Merge branches 'clk-microchip', 'clk-si', 'clk-mtk', 'clk-at91' and 'clk-st' into...
[linux-2.6-microblaze.git] / arch / x86 / include / asm / kvm_host.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
2 /*
3  * Kernel-based Virtual Machine driver for Linux
4  *
5  * This header defines architecture specific interfaces, x86 version
6  */
7
8 #ifndef _ASM_X86_KVM_HOST_H
9 #define _ASM_X86_KVM_HOST_H
10
11 #include <linux/types.h>
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/mmu_notifier.h>
14 #include <linux/tracepoint.h>
15 #include <linux/cpumask.h>
16 #include <linux/irq_work.h>
17 #include <linux/irq.h>
18
19 #include <linux/kvm.h>
20 #include <linux/kvm_para.h>
21 #include <linux/kvm_types.h>
22 #include <linux/perf_event.h>
23 #include <linux/pvclock_gtod.h>
24 #include <linux/clocksource.h>
25 #include <linux/irqbypass.h>
26 #include <linux/hyperv.h>
27
28 #include <asm/apic.h>
29 #include <asm/pvclock-abi.h>
30 #include <asm/desc.h>
31 #include <asm/mtrr.h>
32 #include <asm/msr-index.h>
33 #include <asm/asm.h>
34 #include <asm/kvm_page_track.h>
35 #include <asm/kvm_vcpu_regs.h>
36 #include <asm/hyperv-tlfs.h>
37
38 #define __KVM_HAVE_ARCH_VCPU_DEBUGFS
39
40 #define KVM_MAX_VCPUS 1024
41
42 /*
43  * In x86, the VCPU ID corresponds to the APIC ID, and APIC IDs
44  * might be larger than the actual number of VCPUs because the
45  * APIC ID encodes CPU topology information.
46  *
47  * In the worst case, we'll need less than one extra bit for the
48  * Core ID, and less than one extra bit for the Package (Die) ID,
49  * so ratio of 4 should be enough.
50  */
51 #define KVM_VCPU_ID_RATIO 4
52 #define KVM_MAX_VCPU_IDS (KVM_MAX_VCPUS * KVM_VCPU_ID_RATIO)
53
54 /* memory slots that are not exposed to userspace */
55 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 3
56
57 #define KVM_HALT_POLL_NS_DEFAULT 200000
58
59 #define KVM_IRQCHIP_NUM_PINS  KVM_IOAPIC_NUM_PINS
60
61 #define KVM_DIRTY_LOG_MANUAL_CAPS   (KVM_DIRTY_LOG_MANUAL_PROTECT_ENABLE | \
62                                         KVM_DIRTY_LOG_INITIALLY_SET)
63
64 #define KVM_BUS_LOCK_DETECTION_VALID_MODE       (KVM_BUS_LOCK_DETECTION_OFF | \
65                                                  KVM_BUS_LOCK_DETECTION_EXIT)
66
67 /* x86-specific vcpu->requests bit members */
68 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER           KVM_ARCH_REQ(0)
69 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS       KVM_ARCH_REQ(1)
70 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT            KVM_ARCH_REQ(2)
71 #define KVM_REQ_MMU_SYNC                KVM_ARCH_REQ(3)
72 #define KVM_REQ_CLOCK_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(4)
73 #define KVM_REQ_LOAD_MMU_PGD            KVM_ARCH_REQ(5)
74 #define KVM_REQ_EVENT                   KVM_ARCH_REQ(6)
75 #define KVM_REQ_APF_HALT                KVM_ARCH_REQ(7)
76 #define KVM_REQ_STEAL_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(8)
77 #define KVM_REQ_NMI                     KVM_ARCH_REQ(9)
78 #define KVM_REQ_PMU                     KVM_ARCH_REQ(10)
79 #define KVM_REQ_PMI                     KVM_ARCH_REQ(11)
80 #define KVM_REQ_SMI                     KVM_ARCH_REQ(12)
81 #define KVM_REQ_MASTERCLOCK_UPDATE      KVM_ARCH_REQ(13)
82 #define KVM_REQ_MCLOCK_INPROGRESS \
83         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(14, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
84 #define KVM_REQ_SCAN_IOAPIC \
85         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(15, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
86 #define KVM_REQ_GLOBAL_CLOCK_UPDATE     KVM_ARCH_REQ(16)
87 #define KVM_REQ_APIC_PAGE_RELOAD \
88         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(17, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
89 #define KVM_REQ_HV_CRASH                KVM_ARCH_REQ(18)
90 #define KVM_REQ_IOAPIC_EOI_EXIT         KVM_ARCH_REQ(19)
91 #define KVM_REQ_HV_RESET                KVM_ARCH_REQ(20)
92 #define KVM_REQ_HV_EXIT                 KVM_ARCH_REQ(21)
93 #define KVM_REQ_HV_STIMER               KVM_ARCH_REQ(22)
94 #define KVM_REQ_LOAD_EOI_EXITMAP        KVM_ARCH_REQ(23)
95 #define KVM_REQ_GET_NESTED_STATE_PAGES  KVM_ARCH_REQ(24)
96 #define KVM_REQ_APICV_UPDATE \
97         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(25, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
98 #define KVM_REQ_TLB_FLUSH_CURRENT       KVM_ARCH_REQ(26)
99 #define KVM_REQ_TLB_FLUSH_GUEST \
100         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(27, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
101 #define KVM_REQ_APF_READY               KVM_ARCH_REQ(28)
102 #define KVM_REQ_MSR_FILTER_CHANGED      KVM_ARCH_REQ(29)
103 #define KVM_REQ_UPDATE_CPU_DIRTY_LOGGING \
104         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(30, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
105
106 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
107         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
108                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
109                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
110
111 #define CR4_RESERVED_BITS                                               \
112         (~(unsigned long)(X86_CR4_VME | X86_CR4_PVI | X86_CR4_TSD | X86_CR4_DE\
113                           | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_MCE     \
114                           | X86_CR4_PGE | X86_CR4_PCE | X86_CR4_OSFXSR | X86_CR4_PCIDE \
115                           | X86_CR4_OSXSAVE | X86_CR4_SMEP | X86_CR4_FSGSBASE \
116                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_LA57 | X86_CR4_VMXE \
117                           | X86_CR4_SMAP | X86_CR4_PKE | X86_CR4_UMIP))
118
119 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
120
121
122
123 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
124 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
125
126 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
127 #define INVALID_GPA (~(gpa_t)0)
128
129 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
130 #define KVM_MAX_HUGEPAGE_LEVEL  PG_LEVEL_1G
131 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       (KVM_MAX_HUGEPAGE_LEVEL - PG_LEVEL_4K + 1)
132 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
133 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
134 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
135 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
136 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
137
138 #define KVM_MEMSLOT_PAGES_TO_MMU_PAGES_RATIO 50
139 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64UL
140 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 12
141 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
142 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
143 #define KVM_REFILL_PAGES 25
144 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 256
145 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
146 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
147
148 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
149
150 enum kvm_reg {
151         VCPU_REGS_RAX = __VCPU_REGS_RAX,
152         VCPU_REGS_RCX = __VCPU_REGS_RCX,
153         VCPU_REGS_RDX = __VCPU_REGS_RDX,
154         VCPU_REGS_RBX = __VCPU_REGS_RBX,
155         VCPU_REGS_RSP = __VCPU_REGS_RSP,
156         VCPU_REGS_RBP = __VCPU_REGS_RBP,
157         VCPU_REGS_RSI = __VCPU_REGS_RSI,
158         VCPU_REGS_RDI = __VCPU_REGS_RDI,
159 #ifdef CONFIG_X86_64
160         VCPU_REGS_R8  = __VCPU_REGS_R8,
161         VCPU_REGS_R9  = __VCPU_REGS_R9,
162         VCPU_REGS_R10 = __VCPU_REGS_R10,
163         VCPU_REGS_R11 = __VCPU_REGS_R11,
164         VCPU_REGS_R12 = __VCPU_REGS_R12,
165         VCPU_REGS_R13 = __VCPU_REGS_R13,
166         VCPU_REGS_R14 = __VCPU_REGS_R14,
167         VCPU_REGS_R15 = __VCPU_REGS_R15,
168 #endif
169         VCPU_REGS_RIP,
170         NR_VCPU_REGS,
171
172         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
173         VCPU_EXREG_CR0,
174         VCPU_EXREG_CR3,
175         VCPU_EXREG_CR4,
176         VCPU_EXREG_RFLAGS,
177         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
178         VCPU_EXREG_EXIT_INFO_1,
179         VCPU_EXREG_EXIT_INFO_2,
180 };
181
182 enum {
183         VCPU_SREG_ES,
184         VCPU_SREG_CS,
185         VCPU_SREG_SS,
186         VCPU_SREG_DS,
187         VCPU_SREG_FS,
188         VCPU_SREG_GS,
189         VCPU_SREG_TR,
190         VCPU_SREG_LDTR,
191 };
192
193 enum exit_fastpath_completion {
194         EXIT_FASTPATH_NONE,
195         EXIT_FASTPATH_REENTER_GUEST,
196         EXIT_FASTPATH_EXIT_HANDLED,
197 };
198 typedef enum exit_fastpath_completion fastpath_t;
199
200 struct x86_emulate_ctxt;
201 struct x86_exception;
202 enum x86_intercept;
203 enum x86_intercept_stage;
204
205 #define KVM_NR_DB_REGS  4
206
207 #define DR6_BUS_LOCK   (1 << 11)
208 #define DR6_BD          (1 << 13)
209 #define DR6_BS          (1 << 14)
210 #define DR6_BT          (1 << 15)
211 #define DR6_RTM         (1 << 16)
212 /*
213  * DR6_ACTIVE_LOW combines fixed-1 and active-low bits.
214  * We can regard all the bits in DR6_FIXED_1 as active_low bits;
215  * they will never be 0 for now, but when they are defined
216  * in the future it will require no code change.
217  *
218  * DR6_ACTIVE_LOW is also used as the init/reset value for DR6.
219  */
220 #define DR6_ACTIVE_LOW  0xffff0ff0
221 #define DR6_VOLATILE    0x0001e80f
222 #define DR6_FIXED_1     (DR6_ACTIVE_LOW & ~DR6_VOLATILE)
223
224 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
225 #define DR7_GE          (1 << 9)
226 #define DR7_GD          (1 << 13)
227 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
228 #define DR7_VOLATILE    0xffff2bff
229
230 #define KVM_GUESTDBG_VALID_MASK \
231         (KVM_GUESTDBG_ENABLE | \
232         KVM_GUESTDBG_SINGLESTEP | \
233         KVM_GUESTDBG_USE_HW_BP | \
234         KVM_GUESTDBG_USE_SW_BP | \
235         KVM_GUESTDBG_INJECT_BP | \
236         KVM_GUESTDBG_INJECT_DB | \
237         KVM_GUESTDBG_BLOCKIRQ)
238
239
240 #define PFERR_PRESENT_BIT 0
241 #define PFERR_WRITE_BIT 1
242 #define PFERR_USER_BIT 2
243 #define PFERR_RSVD_BIT 3
244 #define PFERR_FETCH_BIT 4
245 #define PFERR_PK_BIT 5
246 #define PFERR_SGX_BIT 15
247 #define PFERR_GUEST_FINAL_BIT 32
248 #define PFERR_GUEST_PAGE_BIT 33
249
250 #define PFERR_PRESENT_MASK (1U << PFERR_PRESENT_BIT)
251 #define PFERR_WRITE_MASK (1U << PFERR_WRITE_BIT)
252 #define PFERR_USER_MASK (1U << PFERR_USER_BIT)
253 #define PFERR_RSVD_MASK (1U << PFERR_RSVD_BIT)
254 #define PFERR_FETCH_MASK (1U << PFERR_FETCH_BIT)
255 #define PFERR_PK_MASK (1U << PFERR_PK_BIT)
256 #define PFERR_SGX_MASK (1U << PFERR_SGX_BIT)
257 #define PFERR_GUEST_FINAL_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_FINAL_BIT)
258 #define PFERR_GUEST_PAGE_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_PAGE_BIT)
259
260 #define PFERR_NESTED_GUEST_PAGE (PFERR_GUEST_PAGE_MASK |        \
261                                  PFERR_WRITE_MASK |             \
262                                  PFERR_PRESENT_MASK)
263
264 /* apic attention bits */
265 #define KVM_APIC_CHECK_VAPIC    0
266 /*
267  * The following bit is set with PV-EOI, unset on EOI.
268  * We detect PV-EOI changes by guest by comparing
269  * this bit with PV-EOI in guest memory.
270  * See the implementation in apic_update_pv_eoi.
271  */
272 #define KVM_APIC_PV_EOI_PENDING 1
273
274 struct kvm_kernel_irq_routing_entry;
275
276 /*
277  * kvm_mmu_page_role tracks the properties of a shadow page (where shadow page
278  * also includes TDP pages) to determine whether or not a page can be used in
279  * the given MMU context.  This is a subset of the overall kvm_mmu_role to
280  * minimize the size of kvm_memory_slot.arch.gfn_track, i.e. allows allocating
281  * 2 bytes per gfn instead of 4 bytes per gfn.
282  *
283  * Indirect upper-level shadow pages are tracked for write-protection via
284  * gfn_track.  As above, gfn_track is a 16 bit counter, so KVM must not create
285  * more than 2^16-1 upper-level shadow pages at a single gfn, otherwise
286  * gfn_track will overflow and explosions will ensure.
287  *
288  * A unique shadow page (SP) for a gfn is created if and only if an existing SP
289  * cannot be reused.  The ability to reuse a SP is tracked by its role, which
290  * incorporates various mode bits and properties of the SP.  Roughly speaking,
291  * the number of unique SPs that can theoretically be created is 2^n, where n
292  * is the number of bits that are used to compute the role.
293  *
294  * But, even though there are 19 bits in the mask below, not all combinations
295  * of modes and flags are possible:
296  *
297  *   - invalid shadow pages are not accounted, so the bits are effectively 18
298  *
299  *   - quadrant will only be used if has_4_byte_gpte=1 (non-PAE paging);
300  *     execonly and ad_disabled are only used for nested EPT which has
301  *     has_4_byte_gpte=0.  Therefore, 2 bits are always unused.
302  *
303  *   - the 4 bits of level are effectively limited to the values 2/3/4/5,
304  *     as 4k SPs are not tracked (allowed to go unsync).  In addition non-PAE
305  *     paging has exactly one upper level, making level completely redundant
306  *     when has_4_byte_gpte=1.
307  *
308  *   - on top of this, smep_andnot_wp and smap_andnot_wp are only set if
309  *     cr0_wp=0, therefore these three bits only give rise to 5 possibilities.
310  *
311  * Therefore, the maximum number of possible upper-level shadow pages for a
312  * single gfn is a bit less than 2^13.
313  */
314 union kvm_mmu_page_role {
315         u32 word;
316         struct {
317                 unsigned level:4;
318                 unsigned has_4_byte_gpte:1;
319                 unsigned quadrant:2;
320                 unsigned direct:1;
321                 unsigned access:3;
322                 unsigned invalid:1;
323                 unsigned efer_nx:1;
324                 unsigned cr0_wp:1;
325                 unsigned smep_andnot_wp:1;
326                 unsigned smap_andnot_wp:1;
327                 unsigned ad_disabled:1;
328                 unsigned guest_mode:1;
329                 unsigned :6;
330
331                 /*
332                  * This is left at the top of the word so that
333                  * kvm_memslots_for_spte_role can extract it with a
334                  * simple shift.  While there is room, give it a whole
335                  * byte so it is also faster to load it from memory.
336                  */
337                 unsigned smm:8;
338         };
339 };
340
341 /*
342  * kvm_mmu_extended_role complements kvm_mmu_page_role, tracking properties
343  * relevant to the current MMU configuration.   When loading CR0, CR4, or EFER,
344  * including on nested transitions, if nothing in the full role changes then
345  * MMU re-configuration can be skipped. @valid bit is set on first usage so we
346  * don't treat all-zero structure as valid data.
347  *
348  * The properties that are tracked in the extended role but not the page role
349  * are for things that either (a) do not affect the validity of the shadow page
350  * or (b) are indirectly reflected in the shadow page's role.  For example,
351  * CR4.PKE only affects permission checks for software walks of the guest page
352  * tables (because KVM doesn't support Protection Keys with shadow paging), and
353  * CR0.PG, CR4.PAE, and CR4.PSE are indirectly reflected in role.level.
354  *
355  * Note, SMEP and SMAP are not redundant with sm*p_andnot_wp in the page role.
356  * If CR0.WP=1, KVM can reuse shadow pages for the guest regardless of SMEP and
357  * SMAP, but the MMU's permission checks for software walks need to be SMEP and
358  * SMAP aware regardless of CR0.WP.
359  */
360 union kvm_mmu_extended_role {
361         u32 word;
362         struct {
363                 unsigned int valid:1;
364                 unsigned int execonly:1;
365                 unsigned int cr0_pg:1;
366                 unsigned int cr4_pae:1;
367                 unsigned int cr4_pse:1;
368                 unsigned int cr4_pke:1;
369                 unsigned int cr4_smap:1;
370                 unsigned int cr4_smep:1;
371                 unsigned int cr4_la57:1;
372                 unsigned int efer_lma:1;
373         };
374 };
375
376 union kvm_mmu_role {
377         u64 as_u64;
378         struct {
379                 union kvm_mmu_page_role base;
380                 union kvm_mmu_extended_role ext;
381         };
382 };
383
384 struct kvm_rmap_head {
385         unsigned long val;
386 };
387
388 struct kvm_pio_request {
389         unsigned long linear_rip;
390         unsigned long count;
391         int in;
392         int port;
393         int size;
394 };
395
396 #define PT64_ROOT_MAX_LEVEL 5
397
398 struct rsvd_bits_validate {
399         u64 rsvd_bits_mask[2][PT64_ROOT_MAX_LEVEL];
400         u64 bad_mt_xwr;
401 };
402
403 struct kvm_mmu_root_info {
404         gpa_t pgd;
405         hpa_t hpa;
406 };
407
408 #define KVM_MMU_ROOT_INFO_INVALID \
409         ((struct kvm_mmu_root_info) { .pgd = INVALID_PAGE, .hpa = INVALID_PAGE })
410
411 #define KVM_MMU_NUM_PREV_ROOTS 3
412
413 #define KVM_HAVE_MMU_RWLOCK
414
415 struct kvm_mmu_page;
416 struct kvm_page_fault;
417
418 /*
419  * x86 supports 4 paging modes (5-level 64-bit, 4-level 64-bit, 3-level 32-bit,
420  * and 2-level 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the
421  * current mmu mode.
422  */
423 struct kvm_mmu {
424         unsigned long (*get_guest_pgd)(struct kvm_vcpu *vcpu);
425         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
426         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_page_fault *fault);
427         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
428                                   struct x86_exception *fault);
429         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
430                             gpa_t gva_or_gpa, u32 access,
431                             struct x86_exception *exception);
432         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
433                          struct kvm_mmu_page *sp);
434         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, hpa_t root_hpa);
435         hpa_t root_hpa;
436         gpa_t root_pgd;
437         union kvm_mmu_role mmu_role;
438         u8 root_level;
439         u8 shadow_root_level;
440         u8 ept_ad;
441         bool direct_map;
442         struct kvm_mmu_root_info prev_roots[KVM_MMU_NUM_PREV_ROOTS];
443
444         /*
445          * Bitmap; bit set = permission fault
446          * Byte index: page fault error code [4:1]
447          * Bit index: pte permissions in ACC_* format
448          */
449         u8 permissions[16];
450
451         /*
452         * The pkru_mask indicates if protection key checks are needed.  It
453         * consists of 16 domains indexed by page fault error code bits [4:1],
454         * with PFEC.RSVD replaced by ACC_USER_MASK from the page tables.
455         * Each domain has 2 bits which are ANDed with AD and WD from PKRU.
456         */
457         u32 pkru_mask;
458
459         u64 *pae_root;
460         u64 *pml4_root;
461         u64 *pml5_root;
462
463         /*
464          * check zero bits on shadow page table entries, these
465          * bits include not only hardware reserved bits but also
466          * the bits spte never used.
467          */
468         struct rsvd_bits_validate shadow_zero_check;
469
470         struct rsvd_bits_validate guest_rsvd_check;
471
472         u64 pdptrs[4]; /* pae */
473 };
474
475 struct kvm_tlb_range {
476         u64 start_gfn;
477         u64 pages;
478 };
479
480 enum pmc_type {
481         KVM_PMC_GP = 0,
482         KVM_PMC_FIXED,
483 };
484
485 struct kvm_pmc {
486         enum pmc_type type;
487         u8 idx;
488         u64 counter;
489         u64 eventsel;
490         struct perf_event *perf_event;
491         struct kvm_vcpu *vcpu;
492         /*
493          * eventsel value for general purpose counters,
494          * ctrl value for fixed counters.
495          */
496         u64 current_config;
497         bool is_paused;
498         bool intr;
499 };
500
501 struct kvm_pmu {
502         unsigned nr_arch_gp_counters;
503         unsigned nr_arch_fixed_counters;
504         unsigned available_event_types;
505         u64 fixed_ctr_ctrl;
506         u64 global_ctrl;
507         u64 global_status;
508         u64 counter_bitmask[2];
509         u64 global_ctrl_mask;
510         u64 global_ovf_ctrl_mask;
511         u64 reserved_bits;
512         u8 version;
513         struct kvm_pmc gp_counters[INTEL_PMC_MAX_GENERIC];
514         struct kvm_pmc fixed_counters[INTEL_PMC_MAX_FIXED];
515         struct irq_work irq_work;
516         DECLARE_BITMAP(reprogram_pmi, X86_PMC_IDX_MAX);
517         DECLARE_BITMAP(all_valid_pmc_idx, X86_PMC_IDX_MAX);
518         DECLARE_BITMAP(pmc_in_use, X86_PMC_IDX_MAX);
519
520         /*
521          * The gate to release perf_events not marked in
522          * pmc_in_use only once in a vcpu time slice.
523          */
524         bool need_cleanup;
525
526         /*
527          * The total number of programmed perf_events and it helps to avoid
528          * redundant check before cleanup if guest don't use vPMU at all.
529          */
530         u8 event_count;
531 };
532
533 struct kvm_pmu_ops;
534
535 enum {
536         KVM_DEBUGREG_BP_ENABLED = 1,
537         KVM_DEBUGREG_WONT_EXIT = 2,
538 };
539
540 struct kvm_mtrr_range {
541         u64 base;
542         u64 mask;
543         struct list_head node;
544 };
545
546 struct kvm_mtrr {
547         struct kvm_mtrr_range var_ranges[KVM_NR_VAR_MTRR];
548         mtrr_type fixed_ranges[KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION];
549         u64 deftype;
550
551         struct list_head head;
552 };
553
554 /* Hyper-V SynIC timer */
555 struct kvm_vcpu_hv_stimer {
556         struct hrtimer timer;
557         int index;
558         union hv_stimer_config config;
559         u64 count;
560         u64 exp_time;
561         struct hv_message msg;
562         bool msg_pending;
563 };
564
565 /* Hyper-V synthetic interrupt controller (SynIC)*/
566 struct kvm_vcpu_hv_synic {
567         u64 version;
568         u64 control;
569         u64 msg_page;
570         u64 evt_page;
571         atomic64_t sint[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
572         atomic_t sint_to_gsi[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
573         DECLARE_BITMAP(auto_eoi_bitmap, 256);
574         DECLARE_BITMAP(vec_bitmap, 256);
575         bool active;
576         bool dont_zero_synic_pages;
577 };
578
579 /* Hyper-V per vcpu emulation context */
580 struct kvm_vcpu_hv {
581         struct kvm_vcpu *vcpu;
582         u32 vp_index;
583         u64 hv_vapic;
584         s64 runtime_offset;
585         struct kvm_vcpu_hv_synic synic;
586         struct kvm_hyperv_exit exit;
587         struct kvm_vcpu_hv_stimer stimer[HV_SYNIC_STIMER_COUNT];
588         DECLARE_BITMAP(stimer_pending_bitmap, HV_SYNIC_STIMER_COUNT);
589         bool enforce_cpuid;
590         struct {
591                 u32 features_eax; /* HYPERV_CPUID_FEATURES.EAX */
592                 u32 features_ebx; /* HYPERV_CPUID_FEATURES.EBX */
593                 u32 features_edx; /* HYPERV_CPUID_FEATURES.EDX */
594                 u32 enlightenments_eax; /* HYPERV_CPUID_ENLIGHTMENT_INFO.EAX */
595                 u32 enlightenments_ebx; /* HYPERV_CPUID_ENLIGHTMENT_INFO.EBX */
596                 u32 syndbg_cap_eax; /* HYPERV_CPUID_SYNDBG_PLATFORM_CAPABILITIES.EAX */
597         } cpuid_cache;
598 };
599
600 /* Xen HVM per vcpu emulation context */
601 struct kvm_vcpu_xen {
602         u64 hypercall_rip;
603         u32 current_runstate;
604         bool vcpu_info_set;
605         bool vcpu_time_info_set;
606         bool runstate_set;
607         struct gfn_to_hva_cache vcpu_info_cache;
608         struct gfn_to_hva_cache vcpu_time_info_cache;
609         struct gfn_to_hva_cache runstate_cache;
610         u64 last_steal;
611         u64 runstate_entry_time;
612         u64 runstate_times[4];
613         unsigned long evtchn_pending_sel;
614 };
615
616 struct kvm_vcpu_arch {
617         /*
618          * rip and regs accesses must go through
619          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
620          */
621         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
622         u32 regs_avail;
623         u32 regs_dirty;
624
625         unsigned long cr0;
626         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
627         unsigned long cr2;
628         unsigned long cr3;
629         unsigned long cr4;
630         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
631         unsigned long cr4_guest_rsvd_bits;
632         unsigned long cr8;
633         u32 host_pkru;
634         u32 pkru;
635         u32 hflags;
636         u64 efer;
637         u64 apic_base;
638         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
639         bool apicv_active;
640         bool load_eoi_exitmap_pending;
641         DECLARE_BITMAP(ioapic_handled_vectors, 256);
642         unsigned long apic_attention;
643         int32_t apic_arb_prio;
644         int mp_state;
645         u64 ia32_misc_enable_msr;
646         u64 smbase;
647         u64 smi_count;
648         bool tpr_access_reporting;
649         bool xsaves_enabled;
650         bool xfd_no_write_intercept;
651         u64 ia32_xss;
652         u64 microcode_version;
653         u64 arch_capabilities;
654         u64 perf_capabilities;
655
656         /*
657          * Paging state of the vcpu
658          *
659          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
660          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
661          * handle faults.
662          */
663         struct kvm_mmu *mmu;
664
665         /* Non-nested MMU for L1 */
666         struct kvm_mmu root_mmu;
667
668         /* L1 MMU when running nested */
669         struct kvm_mmu guest_mmu;
670
671         /*
672          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
673          *
674          * This context will save all necessary information to walk page tables
675          * of an L2 guest. This context is only initialized for page table
676          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
677          * the host.
678          */
679         struct kvm_mmu nested_mmu;
680
681         /*
682          * Pointer to the mmu context currently used for
683          * gva_to_gpa translations.
684          */
685         struct kvm_mmu *walk_mmu;
686
687         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
688         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_shadow_page_cache;
689         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_gfn_array_cache;
690         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
691
692         /*
693          * QEMU userspace and the guest each have their own FPU state.
694          * In vcpu_run, we switch between the user and guest FPU contexts.
695          * While running a VCPU, the VCPU thread will have the guest FPU
696          * context.
697          *
698          * Note that while the PKRU state lives inside the fpu registers,
699          * it is switched out separately at VMENTER and VMEXIT time. The
700          * "guest_fpstate" state here contains the guest FPU context, with the
701          * host PRKU bits.
702          */
703         struct fpu_guest guest_fpu;
704
705         u64 xcr0;
706         u64 guest_supported_xcr0;
707
708         struct kvm_pio_request pio;
709         void *pio_data;
710         void *sev_pio_data;
711         unsigned sev_pio_count;
712
713         u8 event_exit_inst_len;
714
715         struct kvm_queued_exception {
716                 bool pending;
717                 bool injected;
718                 bool has_error_code;
719                 u8 nr;
720                 u32 error_code;
721                 unsigned long payload;
722                 bool has_payload;
723                 u8 nested_apf;
724         } exception;
725
726         struct kvm_queued_interrupt {
727                 bool injected;
728                 bool soft;
729                 u8 nr;
730         } interrupt;
731
732         int halt_request; /* real mode on Intel only */
733
734         int cpuid_nent;
735         struct kvm_cpuid_entry2 *cpuid_entries;
736         u32 kvm_cpuid_base;
737
738         u64 reserved_gpa_bits;
739         int maxphyaddr;
740
741         /* emulate context */
742
743         struct x86_emulate_ctxt *emulate_ctxt;
744         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
745         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
746         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
747
748         gpa_t time;
749         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
750         unsigned int hw_tsc_khz;
751         struct gfn_to_hva_cache pv_time;
752         bool pv_time_enabled;
753         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
754         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
755
756         struct {
757                 u8 preempted;
758                 u64 msr_val;
759                 u64 last_steal;
760                 struct gfn_to_hva_cache cache;
761         } st;
762
763         u64 l1_tsc_offset;
764         u64 tsc_offset; /* current tsc offset */
765         u64 last_guest_tsc;
766         u64 last_host_tsc;
767         u64 tsc_offset_adjustment;
768         u64 this_tsc_nsec;
769         u64 this_tsc_write;
770         u64 this_tsc_generation;
771         bool tsc_catchup;
772         bool tsc_always_catchup;
773         s8 virtual_tsc_shift;
774         u32 virtual_tsc_mult;
775         u32 virtual_tsc_khz;
776         s64 ia32_tsc_adjust_msr;
777         u64 msr_ia32_power_ctl;
778         u64 l1_tsc_scaling_ratio;
779         u64 tsc_scaling_ratio; /* current scaling ratio */
780
781         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
782         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
783         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
784         bool smi_pending;    /* SMI queued after currently running handler */
785         u8 handling_intr_from_guest;
786
787         struct kvm_mtrr mtrr_state;
788         u64 pat;
789
790         unsigned switch_db_regs;
791         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
792         unsigned long dr6;
793         unsigned long dr7;
794         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
795         unsigned long guest_debug_dr7;
796         u64 msr_platform_info;
797         u64 msr_misc_features_enables;
798
799         u64 mcg_cap;
800         u64 mcg_status;
801         u64 mcg_ctl;
802         u64 mcg_ext_ctl;
803         u64 *mce_banks;
804
805         /* Cache MMIO info */
806         u64 mmio_gva;
807         unsigned mmio_access;
808         gfn_t mmio_gfn;
809         u64 mmio_gen;
810
811         struct kvm_pmu pmu;
812
813         /* used for guest single stepping over the given code position */
814         unsigned long singlestep_rip;
815
816         bool hyperv_enabled;
817         struct kvm_vcpu_hv *hyperv;
818         struct kvm_vcpu_xen xen;
819
820         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
821
822         unsigned long last_retry_eip;
823         unsigned long last_retry_addr;
824
825         struct {
826                 bool halted;
827                 gfn_t gfns[ASYNC_PF_PER_VCPU];
828                 struct gfn_to_hva_cache data;
829                 u64 msr_en_val; /* MSR_KVM_ASYNC_PF_EN */
830                 u64 msr_int_val; /* MSR_KVM_ASYNC_PF_INT */
831                 u16 vec;
832                 u32 id;
833                 bool send_user_only;
834                 u32 host_apf_flags;
835                 unsigned long nested_apf_token;
836                 bool delivery_as_pf_vmexit;
837                 bool pageready_pending;
838         } apf;
839
840         /* OSVW MSRs (AMD only) */
841         struct {
842                 u64 length;
843                 u64 status;
844         } osvw;
845
846         struct {
847                 u64 msr_val;
848                 struct gfn_to_hva_cache data;
849         } pv_eoi;
850
851         u64 msr_kvm_poll_control;
852
853         /*
854          * Indicates the guest is trying to write a gfn that contains one or
855          * more of the PTEs used to translate the write itself, i.e. the access
856          * is changing its own translation in the guest page tables.  KVM exits
857          * to userspace if emulation of the faulting instruction fails and this
858          * flag is set, as KVM cannot make forward progress.
859          *
860          * If emulation fails for a write to guest page tables, KVM unprotects
861          * (zaps) the shadow page for the target gfn and resumes the guest to
862          * retry the non-emulatable instruction (on hardware).  Unprotecting the
863          * gfn doesn't allow forward progress for a self-changing access because
864          * doing so also zaps the translation for the gfn, i.e. retrying the
865          * instruction will hit a !PRESENT fault, which results in a new shadow
866          * page and sends KVM back to square one.
867          */
868         bool write_fault_to_shadow_pgtable;
869
870         /* set at EPT violation at this point */
871         unsigned long exit_qualification;
872
873         /* pv related host specific info */
874         struct {
875                 bool pv_unhalted;
876         } pv;
877
878         int pending_ioapic_eoi;
879         int pending_external_vector;
880
881         /* be preempted when it's in kernel-mode(cpl=0) */
882         bool preempted_in_kernel;
883
884         /* Flush the L1 Data cache for L1TF mitigation on VMENTER */
885         bool l1tf_flush_l1d;
886
887         /* Host CPU on which VM-entry was most recently attempted */
888         int last_vmentry_cpu;
889
890         /* AMD MSRC001_0015 Hardware Configuration */
891         u64 msr_hwcr;
892
893         /* pv related cpuid info */
894         struct {
895                 /*
896                  * value of the eax register in the KVM_CPUID_FEATURES CPUID
897                  * leaf.
898                  */
899                 u32 features;
900
901                 /*
902                  * indicates whether pv emulation should be disabled if features
903                  * are not present in the guest's cpuid
904                  */
905                 bool enforce;
906         } pv_cpuid;
907
908         /* Protected Guests */
909         bool guest_state_protected;
910
911         /*
912          * Set when PDPTS were loaded directly by the userspace without
913          * reading the guest memory
914          */
915         bool pdptrs_from_userspace;
916
917 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
918         hpa_t hv_root_tdp;
919 #endif
920 };
921
922 struct kvm_lpage_info {
923         int disallow_lpage;
924 };
925
926 struct kvm_arch_memory_slot {
927         struct kvm_rmap_head *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
928         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
929         unsigned short *gfn_track[KVM_PAGE_TRACK_MAX];
930 };
931
932 /*
933  * We use as the mode the number of bits allocated in the LDR for the
934  * logical processor ID.  It happens that these are all powers of two.
935  * This makes it is very easy to detect cases where the APICs are
936  * configured for multiple modes; in that case, we cannot use the map and
937  * hence cannot use kvm_irq_delivery_to_apic_fast either.
938  */
939 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_CLUSTER          4
940 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_FLAT             8
941 #define KVM_APIC_MODE_X2APIC                16
942
943 struct kvm_apic_map {
944         struct rcu_head rcu;
945         u8 mode;
946         u32 max_apic_id;
947         union {
948                 struct kvm_lapic *xapic_flat_map[8];
949                 struct kvm_lapic *xapic_cluster_map[16][4];
950         };
951         struct kvm_lapic *phys_map[];
952 };
953
954 /* Hyper-V synthetic debugger (SynDbg)*/
955 struct kvm_hv_syndbg {
956         struct {
957                 u64 control;
958                 u64 status;
959                 u64 send_page;
960                 u64 recv_page;
961                 u64 pending_page;
962         } control;
963         u64 options;
964 };
965
966 /* Current state of Hyper-V TSC page clocksource */
967 enum hv_tsc_page_status {
968         /* TSC page was not set up or disabled */
969         HV_TSC_PAGE_UNSET = 0,
970         /* TSC page MSR was written by the guest, update pending */
971         HV_TSC_PAGE_GUEST_CHANGED,
972         /* TSC page MSR was written by KVM userspace, update pending */
973         HV_TSC_PAGE_HOST_CHANGED,
974         /* TSC page was properly set up and is currently active  */
975         HV_TSC_PAGE_SET,
976         /* TSC page is currently being updated and therefore is inactive */
977         HV_TSC_PAGE_UPDATING,
978         /* TSC page was set up with an inaccessible GPA */
979         HV_TSC_PAGE_BROKEN,
980 };
981
982 /* Hyper-V emulation context */
983 struct kvm_hv {
984         struct mutex hv_lock;
985         u64 hv_guest_os_id;
986         u64 hv_hypercall;
987         u64 hv_tsc_page;
988         enum hv_tsc_page_status hv_tsc_page_status;
989
990         /* Hyper-v based guest crash (NT kernel bugcheck) parameters */
991         u64 hv_crash_param[HV_X64_MSR_CRASH_PARAMS];
992         u64 hv_crash_ctl;
993
994         struct ms_hyperv_tsc_page tsc_ref;
995
996         struct idr conn_to_evt;
997
998         u64 hv_reenlightenment_control;
999         u64 hv_tsc_emulation_control;
1000         u64 hv_tsc_emulation_status;
1001
1002         /* How many vCPUs have VP index != vCPU index */
1003         atomic_t num_mismatched_vp_indexes;
1004
1005         /*
1006          * How many SynICs use 'AutoEOI' feature
1007          * (protected by arch.apicv_update_lock)
1008          */
1009         unsigned int synic_auto_eoi_used;
1010
1011         struct hv_partition_assist_pg *hv_pa_pg;
1012         struct kvm_hv_syndbg hv_syndbg;
1013 };
1014
1015 struct msr_bitmap_range {
1016         u32 flags;
1017         u32 nmsrs;
1018         u32 base;
1019         unsigned long *bitmap;
1020 };
1021
1022 /* Xen emulation context */
1023 struct kvm_xen {
1024         bool long_mode;
1025         u8 upcall_vector;
1026         struct gfn_to_pfn_cache shinfo_cache;
1027 };
1028
1029 enum kvm_irqchip_mode {
1030         KVM_IRQCHIP_NONE,
1031         KVM_IRQCHIP_KERNEL,       /* created with KVM_CREATE_IRQCHIP */
1032         KVM_IRQCHIP_SPLIT,        /* created with KVM_CAP_SPLIT_IRQCHIP */
1033 };
1034
1035 struct kvm_x86_msr_filter {
1036         u8 count;
1037         bool default_allow:1;
1038         struct msr_bitmap_range ranges[16];
1039 };
1040
1041 #define APICV_INHIBIT_REASON_DISABLE    0
1042 #define APICV_INHIBIT_REASON_HYPERV     1
1043 #define APICV_INHIBIT_REASON_NESTED     2
1044 #define APICV_INHIBIT_REASON_IRQWIN     3
1045 #define APICV_INHIBIT_REASON_PIT_REINJ  4
1046 #define APICV_INHIBIT_REASON_X2APIC     5
1047 #define APICV_INHIBIT_REASON_BLOCKIRQ   6
1048 #define APICV_INHIBIT_REASON_ABSENT     7
1049
1050 struct kvm_arch {
1051         unsigned long n_used_mmu_pages;
1052         unsigned long n_requested_mmu_pages;
1053         unsigned long n_max_mmu_pages;
1054         unsigned int indirect_shadow_pages;
1055         u8 mmu_valid_gen;
1056         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
1057         struct list_head active_mmu_pages;
1058         struct list_head zapped_obsolete_pages;
1059         struct list_head lpage_disallowed_mmu_pages;
1060         struct kvm_page_track_notifier_node mmu_sp_tracker;
1061         struct kvm_page_track_notifier_head track_notifier_head;
1062         /*
1063          * Protects marking pages unsync during page faults, as TDP MMU page
1064          * faults only take mmu_lock for read.  For simplicity, the unsync
1065          * pages lock is always taken when marking pages unsync regardless of
1066          * whether mmu_lock is held for read or write.
1067          */
1068         spinlock_t mmu_unsync_pages_lock;
1069
1070         struct list_head assigned_dev_head;
1071         struct iommu_domain *iommu_domain;
1072         bool iommu_noncoherent;
1073 #define __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
1074         atomic_t noncoherent_dma_count;
1075 #define __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
1076         atomic_t assigned_device_count;
1077         struct kvm_pic *vpic;
1078         struct kvm_ioapic *vioapic;
1079         struct kvm_pit *vpit;
1080         atomic_t vapics_in_nmi_mode;
1081         struct mutex apic_map_lock;
1082         struct kvm_apic_map __rcu *apic_map;
1083         atomic_t apic_map_dirty;
1084
1085         /* Protects apic_access_memslot_enabled and apicv_inhibit_reasons */
1086         struct rw_semaphore apicv_update_lock;
1087
1088         bool apic_access_memslot_enabled;
1089         unsigned long apicv_inhibit_reasons;
1090
1091         gpa_t wall_clock;
1092
1093         bool mwait_in_guest;
1094         bool hlt_in_guest;
1095         bool pause_in_guest;
1096         bool cstate_in_guest;
1097
1098         unsigned long irq_sources_bitmap;
1099         s64 kvmclock_offset;
1100
1101         /*
1102          * This also protects nr_vcpus_matched_tsc which is read from a
1103          * preemption-disabled region, so it must be a raw spinlock.
1104          */
1105         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
1106         u64 last_tsc_nsec;
1107         u64 last_tsc_write;
1108         u32 last_tsc_khz;
1109         u64 last_tsc_offset;
1110         u64 cur_tsc_nsec;
1111         u64 cur_tsc_write;
1112         u64 cur_tsc_offset;
1113         u64 cur_tsc_generation;
1114         int nr_vcpus_matched_tsc;
1115
1116         seqcount_raw_spinlock_t pvclock_sc;
1117         bool use_master_clock;
1118         u64 master_kernel_ns;
1119         u64 master_cycle_now;
1120         struct delayed_work kvmclock_update_work;
1121         struct delayed_work kvmclock_sync_work;
1122
1123         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
1124
1125         /* reads protected by irq_srcu, writes by irq_lock */
1126         struct hlist_head mask_notifier_list;
1127
1128         struct kvm_hv hyperv;
1129         struct kvm_xen xen;
1130
1131         #ifdef CONFIG_KVM_MMU_AUDIT
1132         int audit_point;
1133         #endif
1134
1135         bool backwards_tsc_observed;
1136         bool boot_vcpu_runs_old_kvmclock;
1137         u32 bsp_vcpu_id;
1138
1139         u64 disabled_quirks;
1140         int cpu_dirty_logging_count;
1141
1142         enum kvm_irqchip_mode irqchip_mode;
1143         u8 nr_reserved_ioapic_pins;
1144
1145         bool disabled_lapic_found;
1146
1147         bool x2apic_format;
1148         bool x2apic_broadcast_quirk_disabled;
1149
1150         bool guest_can_read_msr_platform_info;
1151         bool exception_payload_enabled;
1152
1153         bool bus_lock_detection_enabled;
1154         /*
1155          * If exit_on_emulation_error is set, and the in-kernel instruction
1156          * emulator fails to emulate an instruction, allow userspace
1157          * the opportunity to look at it.
1158          */
1159         bool exit_on_emulation_error;
1160
1161         /* Deflect RDMSR and WRMSR to user space when they trigger a #GP */
1162         u32 user_space_msr_mask;
1163         struct kvm_x86_msr_filter __rcu *msr_filter;
1164
1165         u32 hypercall_exit_enabled;
1166
1167         /* Guest can access the SGX PROVISIONKEY. */
1168         bool sgx_provisioning_allowed;
1169
1170         struct kvm_pmu_event_filter __rcu *pmu_event_filter;
1171         struct task_struct *nx_lpage_recovery_thread;
1172
1173 #ifdef CONFIG_X86_64
1174         /*
1175          * Whether the TDP MMU is enabled for this VM. This contains a
1176          * snapshot of the TDP MMU module parameter from when the VM was
1177          * created and remains unchanged for the life of the VM. If this is
1178          * true, TDP MMU handler functions will run for various MMU
1179          * operations.
1180          */
1181         bool tdp_mmu_enabled;
1182
1183         /*
1184          * List of struct kvm_mmu_pages being used as roots.
1185          * All struct kvm_mmu_pages in the list should have
1186          * tdp_mmu_page set.
1187          *
1188          * For reads, this list is protected by:
1189          *      the MMU lock in read mode + RCU or
1190          *      the MMU lock in write mode
1191          *
1192          * For writes, this list is protected by:
1193          *      the MMU lock in read mode + the tdp_mmu_pages_lock or
1194          *      the MMU lock in write mode
1195          *
1196          * Roots will remain in the list until their tdp_mmu_root_count
1197          * drops to zero, at which point the thread that decremented the
1198          * count to zero should removed the root from the list and clean
1199          * it up, freeing the root after an RCU grace period.
1200          */
1201         struct list_head tdp_mmu_roots;
1202
1203         /*
1204          * List of struct kvmp_mmu_pages not being used as roots.
1205          * All struct kvm_mmu_pages in the list should have
1206          * tdp_mmu_page set and a tdp_mmu_root_count of 0.
1207          */
1208         struct list_head tdp_mmu_pages;
1209
1210         /*
1211          * Protects accesses to the following fields when the MMU lock
1212          * is held in read mode:
1213          *  - tdp_mmu_roots (above)
1214          *  - tdp_mmu_pages (above)
1215          *  - the link field of struct kvm_mmu_pages used by the TDP MMU
1216          *  - lpage_disallowed_mmu_pages
1217          *  - the lpage_disallowed_link field of struct kvm_mmu_pages used
1218          *    by the TDP MMU
1219          * It is acceptable, but not necessary, to acquire this lock when
1220          * the thread holds the MMU lock in write mode.
1221          */
1222         spinlock_t tdp_mmu_pages_lock;
1223 #endif /* CONFIG_X86_64 */
1224
1225         /*
1226          * If set, at least one shadow root has been allocated. This flag
1227          * is used as one input when determining whether certain memslot
1228          * related allocations are necessary.
1229          */
1230         bool shadow_root_allocated;
1231
1232 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
1233         hpa_t   hv_root_tdp;
1234         spinlock_t hv_root_tdp_lock;
1235 #endif
1236 };
1237
1238 struct kvm_vm_stat {
1239         struct kvm_vm_stat_generic generic;
1240         u64 mmu_shadow_zapped;
1241         u64 mmu_pte_write;
1242         u64 mmu_pde_zapped;
1243         u64 mmu_flooded;
1244         u64 mmu_recycled;
1245         u64 mmu_cache_miss;
1246         u64 mmu_unsync;
1247         union {
1248                 struct {
1249                         atomic64_t pages_4k;
1250                         atomic64_t pages_2m;
1251                         atomic64_t pages_1g;
1252                 };
1253                 atomic64_t pages[KVM_NR_PAGE_SIZES];
1254         };
1255         u64 nx_lpage_splits;
1256         u64 max_mmu_page_hash_collisions;
1257         u64 max_mmu_rmap_size;
1258 };
1259
1260 struct kvm_vcpu_stat {
1261         struct kvm_vcpu_stat_generic generic;
1262         u64 pf_fixed;
1263         u64 pf_guest;
1264         u64 tlb_flush;
1265         u64 invlpg;
1266
1267         u64 exits;
1268         u64 io_exits;
1269         u64 mmio_exits;
1270         u64 signal_exits;
1271         u64 irq_window_exits;
1272         u64 nmi_window_exits;
1273         u64 l1d_flush;
1274         u64 halt_exits;
1275         u64 request_irq_exits;
1276         u64 irq_exits;
1277         u64 host_state_reload;
1278         u64 fpu_reload;
1279         u64 insn_emulation;
1280         u64 insn_emulation_fail;
1281         u64 hypercalls;
1282         u64 irq_injections;
1283         u64 nmi_injections;
1284         u64 req_event;
1285         u64 nested_run;
1286         u64 directed_yield_attempted;
1287         u64 directed_yield_successful;
1288         u64 guest_mode;
1289 };
1290
1291 struct x86_instruction_info;
1292
1293 struct msr_data {
1294         bool host_initiated;
1295         u32 index;
1296         u64 data;
1297 };
1298
1299 struct kvm_lapic_irq {
1300         u32 vector;
1301         u16 delivery_mode;
1302         u16 dest_mode;
1303         bool level;
1304         u16 trig_mode;
1305         u32 shorthand;
1306         u32 dest_id;
1307         bool msi_redir_hint;
1308 };
1309
1310 static inline u16 kvm_lapic_irq_dest_mode(bool dest_mode_logical)
1311 {
1312         return dest_mode_logical ? APIC_DEST_LOGICAL : APIC_DEST_PHYSICAL;
1313 }
1314
1315 struct kvm_x86_ops {
1316         const char *name;
1317
1318         int (*hardware_enable)(void);
1319         void (*hardware_disable)(void);
1320         void (*hardware_unsetup)(void);
1321         bool (*cpu_has_accelerated_tpr)(void);
1322         bool (*has_emulated_msr)(struct kvm *kvm, u32 index);
1323         void (*vcpu_after_set_cpuid)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1324
1325         unsigned int vm_size;
1326         int (*vm_init)(struct kvm *kvm);
1327         void (*vm_destroy)(struct kvm *kvm);
1328
1329         /* Create, but do not attach this VCPU */
1330         int (*vcpu_create)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1331         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1332         void (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1333
1334         void (*prepare_guest_switch)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1335         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
1336         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1337
1338         void (*update_exception_bitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1339         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1340         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1341         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
1342         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1343                             struct kvm_segment *var, int seg);
1344         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1345         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1346                             struct kvm_segment *var, int seg);
1347         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1348         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1349         void (*post_set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1350         bool (*is_valid_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1351         void (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1352         int (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1353         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1354         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1355         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1356         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1357         void (*sync_dirty_debug_regs)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1358         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
1359         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
1360         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1361         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1362         bool (*get_if_flag)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1363
1364         void (*tlb_flush_all)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1365         void (*tlb_flush_current)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1366         int  (*tlb_remote_flush)(struct kvm *kvm);
1367         int  (*tlb_remote_flush_with_range)(struct kvm *kvm,
1368                         struct kvm_tlb_range *range);
1369
1370         /*
1371          * Flush any TLB entries associated with the given GVA.
1372          * Does not need to flush GPA->HPA mappings.
1373          * Can potentially get non-canonical addresses through INVLPGs, which
1374          * the implementation may choose to ignore if appropriate.
1375          */
1376         void (*tlb_flush_gva)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t addr);
1377
1378         /*
1379          * Flush any TLB entries created by the guest.  Like tlb_flush_gva(),
1380          * does not need to flush GPA->HPA mappings.
1381          */
1382         void (*tlb_flush_guest)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1383
1384         int (*vcpu_pre_run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1385         enum exit_fastpath_completion (*run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1386         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1387                 enum exit_fastpath_completion exit_fastpath);
1388         int (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1389         void (*update_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1390         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
1391         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1392         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1393                                 unsigned char *hypercall_addr);
1394         void (*set_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1395         void (*set_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1396         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1397         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1398         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool for_injection);
1399         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool for_injection);
1400         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1401         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
1402         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1403         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1404         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
1405         bool (*check_apicv_inhibit_reasons)(ulong bit);
1406         void (*refresh_apicv_exec_ctrl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1407         void (*hwapic_irr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
1408         void (*hwapic_isr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int isr);
1409         bool (*guest_apic_has_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1410         void (*load_eoi_exitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
1411         void (*set_virtual_apic_mode)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1412         void (*set_apic_access_page_addr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1413         void (*deliver_interrupt)(struct kvm_lapic *apic, int delivery_mode,
1414                                   int trig_mode, int vector);
1415         int (*sync_pir_to_irr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1416         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
1417         int (*set_identity_map_addr)(struct kvm *kvm, u64 ident_addr);
1418         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
1419
1420         void (*load_mmu_pgd)(struct kvm_vcpu *vcpu, hpa_t root_hpa,
1421                              int root_level);
1422
1423         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
1424
1425         u64 (*get_l2_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1426         u64 (*get_l2_tsc_multiplier)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1427         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
1428         void (*write_tsc_multiplier)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 multiplier);
1429
1430         /*
1431          * Retrieve somewhat arbitrary exit information.  Intended to
1432          * be used only from within tracepoints or error paths.
1433          */
1434         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 *reason,
1435                               u64 *info1, u64 *info2,
1436                               u32 *exit_int_info, u32 *exit_int_info_err_code);
1437
1438         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1439                                struct x86_instruction_info *info,
1440                                enum x86_intercept_stage stage,
1441                                struct x86_exception *exception);
1442         void (*handle_exit_irqoff)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1443
1444         void (*request_immediate_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1445
1446         void (*sched_in)(struct kvm_vcpu *kvm, int cpu);
1447
1448         /*
1449          * Size of the CPU's dirty log buffer, i.e. VMX's PML buffer.  A zero
1450          * value indicates CPU dirty logging is unsupported or disabled.
1451          */
1452         int cpu_dirty_log_size;
1453         void (*update_cpu_dirty_logging)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1454
1455         /* pmu operations of sub-arch */
1456         const struct kvm_pmu_ops *pmu_ops;
1457         const struct kvm_x86_nested_ops *nested_ops;
1458
1459         void (*vcpu_blocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1460         void (*vcpu_unblocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1461
1462         int (*update_pi_irte)(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1463                               uint32_t guest_irq, bool set);
1464         void (*start_assignment)(struct kvm *kvm);
1465         void (*apicv_post_state_restore)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1466         bool (*dy_apicv_has_pending_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1467
1468         int (*set_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_deadline_tsc,
1469                             bool *expired);
1470         void (*cancel_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1471
1472         void (*setup_mce)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1473
1474         int (*smi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool for_injection);
1475         int (*enter_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, char *smstate);
1476         int (*leave_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, const char *smstate);
1477         void (*enable_smi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1478
1479         int (*mem_enc_op)(struct kvm *kvm, void __user *argp);
1480         int (*mem_enc_reg_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1481         int (*mem_enc_unreg_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1482         int (*vm_copy_enc_context_from)(struct kvm *kvm, unsigned int source_fd);
1483         int (*vm_move_enc_context_from)(struct kvm *kvm, unsigned int source_fd);
1484
1485         int (*get_msr_feature)(struct kvm_msr_entry *entry);
1486
1487         bool (*can_emulate_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu, int emul_type,
1488                                         void *insn, int insn_len);
1489
1490         bool (*apic_init_signal_blocked)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1491         int (*enable_direct_tlbflush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1492
1493         void (*migrate_timers)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1494         void (*msr_filter_changed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1495         int (*complete_emulated_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1496
1497         void (*vcpu_deliver_sipi_vector)(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1498 };
1499
1500 struct kvm_x86_nested_ops {
1501         void (*leave_nested)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1502         int (*check_events)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1503         bool (*hv_timer_pending)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1504         void (*triple_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1505         int (*get_state)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1506                          struct kvm_nested_state __user *user_kvm_nested_state,
1507                          unsigned user_data_size);
1508         int (*set_state)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1509                          struct kvm_nested_state __user *user_kvm_nested_state,
1510                          struct kvm_nested_state *kvm_state);
1511         bool (*get_nested_state_pages)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1512         int (*write_log_dirty)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t l2_gpa);
1513
1514         int (*enable_evmcs)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1515                             uint16_t *vmcs_version);
1516         uint16_t (*get_evmcs_version)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1517 };
1518
1519 struct kvm_x86_init_ops {
1520         int (*cpu_has_kvm_support)(void);
1521         int (*disabled_by_bios)(void);
1522         int (*check_processor_compatibility)(void);
1523         int (*hardware_setup)(void);
1524         unsigned int (*handle_intel_pt_intr)(void);
1525
1526         struct kvm_x86_ops *runtime_ops;
1527 };
1528
1529 struct kvm_arch_async_pf {
1530         u32 token;
1531         gfn_t gfn;
1532         unsigned long cr3;
1533         bool direct_map;
1534 };
1535
1536 extern u32 __read_mostly kvm_nr_uret_msrs;
1537 extern u64 __read_mostly host_efer;
1538 extern bool __read_mostly allow_smaller_maxphyaddr;
1539 extern bool __read_mostly enable_apicv;
1540 extern struct kvm_x86_ops kvm_x86_ops;
1541
1542 #define KVM_X86_OP(func) \
1543         DECLARE_STATIC_CALL(kvm_x86_##func, *(((struct kvm_x86_ops *)0)->func));
1544 #define KVM_X86_OP_NULL KVM_X86_OP
1545 #include <asm/kvm-x86-ops.h>
1546
1547 static inline void kvm_ops_static_call_update(void)
1548 {
1549 #define KVM_X86_OP(func) \
1550         static_call_update(kvm_x86_##func, kvm_x86_ops.func);
1551 #define KVM_X86_OP_NULL KVM_X86_OP
1552 #include <asm/kvm-x86-ops.h>
1553 }
1554
1555 #define __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
1556 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
1557 {
1558         return __vmalloc(kvm_x86_ops.vm_size, GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO);
1559 }
1560
1561 #define __KVM_HAVE_ARCH_VM_FREE
1562 void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm);
1563
1564 #define __KVM_HAVE_ARCH_FLUSH_REMOTE_TLB
1565 static inline int kvm_arch_flush_remote_tlb(struct kvm *kvm)
1566 {
1567         if (kvm_x86_ops.tlb_remote_flush &&
1568             !static_call(kvm_x86_tlb_remote_flush)(kvm))
1569                 return 0;
1570         else
1571                 return -ENOTSUPP;
1572 }
1573
1574 #define kvm_arch_pmi_in_guest(vcpu) \
1575         ((vcpu) && (vcpu)->arch.handling_intr_from_guest)
1576
1577 int kvm_mmu_module_init(void);
1578 void kvm_mmu_module_exit(void);
1579
1580 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1581 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
1582 void kvm_mmu_init_vm(struct kvm *kvm);
1583 void kvm_mmu_uninit_vm(struct kvm *kvm);
1584
1585 void kvm_mmu_after_set_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1586 void kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
1587 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1588                                       const struct kvm_memory_slot *memslot,
1589                                       int start_level);
1590 void kvm_mmu_zap_collapsible_sptes(struct kvm *kvm,
1591                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1592 void kvm_mmu_slot_leaf_clear_dirty(struct kvm *kvm,
1593                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1594 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
1595 void kvm_mmu_invalidate_mmio_sptes(struct kvm *kvm, u64 gen);
1596 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned long kvm_nr_mmu_pages);
1597
1598 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1599
1600 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
1601                           const void *val, int bytes);
1602
1603 struct kvm_irq_mask_notifier {
1604         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
1605         int irq;
1606         struct hlist_node link;
1607 };
1608
1609 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1610                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1611 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1612                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1613 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
1614                              bool mask);
1615
1616 extern bool tdp_enabled;
1617
1618 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
1619
1620 /* control of guest tsc rate supported? */
1621 extern bool kvm_has_tsc_control;
1622 /* maximum supported tsc_khz for guests */
1623 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
1624 /* number of bits of the fractional part of the TSC scaling ratio */
1625 extern u8   kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits;
1626 /* maximum allowed value of TSC scaling ratio */
1627 extern u64  kvm_max_tsc_scaling_ratio;
1628 /* 1ull << kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits */
1629 extern u64  kvm_default_tsc_scaling_ratio;
1630 /* bus lock detection supported? */
1631 extern bool kvm_has_bus_lock_exit;
1632
1633 extern u64 kvm_mce_cap_supported;
1634
1635 /*
1636  * EMULTYPE_NO_DECODE - Set when re-emulating an instruction (after completing
1637  *                      userspace I/O) to indicate that the emulation context
1638  *                      should be reused as is, i.e. skip initialization of
1639  *                      emulation context, instruction fetch and decode.
1640  *
1641  * EMULTYPE_TRAP_UD - Set when emulating an intercepted #UD from hardware.
1642  *                    Indicates that only select instructions (tagged with
1643  *                    EmulateOnUD) should be emulated (to minimize the emulator
1644  *                    attack surface).  See also EMULTYPE_TRAP_UD_FORCED.
1645  *
1646  * EMULTYPE_SKIP - Set when emulating solely to skip an instruction, i.e. to
1647  *                 decode the instruction length.  For use *only* by
1648  *                 kvm_x86_ops.skip_emulated_instruction() implementations if
1649  *                 EMULTYPE_COMPLETE_USER_EXIT is not set.
1650  *
1651  * EMULTYPE_ALLOW_RETRY_PF - Set when the emulator should resume the guest to
1652  *                           retry native execution under certain conditions,
1653  *                           Can only be set in conjunction with EMULTYPE_PF.
1654  *
1655  * EMULTYPE_TRAP_UD_FORCED - Set when emulating an intercepted #UD that was
1656  *                           triggered by KVM's magic "force emulation" prefix,
1657  *                           which is opt in via module param (off by default).
1658  *                           Bypasses EmulateOnUD restriction despite emulating
1659  *                           due to an intercepted #UD (see EMULTYPE_TRAP_UD).
1660  *                           Used to test the full emulator from userspace.
1661  *
1662  * EMULTYPE_VMWARE_GP - Set when emulating an intercepted #GP for VMware
1663  *                      backdoor emulation, which is opt in via module param.
1664  *                      VMware backdoor emulation handles select instructions
1665  *                      and reinjects the #GP for all other cases.
1666  *
1667  * EMULTYPE_PF - Set when emulating MMIO by way of an intercepted #PF, in which
1668  *               case the CR2/GPA value pass on the stack is valid.
1669  *
1670  * EMULTYPE_COMPLETE_USER_EXIT - Set when the emulator should update interruptibility
1671  *                               state and inject single-step #DBs after skipping
1672  *                               an instruction (after completing userspace I/O).
1673  */
1674 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
1675 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
1676 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
1677 #define EMULTYPE_ALLOW_RETRY_PF     (1 << 3)
1678 #define EMULTYPE_TRAP_UD_FORCED     (1 << 4)
1679 #define EMULTYPE_VMWARE_GP          (1 << 5)
1680 #define EMULTYPE_PF                 (1 << 6)
1681 #define EMULTYPE_COMPLETE_USER_EXIT (1 << 7)
1682
1683 int kvm_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, int emulation_type);
1684 int kvm_emulate_instruction_from_buffer(struct kvm_vcpu *vcpu,
1685                                         void *insn, int insn_len);
1686 void __kvm_prepare_emulation_failure_exit(struct kvm_vcpu *vcpu,
1687                                           u64 *data, u8 ndata);
1688 void kvm_prepare_emulation_failure_exit(struct kvm_vcpu *vcpu);
1689
1690 void kvm_enable_efer_bits(u64);
1691 bool kvm_valid_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1692 int __kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 *data, bool host_initiated);
1693 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 *data);
1694 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 data);
1695 int kvm_emulate_rdmsr(struct kvm_vcpu *vcpu);
1696 int kvm_emulate_wrmsr(struct kvm_vcpu *vcpu);
1697 int kvm_emulate_as_nop(struct kvm_vcpu *vcpu);
1698 int kvm_emulate_invd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1699 int kvm_emulate_mwait(struct kvm_vcpu *vcpu);
1700 int kvm_handle_invalid_op(struct kvm_vcpu *vcpu);
1701 int kvm_emulate_monitor(struct kvm_vcpu *vcpu);
1702
1703 int kvm_fast_pio(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port, int in);
1704 int kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1705 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1706 int kvm_emulate_halt_noskip(struct kvm_vcpu *vcpu);
1707 int kvm_emulate_ap_reset_hold(struct kvm_vcpu *vcpu);
1708 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1709
1710 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
1711 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
1712 void kvm_vcpu_deliver_sipi_vector(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1713
1714 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
1715                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
1716
1717 void kvm_post_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long old_cr0, unsigned long cr0);
1718 void kvm_post_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long old_cr4, unsigned long cr4);
1719 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1720 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1721 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1722 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
1723 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
1724 void kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
1725 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
1726 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
1727 void kvm_get_cs_db_l_bits(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1728 int kvm_emulate_xsetbv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1729
1730 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1731 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1732
1733 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
1734 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1735 int kvm_emulate_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
1736
1737 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1738 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1739 void kvm_queue_exception_p(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, unsigned long payload);
1740 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1741 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1742 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
1743 bool kvm_inject_emulated_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu,
1744                                     struct x86_exception *fault);
1745 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
1746 bool kvm_require_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr);
1747
1748 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
1749                                        int irq_source_id, int level)
1750 {
1751         /* Logical OR for level trig interrupt */
1752         if (level)
1753                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
1754         else
1755                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
1756
1757         return !!(*irq_state);
1758 }
1759
1760 #define KVM_MMU_ROOT_CURRENT            BIT(0)
1761 #define KVM_MMU_ROOT_PREVIOUS(i)        BIT(1+i)
1762 #define KVM_MMU_ROOTS_ALL               (~0UL)
1763
1764 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
1765 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
1766
1767 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1768
1769 void kvm_update_dr7(struct kvm_vcpu *vcpu);
1770
1771 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
1772 void kvm_mmu_free_roots(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1773                         ulong roots_to_free);
1774 void kvm_mmu_free_guest_mode_roots(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu);
1775 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1776                               struct x86_exception *exception);
1777 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1778                                struct x86_exception *exception);
1779 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1780                                struct x86_exception *exception);
1781 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1782                                 struct x86_exception *exception);
1783
1784 bool kvm_apicv_activated(struct kvm *kvm);
1785 void kvm_vcpu_update_apicv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1786 void kvm_request_apicv_update(struct kvm *kvm, bool activate,
1787                               unsigned long bit);
1788
1789 void __kvm_request_apicv_update(struct kvm *kvm, bool activate,
1790                                 unsigned long bit);
1791
1792 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
1793
1794 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t cr2_or_gpa, u64 error_code,
1795                        void *insn, int insn_len);
1796 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1797 void kvm_mmu_invalidate_gva(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1798                             gva_t gva, hpa_t root_hpa);
1799 void kvm_mmu_invpcid_gva(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, unsigned long pcid);
1800 void kvm_mmu_new_pgd(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t new_pgd);
1801
1802 void kvm_configure_mmu(bool enable_tdp, int tdp_forced_root_level,
1803                        int tdp_max_root_level, int tdp_huge_page_level);
1804
1805 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
1806 {
1807         u16 ldt;
1808         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
1809         return ldt;
1810 }
1811
1812 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
1813 {
1814         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
1815 }
1816
1817 #ifdef CONFIG_X86_64
1818 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
1819 {
1820         u64 value;
1821
1822         rdmsrl(msr, value);
1823         return value;
1824 }
1825 #endif
1826
1827 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
1828 {
1829         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
1830 }
1831
1832 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
1833 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
1834 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
1835 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
1836 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
1837         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
1838
1839 enum {
1840         TASK_SWITCH_CALL = 0,
1841         TASK_SWITCH_IRET = 1,
1842         TASK_SWITCH_JMP = 2,
1843         TASK_SWITCH_GATE = 3,
1844 };
1845
1846 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
1847 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
1848 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
1849 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
1850 #define HF_SMM_MASK             (1 << 6)
1851 #define HF_SMM_INSIDE_NMI_MASK  (1 << 7)
1852
1853 #define __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
1854 #define KVM_ADDRESS_SPACE_NUM 2
1855
1856 #define kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu) ((vcpu)->arch.hflags & HF_SMM_MASK ? 1 : 0)
1857 #define kvm_memslots_for_spte_role(kvm, role) __kvm_memslots(kvm, (role).smm)
1858
1859 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
1860
1861 int kvm_cpu_has_injectable_intr(struct kvm_vcpu *v);
1862 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1863 int kvm_cpu_has_extint(struct kvm_vcpu *v);
1864 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1865 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
1866 void kvm_vcpu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1867
1868 int kvm_pv_send_ipi(struct kvm *kvm, unsigned long ipi_bitmap_low,
1869                     unsigned long ipi_bitmap_high, u32 min,
1870                     unsigned long icr, int op_64_bit);
1871
1872 int kvm_add_user_return_msr(u32 msr);
1873 int kvm_find_user_return_msr(u32 msr);
1874 int kvm_set_user_return_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
1875
1876 static inline bool kvm_is_supported_user_return_msr(u32 msr)
1877 {
1878         return kvm_find_user_return_msr(msr) >= 0;
1879 }
1880
1881 u64 kvm_scale_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 tsc, u64 ratio);
1882 u64 kvm_read_l1_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
1883 u64 kvm_calc_nested_tsc_offset(u64 l1_offset, u64 l2_offset, u64 l2_multiplier);
1884 u64 kvm_calc_nested_tsc_multiplier(u64 l1_multiplier, u64 l2_multiplier);
1885
1886 unsigned long kvm_get_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu);
1887 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
1888
1889 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
1890 void kvm_make_scan_ioapic_request_mask(struct kvm *kvm,
1891                                        unsigned long *vcpu_bitmap);
1892
1893 bool kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1894                                      struct kvm_async_pf *work);
1895 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1896                                  struct kvm_async_pf *work);
1897 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
1898                                struct kvm_async_pf *work);
1899 void kvm_arch_async_page_present_queued(struct kvm_vcpu *vcpu);
1900 bool kvm_arch_can_dequeue_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
1901 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
1902
1903 int kvm_skip_emulated_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu);
1904 int kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1905 void __kvm_request_immediate_exit(struct kvm_vcpu *vcpu);
1906
1907 void __user *__x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa,
1908                                      u32 size);
1909 bool kvm_vcpu_is_reset_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1910 bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1911
1912 bool kvm_intr_is_single_vcpu(struct kvm *kvm, struct kvm_lapic_irq *irq,
1913                              struct kvm_vcpu **dest_vcpu);
1914
1915 void kvm_set_msi_irq(struct kvm *kvm, struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1916                      struct kvm_lapic_irq *irq);
1917
1918 static inline bool kvm_irq_is_postable(struct kvm_lapic_irq *irq)
1919 {
1920         /* We can only post Fixed and LowPrio IRQs */
1921         return (irq->delivery_mode == APIC_DM_FIXED ||
1922                 irq->delivery_mode == APIC_DM_LOWEST);
1923 }
1924
1925 static inline void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1926 {
1927         static_call_cond(kvm_x86_vcpu_blocking)(vcpu);
1928 }
1929
1930 static inline void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1931 {
1932         static_call_cond(kvm_x86_vcpu_unblocking)(vcpu);
1933 }
1934
1935 static inline int kvm_cpu_get_apicid(int mps_cpu)
1936 {
1937 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1938         return default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
1939 #else
1940         WARN_ON_ONCE(1);
1941         return BAD_APICID;
1942 #endif
1943 }
1944
1945 #define put_smstate(type, buf, offset, val)                      \
1946         *(type *)((buf) + (offset) - 0x7e00) = val
1947
1948 #define GET_SMSTATE(type, buf, offset)          \
1949         (*(type *)((buf) + (offset) - 0x7e00))
1950
1951 int kvm_cpu_dirty_log_size(void);
1952
1953 int memslot_rmap_alloc(struct kvm_memory_slot *slot, unsigned long npages);
1954
1955 #define KVM_CLOCK_VALID_FLAGS                                           \
1956         (KVM_CLOCK_TSC_STABLE | KVM_CLOCK_REALTIME | KVM_CLOCK_HOST_TSC)
1957
1958 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */