Merge tag 'staging-5.18-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/gregkh...
[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 #include <linux/workqueue.h>
19
20 #include <linux/kvm.h>
21 #include <linux/kvm_para.h>
22 #include <linux/kvm_types.h>
23 #include <linux/perf_event.h>
24 #include <linux/pvclock_gtod.h>
25 #include <linux/clocksource.h>
26 #include <linux/irqbypass.h>
27 #include <linux/hyperv.h>
28
29 #include <asm/apic.h>
30 #include <asm/pvclock-abi.h>
31 #include <asm/desc.h>
32 #include <asm/mtrr.h>
33 #include <asm/msr-index.h>
34 #include <asm/asm.h>
35 #include <asm/kvm_page_track.h>
36 #include <asm/kvm_vcpu_regs.h>
37 #include <asm/hyperv-tlfs.h>
38
39 #define __KVM_HAVE_ARCH_VCPU_DEBUGFS
40
41 #define KVM_MAX_VCPUS 1024
42
43 /*
44  * In x86, the VCPU ID corresponds to the APIC ID, and APIC IDs
45  * might be larger than the actual number of VCPUs because the
46  * APIC ID encodes CPU topology information.
47  *
48  * In the worst case, we'll need less than one extra bit for the
49  * Core ID, and less than one extra bit for the Package (Die) ID,
50  * so ratio of 4 should be enough.
51  */
52 #define KVM_VCPU_ID_RATIO 4
53 #define KVM_MAX_VCPU_IDS (KVM_MAX_VCPUS * KVM_VCPU_ID_RATIO)
54
55 /* memory slots that are not exposed to userspace */
56 #define KVM_PRIVATE_MEM_SLOTS 3
57
58 #define KVM_HALT_POLL_NS_DEFAULT 200000
59
60 #define KVM_IRQCHIP_NUM_PINS  KVM_IOAPIC_NUM_PINS
61
62 #define KVM_DIRTY_LOG_MANUAL_CAPS   (KVM_DIRTY_LOG_MANUAL_PROTECT_ENABLE | \
63                                         KVM_DIRTY_LOG_INITIALLY_SET)
64
65 #define KVM_BUS_LOCK_DETECTION_VALID_MODE       (KVM_BUS_LOCK_DETECTION_OFF | \
66                                                  KVM_BUS_LOCK_DETECTION_EXIT)
67
68 /* x86-specific vcpu->requests bit members */
69 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER           KVM_ARCH_REQ(0)
70 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS       KVM_ARCH_REQ(1)
71 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT            KVM_ARCH_REQ(2)
72 #define KVM_REQ_MMU_SYNC                KVM_ARCH_REQ(3)
73 #define KVM_REQ_CLOCK_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(4)
74 #define KVM_REQ_LOAD_MMU_PGD            KVM_ARCH_REQ(5)
75 #define KVM_REQ_EVENT                   KVM_ARCH_REQ(6)
76 #define KVM_REQ_APF_HALT                KVM_ARCH_REQ(7)
77 #define KVM_REQ_STEAL_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(8)
78 #define KVM_REQ_NMI                     KVM_ARCH_REQ(9)
79 #define KVM_REQ_PMU                     KVM_ARCH_REQ(10)
80 #define KVM_REQ_PMI                     KVM_ARCH_REQ(11)
81 #define KVM_REQ_SMI                     KVM_ARCH_REQ(12)
82 #define KVM_REQ_MASTERCLOCK_UPDATE      KVM_ARCH_REQ(13)
83 #define KVM_REQ_MCLOCK_INPROGRESS \
84         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(14, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
85 #define KVM_REQ_SCAN_IOAPIC \
86         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(15, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
87 #define KVM_REQ_GLOBAL_CLOCK_UPDATE     KVM_ARCH_REQ(16)
88 #define KVM_REQ_APIC_PAGE_RELOAD \
89         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(17, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
90 #define KVM_REQ_HV_CRASH                KVM_ARCH_REQ(18)
91 #define KVM_REQ_IOAPIC_EOI_EXIT         KVM_ARCH_REQ(19)
92 #define KVM_REQ_HV_RESET                KVM_ARCH_REQ(20)
93 #define KVM_REQ_HV_EXIT                 KVM_ARCH_REQ(21)
94 #define KVM_REQ_HV_STIMER               KVM_ARCH_REQ(22)
95 #define KVM_REQ_LOAD_EOI_EXITMAP        KVM_ARCH_REQ(23)
96 #define KVM_REQ_GET_NESTED_STATE_PAGES  KVM_ARCH_REQ(24)
97 #define KVM_REQ_APICV_UPDATE \
98         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(25, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
99 #define KVM_REQ_TLB_FLUSH_CURRENT       KVM_ARCH_REQ(26)
100 #define KVM_REQ_TLB_FLUSH_GUEST \
101         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(27, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
102 #define KVM_REQ_APF_READY               KVM_ARCH_REQ(28)
103 #define KVM_REQ_MSR_FILTER_CHANGED      KVM_ARCH_REQ(29)
104 #define KVM_REQ_UPDATE_CPU_DIRTY_LOGGING \
105         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(30, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
106 #define KVM_REQ_MMU_FREE_OBSOLETE_ROOTS \
107         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(31, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
108
109 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
110         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
111                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
112                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
113
114 #define CR4_RESERVED_BITS                                               \
115         (~(unsigned long)(X86_CR4_VME | X86_CR4_PVI | X86_CR4_TSD | X86_CR4_DE\
116                           | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_MCE     \
117                           | X86_CR4_PGE | X86_CR4_PCE | X86_CR4_OSFXSR | X86_CR4_PCIDE \
118                           | X86_CR4_OSXSAVE | X86_CR4_SMEP | X86_CR4_FSGSBASE \
119                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_LA57 | X86_CR4_VMXE \
120                           | X86_CR4_SMAP | X86_CR4_PKE | X86_CR4_UMIP))
121
122 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
123
124
125
126 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
127 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
128
129 #define UNMAPPED_GVA (~(gpa_t)0)
130 #define INVALID_GPA (~(gpa_t)0)
131
132 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
133 #define KVM_MAX_HUGEPAGE_LEVEL  PG_LEVEL_1G
134 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       (KVM_MAX_HUGEPAGE_LEVEL - PG_LEVEL_4K + 1)
135 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
136 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
137 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
138 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
139 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
140
141 #define KVM_MEMSLOT_PAGES_TO_MMU_PAGES_RATIO 50
142 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64UL
143 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 12
144 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
145 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
146 #define KVM_REFILL_PAGES 25
147 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 256
148 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
149 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
150
151 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
152
153 enum kvm_reg {
154         VCPU_REGS_RAX = __VCPU_REGS_RAX,
155         VCPU_REGS_RCX = __VCPU_REGS_RCX,
156         VCPU_REGS_RDX = __VCPU_REGS_RDX,
157         VCPU_REGS_RBX = __VCPU_REGS_RBX,
158         VCPU_REGS_RSP = __VCPU_REGS_RSP,
159         VCPU_REGS_RBP = __VCPU_REGS_RBP,
160         VCPU_REGS_RSI = __VCPU_REGS_RSI,
161         VCPU_REGS_RDI = __VCPU_REGS_RDI,
162 #ifdef CONFIG_X86_64
163         VCPU_REGS_R8  = __VCPU_REGS_R8,
164         VCPU_REGS_R9  = __VCPU_REGS_R9,
165         VCPU_REGS_R10 = __VCPU_REGS_R10,
166         VCPU_REGS_R11 = __VCPU_REGS_R11,
167         VCPU_REGS_R12 = __VCPU_REGS_R12,
168         VCPU_REGS_R13 = __VCPU_REGS_R13,
169         VCPU_REGS_R14 = __VCPU_REGS_R14,
170         VCPU_REGS_R15 = __VCPU_REGS_R15,
171 #endif
172         VCPU_REGS_RIP,
173         NR_VCPU_REGS,
174
175         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
176         VCPU_EXREG_CR0,
177         VCPU_EXREG_CR3,
178         VCPU_EXREG_CR4,
179         VCPU_EXREG_RFLAGS,
180         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
181         VCPU_EXREG_EXIT_INFO_1,
182         VCPU_EXREG_EXIT_INFO_2,
183 };
184
185 enum {
186         VCPU_SREG_ES,
187         VCPU_SREG_CS,
188         VCPU_SREG_SS,
189         VCPU_SREG_DS,
190         VCPU_SREG_FS,
191         VCPU_SREG_GS,
192         VCPU_SREG_TR,
193         VCPU_SREG_LDTR,
194 };
195
196 enum exit_fastpath_completion {
197         EXIT_FASTPATH_NONE,
198         EXIT_FASTPATH_REENTER_GUEST,
199         EXIT_FASTPATH_EXIT_HANDLED,
200 };
201 typedef enum exit_fastpath_completion fastpath_t;
202
203 struct x86_emulate_ctxt;
204 struct x86_exception;
205 enum x86_intercept;
206 enum x86_intercept_stage;
207
208 #define KVM_NR_DB_REGS  4
209
210 #define DR6_BUS_LOCK   (1 << 11)
211 #define DR6_BD          (1 << 13)
212 #define DR6_BS          (1 << 14)
213 #define DR6_BT          (1 << 15)
214 #define DR6_RTM         (1 << 16)
215 /*
216  * DR6_ACTIVE_LOW combines fixed-1 and active-low bits.
217  * We can regard all the bits in DR6_FIXED_1 as active_low bits;
218  * they will never be 0 for now, but when they are defined
219  * in the future it will require no code change.
220  *
221  * DR6_ACTIVE_LOW is also used as the init/reset value for DR6.
222  */
223 #define DR6_ACTIVE_LOW  0xffff0ff0
224 #define DR6_VOLATILE    0x0001e80f
225 #define DR6_FIXED_1     (DR6_ACTIVE_LOW & ~DR6_VOLATILE)
226
227 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
228 #define DR7_GE          (1 << 9)
229 #define DR7_GD          (1 << 13)
230 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
231 #define DR7_VOLATILE    0xffff2bff
232
233 #define KVM_GUESTDBG_VALID_MASK \
234         (KVM_GUESTDBG_ENABLE | \
235         KVM_GUESTDBG_SINGLESTEP | \
236         KVM_GUESTDBG_USE_HW_BP | \
237         KVM_GUESTDBG_USE_SW_BP | \
238         KVM_GUESTDBG_INJECT_BP | \
239         KVM_GUESTDBG_INJECT_DB | \
240         KVM_GUESTDBG_BLOCKIRQ)
241
242
243 #define PFERR_PRESENT_BIT 0
244 #define PFERR_WRITE_BIT 1
245 #define PFERR_USER_BIT 2
246 #define PFERR_RSVD_BIT 3
247 #define PFERR_FETCH_BIT 4
248 #define PFERR_PK_BIT 5
249 #define PFERR_SGX_BIT 15
250 #define PFERR_GUEST_FINAL_BIT 32
251 #define PFERR_GUEST_PAGE_BIT 33
252
253 #define PFERR_PRESENT_MASK (1U << PFERR_PRESENT_BIT)
254 #define PFERR_WRITE_MASK (1U << PFERR_WRITE_BIT)
255 #define PFERR_USER_MASK (1U << PFERR_USER_BIT)
256 #define PFERR_RSVD_MASK (1U << PFERR_RSVD_BIT)
257 #define PFERR_FETCH_MASK (1U << PFERR_FETCH_BIT)
258 #define PFERR_PK_MASK (1U << PFERR_PK_BIT)
259 #define PFERR_SGX_MASK (1U << PFERR_SGX_BIT)
260 #define PFERR_GUEST_FINAL_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_FINAL_BIT)
261 #define PFERR_GUEST_PAGE_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_PAGE_BIT)
262
263 #define PFERR_NESTED_GUEST_PAGE (PFERR_GUEST_PAGE_MASK |        \
264                                  PFERR_WRITE_MASK |             \
265                                  PFERR_PRESENT_MASK)
266
267 /* apic attention bits */
268 #define KVM_APIC_CHECK_VAPIC    0
269 /*
270  * The following bit is set with PV-EOI, unset on EOI.
271  * We detect PV-EOI changes by guest by comparing
272  * this bit with PV-EOI in guest memory.
273  * See the implementation in apic_update_pv_eoi.
274  */
275 #define KVM_APIC_PV_EOI_PENDING 1
276
277 struct kvm_kernel_irq_routing_entry;
278
279 /*
280  * kvm_mmu_page_role tracks the properties of a shadow page (where shadow page
281  * also includes TDP pages) to determine whether or not a page can be used in
282  * the given MMU context.  This is a subset of the overall kvm_mmu_role to
283  * minimize the size of kvm_memory_slot.arch.gfn_track, i.e. allows allocating
284  * 2 bytes per gfn instead of 4 bytes per gfn.
285  *
286  * Indirect upper-level shadow pages are tracked for write-protection via
287  * gfn_track.  As above, gfn_track is a 16 bit counter, so KVM must not create
288  * more than 2^16-1 upper-level shadow pages at a single gfn, otherwise
289  * gfn_track will overflow and explosions will ensure.
290  *
291  * A unique shadow page (SP) for a gfn is created if and only if an existing SP
292  * cannot be reused.  The ability to reuse a SP is tracked by its role, which
293  * incorporates various mode bits and properties of the SP.  Roughly speaking,
294  * the number of unique SPs that can theoretically be created is 2^n, where n
295  * is the number of bits that are used to compute the role.
296  *
297  * But, even though there are 19 bits in the mask below, not all combinations
298  * of modes and flags are possible:
299  *
300  *   - invalid shadow pages are not accounted, so the bits are effectively 18
301  *
302  *   - quadrant will only be used if has_4_byte_gpte=1 (non-PAE paging);
303  *     execonly and ad_disabled are only used for nested EPT which has
304  *     has_4_byte_gpte=0.  Therefore, 2 bits are always unused.
305  *
306  *   - the 4 bits of level are effectively limited to the values 2/3/4/5,
307  *     as 4k SPs are not tracked (allowed to go unsync).  In addition non-PAE
308  *     paging has exactly one upper level, making level completely redundant
309  *     when has_4_byte_gpte=1.
310  *
311  *   - on top of this, smep_andnot_wp and smap_andnot_wp are only set if
312  *     cr0_wp=0, therefore these three bits only give rise to 5 possibilities.
313  *
314  * Therefore, the maximum number of possible upper-level shadow pages for a
315  * single gfn is a bit less than 2^13.
316  */
317 union kvm_mmu_page_role {
318         u32 word;
319         struct {
320                 unsigned level:4;
321                 unsigned has_4_byte_gpte:1;
322                 unsigned quadrant:2;
323                 unsigned direct:1;
324                 unsigned access:3;
325                 unsigned invalid:1;
326                 unsigned efer_nx:1;
327                 unsigned cr0_wp:1;
328                 unsigned smep_andnot_wp:1;
329                 unsigned smap_andnot_wp:1;
330                 unsigned ad_disabled:1;
331                 unsigned guest_mode:1;
332                 unsigned :6;
333
334                 /*
335                  * This is left at the top of the word so that
336                  * kvm_memslots_for_spte_role can extract it with a
337                  * simple shift.  While there is room, give it a whole
338                  * byte so it is also faster to load it from memory.
339                  */
340                 unsigned smm:8;
341         };
342 };
343
344 /*
345  * kvm_mmu_extended_role complements kvm_mmu_page_role, tracking properties
346  * relevant to the current MMU configuration.   When loading CR0, CR4, or EFER,
347  * including on nested transitions, if nothing in the full role changes then
348  * MMU re-configuration can be skipped. @valid bit is set on first usage so we
349  * don't treat all-zero structure as valid data.
350  *
351  * The properties that are tracked in the extended role but not the page role
352  * are for things that either (a) do not affect the validity of the shadow page
353  * or (b) are indirectly reflected in the shadow page's role.  For example,
354  * CR4.PKE only affects permission checks for software walks of the guest page
355  * tables (because KVM doesn't support Protection Keys with shadow paging), and
356  * CR0.PG, CR4.PAE, and CR4.PSE are indirectly reflected in role.level.
357  *
358  * Note, SMEP and SMAP are not redundant with sm*p_andnot_wp in the page role.
359  * If CR0.WP=1, KVM can reuse shadow pages for the guest regardless of SMEP and
360  * SMAP, but the MMU's permission checks for software walks need to be SMEP and
361  * SMAP aware regardless of CR0.WP.
362  */
363 union kvm_mmu_extended_role {
364         u32 word;
365         struct {
366                 unsigned int valid:1;
367                 unsigned int execonly:1;
368                 unsigned int cr0_pg:1;
369                 unsigned int cr4_pae:1;
370                 unsigned int cr4_pse:1;
371                 unsigned int cr4_pke:1;
372                 unsigned int cr4_smap:1;
373                 unsigned int cr4_smep:1;
374                 unsigned int cr4_la57:1;
375                 unsigned int efer_lma:1;
376         };
377 };
378
379 union kvm_mmu_role {
380         u64 as_u64;
381         struct {
382                 union kvm_mmu_page_role base;
383                 union kvm_mmu_extended_role ext;
384         };
385 };
386
387 struct kvm_rmap_head {
388         unsigned long val;
389 };
390
391 struct kvm_pio_request {
392         unsigned long linear_rip;
393         unsigned long count;
394         int in;
395         int port;
396         int size;
397 };
398
399 #define PT64_ROOT_MAX_LEVEL 5
400
401 struct rsvd_bits_validate {
402         u64 rsvd_bits_mask[2][PT64_ROOT_MAX_LEVEL];
403         u64 bad_mt_xwr;
404 };
405
406 struct kvm_mmu_root_info {
407         gpa_t pgd;
408         hpa_t hpa;
409 };
410
411 #define KVM_MMU_ROOT_INFO_INVALID \
412         ((struct kvm_mmu_root_info) { .pgd = INVALID_PAGE, .hpa = INVALID_PAGE })
413
414 #define KVM_MMU_NUM_PREV_ROOTS 3
415
416 #define KVM_HAVE_MMU_RWLOCK
417
418 struct kvm_mmu_page;
419 struct kvm_page_fault;
420
421 /*
422  * x86 supports 4 paging modes (5-level 64-bit, 4-level 64-bit, 3-level 32-bit,
423  * and 2-level 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the
424  * current mmu mode.
425  */
426 struct kvm_mmu {
427         unsigned long (*get_guest_pgd)(struct kvm_vcpu *vcpu);
428         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
429         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_page_fault *fault);
430         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
431                                   struct x86_exception *fault);
432         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
433                             gpa_t gva_or_gpa, u32 access,
434                             struct x86_exception *exception);
435         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
436                          struct kvm_mmu_page *sp);
437         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, hpa_t root_hpa);
438         struct kvm_mmu_root_info root;
439         union kvm_mmu_role mmu_role;
440         u8 root_level;
441         u8 shadow_root_level;
442         u8 ept_ad;
443         bool direct_map;
444         struct kvm_mmu_root_info prev_roots[KVM_MMU_NUM_PREV_ROOTS];
445
446         /*
447          * Bitmap; bit set = permission fault
448          * Byte index: page fault error code [4:1]
449          * Bit index: pte permissions in ACC_* format
450          */
451         u8 permissions[16];
452
453         /*
454         * The pkru_mask indicates if protection key checks are needed.  It
455         * consists of 16 domains indexed by page fault error code bits [4:1],
456         * with PFEC.RSVD replaced by ACC_USER_MASK from the page tables.
457         * Each domain has 2 bits which are ANDed with AD and WD from PKRU.
458         */
459         u32 pkru_mask;
460
461         u64 *pae_root;
462         u64 *pml4_root;
463         u64 *pml5_root;
464
465         /*
466          * check zero bits on shadow page table entries, these
467          * bits include not only hardware reserved bits but also
468          * the bits spte never used.
469          */
470         struct rsvd_bits_validate shadow_zero_check;
471
472         struct rsvd_bits_validate guest_rsvd_check;
473
474         u64 pdptrs[4]; /* pae */
475 };
476
477 struct kvm_tlb_range {
478         u64 start_gfn;
479         u64 pages;
480 };
481
482 enum pmc_type {
483         KVM_PMC_GP = 0,
484         KVM_PMC_FIXED,
485 };
486
487 struct kvm_pmc {
488         enum pmc_type type;
489         u8 idx;
490         u64 counter;
491         u64 eventsel;
492         struct perf_event *perf_event;
493         struct kvm_vcpu *vcpu;
494         /*
495          * eventsel value for general purpose counters,
496          * ctrl value for fixed counters.
497          */
498         u64 current_config;
499         bool is_paused;
500         bool intr;
501 };
502
503 #define KVM_PMC_MAX_FIXED       3
504 struct kvm_pmu {
505         unsigned nr_arch_gp_counters;
506         unsigned nr_arch_fixed_counters;
507         unsigned available_event_types;
508         u64 fixed_ctr_ctrl;
509         u64 global_ctrl;
510         u64 global_status;
511         u64 counter_bitmask[2];
512         u64 global_ctrl_mask;
513         u64 global_ovf_ctrl_mask;
514         u64 reserved_bits;
515         u8 version;
516         struct kvm_pmc gp_counters[INTEL_PMC_MAX_GENERIC];
517         struct kvm_pmc fixed_counters[KVM_PMC_MAX_FIXED];
518         struct irq_work irq_work;
519         DECLARE_BITMAP(reprogram_pmi, X86_PMC_IDX_MAX);
520         DECLARE_BITMAP(all_valid_pmc_idx, X86_PMC_IDX_MAX);
521         DECLARE_BITMAP(pmc_in_use, X86_PMC_IDX_MAX);
522
523         /*
524          * The gate to release perf_events not marked in
525          * pmc_in_use only once in a vcpu time slice.
526          */
527         bool need_cleanup;
528
529         /*
530          * The total number of programmed perf_events and it helps to avoid
531          * redundant check before cleanup if guest don't use vPMU at all.
532          */
533         u8 event_count;
534 };
535
536 struct kvm_pmu_ops;
537
538 enum {
539         KVM_DEBUGREG_BP_ENABLED = 1,
540         KVM_DEBUGREG_WONT_EXIT = 2,
541 };
542
543 struct kvm_mtrr_range {
544         u64 base;
545         u64 mask;
546         struct list_head node;
547 };
548
549 struct kvm_mtrr {
550         struct kvm_mtrr_range var_ranges[KVM_NR_VAR_MTRR];
551         mtrr_type fixed_ranges[KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION];
552         u64 deftype;
553
554         struct list_head head;
555 };
556
557 /* Hyper-V SynIC timer */
558 struct kvm_vcpu_hv_stimer {
559         struct hrtimer timer;
560         int index;
561         union hv_stimer_config config;
562         u64 count;
563         u64 exp_time;
564         struct hv_message msg;
565         bool msg_pending;
566 };
567
568 /* Hyper-V synthetic interrupt controller (SynIC)*/
569 struct kvm_vcpu_hv_synic {
570         u64 version;
571         u64 control;
572         u64 msg_page;
573         u64 evt_page;
574         atomic64_t sint[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
575         atomic_t sint_to_gsi[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
576         DECLARE_BITMAP(auto_eoi_bitmap, 256);
577         DECLARE_BITMAP(vec_bitmap, 256);
578         bool active;
579         bool dont_zero_synic_pages;
580 };
581
582 /* Hyper-V per vcpu emulation context */
583 struct kvm_vcpu_hv {
584         struct kvm_vcpu *vcpu;
585         u32 vp_index;
586         u64 hv_vapic;
587         s64 runtime_offset;
588         struct kvm_vcpu_hv_synic synic;
589         struct kvm_hyperv_exit exit;
590         struct kvm_vcpu_hv_stimer stimer[HV_SYNIC_STIMER_COUNT];
591         DECLARE_BITMAP(stimer_pending_bitmap, HV_SYNIC_STIMER_COUNT);
592         bool enforce_cpuid;
593         struct {
594                 u32 features_eax; /* HYPERV_CPUID_FEATURES.EAX */
595                 u32 features_ebx; /* HYPERV_CPUID_FEATURES.EBX */
596                 u32 features_edx; /* HYPERV_CPUID_FEATURES.EDX */
597                 u32 enlightenments_eax; /* HYPERV_CPUID_ENLIGHTMENT_INFO.EAX */
598                 u32 enlightenments_ebx; /* HYPERV_CPUID_ENLIGHTMENT_INFO.EBX */
599                 u32 syndbg_cap_eax; /* HYPERV_CPUID_SYNDBG_PLATFORM_CAPABILITIES.EAX */
600         } cpuid_cache;
601 };
602
603 /* Xen HVM per vcpu emulation context */
604 struct kvm_vcpu_xen {
605         u64 hypercall_rip;
606         u32 current_runstate;
607         bool vcpu_info_set;
608         bool vcpu_time_info_set;
609         bool runstate_set;
610         struct gfn_to_hva_cache vcpu_info_cache;
611         struct gfn_to_hva_cache vcpu_time_info_cache;
612         struct gfn_to_hva_cache runstate_cache;
613         u64 last_steal;
614         u64 runstate_entry_time;
615         u64 runstate_times[4];
616         unsigned long evtchn_pending_sel;
617 };
618
619 struct kvm_vcpu_arch {
620         /*
621          * rip and regs accesses must go through
622          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
623          */
624         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
625         u32 regs_avail;
626         u32 regs_dirty;
627
628         unsigned long cr0;
629         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
630         unsigned long cr2;
631         unsigned long cr3;
632         unsigned long cr4;
633         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
634         unsigned long cr4_guest_rsvd_bits;
635         unsigned long cr8;
636         u32 host_pkru;
637         u32 pkru;
638         u32 hflags;
639         u64 efer;
640         u64 apic_base;
641         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
642         bool apicv_active;
643         bool load_eoi_exitmap_pending;
644         DECLARE_BITMAP(ioapic_handled_vectors, 256);
645         unsigned long apic_attention;
646         int32_t apic_arb_prio;
647         int mp_state;
648         u64 ia32_misc_enable_msr;
649         u64 smbase;
650         u64 smi_count;
651         bool tpr_access_reporting;
652         bool xsaves_enabled;
653         bool xfd_no_write_intercept;
654         u64 ia32_xss;
655         u64 microcode_version;
656         u64 arch_capabilities;
657         u64 perf_capabilities;
658
659         /*
660          * Paging state of the vcpu
661          *
662          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
663          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
664          * handle faults.
665          */
666         struct kvm_mmu *mmu;
667
668         /* Non-nested MMU for L1 */
669         struct kvm_mmu root_mmu;
670
671         /* L1 MMU when running nested */
672         struct kvm_mmu guest_mmu;
673
674         /*
675          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
676          *
677          * This context will save all necessary information to walk page tables
678          * of an L2 guest. This context is only initialized for page table
679          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
680          * the host.
681          */
682         struct kvm_mmu nested_mmu;
683
684         /*
685          * Pointer to the mmu context currently used for
686          * gva_to_gpa translations.
687          */
688         struct kvm_mmu *walk_mmu;
689
690         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
691         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_shadow_page_cache;
692         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_gfn_array_cache;
693         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
694
695         /*
696          * QEMU userspace and the guest each have their own FPU state.
697          * In vcpu_run, we switch between the user and guest FPU contexts.
698          * While running a VCPU, the VCPU thread will have the guest FPU
699          * context.
700          *
701          * Note that while the PKRU state lives inside the fpu registers,
702          * it is switched out separately at VMENTER and VMEXIT time. The
703          * "guest_fpstate" state here contains the guest FPU context, with the
704          * host PRKU bits.
705          */
706         struct fpu_guest guest_fpu;
707
708         u64 xcr0;
709
710         struct kvm_pio_request pio;
711         void *pio_data;
712         void *sev_pio_data;
713         unsigned sev_pio_count;
714
715         u8 event_exit_inst_len;
716
717         struct kvm_queued_exception {
718                 bool pending;
719                 bool injected;
720                 bool has_error_code;
721                 u8 nr;
722                 u32 error_code;
723                 unsigned long payload;
724                 bool has_payload;
725                 u8 nested_apf;
726         } exception;
727
728         struct kvm_queued_interrupt {
729                 bool injected;
730                 bool soft;
731                 u8 nr;
732         } interrupt;
733
734         int halt_request; /* real mode on Intel only */
735
736         int cpuid_nent;
737         struct kvm_cpuid_entry2 *cpuid_entries;
738         u32 kvm_cpuid_base;
739
740         u64 reserved_gpa_bits;
741         int maxphyaddr;
742
743         /* emulate context */
744
745         struct x86_emulate_ctxt *emulate_ctxt;
746         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
747         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
748         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
749
750         gpa_t time;
751         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
752         unsigned int hw_tsc_khz;
753         struct gfn_to_hva_cache pv_time;
754         bool pv_time_enabled;
755         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
756         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
757
758         struct {
759                 u8 preempted;
760                 u64 msr_val;
761                 u64 last_steal;
762                 struct gfn_to_hva_cache cache;
763         } st;
764
765         u64 l1_tsc_offset;
766         u64 tsc_offset; /* current tsc offset */
767         u64 last_guest_tsc;
768         u64 last_host_tsc;
769         u64 tsc_offset_adjustment;
770         u64 this_tsc_nsec;
771         u64 this_tsc_write;
772         u64 this_tsc_generation;
773         bool tsc_catchup;
774         bool tsc_always_catchup;
775         s8 virtual_tsc_shift;
776         u32 virtual_tsc_mult;
777         u32 virtual_tsc_khz;
778         s64 ia32_tsc_adjust_msr;
779         u64 msr_ia32_power_ctl;
780         u64 l1_tsc_scaling_ratio;
781         u64 tsc_scaling_ratio; /* current scaling ratio */
782
783         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
784         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
785         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
786         bool smi_pending;    /* SMI queued after currently running handler */
787         u8 handling_intr_from_guest;
788
789         struct kvm_mtrr mtrr_state;
790         u64 pat;
791
792         unsigned switch_db_regs;
793         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
794         unsigned long dr6;
795         unsigned long dr7;
796         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
797         unsigned long guest_debug_dr7;
798         u64 msr_platform_info;
799         u64 msr_misc_features_enables;
800
801         u64 mcg_cap;
802         u64 mcg_status;
803         u64 mcg_ctl;
804         u64 mcg_ext_ctl;
805         u64 *mce_banks;
806
807         /* Cache MMIO info */
808         u64 mmio_gva;
809         unsigned mmio_access;
810         gfn_t mmio_gfn;
811         u64 mmio_gen;
812
813         struct kvm_pmu pmu;
814
815         /* used for guest single stepping over the given code position */
816         unsigned long singlestep_rip;
817
818         bool hyperv_enabled;
819         struct kvm_vcpu_hv *hyperv;
820         struct kvm_vcpu_xen xen;
821
822         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
823
824         unsigned long last_retry_eip;
825         unsigned long last_retry_addr;
826
827         struct {
828                 bool halted;
829                 gfn_t gfns[ASYNC_PF_PER_VCPU];
830                 struct gfn_to_hva_cache data;
831                 u64 msr_en_val; /* MSR_KVM_ASYNC_PF_EN */
832                 u64 msr_int_val; /* MSR_KVM_ASYNC_PF_INT */
833                 u16 vec;
834                 u32 id;
835                 bool send_user_only;
836                 u32 host_apf_flags;
837                 unsigned long nested_apf_token;
838                 bool delivery_as_pf_vmexit;
839                 bool pageready_pending;
840         } apf;
841
842         /* OSVW MSRs (AMD only) */
843         struct {
844                 u64 length;
845                 u64 status;
846         } osvw;
847
848         struct {
849                 u64 msr_val;
850                 struct gfn_to_hva_cache data;
851         } pv_eoi;
852
853         u64 msr_kvm_poll_control;
854
855         /*
856          * Indicates the guest is trying to write a gfn that contains one or
857          * more of the PTEs used to translate the write itself, i.e. the access
858          * is changing its own translation in the guest page tables.  KVM exits
859          * to userspace if emulation of the faulting instruction fails and this
860          * flag is set, as KVM cannot make forward progress.
861          *
862          * If emulation fails for a write to guest page tables, KVM unprotects
863          * (zaps) the shadow page for the target gfn and resumes the guest to
864          * retry the non-emulatable instruction (on hardware).  Unprotecting the
865          * gfn doesn't allow forward progress for a self-changing access because
866          * doing so also zaps the translation for the gfn, i.e. retrying the
867          * instruction will hit a !PRESENT fault, which results in a new shadow
868          * page and sends KVM back to square one.
869          */
870         bool write_fault_to_shadow_pgtable;
871
872         /* set at EPT violation at this point */
873         unsigned long exit_qualification;
874
875         /* pv related host specific info */
876         struct {
877                 bool pv_unhalted;
878         } pv;
879
880         int pending_ioapic_eoi;
881         int pending_external_vector;
882
883         /* be preempted when it's in kernel-mode(cpl=0) */
884         bool preempted_in_kernel;
885
886         /* Flush the L1 Data cache for L1TF mitigation on VMENTER */
887         bool l1tf_flush_l1d;
888
889         /* Host CPU on which VM-entry was most recently attempted */
890         int last_vmentry_cpu;
891
892         /* AMD MSRC001_0015 Hardware Configuration */
893         u64 msr_hwcr;
894
895         /* pv related cpuid info */
896         struct {
897                 /*
898                  * value of the eax register in the KVM_CPUID_FEATURES CPUID
899                  * leaf.
900                  */
901                 u32 features;
902
903                 /*
904                  * indicates whether pv emulation should be disabled if features
905                  * are not present in the guest's cpuid
906                  */
907                 bool enforce;
908         } pv_cpuid;
909
910         /* Protected Guests */
911         bool guest_state_protected;
912
913         /*
914          * Set when PDPTS were loaded directly by the userspace without
915          * reading the guest memory
916          */
917         bool pdptrs_from_userspace;
918
919 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
920         hpa_t hv_root_tdp;
921 #endif
922 };
923
924 struct kvm_lpage_info {
925         int disallow_lpage;
926 };
927
928 struct kvm_arch_memory_slot {
929         struct kvm_rmap_head *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
930         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
931         unsigned short *gfn_track[KVM_PAGE_TRACK_MAX];
932 };
933
934 /*
935  * We use as the mode the number of bits allocated in the LDR for the
936  * logical processor ID.  It happens that these are all powers of two.
937  * This makes it is very easy to detect cases where the APICs are
938  * configured for multiple modes; in that case, we cannot use the map and
939  * hence cannot use kvm_irq_delivery_to_apic_fast either.
940  */
941 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_CLUSTER          4
942 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_FLAT             8
943 #define KVM_APIC_MODE_X2APIC                16
944
945 struct kvm_apic_map {
946         struct rcu_head rcu;
947         u8 mode;
948         u32 max_apic_id;
949         union {
950                 struct kvm_lapic *xapic_flat_map[8];
951                 struct kvm_lapic *xapic_cluster_map[16][4];
952         };
953         struct kvm_lapic *phys_map[];
954 };
955
956 /* Hyper-V synthetic debugger (SynDbg)*/
957 struct kvm_hv_syndbg {
958         struct {
959                 u64 control;
960                 u64 status;
961                 u64 send_page;
962                 u64 recv_page;
963                 u64 pending_page;
964         } control;
965         u64 options;
966 };
967
968 /* Current state of Hyper-V TSC page clocksource */
969 enum hv_tsc_page_status {
970         /* TSC page was not set up or disabled */
971         HV_TSC_PAGE_UNSET = 0,
972         /* TSC page MSR was written by the guest, update pending */
973         HV_TSC_PAGE_GUEST_CHANGED,
974         /* TSC page MSR was written by KVM userspace, update pending */
975         HV_TSC_PAGE_HOST_CHANGED,
976         /* TSC page was properly set up and is currently active  */
977         HV_TSC_PAGE_SET,
978         /* TSC page is currently being updated and therefore is inactive */
979         HV_TSC_PAGE_UPDATING,
980         /* TSC page was set up with an inaccessible GPA */
981         HV_TSC_PAGE_BROKEN,
982 };
983
984 /* Hyper-V emulation context */
985 struct kvm_hv {
986         struct mutex hv_lock;
987         u64 hv_guest_os_id;
988         u64 hv_hypercall;
989         u64 hv_tsc_page;
990         enum hv_tsc_page_status hv_tsc_page_status;
991
992         /* Hyper-v based guest crash (NT kernel bugcheck) parameters */
993         u64 hv_crash_param[HV_X64_MSR_CRASH_PARAMS];
994         u64 hv_crash_ctl;
995
996         struct ms_hyperv_tsc_page tsc_ref;
997
998         struct idr conn_to_evt;
999
1000         u64 hv_reenlightenment_control;
1001         u64 hv_tsc_emulation_control;
1002         u64 hv_tsc_emulation_status;
1003
1004         /* How many vCPUs have VP index != vCPU index */
1005         atomic_t num_mismatched_vp_indexes;
1006
1007         /*
1008          * How many SynICs use 'AutoEOI' feature
1009          * (protected by arch.apicv_update_lock)
1010          */
1011         unsigned int synic_auto_eoi_used;
1012
1013         struct hv_partition_assist_pg *hv_pa_pg;
1014         struct kvm_hv_syndbg hv_syndbg;
1015 };
1016
1017 struct msr_bitmap_range {
1018         u32 flags;
1019         u32 nmsrs;
1020         u32 base;
1021         unsigned long *bitmap;
1022 };
1023
1024 /* Xen emulation context */
1025 struct kvm_xen {
1026         bool long_mode;
1027         u8 upcall_vector;
1028         struct gfn_to_pfn_cache shinfo_cache;
1029 };
1030
1031 enum kvm_irqchip_mode {
1032         KVM_IRQCHIP_NONE,
1033         KVM_IRQCHIP_KERNEL,       /* created with KVM_CREATE_IRQCHIP */
1034         KVM_IRQCHIP_SPLIT,        /* created with KVM_CAP_SPLIT_IRQCHIP */
1035 };
1036
1037 struct kvm_x86_msr_filter {
1038         u8 count;
1039         bool default_allow:1;
1040         struct msr_bitmap_range ranges[16];
1041 };
1042
1043 #define APICV_INHIBIT_REASON_DISABLE    0
1044 #define APICV_INHIBIT_REASON_HYPERV     1
1045 #define APICV_INHIBIT_REASON_NESTED     2
1046 #define APICV_INHIBIT_REASON_IRQWIN     3
1047 #define APICV_INHIBIT_REASON_PIT_REINJ  4
1048 #define APICV_INHIBIT_REASON_X2APIC     5
1049 #define APICV_INHIBIT_REASON_BLOCKIRQ   6
1050 #define APICV_INHIBIT_REASON_ABSENT     7
1051
1052 struct kvm_arch {
1053         unsigned long n_used_mmu_pages;
1054         unsigned long n_requested_mmu_pages;
1055         unsigned long n_max_mmu_pages;
1056         unsigned int indirect_shadow_pages;
1057         u8 mmu_valid_gen;
1058         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
1059         struct list_head active_mmu_pages;
1060         struct list_head zapped_obsolete_pages;
1061         struct list_head lpage_disallowed_mmu_pages;
1062         struct kvm_page_track_notifier_node mmu_sp_tracker;
1063         struct kvm_page_track_notifier_head track_notifier_head;
1064         /*
1065          * Protects marking pages unsync during page faults, as TDP MMU page
1066          * faults only take mmu_lock for read.  For simplicity, the unsync
1067          * pages lock is always taken when marking pages unsync regardless of
1068          * whether mmu_lock is held for read or write.
1069          */
1070         spinlock_t mmu_unsync_pages_lock;
1071
1072         struct list_head assigned_dev_head;
1073         struct iommu_domain *iommu_domain;
1074         bool iommu_noncoherent;
1075 #define __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
1076         atomic_t noncoherent_dma_count;
1077 #define __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
1078         atomic_t assigned_device_count;
1079         struct kvm_pic *vpic;
1080         struct kvm_ioapic *vioapic;
1081         struct kvm_pit *vpit;
1082         atomic_t vapics_in_nmi_mode;
1083         struct mutex apic_map_lock;
1084         struct kvm_apic_map __rcu *apic_map;
1085         atomic_t apic_map_dirty;
1086
1087         /* Protects apic_access_memslot_enabled and apicv_inhibit_reasons */
1088         struct rw_semaphore apicv_update_lock;
1089
1090         bool apic_access_memslot_enabled;
1091         unsigned long apicv_inhibit_reasons;
1092
1093         gpa_t wall_clock;
1094
1095         bool mwait_in_guest;
1096         bool hlt_in_guest;
1097         bool pause_in_guest;
1098         bool cstate_in_guest;
1099
1100         unsigned long irq_sources_bitmap;
1101         s64 kvmclock_offset;
1102
1103         /*
1104          * This also protects nr_vcpus_matched_tsc which is read from a
1105          * preemption-disabled region, so it must be a raw spinlock.
1106          */
1107         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
1108         u64 last_tsc_nsec;
1109         u64 last_tsc_write;
1110         u32 last_tsc_khz;
1111         u64 last_tsc_offset;
1112         u64 cur_tsc_nsec;
1113         u64 cur_tsc_write;
1114         u64 cur_tsc_offset;
1115         u64 cur_tsc_generation;
1116         int nr_vcpus_matched_tsc;
1117
1118         seqcount_raw_spinlock_t pvclock_sc;
1119         bool use_master_clock;
1120         u64 master_kernel_ns;
1121         u64 master_cycle_now;
1122         struct delayed_work kvmclock_update_work;
1123         struct delayed_work kvmclock_sync_work;
1124
1125         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
1126
1127         /* reads protected by irq_srcu, writes by irq_lock */
1128         struct hlist_head mask_notifier_list;
1129
1130         struct kvm_hv hyperv;
1131         struct kvm_xen xen;
1132
1133         bool backwards_tsc_observed;
1134         bool boot_vcpu_runs_old_kvmclock;
1135         u32 bsp_vcpu_id;
1136
1137         u64 disabled_quirks;
1138         int cpu_dirty_logging_count;
1139
1140         enum kvm_irqchip_mode irqchip_mode;
1141         u8 nr_reserved_ioapic_pins;
1142
1143         bool disabled_lapic_found;
1144
1145         bool x2apic_format;
1146         bool x2apic_broadcast_quirk_disabled;
1147
1148         bool guest_can_read_msr_platform_info;
1149         bool exception_payload_enabled;
1150
1151         bool bus_lock_detection_enabled;
1152         bool enable_pmu;
1153         /*
1154          * If exit_on_emulation_error is set, and the in-kernel instruction
1155          * emulator fails to emulate an instruction, allow userspace
1156          * the opportunity to look at it.
1157          */
1158         bool exit_on_emulation_error;
1159
1160         /* Deflect RDMSR and WRMSR to user space when they trigger a #GP */
1161         u32 user_space_msr_mask;
1162         struct kvm_x86_msr_filter __rcu *msr_filter;
1163
1164         u32 hypercall_exit_enabled;
1165
1166         /* Guest can access the SGX PROVISIONKEY. */
1167         bool sgx_provisioning_allowed;
1168
1169         struct kvm_pmu_event_filter __rcu *pmu_event_filter;
1170         struct task_struct *nx_lpage_recovery_thread;
1171
1172 #ifdef CONFIG_X86_64
1173         /*
1174          * Whether the TDP MMU is enabled for this VM. This contains a
1175          * snapshot of the TDP MMU module parameter from when the VM was
1176          * created and remains unchanged for the life of the VM. If this is
1177          * true, TDP MMU handler functions will run for various MMU
1178          * operations.
1179          */
1180         bool tdp_mmu_enabled;
1181
1182         /*
1183          * List of struct kvm_mmu_pages being used as roots.
1184          * All struct kvm_mmu_pages in the list should have
1185          * tdp_mmu_page set.
1186          *
1187          * For reads, this list is protected by:
1188          *      the MMU lock in read mode + RCU or
1189          *      the MMU lock in write mode
1190          *
1191          * For writes, this list is protected by:
1192          *      the MMU lock in read mode + the tdp_mmu_pages_lock or
1193          *      the MMU lock in write mode
1194          *
1195          * Roots will remain in the list until their tdp_mmu_root_count
1196          * drops to zero, at which point the thread that decremented the
1197          * count to zero should removed the root from the list and clean
1198          * it up, freeing the root after an RCU grace period.
1199          */
1200         struct list_head tdp_mmu_roots;
1201
1202         /*
1203          * List of struct kvmp_mmu_pages not being used as roots.
1204          * All struct kvm_mmu_pages in the list should have
1205          * tdp_mmu_page set and a tdp_mmu_root_count of 0.
1206          */
1207         struct list_head tdp_mmu_pages;
1208
1209         /*
1210          * Protects accesses to the following fields when the MMU lock
1211          * is held in read mode:
1212          *  - tdp_mmu_roots (above)
1213          *  - tdp_mmu_pages (above)
1214          *  - the link field of struct kvm_mmu_pages used by the TDP MMU
1215          *  - lpage_disallowed_mmu_pages
1216          *  - the lpage_disallowed_link field of struct kvm_mmu_pages used
1217          *    by the TDP MMU
1218          * It is acceptable, but not necessary, to acquire this lock when
1219          * the thread holds the MMU lock in write mode.
1220          */
1221         spinlock_t tdp_mmu_pages_lock;
1222         struct workqueue_struct *tdp_mmu_zap_wq;
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 (*has_emulated_msr)(struct kvm *kvm, u32 index);
1322         void (*vcpu_after_set_cpuid)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1323
1324         unsigned int vm_size;
1325         int (*vm_init)(struct kvm *kvm);
1326         void (*vm_destroy)(struct kvm *kvm);
1327
1328         /* Create, but do not attach this VCPU */
1329         int (*vcpu_create)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1330         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1331         void (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1332
1333         void (*prepare_switch_to_guest)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1334         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
1335         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1336
1337         void (*update_exception_bitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1338         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1339         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1340         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
1341         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1342                             struct kvm_segment *var, int seg);
1343         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1344         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1345                             struct kvm_segment *var, int seg);
1346         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1347         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1348         void (*post_set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1349         bool (*is_valid_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1350         void (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1351         int (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1352         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1353         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1354         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1355         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1356         void (*sync_dirty_debug_regs)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1357         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
1358         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
1359         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1360         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1361         bool (*get_if_flag)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1362
1363         void (*flush_tlb_all)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1364         void (*flush_tlb_current)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1365         int  (*tlb_remote_flush)(struct kvm *kvm);
1366         int  (*tlb_remote_flush_with_range)(struct kvm *kvm,
1367                         struct kvm_tlb_range *range);
1368
1369         /*
1370          * Flush any TLB entries associated with the given GVA.
1371          * Does not need to flush GPA->HPA mappings.
1372          * Can potentially get non-canonical addresses through INVLPGs, which
1373          * the implementation may choose to ignore if appropriate.
1374          */
1375         void (*flush_tlb_gva)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t addr);
1376
1377         /*
1378          * Flush any TLB entries created by the guest.  Like tlb_flush_gva(),
1379          * does not need to flush GPA->HPA mappings.
1380          */
1381         void (*flush_tlb_guest)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1382
1383         int (*vcpu_pre_run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1384         enum exit_fastpath_completion (*vcpu_run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1385         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1386                 enum exit_fastpath_completion exit_fastpath);
1387         int (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1388         void (*update_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1389         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
1390         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1391         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1392                                 unsigned char *hypercall_addr);
1393         void (*inject_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1394         void (*inject_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1395         void (*queue_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1396         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1397         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool for_injection);
1398         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool for_injection);
1399         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1400         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
1401         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1402         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1403         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
1404         bool (*check_apicv_inhibit_reasons)(ulong bit);
1405         void (*refresh_apicv_exec_ctrl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1406         void (*hwapic_irr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
1407         void (*hwapic_isr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int isr);
1408         bool (*guest_apic_has_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1409         void (*load_eoi_exitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
1410         void (*set_virtual_apic_mode)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1411         void (*set_apic_access_page_addr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1412         void (*deliver_interrupt)(struct kvm_lapic *apic, int delivery_mode,
1413                                   int trig_mode, int vector);
1414         int (*sync_pir_to_irr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1415         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
1416         int (*set_identity_map_addr)(struct kvm *kvm, u64 ident_addr);
1417         u64 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
1418
1419         void (*load_mmu_pgd)(struct kvm_vcpu *vcpu, hpa_t root_hpa,
1420                              int root_level);
1421
1422         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
1423
1424         u64 (*get_l2_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1425         u64 (*get_l2_tsc_multiplier)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1426         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
1427         void (*write_tsc_multiplier)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 multiplier);
1428
1429         /*
1430          * Retrieve somewhat arbitrary exit information.  Intended to
1431          * be used only from within tracepoints or error paths.
1432          */
1433         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 *reason,
1434                               u64 *info1, u64 *info2,
1435                               u32 *exit_int_info, u32 *exit_int_info_err_code);
1436
1437         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1438                                struct x86_instruction_info *info,
1439                                enum x86_intercept_stage stage,
1440                                struct x86_exception *exception);
1441         void (*handle_exit_irqoff)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1442
1443         void (*request_immediate_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1444
1445         void (*sched_in)(struct kvm_vcpu *kvm, int cpu);
1446
1447         /*
1448          * Size of the CPU's dirty log buffer, i.e. VMX's PML buffer.  A zero
1449          * value indicates CPU dirty logging is unsupported or disabled.
1450          */
1451         int cpu_dirty_log_size;
1452         void (*update_cpu_dirty_logging)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1453
1454         /* pmu operations of sub-arch */
1455         const struct kvm_pmu_ops *pmu_ops;
1456         const struct kvm_x86_nested_ops *nested_ops;
1457
1458         void (*vcpu_blocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1459         void (*vcpu_unblocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1460
1461         int (*pi_update_irte)(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1462                               uint32_t guest_irq, bool set);
1463         void (*pi_start_assignment)(struct kvm *kvm);
1464         void (*apicv_post_state_restore)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1465         bool (*dy_apicv_has_pending_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1466
1467         int (*set_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_deadline_tsc,
1468                             bool *expired);
1469         void (*cancel_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1470
1471         void (*setup_mce)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1472
1473         int (*smi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool for_injection);
1474         int (*enter_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, char *smstate);
1475         int (*leave_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, const char *smstate);
1476         void (*enable_smi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1477
1478         int (*mem_enc_ioctl)(struct kvm *kvm, void __user *argp);
1479         int (*mem_enc_register_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1480         int (*mem_enc_unregister_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1481         int (*vm_copy_enc_context_from)(struct kvm *kvm, unsigned int source_fd);
1482         int (*vm_move_enc_context_from)(struct kvm *kvm, unsigned int source_fd);
1483
1484         int (*get_msr_feature)(struct kvm_msr_entry *entry);
1485
1486         bool (*can_emulate_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu, int emul_type,
1487                                         void *insn, int insn_len);
1488
1489         bool (*apic_init_signal_blocked)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1490         int (*enable_direct_tlbflush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1491
1492         void (*migrate_timers)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1493         void (*msr_filter_changed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1494         int (*complete_emulated_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1495
1496         void (*vcpu_deliver_sipi_vector)(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1497 };
1498
1499 struct kvm_x86_nested_ops {
1500         void (*leave_nested)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1501         int (*check_events)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1502         bool (*hv_timer_pending)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1503         void (*triple_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1504         int (*get_state)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1505                          struct kvm_nested_state __user *user_kvm_nested_state,
1506                          unsigned user_data_size);
1507         int (*set_state)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1508                          struct kvm_nested_state __user *user_kvm_nested_state,
1509                          struct kvm_nested_state *kvm_state);
1510         bool (*get_nested_state_pages)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1511         int (*write_log_dirty)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t l2_gpa);
1512
1513         int (*enable_evmcs)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1514                             uint16_t *vmcs_version);
1515         uint16_t (*get_evmcs_version)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1516 };
1517
1518 struct kvm_x86_init_ops {
1519         int (*cpu_has_kvm_support)(void);
1520         int (*disabled_by_bios)(void);
1521         int (*check_processor_compatibility)(void);
1522         int (*hardware_setup)(void);
1523         unsigned int (*handle_intel_pt_intr)(void);
1524
1525         struct kvm_x86_ops *runtime_ops;
1526 };
1527
1528 struct kvm_arch_async_pf {
1529         u32 token;
1530         gfn_t gfn;
1531         unsigned long cr3;
1532         bool direct_map;
1533 };
1534
1535 extern u32 __read_mostly kvm_nr_uret_msrs;
1536 extern u64 __read_mostly host_efer;
1537 extern bool __read_mostly allow_smaller_maxphyaddr;
1538 extern bool __read_mostly enable_apicv;
1539 extern struct kvm_x86_ops kvm_x86_ops;
1540
1541 #define KVM_X86_OP(func) \
1542         DECLARE_STATIC_CALL(kvm_x86_##func, *(((struct kvm_x86_ops *)0)->func));
1543 #define KVM_X86_OP_OPTIONAL KVM_X86_OP
1544 #define KVM_X86_OP_OPTIONAL_RET0 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(func) \
1552         WARN_ON(!kvm_x86_ops.func); __KVM_X86_OP(func)
1553 #define KVM_X86_OP_OPTIONAL __KVM_X86_OP
1554 #define KVM_X86_OP_OPTIONAL_RET0(func) \
1555         static_call_update(kvm_x86_##func, (void *)kvm_x86_ops.func ? : \
1556                                            (void *)__static_call_return0);
1557 #include <asm/kvm-x86-ops.h>
1558 #undef __KVM_X86_OP
1559 }
1560
1561 #define __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
1562 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
1563 {
1564         return __vmalloc(kvm_x86_ops.vm_size, GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO);
1565 }
1566
1567 #define __KVM_HAVE_ARCH_VM_FREE
1568 void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm);
1569
1570 #define __KVM_HAVE_ARCH_FLUSH_REMOTE_TLB
1571 static inline int kvm_arch_flush_remote_tlb(struct kvm *kvm)
1572 {
1573         if (kvm_x86_ops.tlb_remote_flush &&
1574             !static_call(kvm_x86_tlb_remote_flush)(kvm))
1575                 return 0;
1576         else
1577                 return -ENOTSUPP;
1578 }
1579
1580 #define kvm_arch_pmi_in_guest(vcpu) \
1581         ((vcpu) && (vcpu)->arch.handling_intr_from_guest)
1582
1583 int kvm_mmu_module_init(void);
1584 void kvm_mmu_module_exit(void);
1585
1586 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1587 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
1588 void kvm_mmu_init_vm(struct kvm *kvm);
1589 void kvm_mmu_uninit_vm(struct kvm *kvm);
1590
1591 void kvm_mmu_after_set_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1592 void kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
1593 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1594                                       const struct kvm_memory_slot *memslot,
1595                                       int start_level);
1596 void kvm_mmu_slot_try_split_huge_pages(struct kvm *kvm,
1597                                        const struct kvm_memory_slot *memslot,
1598                                        int target_level);
1599 void kvm_mmu_try_split_huge_pages(struct kvm *kvm,
1600                                   const struct kvm_memory_slot *memslot,
1601                                   u64 start, u64 end,
1602                                   int target_level);
1603 void kvm_mmu_zap_collapsible_sptes(struct kvm *kvm,
1604                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1605 void kvm_mmu_slot_leaf_clear_dirty(struct kvm *kvm,
1606                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1607 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
1608 void kvm_mmu_invalidate_mmio_sptes(struct kvm *kvm, u64 gen);
1609 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned long kvm_nr_mmu_pages);
1610
1611 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1612
1613 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
1614                           const void *val, int bytes);
1615
1616 struct kvm_irq_mask_notifier {
1617         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
1618         int irq;
1619         struct hlist_node link;
1620 };
1621
1622 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1623                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1624 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1625                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1626 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
1627                              bool mask);
1628
1629 extern bool tdp_enabled;
1630
1631 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
1632
1633 /* control of guest tsc rate supported? */
1634 extern bool kvm_has_tsc_control;
1635 /* maximum supported tsc_khz for guests */
1636 extern u32  kvm_max_guest_tsc_khz;
1637 /* number of bits of the fractional part of the TSC scaling ratio */
1638 extern u8   kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits;
1639 /* maximum allowed value of TSC scaling ratio */
1640 extern u64  kvm_max_tsc_scaling_ratio;
1641 /* 1ull << kvm_tsc_scaling_ratio_frac_bits */
1642 extern u64  kvm_default_tsc_scaling_ratio;
1643 /* bus lock detection supported? */
1644 extern bool kvm_has_bus_lock_exit;
1645
1646 extern u64 kvm_mce_cap_supported;
1647
1648 /*
1649  * EMULTYPE_NO_DECODE - Set when re-emulating an instruction (after completing
1650  *                      userspace I/O) to indicate that the emulation context
1651  *                      should be reused as is, i.e. skip initialization of
1652  *                      emulation context, instruction fetch and decode.
1653  *
1654  * EMULTYPE_TRAP_UD - Set when emulating an intercepted #UD from hardware.
1655  *                    Indicates that only select instructions (tagged with
1656  *                    EmulateOnUD) should be emulated (to minimize the emulator
1657  *                    attack surface).  See also EMULTYPE_TRAP_UD_FORCED.
1658  *
1659  * EMULTYPE_SKIP - Set when emulating solely to skip an instruction, i.e. to
1660  *                 decode the instruction length.  For use *only* by
1661  *                 kvm_x86_ops.skip_emulated_instruction() implementations if
1662  *                 EMULTYPE_COMPLETE_USER_EXIT is not set.
1663  *
1664  * EMULTYPE_ALLOW_RETRY_PF - Set when the emulator should resume the guest to
1665  *                           retry native execution under certain conditions,
1666  *                           Can only be set in conjunction with EMULTYPE_PF.
1667  *
1668  * EMULTYPE_TRAP_UD_FORCED - Set when emulating an intercepted #UD that was
1669  *                           triggered by KVM's magic "force emulation" prefix,
1670  *                           which is opt in via module param (off by default).
1671  *                           Bypasses EmulateOnUD restriction despite emulating
1672  *                           due to an intercepted #UD (see EMULTYPE_TRAP_UD).
1673  *                           Used to test the full emulator from userspace.
1674  *
1675  * EMULTYPE_VMWARE_GP - Set when emulating an intercepted #GP for VMware
1676  *                      backdoor emulation, which is opt in via module param.
1677  *                      VMware backdoor emulation handles select instructions
1678  *                      and reinjects the #GP for all other cases.
1679  *
1680  * EMULTYPE_PF - Set when emulating MMIO by way of an intercepted #PF, in which
1681  *               case the CR2/GPA value pass on the stack is valid.
1682  *
1683  * EMULTYPE_COMPLETE_USER_EXIT - Set when the emulator should update interruptibility
1684  *                               state and inject single-step #DBs after skipping
1685  *                               an instruction (after completing userspace I/O).
1686  */
1687 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
1688 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
1689 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
1690 #define EMULTYPE_ALLOW_RETRY_PF     (1 << 3)
1691 #define EMULTYPE_TRAP_UD_FORCED     (1 << 4)
1692 #define EMULTYPE_VMWARE_GP          (1 << 5)
1693 #define EMULTYPE_PF                 (1 << 6)
1694 #define EMULTYPE_COMPLETE_USER_EXIT (1 << 7)
1695
1696 int kvm_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, int emulation_type);
1697 int kvm_emulate_instruction_from_buffer(struct kvm_vcpu *vcpu,
1698                                         void *insn, int insn_len);
1699 void __kvm_prepare_emulation_failure_exit(struct kvm_vcpu *vcpu,
1700                                           u64 *data, u8 ndata);
1701 void kvm_prepare_emulation_failure_exit(struct kvm_vcpu *vcpu);
1702
1703 void kvm_enable_efer_bits(u64);
1704 bool kvm_valid_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1705 int __kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 *data, bool host_initiated);
1706 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 *data);
1707 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 data);
1708 int kvm_emulate_rdmsr(struct kvm_vcpu *vcpu);
1709 int kvm_emulate_wrmsr(struct kvm_vcpu *vcpu);
1710 int kvm_emulate_as_nop(struct kvm_vcpu *vcpu);
1711 int kvm_emulate_invd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1712 int kvm_emulate_mwait(struct kvm_vcpu *vcpu);
1713 int kvm_handle_invalid_op(struct kvm_vcpu *vcpu);
1714 int kvm_emulate_monitor(struct kvm_vcpu *vcpu);
1715
1716 int kvm_fast_pio(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port, int in);
1717 int kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1718 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1719 int kvm_emulate_halt_noskip(struct kvm_vcpu *vcpu);
1720 int kvm_emulate_ap_reset_hold(struct kvm_vcpu *vcpu);
1721 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1722
1723 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
1724 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
1725 void kvm_vcpu_deliver_sipi_vector(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1726
1727 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
1728                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
1729
1730 void kvm_post_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long old_cr0, unsigned long cr0);
1731 void kvm_post_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long old_cr4, unsigned long cr4);
1732 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1733 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1734 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1735 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
1736 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
1737 void kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
1738 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
1739 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
1740 int kvm_emulate_xsetbv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1741
1742 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1743 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1744
1745 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
1746 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1747 int kvm_emulate_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
1748
1749 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1750 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1751 void kvm_queue_exception_p(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, unsigned long payload);
1752 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1753 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1754 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
1755 bool kvm_inject_emulated_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu,
1756                                     struct x86_exception *fault);
1757 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
1758 bool kvm_require_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr);
1759
1760 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
1761                                        int irq_source_id, int level)
1762 {
1763         /* Logical OR for level trig interrupt */
1764         if (level)
1765                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
1766         else
1767                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
1768
1769         return !!(*irq_state);
1770 }
1771
1772 #define KVM_MMU_ROOT_CURRENT            BIT(0)
1773 #define KVM_MMU_ROOT_PREVIOUS(i)        BIT(1+i)
1774 #define KVM_MMU_ROOTS_ALL               (~0UL)
1775
1776 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
1777 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
1778
1779 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1780
1781 void kvm_update_dr7(struct kvm_vcpu *vcpu);
1782
1783 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
1784 void kvm_mmu_free_roots(struct kvm *kvm, struct kvm_mmu *mmu,
1785                         ulong roots_to_free);
1786 void kvm_mmu_free_guest_mode_roots(struct kvm *kvm, struct kvm_mmu *mmu);
1787 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1788                               struct x86_exception *exception);
1789 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1790                                struct x86_exception *exception);
1791 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1792                                struct x86_exception *exception);
1793 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1794                                 struct x86_exception *exception);
1795
1796 bool kvm_apicv_activated(struct kvm *kvm);
1797 void kvm_vcpu_update_apicv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1798 void kvm_request_apicv_update(struct kvm *kvm, bool activate,
1799                               unsigned long bit);
1800
1801 void __kvm_request_apicv_update(struct kvm *kvm, bool activate,
1802                                 unsigned long bit);
1803
1804 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
1805
1806 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t cr2_or_gpa, u64 error_code,
1807                        void *insn, int insn_len);
1808 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1809 void kvm_mmu_invalidate_gva(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1810                             gva_t gva, hpa_t root_hpa);
1811 void kvm_mmu_invpcid_gva(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, unsigned long pcid);
1812 void kvm_mmu_new_pgd(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t new_pgd);
1813
1814 void kvm_configure_mmu(bool enable_tdp, int tdp_forced_root_level,
1815                        int tdp_max_root_level, int tdp_huge_page_level);
1816
1817 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
1818 {
1819         u16 ldt;
1820         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
1821         return ldt;
1822 }
1823
1824 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
1825 {
1826         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
1827 }
1828
1829 #ifdef CONFIG_X86_64
1830 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
1831 {
1832         u64 value;
1833
1834         rdmsrl(msr, value);
1835         return value;
1836 }
1837 #endif
1838
1839 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
1840 {
1841         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
1842 }
1843
1844 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
1845 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
1846 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
1847 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
1848 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
1849         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
1850
1851 enum {
1852         TASK_SWITCH_CALL = 0,
1853         TASK_SWITCH_IRET = 1,
1854         TASK_SWITCH_JMP = 2,
1855         TASK_SWITCH_GATE = 3,
1856 };
1857
1858 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
1859 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
1860 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
1861 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
1862 #define HF_SMM_MASK             (1 << 6)
1863 #define HF_SMM_INSIDE_NMI_MASK  (1 << 7)
1864
1865 #define __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
1866 #define KVM_ADDRESS_SPACE_NUM 2
1867
1868 #define kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu) ((vcpu)->arch.hflags & HF_SMM_MASK ? 1 : 0)
1869 #define kvm_memslots_for_spte_role(kvm, role) __kvm_memslots(kvm, (role).smm)
1870
1871 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
1872
1873 int kvm_cpu_has_injectable_intr(struct kvm_vcpu *v);
1874 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1875 int kvm_cpu_has_extint(struct kvm_vcpu *v);
1876 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
1877 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
1878 void kvm_vcpu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1879
1880 int kvm_pv_send_ipi(struct kvm *kvm, unsigned long ipi_bitmap_low,
1881                     unsigned long ipi_bitmap_high, u32 min,
1882                     unsigned long icr, int op_64_bit);
1883
1884 int kvm_add_user_return_msr(u32 msr);
1885 int kvm_find_user_return_msr(u32 msr);
1886 int kvm_set_user_return_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
1887
1888 static inline bool kvm_is_supported_user_return_msr(u32 msr)
1889 {
1890         return kvm_find_user_return_msr(msr) >= 0;
1891 }
1892
1893 u64 kvm_scale_tsc(u64 tsc, u64 ratio);
1894 u64 kvm_read_l1_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
1895 u64 kvm_calc_nested_tsc_offset(u64 l1_offset, u64 l2_offset, u64 l2_multiplier);
1896 u64 kvm_calc_nested_tsc_multiplier(u64 l1_multiplier, u64 l2_multiplier);
1897
1898 unsigned long kvm_get_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu);
1899 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
1900
1901 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
1902 void kvm_make_scan_ioapic_request_mask(struct kvm *kvm,
1903                                        unsigned long *vcpu_bitmap);
1904
1905 bool kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1906                                      struct kvm_async_pf *work);
1907 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
1908                                  struct kvm_async_pf *work);
1909 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
1910                                struct kvm_async_pf *work);
1911 void kvm_arch_async_page_present_queued(struct kvm_vcpu *vcpu);
1912 bool kvm_arch_can_dequeue_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
1913 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
1914
1915 int kvm_skip_emulated_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu);
1916 int kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1917 void __kvm_request_immediate_exit(struct kvm_vcpu *vcpu);
1918
1919 void __user *__x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa,
1920                                      u32 size);
1921 bool kvm_vcpu_is_reset_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1922 bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
1923
1924 bool kvm_intr_is_single_vcpu(struct kvm *kvm, struct kvm_lapic_irq *irq,
1925                              struct kvm_vcpu **dest_vcpu);
1926
1927 void kvm_set_msi_irq(struct kvm *kvm, struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
1928                      struct kvm_lapic_irq *irq);
1929
1930 static inline bool kvm_irq_is_postable(struct kvm_lapic_irq *irq)
1931 {
1932         /* We can only post Fixed and LowPrio IRQs */
1933         return (irq->delivery_mode == APIC_DM_FIXED ||
1934                 irq->delivery_mode == APIC_DM_LOWEST);
1935 }
1936
1937 static inline void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1938 {
1939         static_call_cond(kvm_x86_vcpu_blocking)(vcpu);
1940 }
1941
1942 static inline void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
1943 {
1944         static_call_cond(kvm_x86_vcpu_unblocking)(vcpu);
1945 }
1946
1947 static inline int kvm_cpu_get_apicid(int mps_cpu)
1948 {
1949 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1950         return default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
1951 #else
1952         WARN_ON_ONCE(1);
1953         return BAD_APICID;
1954 #endif
1955 }
1956
1957 #define put_smstate(type, buf, offset, val)                      \
1958         *(type *)((buf) + (offset) - 0x7e00) = val
1959
1960 #define GET_SMSTATE(type, buf, offset)          \
1961         (*(type *)((buf) + (offset) - 0x7e00))
1962
1963 int kvm_cpu_dirty_log_size(void);
1964
1965 int memslot_rmap_alloc(struct kvm_memory_slot *slot, unsigned long npages);
1966
1967 #define KVM_CLOCK_VALID_FLAGS                                           \
1968         (KVM_CLOCK_TSC_STABLE | KVM_CLOCK_REALTIME | KVM_CLOCK_HOST_TSC)
1969
1970 #define KVM_X86_VALID_QUIRKS                    \
1971         (KVM_X86_QUIRK_LINT0_REENABLED |        \
1972          KVM_X86_QUIRK_CD_NW_CLEARED |          \
1973          KVM_X86_QUIRK_LAPIC_MMIO_HOLE |        \
1974          KVM_X86_QUIRK_OUT_7E_INC_RIP |         \
1975          KVM_X86_QUIRK_MISC_ENABLE_NO_MWAIT)
1976
1977 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */