         struct delayed_work kvmclock_update_work;
1091         struct delayed_work kvmclock_sync_work;
1092
1093         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
1094
1095         /* reads protected by irq_srcu, writes by irq_lock */
1096         struct hlist_head mask_notifier_list;
1097
1098         struct kvm_hv hyperv;
1099         struct kvm_xen xen;
1100
1101         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
1102         int audit_point;
1103         #endif
1104
1105         bool backwards_tsc_observed;
1106         bool boot_vcpu_runs_old_kvmclock;
1107         u32 bsp_vcpu_id;
1108
1109         u64 disabled_quirks;
1110         int cpu_dirty_logging_count;
1111
1112         enum kvm_irqchip_mode irqchip_mode;
1113         u8 nr_reserved_ioapic_pins;
1114
1115         bool disabled_lapic_found;
1116
1117         bool x2apic_format;
1118         bool x2apic_broadcast_quirk_disabled;
1119
1120         bool guest_can_read_msr_platform_info;
1121         bool exception_payload_enabled;
1122
1123         bool bus_lock_detection_enabled;
1124         /*
1125          * If exit_on_emulation_error is set, and the in-kernel instruction
1126          * emulator fails to emulate an instruction, allow userspace
1127          * the opportunity to look at it.
1128          */
1129         bool exit_on_emulation_error;
1130
1131         /* Deflect RDMSR and WRMSR to user space when they trigger a #GP */
1132         u32 user_space_msr_mask;
1133         struct kvm_x86_msr_filter __rcu *msr_filter;
1134
1135         u32 hypercall_exit_enabled;
1136
1137         /* Guest can access the SGX PROVISIONKEY. */
1138         bool sgx_provisioning_allowed;
1139
1140         struct kvm_pmu_event_filter __rcu *pmu_event_filter;
1141         struct task_struct *nx_lpage_recovery_thread;
1142
1143 #ifdef CONFIG_X86_64
1144         /*
1145          * Whether the TDP MMU is enabled for this VM. This contains a
1146          * snapshot of the TDP MMU module parameter from when the VM was
1147          * created and remains unchanged for the life of the VM. If this is
1148          * true, TDP MMU handler functions will run for various MMU
1149          * operations.
1150          */
1151         bool tdp_mmu_enabled;
1152
1153         /*
1154          * List of struct kvm_mmu_pages being used as roots.
1155          * All struct kvm_mmu_pages in the list should have
1156          * tdp_mmu_page set.
1157          *
1158          * For reads, this list is protected by:
1159          *      the MMU lock in read mode + RCU or
1160          *      the MMU lock in write mode
1161          *
1162          * For writes, this list is protected by:
1163          *      the MMU lock in read mode + the tdp_mmu_pages_lock or
1164          *      the MMU lock in write mode
1165          *
1166          * Roots will remain in the list until their tdp_mmu_root_count
1167          * drops to zero, at which point the thread that decremented the
1168          * count to zero should removed the root from the list and clean
1169          * it up, freeing the root after an RCU grace period.
1170          */
1171         struct list_head tdp_mmu_roots;
1172
1173         /*
1174          * List of struct kvmp_mmu_pages not being used as roots.
1175          * All struct kvm_mmu_pages in the list should have
1176          * tdp_mmu_page set and a tdp_mmu_root_count of 0.
1177          */
1178         struct list_head tdp_mmu_pages;
1179
1180         /*
1181          * Protects accesses to the following fields when the MMU lock
1182          * is held in read mode:
1183          *  - tdp_mmu_roots (above)
1184          *  - tdp_mmu_pages (above)
1185          *  - the link field of struct kvm_mmu_pages used by the TDP MMU
1186          *  - lpage_disallowed_mmu_pages
1187          *  - the lpage_disallowed_link field of struct kvm_mmu_pages used
1188          *    by the TDP MMU
1189          * It is acceptable, but not necessary, to acquire this lock when
1190          * the thread holds the MMU lock in write mode.
1191          */
1192         spinlock_t tdp_mmu_pages_lock;
1193 #endif /* CONFIG_X86_64 */
1194
1195         /*
1196          * If set, rmaps have been allocated for all memslots and should be
1197          * allocated for any newly created or modified memslots.
1198          */
1199         bool memslots_have_rmaps;
1200
1201 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
1202         hpa_t   hv_root_tdp;
1203         spinlock_t hv_root_tdp_lock;
1204 #endif
1205 };
1206
1207 struct kvm_vm_stat {
1208         struct kvm_vm_stat_generic generic;
1209         u64 mmu_shadow_zapped;
1210         u64 mmu_pte_write;
1211         u64 mmu_pde_zapped;
1212         u64 mmu_flooded;
1213         u64 mmu_recycled;
1214         u64 mmu_cache_miss;
1215         u64 mmu_unsync;
1216         u64 lpages;
1217         u64 nx_lpage_splits;
1218         u64 max_mmu_page_hash_collisions;
1219 };
1220
1221 struct kvm_vcpu_stat {
1222         struct kvm_vcpu_stat_generic generic;
1223         u64 pf_fixed;
1224         u64 pf_guest;
1225         u64 tlb_flush;
1226         u64 invlpg;
1227
1228         u64 exits;
1229         u64 io_exits;
1230         u64 mmio_exits;
1231         u64 signal_exits;
1232         u64 irq_window_exits;
1233         u64 nmi_window_exits;
1234         u64 l1d_flush;
1235         u64 halt_exits;
1236         u64 request_irq_exits;
1237         u64 irq_exits;
1238         u64 host_state_reload;
1239         u64 fpu_reload;
1240         u64 insn_emulation;
1241         u64 insn_emulation_fail;
1242         u64 hypercalls;
1243         u64 irq_injections;
1244         u64 nmi_injections;
1245         u64 req_event;
1246         u64 nested_run;
1247         u64 directed_yield_attempted;
1248         u64 directed_yield_successful;
1249         u64 guest_mode;
1250 };
1251
1252 struct x86_instruction_info;
1253
1254 struct msr_data {
1255         bool host_initiated;
1256         u32 index;
1257         u64 data;
1258 };
1259
1260 struct kvm_lapic_irq {
1261         u32 vector;
1262         u16 delivery_mode;
1263         u16 dest_mode;
1264         bool level;
1265         u16 trig_mode;
1266         u32 shorthand;
1267         u32 dest_id;
1268         bool msi_redir_hint;
1269 };
1270
1271 static inline u16 kvm_lapic_irq_dest_mode(bool dest_mode_logical)
1272 {
1273         return dest_mode_logical ? APIC_DEST_LOGICAL : APIC_DEST_PHYSICAL;
1274 }
1275
1276 struct kvm_x86_ops {
1277         int (*hardware_enable)(void);
1278         void (*hardware_disable)(void);
1279         void (*hardware_unsetup)(void);
1280         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
1281         bool (*has_emulated_msr)(struct kvm *kvm, u32 index);
1282         void (*vcpu_after_set_cpuid)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1283
1284         unsigned int vm_size;
1285         int (*vm_init)(struct kvm *kvm);
1286         void (*vm_destroy)(struct kvm *kvm);
1287
1288         /* Create, but do not attach this VCPU */
1289         int (*vcpu_create)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1290         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1291         void (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1292
1293         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1294         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
1295         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1296
1297         void (*update_exception_bitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1298         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1299         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1300         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
1301         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1302                             struct kvm_segment *var, int seg);
1303         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1304         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1305                             struct kvm_segment *var, int seg);
1306         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1307         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1308         bool (*is_valid_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1309         void (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1310         int (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1311         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1312         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1313         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1314         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1315         void (*sync_dirty_debug_regs)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1316         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
1317         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
1318         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1319         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1320
1321         void (*tlb_flush_all)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1322         void (*tlb_flush_current)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1323         int  (*tlb_remote_flush)(struct kvm *kvm);
1324         int  (*tlb_remote_flush_with_range)(struct kvm *kvm,
1325                         struct kvm_tlb_range *range);
1326
1327         /*
1328          * Flush any TLB entries associated with the given GVA.
1329          * Does not need to flush GPA->HPA mappings.
1330          * Can potentially get non-canonical addresses through INVLPGs, which
1331          * the implementation may choose to ignore if appropriate.
1332          */
1333         void (*tlb_flush_gva)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t addr);
1334
1335         /*
1336          * Flush any TLB entries created by the guest.  Like tlb_flush_gva(),
1337          * does not need to flush GPA->HPA mappings.
1338          */
1339         void (*tlb_flush_guest)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1340
1341         enum exit_fastpath_completion (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1342         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1343                 enum exit_fastpath_completion exit_fastpath);
1344         int (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1345         void (*update_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1346         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
1347         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1348         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1349                                 unsigned char *hypercall_addr);
1350         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1351         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1352         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1353         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1354         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool for_injection);
1355         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool for_injection);
1356         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1357         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
1358         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1359         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1360         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
1361         bool (*check_apicv_inhibit_reasons)(ulong bit);
1362         void (*pre_update_apicv_exec_ctrl)(struct kvm *kvm, bool activate);
1363         void (*refresh_apicv_exec_ctrl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1364         void (*hwapic_irr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
1365         void (*hwapic_isr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int isr);
1366         bool (*guest_apic_has_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1367         void (*load_eoi_exitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
1368         void (*set_virtual_apic_mode)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1369         void (*set_apic_access_page_addr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1370         int (*deliver_posted_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu, int vector);
1371         int (*sync_pir_to_irr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1372         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
1373         int (*set_identity_map_addr)(struct kvm *kvm, u64 ident_addr);
1374         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
1375
1376         void (*load_mmu_pgd)(struct kvm_vcpu *vcpu, hpa_t root_hpa,
1377                              int root_level);
1378
1379         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
1380
1381         u64 (*get_l2_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1382         u64 (*get_l2_tsc_multiplier)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1383         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
1384         void (*write_tsc_multiplier)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 multiplier);
1385
1386         /*
1387          * Retrieve somewhat arbitrary exit information.  Intended to be used
1388          * only from within tracepoints to avoid VMREADs when tracing is off.
1389          */
1390         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *info1, u64 *info2,
1391                               u32 *exit_int_info, u32 *exit_int_info_err_code);
1392
1393         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1394                                struct x86_instruction_info *info,
1395                                enum x86_intercept_stage stage,
1396                                struct x86_exception *exception);
1397         void (*handle_exit_irqoff)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1398
1399         void (*request_immediate_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1400
1401         void (*sched_in)(struct kvm_vcpu *kvm, int cpu);
1402
1403         /*
1404          * Size of the CPU's dirty log buffer, i.e. VMX's PML buffer.  A zero
1405          * value indicates CPU dirty logging is unsupported or disabled.
1406          */
1407         int cpu_dirty_log_size;
1408         void (*update_cpu_dirty_logging)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1409
1410         /* pmu operations of sub-arch */
1411         const struct kvm_pmu_ops *pmu_ops;
1412         const struct kvm_x86_nested_ops *nested_ops;
1413
1414         /*
1415          * Architecture specific hooks for vCPU blocking due to
1416          * HLT instruction.
1417          * Returns for .pre_block():
1418          *    - 0 means continue to block the vCPU.
1419          *    - 1 means we cannot block the vCPU since some event
1420          *        happens during this period, such as, 'ON' bit in
1421          *        posted-interrupts descriptor is set.
1422          */
1423         int (*pre_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1424         void (*post_block)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1425
1426         void (*vcpu_blocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1427         void (*vcpu_unblocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1428
1429         int (*update_pi_irte)(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1430                               uint32_t guest_irq, bool set);
1431         void (*start_assignment)(struct kvm *kvm);
1432         void (*apicv_post_state_restore)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1433         bool (*dy_apicv_has_pending_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1434
1435         int (*set_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_deadline_tsc,
1436                             bool *expired);
1437         void (*cancel_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1438
1439         void (*setup_mce)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1440
1441         int (*smi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool for_injection);
1442         int (*enter_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, char *smstate);
1443         int (*leave_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, const char *smstate);
1444         void (*enable_smi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1445
1446         int (*mem_enc_op)(struct kvm *kvm, void __user *argp);
1447         int (*mem_enc_reg_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1448         int (*mem_enc_unreg_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1449         int (*vm_copy_enc_context_from)(struct kvm *kvm, unsigned int source_fd);
1450
1451         int (*get_msr_feature)(struct kvm_msr_entry *entry);
1452
1453         bool (*can_emulate_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu, void *insn, int insn_len);
1454
1455         bool (*apic_init_signal_blocked)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1456         int (*enable_direct_tlbflush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1457
1458         void (*migrate_timers)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1459         void (*msr_filter_changed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1460         int (*complete_emulated_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1461
1462         void (*vcpu_deliver_sipi_vector)(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1463 };
1464
1465 struct kvm_x86_nested_ops {
1466         int (*check_events)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1467         bool (*hv_timer_pending)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1468         void (*triple_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1469         int (*get_state)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1470                          struct kvm_nested_state __user *user_kvm_nested_state,
1471                          unsigned user_data_size);
1472         int (*set_state)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1473                          struct kvm_nested_state __user *user_kvm_nested_state,
1474                          struct kvm_nested_state *kvm_state);
1475         bool (*get_nested_state_pages)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1476         int (*write_log_dirty)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t l2_gpa);
1477
1478         int (*enable_evmcs)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1479                             uint16_t *vmcs_version);
1480         uint16_t (*get_evmcs_version)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1481 };
1482
1483 struct kvm_x86_init_ops {
1484         int (*cpu_has_kvm_support)(void);
1485         int (*disabled_by_bios)(void);
1486         int (*check_processor_compatibility)(void);
1487         int (*hardware_setup)(void);
1488
1489         struct kvm_x86_ops *runtime_ops;
1490 };
1491
1492 struct kvm_arch_async_pf {
1493         u32 token;
1494         gfn_t gfn;
1495         unsigned long cr3;
1496         bool direct_map;
1497 };
1498
1499 extern u32 __read_mostly kvm_nr_uret_msrs;
1500 extern u64 __read_mostly host_efer;
1501 extern bool __read_mostly allow_smaller_maxphyaddr;
1502 extern bool __read_mostly enable_apicv;
1503 extern struct kvm_x86_ops kvm_x86_ops;
1504
1505 #define KVM_X86_OP(func) \
1506         DECLARE_STATIC_CALL(kvm_x86_##func, *(((struct kvm_x86_ops *)0)->func));
1507 #define KVM_X86_OP_NULL KVM_X86_OP
1508 #include <asm/kvm-x86-ops.h>
1509
1510 static inline void kvm_ops_static_call_update(void)
1511 {
1512 #define KVM_X86_OP(func) \
1513         static_call_update(kvm_x86_##func, kvm_x86_ops.func);
1514 #define KVM_X86_OP_NULL KVM_X86_OP
1515 #include <asm/kvm-x86-ops.h>
1516 }
1517
1518 #define __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
1519 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
1520 {
1521         return __vmalloc(kvm_x86_ops.vm_size, GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO);
1522 }
1523 void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm);
1524
1525 #define __KVM_HAVE_ARCH_FLUSH_REMOTE_TLB
1526 static inline int kvm_arch_flush_remote_tlb(struct kvm *kvm)
1527 {
1528         if (kvm_x86_ops.tlb_remote_flush &&
1529             !static_call(kvm_x86_tlb_remote_flush)(kvm))
1530                 return 0;
1531         else
1532                 return -ENOTSUPP;
1533 }
1534
1535 int kvm_mmu_module_init(void);
1536 void kvm_mmu_module_exit(void);
1537
1538 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1539 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
1540 void kvm_mmu_init_vm(struct kvm *kvm);
1541 void kvm_mmu_uninit_vm(struct kvm *kvm);
1542
1543 void kvm_mmu_after_set_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1544 void kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
1545 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1546                                       struct kvm_memory_slot *memslot,
1547                                       int start_level);
1548 void kvm_mmu_zap_collapsible_sptes(struct kvm *kvm,
1549                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1550 void kvm_mmu_slot_leaf_clear_dirty(struct kvm *kvm,
1551                                    struct kvm_memory_slot *memslot);
1552 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
1553 void kvm_mmu_invalidate_mmio_sptes(struct kvm *kvm, u64 gen);
1554 unsigned long kvm_mmu_calculate_default_mmu_pages(struct kvm *kvm);
1555 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned long kvm_nr_mmu_pages);
1556
1557 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu, unsigned long cr3);
1558
1559 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
1560                           const void *val, int bytes);
1561
1562 struct kvm_irq_mask_notifier {
1563         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
1564         int irq;
1565         struct hlist_node link;
1566 };
1567
1568 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1569                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1570 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1571                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1572 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
1573                              bool mask);
1574
1575 extern bool tdp_enabled;
1576
1577 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
1578
1579 /* control of guest tsc rate supported? */
1580 extern bool kvm_has_tsc_control;
1581 /* maximum supported tsc_khz for guests */
1582 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
1583 /* number of bits of the fractional part of the TSC scaling ratio */
1584 extern u8   kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits;
1585 /* maximum allowed value of TSC scaling ratio */
1586 extern u64  kvm_max_tsc_scaling_ratio;
1587 /* 1ull << kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits */
1588 extern u64  kvm_default_tsc_scaling_ratio;
1589 /* bus lock detection supported? */
1590 extern bool kvm_has_bus_lock_exit;
1591
1592 extern u64 kvm_mce_cap_supported;
1593
1594 /*
1595  * EMULTYPE_NO_DECODE - Set when re-emulating an instruction (after completing
1596  *                      userspace I/O) to indicate that the emulation context
1597  *                      should be reused as is, i.e. skip initialization of
1598  *                      emulation context, instruction fetch and decode.
1599  *
1600  * EMULTYPE_TRAP_UD - Set when emulating an intercepted #UD from hardware.
1601  *                    Indicates that only select instructions (tagged with
1602  *                    EmulateOnUD) should be emulated (to minimize the emulator
1603  *                    attack surface).  See also EMULTYPE_TRAP_UD_FORCED.
1604  *
1605  * EMULTYPE_SKIP - Set when emulating solely to skip an instruction, i.e. to
1606  *                 decode the instruction length.  For use *only* by
1607  *                 kvm_x86_ops.skip_emulated_instruction() implementations.
1608  *
1609  * EMULTYPE_ALLOW_RETRY_PF - Set when the emulator should resume the guest to
1610  *                           retry native execution under certain conditions,
1611  *                           Can only be set in conjunction with EMULTYPE_PF.
1612  *
1613  * EMULTYPE_TRAP_UD_FORCED - Set when emulating an intercepted #UD that was
1614  *                           triggered by KVM's magic "force emulation" prefix,
1615  *                           which is opt in via module param (off by default).
1616  *                           Bypasses EmulateOnUD restriction despite emulating
1617  *                           due to an intercepted #UD (see EMULTYPE_TRAP_UD).
1618  *                           Used to test the full emulator from userspace.
1619  *
1620  * EMULTYPE_VMWARE_GP - Set when emulating an intercepted #GP for VMware
1621  *                      backdoor emulation, which is opt in via module param.
1622  *                      VMware backdoor emulation handles select instructions
1623  *                      and reinjects the #GP for all other cases.
1624  *
1625  * EMULTYPE_PF - Set when emulating MMIO by way of an intercepted #PF, in which
1626  *               case the CR2/GPA value pass on the stack is valid.
1627  */
1628 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
1629 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
1630 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
1631 #define EMULTYPE_ALLOW_RETRY_PF     (1 << 3)
1632 #define EMULTYPE_TRAP_UD_FORCED     (1 << 4)
1633 #define EMULTYPE_VMWARE_GP          (1 << 5)
1634 #define EMULTYPE_PF                 (1 << 6)
1635
1636 int kvm_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, int emulation_type);
1637 int kvm_emulate_instruction_from_buffer(struct kvm_vcpu *vcpu,
1638                                         void *insn, int insn_len);
1639
1640 void kvm_enable_efer_bits(u64);
1641 bool kvm_valid_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1642 int __kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 *data, bool host_initiated);
1643 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 *data);
1644 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 data);
1645 int kvm_emulate_rdmsr(struct kvm_vcpu *vcpu);
1646 int kvm_emulate_wrmsr(struct kvm_vcpu *vcpu);
1647 int kvm_emulate_as_nop(struct kvm_vcpu *vcpu);
1648 int kvm_emulate_invd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1649 int kvm_emulate_mwait(struct kvm_vcpu *vcpu);
1650 int kvm_handle_invalid_op(struct kvm_vcpu *vcpu);
1651 int kvm_emulate_monitor(struct kvm_vcpu *vcpu);
1652
1653 int kvm_fast_pio(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port, int in);
1654 int kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1655 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1656 int kvm_vcpu_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1657 int kvm_emulate_ap_reset_hold(struct kvm_vcpu *vcpu);
1658 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1659
1660 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
1661 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
1662 void kvm_vcpu_deliver_sipi_vector(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1663
1664 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
1665                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
1666
1667 void kvm_free_guest_fpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
1668
1669 void kvm_post_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long old_cr0, unsigned long cr0);
1670 void kvm_post_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long old_cr4, unsigned long cr4);
1671 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1672 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1673 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1674 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
1675 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
1676 void kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
1677 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
1678 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
1679 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1680 int kvm_emulate_xsetbv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1681
1682 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1683 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1684
1685 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
1686 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1687 int kvm_emulate_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
1688
1689 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1690 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1691 void kvm_queue_exception_p(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, unsigned long payload);
1692 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1693 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1694 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
1695 bool kvm_inject_emulated_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu,
1696                                     struct x86_exception *fault);
1697 int kvm_read_guest_page_mmu(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1698                             gfn_t gfn, void *data, int offset, int len,
1699                             u32 access);
1700 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
1701 bool kvm_require_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr);
1702
1703 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
1704                                        int irq_source_id, int level)
1705 {
1706         /* Logical OR for level trig interrupt */
1707         if (level)
1708                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
1709         else
1710                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
1711
1712         return !!(*irq_state);
1713 }
1714
1715 #define KVM_MMU_ROOT_CURRENT            BIT(0)
1716 #define KVM_MMU_ROOT_PREVIOUS(i)        BIT(1+i)
1717 #define KVM_MMU_ROOTS_ALL               (~0UL)
1718
1719 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
1720 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
1721
1722 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1723
1724 void kvm_update_dr7(struct kvm_vcpu *vcpu);
1725
1726 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
1727 void __kvm_mmu_free_some_pages(struct kvm_vcpu *vcpu);
1728 void kvm_mmu_free_roots(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1729                         ulong roots_to_free);
1730 void kvm_mmu_free_guest_mode_roots(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu);
1731 gpa_t translate_nested_gpa(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa, u32 access,
1732                            struct x86_exception *exception);
1733 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1734                               struct x86_exception *exception);
1735 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1736                                struct x86_exception *exception);
1737 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1738                                struct x86_exception *exception);
1739 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1740                                 struct x86_exception *exception);
1741
1742 bool kvm_apicv_activated(struct kvm *kvm);
1743 void kvm_vcpu_update_apicv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1744 void kvm_request_apicv_update(struct kvm *kvm, bool activate,
1745                               unsigned long bit);
1746
1747 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
1748
1749 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t cr2_or_gpa, u64 error_code,
1750                        void *insn, int insn_len);
1751 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1752 void kvm_mmu_invalidate_gva(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1753                             gva_t gva, hpa_t root_hpa);
1754 void kvm_mmu_invpcid_gva(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, unsigned long pcid);
1755 void kvm_mmu_new_pgd(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t new_pgd);
1756
1757 void kvm_configure_mmu(bool enable_tdp, int tdp_max_root_level,
1758                        int tdp_huge_page_level);
1759
1760 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
1761 {
1762         u16 ldt;
1763         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
1764         return ldt;
1765 }
1766
1767 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
1768 {
1769         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
1770 }
1771
1772 #ifdef CONFIG_X86_64
1773 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
1774 {
1775         u64 value;
1776
1777         rdmsrl(msr, value);
1778         return value;
1779 }
1780 #endif
1781
1782 static inline u32 get_rdx_init_val(void)
1783 {
1784         return 0x600; /* P6 family */
1785 }
1786
1787 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
1788 {
1789         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
1790 }
1791
1792 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
1793 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
1794 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
1795 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
1796 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
1797         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
1798
1799 enum {
1800         TASK_SWITCH_CALL = 0,
1801         TASK_SWITCH_IRET = 1,
1802         TASK_SWITCH_JMP = 2,
1803         TASK_SWITCH_GATE = 3,
1804 };
1805
1806 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
1807 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
1808 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
1809 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
1810 #define HF_SMM_MASK             (1 << 6)
1811 #define HF_SMM_INSIDE_NMI_MASK  (1 << 7)
1812
1813 #define __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
1814 #define KVM_ADDRESS_SPACE_NUM 2
1815
1816 #define kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu) ((vcpu)->arch.hflags & HF_SMM_MASK ? 1 : 0)
1817 #define kvm_memslots_for_spte_role(kvm, role) __kvm_memslots(kvm, (role).smm)
1818
1819 asmlinkage void kvm_spurious_fault(void);
1820
1821 /*
1822  * Hardware virtualization extension instructions may fault if a
1823  * reboot turns off virtualization while processes are running.
1824  * Usually after catching the fault we just panic; during reboot
1825  * instead the instruction is ignored.
1826  */
1827 #define __kvm_handle_fault_on_reboot(insn)                              \
1828         "666: \n\t"                                                     \
1829         insn "\n\t"                                                     \
1830         "jmp    668f \n\t"                                              \
1831         "667: \n\t"                                                     \
1832         "1: \n\t"                                                       \
1833         ".pushsection .discard.instr_begin \n\t"                        \
1834         ".long 1b - . \n\t"                                             \
1835         ".popsection \n\t"                                              \
1836         "call   kvm_spurious_fault \n\t"                                \
1837         "1: \n\t"                                                       \
1838         ".pushsection .discard.instr_end \n\t"                          \
1839         ".long 1b - . \n\t"                                             \
1840         ".popsection \n\t"                                              \
1841         "668: \n\t"                                                     \
1842         _ASM_EXTABLE(666b, 667b)
1843
1844 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
1845
1846 int kvm_cpu_has_injectable_intr(struct kvm_vcpu *v);
1847 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1848 int kvm_cpu_has_extint(struct kvm_vcpu *v);
1849 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1850 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
1851 void kvm_vcpu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1852 void kvm_vcpu_reload_apic_access_page(struct kvm_vcpu *vcpu);
1853
1854 int kvm_pv_send_ipi(struct kvm *kvm, unsigned long ipi_bitmap_low,
1855                     unsigned long ipi_bitmap_high, u32 min,
1856                     unsigned long icr, int op_64_bit);
1857
1858 int kvm_add_user_return_msr(u32 msr);
1859 int kvm_find_user_return_msr(u32 msr);
1860 int kvm_set_user_return_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
1861
1862 static inline bool kvm_is_supported_user_return_msr(u32 msr)
1863 {
1864         return kvm_find_user_return_msr(msr) >= 0;
1865 }
1866
1867 u64 kvm_scale_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 tsc, u64 ratio);
1868 u64 kvm_read_l1_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
1869 u64 kvm_calc_nested_tsc_offset(u64 l1_offset, u64 l2_offset, u64 l2_multiplier);
1870 u64 kvm_calc_nested_tsc_multiplier(u64 l1_multiplier, u64 l2_multiplier);
1871
1872 unsigned long kvm_get_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu);
1873 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
1874
1875 void kvm_make_mclock_inprogress_request(struct kvm *kvm);
1876 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
1877 void kvm_make_scan_ioapic_request_mask(struct kvm *kvm,
1878                                        unsigned long *vcpu_bitmap);
1879
1880 bool kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1881                                      struct kvm_async_pf *work);
1882 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1883                                  struct kvm_async_pf *work);
1884 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
1885                                struct kvm_async_pf *work);
1886 void kvm_arch_async_page_present_queued(struct kvm_vcpu *vcpu);
1887 bool kvm_arch_can_dequeue_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
1888 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
1889
1890 int kvm_skip_emulated_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu);
1891 int kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1892 void __kvm_request_immediate_exit(struct kvm_vcpu *vcpu);
1893
1894 int kvm_is_in_guest(void);
1895
1896 void __user *__x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa,
1897                                      u32 size);
1898 bool kvm_vcpu_is_reset_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1899 bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1900
1901 bool kvm_intr_is_single_vcpu(struct kvm *kvm, struct kvm_lapic_irq *irq,
1902                              struct kvm_vcpu **dest_vcpu);
1903
1904 void kvm_set_msi_irq(struct kvm *kvm, struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1905                      struct kvm_lapic_irq *irq);
1906
1907 static inline bool kvm_irq_is_postable(struct kvm_lapic_irq *irq)
1908 {
1909         /* We can only post Fixed and LowPrio IRQs */
1910         return (irq->delivery_mode == APIC_DM_FIXED ||
1911                 irq->delivery_mode == APIC_DM_LOWEST);
1912 }
1913
1914 static inline void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1915 {
1916         static_call_cond(kvm_x86_vcpu_blocking)(vcpu);
1917 }
1918
1919 static inline void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1920 {
1921         static_call_cond(kvm_x86_vcpu_unblocking)(vcpu);
1922 }
1923
1924 static inline void kvm_arch_vcpu_block_finish(struct kvm_vcpu *vcpu) {}
1925
1926 static inline int kvm_cpu_get_apicid(int mps_cpu)
1927 {
1928 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1929         return default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
1930 #else
1931         WARN_ON_ONCE(1);
1932         return BAD_APICID;
1933 #endif
1934 }
1935
1936 #define put_smstate(type, buf, offset, val)                      \
1937         *(type *)((buf) + (offset) - 0x7e00) = val
1938
1939 #define GET_SMSTATE(type, buf, offset)          \
1940         (*(type *)((buf) + (offset) - 0x7e00))
1941
1942 int kvm_cpu_dirty_log_size(void);
1943
1944 int alloc_all_memslots_rmaps(struct kvm *kvm);
1945
1946 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */