Merge tag 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/virt/kvm/kvm
[linux-block.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_INTERNAL_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 #define KVM_X86_NOTIFY_VMEXIT_VALID_BITS        (KVM_X86_NOTIFY_VMEXIT_ENABLED | \
69                                                  KVM_X86_NOTIFY_VMEXIT_USER)
70
71 /* x86-specific vcpu->requests bit members */
72 #define KVM_REQ_MIGRATE_TIMER           KVM_ARCH_REQ(0)
73 #define KVM_REQ_REPORT_TPR_ACCESS       KVM_ARCH_REQ(1)
74 #define KVM_REQ_TRIPLE_FAULT            KVM_ARCH_REQ(2)
75 #define KVM_REQ_MMU_SYNC                KVM_ARCH_REQ(3)
76 #define KVM_REQ_CLOCK_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(4)
77 #define KVM_REQ_LOAD_MMU_PGD            KVM_ARCH_REQ(5)
78 #define KVM_REQ_EVENT                   KVM_ARCH_REQ(6)
79 #define KVM_REQ_APF_HALT                KVM_ARCH_REQ(7)
80 #define KVM_REQ_STEAL_UPDATE            KVM_ARCH_REQ(8)
81 #define KVM_REQ_NMI                     KVM_ARCH_REQ(9)
82 #define KVM_REQ_PMU                     KVM_ARCH_REQ(10)
83 #define KVM_REQ_PMI                     KVM_ARCH_REQ(11)
84 #define KVM_REQ_SMI                     KVM_ARCH_REQ(12)
85 #define KVM_REQ_MASTERCLOCK_UPDATE      KVM_ARCH_REQ(13)
86 #define KVM_REQ_MCLOCK_INPROGRESS \
87         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(14, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
88 #define KVM_REQ_SCAN_IOAPIC \
89         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(15, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
90 #define KVM_REQ_GLOBAL_CLOCK_UPDATE     KVM_ARCH_REQ(16)
91 #define KVM_REQ_APIC_PAGE_RELOAD \
92         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(17, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
93 #define KVM_REQ_HV_CRASH                KVM_ARCH_REQ(18)
94 #define KVM_REQ_IOAPIC_EOI_EXIT         KVM_ARCH_REQ(19)
95 #define KVM_REQ_HV_RESET                KVM_ARCH_REQ(20)
96 #define KVM_REQ_HV_EXIT                 KVM_ARCH_REQ(21)
97 #define KVM_REQ_HV_STIMER               KVM_ARCH_REQ(22)
98 #define KVM_REQ_LOAD_EOI_EXITMAP        KVM_ARCH_REQ(23)
99 #define KVM_REQ_GET_NESTED_STATE_PAGES  KVM_ARCH_REQ(24)
100 #define KVM_REQ_APICV_UPDATE \
101         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(25, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
102 #define KVM_REQ_TLB_FLUSH_CURRENT       KVM_ARCH_REQ(26)
103 #define KVM_REQ_TLB_FLUSH_GUEST \
104         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(27, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
105 #define KVM_REQ_APF_READY               KVM_ARCH_REQ(28)
106 #define KVM_REQ_MSR_FILTER_CHANGED      KVM_ARCH_REQ(29)
107 #define KVM_REQ_UPDATE_CPU_DIRTY_LOGGING \
108         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(30, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
109 #define KVM_REQ_MMU_FREE_OBSOLETE_ROOTS \
110         KVM_ARCH_REQ_FLAGS(31, KVM_REQUEST_WAIT | KVM_REQUEST_NO_WAKEUP)
111
112 #define CR0_RESERVED_BITS                                               \
113         (~(unsigned long)(X86_CR0_PE | X86_CR0_MP | X86_CR0_EM | X86_CR0_TS \
114                           | X86_CR0_ET | X86_CR0_NE | X86_CR0_WP | X86_CR0_AM \
115                           | X86_CR0_NW | X86_CR0_CD | X86_CR0_PG))
116
117 #define CR4_RESERVED_BITS                                               \
118         (~(unsigned long)(X86_CR4_VME | X86_CR4_PVI | X86_CR4_TSD | X86_CR4_DE\
119                           | X86_CR4_PSE | X86_CR4_PAE | X86_CR4_MCE     \
120                           | X86_CR4_PGE | X86_CR4_PCE | X86_CR4_OSFXSR | X86_CR4_PCIDE \
121                           | X86_CR4_OSXSAVE | X86_CR4_SMEP | X86_CR4_FSGSBASE \
122                           | X86_CR4_OSXMMEXCPT | X86_CR4_LA57 | X86_CR4_VMXE \
123                           | X86_CR4_SMAP | X86_CR4_PKE | X86_CR4_UMIP))
124
125 #define CR8_RESERVED_BITS (~(unsigned long)X86_CR8_TPR)
126
127
128
129 #define INVALID_PAGE (~(hpa_t)0)
130 #define VALID_PAGE(x) ((x) != INVALID_PAGE)
131
132 #define INVALID_GPA (~(gpa_t)0)
133
134 /* KVM Hugepage definitions for x86 */
135 #define KVM_MAX_HUGEPAGE_LEVEL  PG_LEVEL_1G
136 #define KVM_NR_PAGE_SIZES       (KVM_MAX_HUGEPAGE_LEVEL - PG_LEVEL_4K + 1)
137 #define KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x)  (((x) - 1) * 9)
138 #define KVM_HPAGE_SHIFT(x)      (PAGE_SHIFT + KVM_HPAGE_GFN_SHIFT(x))
139 #define KVM_HPAGE_SIZE(x)       (1UL << KVM_HPAGE_SHIFT(x))
140 #define KVM_HPAGE_MASK(x)       (~(KVM_HPAGE_SIZE(x) - 1))
141 #define KVM_PAGES_PER_HPAGE(x)  (KVM_HPAGE_SIZE(x) / PAGE_SIZE)
142
143 #define KVM_MEMSLOT_PAGES_TO_MMU_PAGES_RATIO 50
144 #define KVM_MIN_ALLOC_MMU_PAGES 64UL
145 #define KVM_MMU_HASH_SHIFT 12
146 #define KVM_NUM_MMU_PAGES (1 << KVM_MMU_HASH_SHIFT)
147 #define KVM_MIN_FREE_MMU_PAGES 5
148 #define KVM_REFILL_PAGES 25
149 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES 256
150 #define KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION 88
151 #define KVM_NR_VAR_MTRR 8
152
153 #define ASYNC_PF_PER_VCPU 64
154
155 enum kvm_reg {
156         VCPU_REGS_RAX = __VCPU_REGS_RAX,
157         VCPU_REGS_RCX = __VCPU_REGS_RCX,
158         VCPU_REGS_RDX = __VCPU_REGS_RDX,
159         VCPU_REGS_RBX = __VCPU_REGS_RBX,
160         VCPU_REGS_RSP = __VCPU_REGS_RSP,
161         VCPU_REGS_RBP = __VCPU_REGS_RBP,
162         VCPU_REGS_RSI = __VCPU_REGS_RSI,
163         VCPU_REGS_RDI = __VCPU_REGS_RDI,
164 #ifdef CONFIG_X86_64
165         VCPU_REGS_R8  = __VCPU_REGS_R8,
166         VCPU_REGS_R9  = __VCPU_REGS_R9,
167         VCPU_REGS_R10 = __VCPU_REGS_R10,
168         VCPU_REGS_R11 = __VCPU_REGS_R11,
169         VCPU_REGS_R12 = __VCPU_REGS_R12,
170         VCPU_REGS_R13 = __VCPU_REGS_R13,
171         VCPU_REGS_R14 = __VCPU_REGS_R14,
172         VCPU_REGS_R15 = __VCPU_REGS_R15,
173 #endif
174         VCPU_REGS_RIP,
175         NR_VCPU_REGS,
176
177         VCPU_EXREG_PDPTR = NR_VCPU_REGS,
178         VCPU_EXREG_CR0,
179         VCPU_EXREG_CR3,
180         VCPU_EXREG_CR4,
181         VCPU_EXREG_RFLAGS,
182         VCPU_EXREG_SEGMENTS,
183         VCPU_EXREG_EXIT_INFO_1,
184         VCPU_EXREG_EXIT_INFO_2,
185 };
186
187 enum {
188         VCPU_SREG_ES,
189         VCPU_SREG_CS,
190         VCPU_SREG_SS,
191         VCPU_SREG_DS,
192         VCPU_SREG_FS,
193         VCPU_SREG_GS,
194         VCPU_SREG_TR,
195         VCPU_SREG_LDTR,
196 };
197
198 enum exit_fastpath_completion {
199         EXIT_FASTPATH_NONE,
200         EXIT_FASTPATH_REENTER_GUEST,
201         EXIT_FASTPATH_EXIT_HANDLED,
202 };
203 typedef enum exit_fastpath_completion fastpath_t;
204
205 struct x86_emulate_ctxt;
206 struct x86_exception;
207 enum x86_intercept;
208 enum x86_intercept_stage;
209
210 #define KVM_NR_DB_REGS  4
211
212 #define DR6_BUS_LOCK   (1 << 11)
213 #define DR6_BD          (1 << 13)
214 #define DR6_BS          (1 << 14)
215 #define DR6_BT          (1 << 15)
216 #define DR6_RTM         (1 << 16)
217 /*
218  * DR6_ACTIVE_LOW combines fixed-1 and active-low bits.
219  * We can regard all the bits in DR6_FIXED_1 as active_low bits;
220  * they will never be 0 for now, but when they are defined
221  * in the future it will require no code change.
222  *
223  * DR6_ACTIVE_LOW is also used as the init/reset value for DR6.
224  */
225 #define DR6_ACTIVE_LOW  0xffff0ff0
226 #define DR6_VOLATILE    0x0001e80f
227 #define DR6_FIXED_1     (DR6_ACTIVE_LOW & ~DR6_VOLATILE)
228
229 #define DR7_BP_EN_MASK  0x000000ff
230 #define DR7_GE          (1 << 9)
231 #define DR7_GD          (1 << 13)
232 #define DR7_FIXED_1     0x00000400
233 #define DR7_VOLATILE    0xffff2bff
234
235 #define KVM_GUESTDBG_VALID_MASK \
236         (KVM_GUESTDBG_ENABLE | \
237         KVM_GUESTDBG_SINGLESTEP | \
238         KVM_GUESTDBG_USE_HW_BP | \
239         KVM_GUESTDBG_USE_SW_BP | \
240         KVM_GUESTDBG_INJECT_BP | \
241         KVM_GUESTDBG_INJECT_DB | \
242         KVM_GUESTDBG_BLOCKIRQ)
243
244
245 #define PFERR_PRESENT_BIT 0
246 #define PFERR_WRITE_BIT 1
247 #define PFERR_USER_BIT 2
248 #define PFERR_RSVD_BIT 3
249 #define PFERR_FETCH_BIT 4
250 #define PFERR_PK_BIT 5
251 #define PFERR_SGX_BIT 15
252 #define PFERR_GUEST_FINAL_BIT 32
253 #define PFERR_GUEST_PAGE_BIT 33
254 #define PFERR_IMPLICIT_ACCESS_BIT 48
255
256 #define PFERR_PRESENT_MASK (1U << PFERR_PRESENT_BIT)
257 #define PFERR_WRITE_MASK (1U << PFERR_WRITE_BIT)
258 #define PFERR_USER_MASK (1U << PFERR_USER_BIT)
259 #define PFERR_RSVD_MASK (1U << PFERR_RSVD_BIT)
260 #define PFERR_FETCH_MASK (1U << PFERR_FETCH_BIT)
261 #define PFERR_PK_MASK (1U << PFERR_PK_BIT)
262 #define PFERR_SGX_MASK (1U << PFERR_SGX_BIT)
263 #define PFERR_GUEST_FINAL_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_FINAL_BIT)
264 #define PFERR_GUEST_PAGE_MASK (1ULL << PFERR_GUEST_PAGE_BIT)
265 #define PFERR_IMPLICIT_ACCESS (1ULL << PFERR_IMPLICIT_ACCESS_BIT)
266
267 #define PFERR_NESTED_GUEST_PAGE (PFERR_GUEST_PAGE_MASK |        \
268                                  PFERR_WRITE_MASK |             \
269                                  PFERR_PRESENT_MASK)
270
271 /* apic attention bits */
272 #define KVM_APIC_CHECK_VAPIC    0
273 /*
274  * The following bit is set with PV-EOI, unset on EOI.
275  * We detect PV-EOI changes by guest by comparing
276  * this bit with PV-EOI in guest memory.
277  * See the implementation in apic_update_pv_eoi.
278  */
279 #define KVM_APIC_PV_EOI_PENDING 1
280
281 struct kvm_kernel_irq_routing_entry;
282
283 /*
284  * kvm_mmu_page_role tracks the properties of a shadow page (where shadow page
285  * also includes TDP pages) to determine whether or not a page can be used in
286  * the given MMU context.  This is a subset of the overall kvm_cpu_role to
287  * minimize the size of kvm_memory_slot.arch.gfn_track, i.e. allows allocating
288  * 2 bytes per gfn instead of 4 bytes per gfn.
289  *
290  * Upper-level shadow pages having gptes are tracked for write-protection via
291  * gfn_track.  As above, gfn_track is a 16 bit counter, so KVM must not create
292  * more than 2^16-1 upper-level shadow pages at a single gfn, otherwise
293  * gfn_track will overflow and explosions will ensure.
294  *
295  * A unique shadow page (SP) for a gfn is created if and only if an existing SP
296  * cannot be reused.  The ability to reuse a SP is tracked by its role, which
297  * incorporates various mode bits and properties of the SP.  Roughly speaking,
298  * the number of unique SPs that can theoretically be created is 2^n, where n
299  * is the number of bits that are used to compute the role.
300  *
301  * But, even though there are 19 bits in the mask below, not all combinations
302  * of modes and flags are possible:
303  *
304  *   - invalid shadow pages are not accounted, so the bits are effectively 18
305  *
306  *   - quadrant will only be used if has_4_byte_gpte=1 (non-PAE paging);
307  *     execonly and ad_disabled are only used for nested EPT which has
308  *     has_4_byte_gpte=0.  Therefore, 2 bits are always unused.
309  *
310  *   - the 4 bits of level are effectively limited to the values 2/3/4/5,
311  *     as 4k SPs are not tracked (allowed to go unsync).  In addition non-PAE
312  *     paging has exactly one upper level, making level completely redundant
313  *     when has_4_byte_gpte=1.
314  *
315  *   - on top of this, smep_andnot_wp and smap_andnot_wp are only set if
316  *     cr0_wp=0, therefore these three bits only give rise to 5 possibilities.
317  *
318  * Therefore, the maximum number of possible upper-level shadow pages for a
319  * single gfn is a bit less than 2^13.
320  */
321 union kvm_mmu_page_role {
322         u32 word;
323         struct {
324                 unsigned level:4;
325                 unsigned has_4_byte_gpte:1;
326                 unsigned quadrant:2;
327                 unsigned direct:1;
328                 unsigned access:3;
329                 unsigned invalid:1;
330                 unsigned efer_nx:1;
331                 unsigned cr0_wp:1;
332                 unsigned smep_andnot_wp:1;
333                 unsigned smap_andnot_wp:1;
334                 unsigned ad_disabled:1;
335                 unsigned guest_mode:1;
336                 unsigned passthrough:1;
337                 unsigned :5;
338
339                 /*
340                  * This is left at the top of the word so that
341                  * kvm_memslots_for_spte_role can extract it with a
342                  * simple shift.  While there is room, give it a whole
343                  * byte so it is also faster to load it from memory.
344                  */
345                 unsigned smm:8;
346         };
347 };
348
349 /*
350  * kvm_mmu_extended_role complements kvm_mmu_page_role, tracking properties
351  * relevant to the current MMU configuration.   When loading CR0, CR4, or EFER,
352  * including on nested transitions, if nothing in the full role changes then
353  * MMU re-configuration can be skipped. @valid bit is set on first usage so we
354  * don't treat all-zero structure as valid data.
355  *
356  * The properties that are tracked in the extended role but not the page role
357  * are for things that either (a) do not affect the validity of the shadow page
358  * or (b) are indirectly reflected in the shadow page's role.  For example,
359  * CR4.PKE only affects permission checks for software walks of the guest page
360  * tables (because KVM doesn't support Protection Keys with shadow paging), and
361  * CR0.PG, CR4.PAE, and CR4.PSE are indirectly reflected in role.level.
362  *
363  * Note, SMEP and SMAP are not redundant with sm*p_andnot_wp in the page role.
364  * If CR0.WP=1, KVM can reuse shadow pages for the guest regardless of SMEP and
365  * SMAP, but the MMU's permission checks for software walks need to be SMEP and
366  * SMAP aware regardless of CR0.WP.
367  */
368 union kvm_mmu_extended_role {
369         u32 word;
370         struct {
371                 unsigned int valid:1;
372                 unsigned int execonly:1;
373                 unsigned int cr4_pse:1;
374                 unsigned int cr4_pke:1;
375                 unsigned int cr4_smap:1;
376                 unsigned int cr4_smep:1;
377                 unsigned int cr4_la57:1;
378                 unsigned int efer_lma:1;
379         };
380 };
381
382 union kvm_cpu_role {
383         u64 as_u64;
384         struct {
385                 union kvm_mmu_page_role base;
386                 union kvm_mmu_extended_role ext;
387         };
388 };
389
390 struct kvm_rmap_head {
391         unsigned long val;
392 };
393
394 struct kvm_pio_request {
395         unsigned long linear_rip;
396         unsigned long count;
397         int in;
398         int port;
399         int size;
400 };
401
402 #define PT64_ROOT_MAX_LEVEL 5
403
404 struct rsvd_bits_validate {
405         u64 rsvd_bits_mask[2][PT64_ROOT_MAX_LEVEL];
406         u64 bad_mt_xwr;
407 };
408
409 struct kvm_mmu_root_info {
410         gpa_t pgd;
411         hpa_t hpa;
412 };
413
414 #define KVM_MMU_ROOT_INFO_INVALID \
415         ((struct kvm_mmu_root_info) { .pgd = INVALID_PAGE, .hpa = INVALID_PAGE })
416
417 #define KVM_MMU_NUM_PREV_ROOTS 3
418
419 #define KVM_HAVE_MMU_RWLOCK
420
421 struct kvm_mmu_page;
422 struct kvm_page_fault;
423
424 /*
425  * x86 supports 4 paging modes (5-level 64-bit, 4-level 64-bit, 3-level 32-bit,
426  * and 2-level 32-bit).  The kvm_mmu structure abstracts the details of the
427  * current mmu mode.
428  */
429 struct kvm_mmu {
430         unsigned long (*get_guest_pgd)(struct kvm_vcpu *vcpu);
431         u64 (*get_pdptr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int index);
432         int (*page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_page_fault *fault);
433         void (*inject_page_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu,
434                                   struct x86_exception *fault);
435         gpa_t (*gva_to_gpa)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
436                             gpa_t gva_or_gpa, u64 access,
437                             struct x86_exception *exception);
438         int (*sync_page)(struct kvm_vcpu *vcpu,
439                          struct kvm_mmu_page *sp);
440         void (*invlpg)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, hpa_t root_hpa);
441         struct kvm_mmu_root_info root;
442         union kvm_cpu_role cpu_role;
443         union kvm_mmu_page_role root_role;
444
445         /*
446         * The pkru_mask indicates if protection key checks are needed.  It
447         * consists of 16 domains indexed by page fault error code bits [4:1],
448         * with PFEC.RSVD replaced by ACC_USER_MASK from the page tables.
449         * Each domain has 2 bits which are ANDed with AD and WD from PKRU.
450         */
451         u32 pkru_mask;
452
453         struct kvm_mmu_root_info prev_roots[KVM_MMU_NUM_PREV_ROOTS];
454
455         /*
456          * Bitmap; bit set = permission fault
457          * Byte index: page fault error code [4:1]
458          * Bit index: pte permissions in ACC_* format
459          */
460         u8 permissions[16];
461
462         u64 *pae_root;
463         u64 *pml4_root;
464         u64 *pml5_root;
465
466         /*
467          * check zero bits on shadow page table entries, these
468          * bits include not only hardware reserved bits but also
469          * the bits spte never used.
470          */
471         struct rsvd_bits_validate shadow_zero_check;
472
473         struct rsvd_bits_validate guest_rsvd_check;
474
475         u64 pdptrs[4]; /* pae */
476 };
477
478 struct kvm_tlb_range {
479         u64 start_gfn;
480         u64 pages;
481 };
482
483 enum pmc_type {
484         KVM_PMC_GP = 0,
485         KVM_PMC_FIXED,
486 };
487
488 struct kvm_pmc {
489         enum pmc_type type;
490         u8 idx;
491         u64 counter;
492         u64 eventsel;
493         struct perf_event *perf_event;
494         struct kvm_vcpu *vcpu;
495         /*
496          * eventsel value for general purpose counters,
497          * ctrl value for fixed counters.
498          */
499         u64 current_config;
500         bool is_paused;
501         bool intr;
502 };
503
504 #define KVM_PMC_MAX_FIXED       3
505 struct kvm_pmu {
506         unsigned nr_arch_gp_counters;
507         unsigned nr_arch_fixed_counters;
508         unsigned available_event_types;
509         u64 fixed_ctr_ctrl;
510         u64 fixed_ctr_ctrl_mask;
511         u64 global_ctrl;
512         u64 global_status;
513         u64 counter_bitmask[2];
514         u64 global_ctrl_mask;
515         u64 global_ovf_ctrl_mask;
516         u64 reserved_bits;
517         u64 raw_event_mask;
518         u8 version;
519         struct kvm_pmc gp_counters[INTEL_PMC_MAX_GENERIC];
520         struct kvm_pmc fixed_counters[KVM_PMC_MAX_FIXED];
521         struct irq_work irq_work;
522         DECLARE_BITMAP(reprogram_pmi, X86_PMC_IDX_MAX);
523         DECLARE_BITMAP(all_valid_pmc_idx, X86_PMC_IDX_MAX);
524         DECLARE_BITMAP(pmc_in_use, X86_PMC_IDX_MAX);
525
526         u64 ds_area;
527         u64 pebs_enable;
528         u64 pebs_enable_mask;
529         u64 pebs_data_cfg;
530         u64 pebs_data_cfg_mask;
531
532         /*
533          * If a guest counter is cross-mapped to host counter with different
534          * index, its PEBS capability will be temporarily disabled.
535          *
536          * The user should make sure that this mask is updated
537          * after disabling interrupts and before perf_guest_get_msrs();
538          */
539         u64 host_cross_mapped_mask;
540
541         /*
542          * The gate to release perf_events not marked in
543          * pmc_in_use only once in a vcpu time slice.
544          */
545         bool need_cleanup;
546
547         /*
548          * The total number of programmed perf_events and it helps to avoid
549          * redundant check before cleanup if guest don't use vPMU at all.
550          */
551         u8 event_count;
552 };
553
554 struct kvm_pmu_ops;
555
556 enum {
557         KVM_DEBUGREG_BP_ENABLED = 1,
558         KVM_DEBUGREG_WONT_EXIT = 2,
559 };
560
561 struct kvm_mtrr_range {
562         u64 base;
563         u64 mask;
564         struct list_head node;
565 };
566
567 struct kvm_mtrr {
568         struct kvm_mtrr_range var_ranges[KVM_NR_VAR_MTRR];
569         mtrr_type fixed_ranges[KVM_NR_FIXED_MTRR_REGION];
570         u64 deftype;
571
572         struct list_head head;
573 };
574
575 /* Hyper-V SynIC timer */
576 struct kvm_vcpu_hv_stimer {
577         struct hrtimer timer;
578         int index;
579         union hv_stimer_config config;
580         u64 count;
581         u64 exp_time;
582         struct hv_message msg;
583         bool msg_pending;
584 };
585
586 /* Hyper-V synthetic interrupt controller (SynIC)*/
587 struct kvm_vcpu_hv_synic {
588         u64 version;
589         u64 control;
590         u64 msg_page;
591         u64 evt_page;
592         atomic64_t sint[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
593         atomic_t sint_to_gsi[HV_SYNIC_SINT_COUNT];
594         DECLARE_BITMAP(auto_eoi_bitmap, 256);
595         DECLARE_BITMAP(vec_bitmap, 256);
596         bool active;
597         bool dont_zero_synic_pages;
598 };
599
600 /* Hyper-V per vcpu emulation context */
601 struct kvm_vcpu_hv {
602         struct kvm_vcpu *vcpu;
603         u32 vp_index;
604         u64 hv_vapic;
605         s64 runtime_offset;
606         struct kvm_vcpu_hv_synic synic;
607         struct kvm_hyperv_exit exit;
608         struct kvm_vcpu_hv_stimer stimer[HV_SYNIC_STIMER_COUNT];
609         DECLARE_BITMAP(stimer_pending_bitmap, HV_SYNIC_STIMER_COUNT);
610         bool enforce_cpuid;
611         struct {
612                 u32 features_eax; /* HYPERV_CPUID_FEATURES.EAX */
613                 u32 features_ebx; /* HYPERV_CPUID_FEATURES.EBX */
614                 u32 features_edx; /* HYPERV_CPUID_FEATURES.EDX */
615                 u32 enlightenments_eax; /* HYPERV_CPUID_ENLIGHTMENT_INFO.EAX */
616                 u32 enlightenments_ebx; /* HYPERV_CPUID_ENLIGHTMENT_INFO.EBX */
617                 u32 syndbg_cap_eax; /* HYPERV_CPUID_SYNDBG_PLATFORM_CAPABILITIES.EAX */
618                 u32 nested_eax; /* HYPERV_CPUID_NESTED_FEATURES.EAX */
619                 u32 nested_ebx; /* HYPERV_CPUID_NESTED_FEATURES.EBX */
620         } cpuid_cache;
621 };
622
623 /* Xen HVM per vcpu emulation context */
624 struct kvm_vcpu_xen {
625         u64 hypercall_rip;
626         u32 current_runstate;
627         u8 upcall_vector;
628         struct gfn_to_pfn_cache vcpu_info_cache;
629         struct gfn_to_pfn_cache vcpu_time_info_cache;
630         struct gfn_to_pfn_cache runstate_cache;
631         u64 last_steal;
632         u64 runstate_entry_time;
633         u64 runstate_times[4];
634         unsigned long evtchn_pending_sel;
635         u32 vcpu_id; /* The Xen / ACPI vCPU ID */
636         u32 timer_virq;
637         u64 timer_expires; /* In guest epoch */
638         atomic_t timer_pending;
639         struct hrtimer timer;
640         int poll_evtchn;
641         struct timer_list poll_timer;
642 };
643
644 struct kvm_queued_exception {
645         bool pending;
646         bool injected;
647         bool has_error_code;
648         u8 vector;
649         u32 error_code;
650         unsigned long payload;
651         bool has_payload;
652 };
653
654 struct kvm_vcpu_arch {
655         /*
656          * rip and regs accesses must go through
657          * kvm_{register,rip}_{read,write} functions.
658          */
659         unsigned long regs[NR_VCPU_REGS];
660         u32 regs_avail;
661         u32 regs_dirty;
662
663         unsigned long cr0;
664         unsigned long cr0_guest_owned_bits;
665         unsigned long cr2;
666         unsigned long cr3;
667         unsigned long cr4;
668         unsigned long cr4_guest_owned_bits;
669         unsigned long cr4_guest_rsvd_bits;
670         unsigned long cr8;
671         u32 host_pkru;
672         u32 pkru;
673         u32 hflags;
674         u64 efer;
675         u64 apic_base;
676         struct kvm_lapic *apic;    /* kernel irqchip context */
677         bool load_eoi_exitmap_pending;
678         DECLARE_BITMAP(ioapic_handled_vectors, 256);
679         unsigned long apic_attention;
680         int32_t apic_arb_prio;
681         int mp_state;
682         u64 ia32_misc_enable_msr;
683         u64 smbase;
684         u64 smi_count;
685         bool at_instruction_boundary;
686         bool tpr_access_reporting;
687         bool xsaves_enabled;
688         bool xfd_no_write_intercept;
689         u64 ia32_xss;
690         u64 microcode_version;
691         u64 arch_capabilities;
692         u64 perf_capabilities;
693
694         /*
695          * Paging state of the vcpu
696          *
697          * If the vcpu runs in guest mode with two level paging this still saves
698          * the paging mode of the l1 guest. This context is always used to
699          * handle faults.
700          */
701         struct kvm_mmu *mmu;
702
703         /* Non-nested MMU for L1 */
704         struct kvm_mmu root_mmu;
705
706         /* L1 MMU when running nested */
707         struct kvm_mmu guest_mmu;
708
709         /*
710          * Paging state of an L2 guest (used for nested npt)
711          *
712          * This context will save all necessary information to walk page tables
713          * of an L2 guest. This context is only initialized for page table
714          * walking and not for faulting since we never handle l2 page faults on
715          * the host.
716          */
717         struct kvm_mmu nested_mmu;
718
719         /*
720          * Pointer to the mmu context currently used for
721          * gva_to_gpa translations.
722          */
723         struct kvm_mmu *walk_mmu;
724
725         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_pte_list_desc_cache;
726         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_shadow_page_cache;
727         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_shadowed_info_cache;
728         struct kvm_mmu_memory_cache mmu_page_header_cache;
729
730         /*
731          * QEMU userspace and the guest each have their own FPU state.
732          * In vcpu_run, we switch between the user and guest FPU contexts.
733          * While running a VCPU, the VCPU thread will have the guest FPU
734          * context.
735          *
736          * Note that while the PKRU state lives inside the fpu registers,
737          * it is switched out separately at VMENTER and VMEXIT time. The
738          * "guest_fpstate" state here contains the guest FPU context, with the
739          * host PRKU bits.
740          */
741         struct fpu_guest guest_fpu;
742
743         u64 xcr0;
744         u64 guest_supported_xcr0;
745
746         struct kvm_pio_request pio;
747         void *pio_data;
748         void *sev_pio_data;
749         unsigned sev_pio_count;
750
751         u8 event_exit_inst_len;
752
753         bool exception_from_userspace;
754
755         /* Exceptions to be injected to the guest. */
756         struct kvm_queued_exception exception;
757         /* Exception VM-Exits to be synthesized to L1. */
758         struct kvm_queued_exception exception_vmexit;
759
760         struct kvm_queued_interrupt {
761                 bool injected;
762                 bool soft;
763                 u8 nr;
764         } interrupt;
765
766         int halt_request; /* real mode on Intel only */
767
768         int cpuid_nent;
769         struct kvm_cpuid_entry2 *cpuid_entries;
770         u32 kvm_cpuid_base;
771
772         u64 reserved_gpa_bits;
773         int maxphyaddr;
774
775         /* emulate context */
776
777         struct x86_emulate_ctxt *emulate_ctxt;
778         bool emulate_regs_need_sync_to_vcpu;
779         bool emulate_regs_need_sync_from_vcpu;
780         int (*complete_userspace_io)(struct kvm_vcpu *vcpu);
781
782         gpa_t time;
783         struct pvclock_vcpu_time_info hv_clock;
784         unsigned int hw_tsc_khz;
785         struct gfn_to_pfn_cache pv_time;
786         /* set guest stopped flag in pvclock flags field */
787         bool pvclock_set_guest_stopped_request;
788
789         struct {
790                 u8 preempted;
791                 u64 msr_val;
792                 u64 last_steal;
793                 struct gfn_to_hva_cache cache;
794         } st;
795
796         u64 l1_tsc_offset;
797         u64 tsc_offset; /* current tsc offset */
798         u64 last_guest_tsc;
799         u64 last_host_tsc;
800         u64 tsc_offset_adjustment;
801         u64 this_tsc_nsec;
802         u64 this_tsc_write;
803         u64 this_tsc_generation;
804         bool tsc_catchup;
805         bool tsc_always_catchup;
806         s8 virtual_tsc_shift;
807         u32 virtual_tsc_mult;
808         u32 virtual_tsc_khz;
809         s64 ia32_tsc_adjust_msr;
810         u64 msr_ia32_power_ctl;
811         u64 l1_tsc_scaling_ratio;
812         u64 tsc_scaling_ratio; /* current scaling ratio */
813
814         atomic_t nmi_queued;  /* unprocessed asynchronous NMIs */
815         unsigned nmi_pending; /* NMI queued after currently running handler */
816         bool nmi_injected;    /* Trying to inject an NMI this entry */
817         bool smi_pending;    /* SMI queued after currently running handler */
818         u8 handling_intr_from_guest;
819
820         struct kvm_mtrr mtrr_state;
821         u64 pat;
822
823         unsigned switch_db_regs;
824         unsigned long db[KVM_NR_DB_REGS];
825         unsigned long dr6;
826         unsigned long dr7;
827         unsigned long eff_db[KVM_NR_DB_REGS];
828         unsigned long guest_debug_dr7;
829         u64 msr_platform_info;
830         u64 msr_misc_features_enables;
831
832         u64 mcg_cap;
833         u64 mcg_status;
834         u64 mcg_ctl;
835         u64 mcg_ext_ctl;
836         u64 *mce_banks;
837         u64 *mci_ctl2_banks;
838
839         /* Cache MMIO info */
840         u64 mmio_gva;
841         unsigned mmio_access;
842         gfn_t mmio_gfn;
843         u64 mmio_gen;
844
845         struct kvm_pmu pmu;
846
847         /* used for guest single stepping over the given code position */
848         unsigned long singlestep_rip;
849
850         bool hyperv_enabled;
851         struct kvm_vcpu_hv *hyperv;
852         struct kvm_vcpu_xen xen;
853
854         cpumask_var_t wbinvd_dirty_mask;
855
856         unsigned long last_retry_eip;
857         unsigned long last_retry_addr;
858
859         struct {
860                 bool halted;
861                 gfn_t gfns[ASYNC_PF_PER_VCPU];
862                 struct gfn_to_hva_cache data;
863                 u64 msr_en_val; /* MSR_KVM_ASYNC_PF_EN */
864                 u64 msr_int_val; /* MSR_KVM_ASYNC_PF_INT */
865                 u16 vec;
866                 u32 id;
867                 bool send_user_only;
868                 u32 host_apf_flags;
869                 bool delivery_as_pf_vmexit;
870                 bool pageready_pending;
871         } apf;
872
873         /* OSVW MSRs (AMD only) */
874         struct {
875                 u64 length;
876                 u64 status;
877         } osvw;
878
879         struct {
880                 u64 msr_val;
881                 struct gfn_to_hva_cache data;
882         } pv_eoi;
883
884         u64 msr_kvm_poll_control;
885
886         /*
887          * Indicates the guest is trying to write a gfn that contains one or
888          * more of the PTEs used to translate the write itself, i.e. the access
889          * is changing its own translation in the guest page tables.  KVM exits
890          * to userspace if emulation of the faulting instruction fails and this
891          * flag is set, as KVM cannot make forward progress.
892          *
893          * If emulation fails for a write to guest page tables, KVM unprotects
894          * (zaps) the shadow page for the target gfn and resumes the guest to
895          * retry the non-emulatable instruction (on hardware).  Unprotecting the
896          * gfn doesn't allow forward progress for a self-changing access because
897          * doing so also zaps the translation for the gfn, i.e. retrying the
898          * instruction will hit a !PRESENT fault, which results in a new shadow
899          * page and sends KVM back to square one.
900          */
901         bool write_fault_to_shadow_pgtable;
902
903         /* set at EPT violation at this point */
904         unsigned long exit_qualification;
905
906         /* pv related host specific info */
907         struct {
908                 bool pv_unhalted;
909         } pv;
910
911         int pending_ioapic_eoi;
912         int pending_external_vector;
913
914         /* be preempted when it's in kernel-mode(cpl=0) */
915         bool preempted_in_kernel;
916
917         /* Flush the L1 Data cache for L1TF mitigation on VMENTER */
918         bool l1tf_flush_l1d;
919
920         /* Host CPU on which VM-entry was most recently attempted */
921         int last_vmentry_cpu;
922
923         /* AMD MSRC001_0015 Hardware Configuration */
924         u64 msr_hwcr;
925
926         /* pv related cpuid info */
927         struct {
928                 /*
929                  * value of the eax register in the KVM_CPUID_FEATURES CPUID
930                  * leaf.
931                  */
932                 u32 features;
933
934                 /*
935                  * indicates whether pv emulation should be disabled if features
936                  * are not present in the guest's cpuid
937                  */
938                 bool enforce;
939         } pv_cpuid;
940
941         /* Protected Guests */
942         bool guest_state_protected;
943
944         /*
945          * Set when PDPTS were loaded directly by the userspace without
946          * reading the guest memory
947          */
948         bool pdptrs_from_userspace;
949
950 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
951         hpa_t hv_root_tdp;
952 #endif
953 };
954
955 struct kvm_lpage_info {
956         int disallow_lpage;
957 };
958
959 struct kvm_arch_memory_slot {
960         struct kvm_rmap_head *rmap[KVM_NR_PAGE_SIZES];
961         struct kvm_lpage_info *lpage_info[KVM_NR_PAGE_SIZES - 1];
962         unsigned short *gfn_track[KVM_PAGE_TRACK_MAX];
963 };
964
965 /*
966  * We use as the mode the number of bits allocated in the LDR for the
967  * logical processor ID.  It happens that these are all powers of two.
968  * This makes it is very easy to detect cases where the APICs are
969  * configured for multiple modes; in that case, we cannot use the map and
970  * hence cannot use kvm_irq_delivery_to_apic_fast either.
971  */
972 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_CLUSTER          4
973 #define KVM_APIC_MODE_XAPIC_FLAT             8
974 #define KVM_APIC_MODE_X2APIC                16
975
976 struct kvm_apic_map {
977         struct rcu_head rcu;
978         u8 mode;
979         u32 max_apic_id;
980         union {
981                 struct kvm_lapic *xapic_flat_map[8];
982                 struct kvm_lapic *xapic_cluster_map[16][4];
983         };
984         struct kvm_lapic *phys_map[];
985 };
986
987 /* Hyper-V synthetic debugger (SynDbg)*/
988 struct kvm_hv_syndbg {
989         struct {
990                 u64 control;
991                 u64 status;
992                 u64 send_page;
993                 u64 recv_page;
994                 u64 pending_page;
995         } control;
996         u64 options;
997 };
998
999 /* Current state of Hyper-V TSC page clocksource */
1000 enum hv_tsc_page_status {
1001         /* TSC page was not set up or disabled */
1002         HV_TSC_PAGE_UNSET = 0,
1003         /* TSC page MSR was written by the guest, update pending */
1004         HV_TSC_PAGE_GUEST_CHANGED,
1005         /* TSC page update was triggered from the host side */
1006         HV_TSC_PAGE_HOST_CHANGED,
1007         /* TSC page was properly set up and is currently active  */
1008         HV_TSC_PAGE_SET,
1009         /* TSC page was set up with an inaccessible GPA */
1010         HV_TSC_PAGE_BROKEN,
1011 };
1012
1013 /* Hyper-V emulation context */
1014 struct kvm_hv {
1015         struct mutex hv_lock;
1016         u64 hv_guest_os_id;
1017         u64 hv_hypercall;
1018         u64 hv_tsc_page;
1019         enum hv_tsc_page_status hv_tsc_page_status;
1020
1021         /* Hyper-v based guest crash (NT kernel bugcheck) parameters */
1022         u64 hv_crash_param[HV_X64_MSR_CRASH_PARAMS];
1023         u64 hv_crash_ctl;
1024
1025         struct ms_hyperv_tsc_page tsc_ref;
1026
1027         struct idr conn_to_evt;
1028
1029         u64 hv_reenlightenment_control;
1030         u64 hv_tsc_emulation_control;
1031         u64 hv_tsc_emulation_status;
1032
1033         /* How many vCPUs have VP index != vCPU index */
1034         atomic_t num_mismatched_vp_indexes;
1035
1036         /*
1037          * How many SynICs use 'AutoEOI' feature
1038          * (protected by arch.apicv_update_lock)
1039          */
1040         unsigned int synic_auto_eoi_used;
1041
1042         struct hv_partition_assist_pg *hv_pa_pg;
1043         struct kvm_hv_syndbg hv_syndbg;
1044 };
1045
1046 struct msr_bitmap_range {
1047         u32 flags;
1048         u32 nmsrs;
1049         u32 base;
1050         unsigned long *bitmap;
1051 };
1052
1053 /* Xen emulation context */
1054 struct kvm_xen {
1055         u32 xen_version;
1056         bool long_mode;
1057         u8 upcall_vector;
1058         struct gfn_to_pfn_cache shinfo_cache;
1059         struct idr evtchn_ports;
1060         unsigned long poll_mask[BITS_TO_LONGS(KVM_MAX_VCPUS)];
1061 };
1062
1063 enum kvm_irqchip_mode {
1064         KVM_IRQCHIP_NONE,
1065         KVM_IRQCHIP_KERNEL,       /* created with KVM_CREATE_IRQCHIP */
1066         KVM_IRQCHIP_SPLIT,        /* created with KVM_CAP_SPLIT_IRQCHIP */
1067 };
1068
1069 struct kvm_x86_msr_filter {
1070         u8 count;
1071         bool default_allow:1;
1072         struct msr_bitmap_range ranges[16];
1073 };
1074
1075 enum kvm_apicv_inhibit {
1076
1077         /********************************************************************/
1078         /* INHIBITs that are relevant to both Intel's APICv and AMD's AVIC. */
1079         /********************************************************************/
1080
1081         /*
1082          * APIC acceleration is disabled by a module parameter
1083          * and/or not supported in hardware.
1084          */
1085         APICV_INHIBIT_REASON_DISABLE,
1086
1087         /*
1088          * APIC acceleration is inhibited because AutoEOI feature is
1089          * being used by a HyperV guest.
1090          */
1091         APICV_INHIBIT_REASON_HYPERV,
1092
1093         /*
1094          * APIC acceleration is inhibited because the userspace didn't yet
1095          * enable the kernel/split irqchip.
1096          */
1097         APICV_INHIBIT_REASON_ABSENT,
1098
1099         /* APIC acceleration is inhibited because KVM_GUESTDBG_BLOCKIRQ
1100          * (out of band, debug measure of blocking all interrupts on this vCPU)
1101          * was enabled, to avoid AVIC/APICv bypassing it.
1102          */
1103         APICV_INHIBIT_REASON_BLOCKIRQ,
1104
1105         /*
1106          * For simplicity, the APIC acceleration is inhibited
1107          * first time either APIC ID or APIC base are changed by the guest
1108          * from their reset values.
1109          */
1110         APICV_INHIBIT_REASON_APIC_ID_MODIFIED,
1111         APICV_INHIBIT_REASON_APIC_BASE_MODIFIED,
1112
1113         /******************************************************/
1114         /* INHIBITs that are relevant only to the AMD's AVIC. */
1115         /******************************************************/
1116
1117         /*
1118          * AVIC is inhibited on a vCPU because it runs a nested guest.
1119          *
1120          * This is needed because unlike APICv, the peers of this vCPU
1121          * cannot use the doorbell mechanism to signal interrupts via AVIC when
1122          * a vCPU runs nested.
1123          */
1124         APICV_INHIBIT_REASON_NESTED,
1125
1126         /*
1127          * On SVM, the wait for the IRQ window is implemented with pending vIRQ,
1128          * which cannot be injected when the AVIC is enabled, thus AVIC
1129          * is inhibited while KVM waits for IRQ window.
1130          */
1131         APICV_INHIBIT_REASON_IRQWIN,
1132
1133         /*
1134          * PIT (i8254) 're-inject' mode, relies on EOI intercept,
1135          * which AVIC doesn't support for edge triggered interrupts.
1136          */
1137         APICV_INHIBIT_REASON_PIT_REINJ,
1138
1139         /*
1140          * AVIC is disabled because SEV doesn't support it.
1141          */
1142         APICV_INHIBIT_REASON_SEV,
1143 };
1144
1145 struct kvm_arch {
1146         unsigned long n_used_mmu_pages;
1147         unsigned long n_requested_mmu_pages;
1148         unsigned long n_max_mmu_pages;
1149         unsigned int indirect_shadow_pages;
1150         u8 mmu_valid_gen;
1151         struct hlist_head mmu_page_hash[KVM_NUM_MMU_PAGES];
1152         struct list_head active_mmu_pages;
1153         struct list_head zapped_obsolete_pages;
1154         struct list_head lpage_disallowed_mmu_pages;
1155         struct kvm_page_track_notifier_node mmu_sp_tracker;
1156         struct kvm_page_track_notifier_head track_notifier_head;
1157         /*
1158          * Protects marking pages unsync during page faults, as TDP MMU page
1159          * faults only take mmu_lock for read.  For simplicity, the unsync
1160          * pages lock is always taken when marking pages unsync regardless of
1161          * whether mmu_lock is held for read or write.
1162          */
1163         spinlock_t mmu_unsync_pages_lock;
1164
1165         struct list_head assigned_dev_head;
1166         struct iommu_domain *iommu_domain;
1167         bool iommu_noncoherent;
1168 #define __KVM_HAVE_ARCH_NONCOHERENT_DMA
1169         atomic_t noncoherent_dma_count;
1170 #define __KVM_HAVE_ARCH_ASSIGNED_DEVICE
1171         atomic_t assigned_device_count;
1172         struct kvm_pic *vpic;
1173         struct kvm_ioapic *vioapic;
1174         struct kvm_pit *vpit;
1175         atomic_t vapics_in_nmi_mode;
1176         struct mutex apic_map_lock;
1177         struct kvm_apic_map __rcu *apic_map;
1178         atomic_t apic_map_dirty;
1179
1180         /* Protects apic_access_memslot_enabled and apicv_inhibit_reasons */
1181         struct rw_semaphore apicv_update_lock;
1182
1183         bool apic_access_memslot_enabled;
1184         unsigned long apicv_inhibit_reasons;
1185
1186         gpa_t wall_clock;
1187
1188         bool mwait_in_guest;
1189         bool hlt_in_guest;
1190         bool pause_in_guest;
1191         bool cstate_in_guest;
1192
1193         unsigned long irq_sources_bitmap;
1194         s64 kvmclock_offset;
1195
1196         /*
1197          * This also protects nr_vcpus_matched_tsc which is read from a
1198          * preemption-disabled region, so it must be a raw spinlock.
1199          */
1200         raw_spinlock_t tsc_write_lock;
1201         u64 last_tsc_nsec;
1202         u64 last_tsc_write;
1203         u32 last_tsc_khz;
1204         u64 last_tsc_offset;
1205         u64 cur_tsc_nsec;
1206         u64 cur_tsc_write;
1207         u64 cur_tsc_offset;
1208         u64 cur_tsc_generation;
1209         int nr_vcpus_matched_tsc;
1210
1211         u32 default_tsc_khz;
1212
1213         seqcount_raw_spinlock_t pvclock_sc;
1214         bool use_master_clock;
1215         u64 master_kernel_ns;
1216         u64 master_cycle_now;
1217         struct delayed_work kvmclock_update_work;
1218         struct delayed_work kvmclock_sync_work;
1219
1220         struct kvm_xen_hvm_config xen_hvm_config;
1221
1222         /* reads protected by irq_srcu, writes by irq_lock */
1223         struct hlist_head mask_notifier_list;
1224
1225         struct kvm_hv hyperv;
1226         struct kvm_xen xen;
1227
1228         bool backwards_tsc_observed;
1229         bool boot_vcpu_runs_old_kvmclock;
1230         u32 bsp_vcpu_id;
1231
1232         u64 disabled_quirks;
1233         int cpu_dirty_logging_count;
1234
1235         enum kvm_irqchip_mode irqchip_mode;
1236         u8 nr_reserved_ioapic_pins;
1237
1238         bool disabled_lapic_found;
1239
1240         bool x2apic_format;
1241         bool x2apic_broadcast_quirk_disabled;
1242
1243         bool guest_can_read_msr_platform_info;
1244         bool exception_payload_enabled;
1245
1246         bool triple_fault_event;
1247
1248         bool bus_lock_detection_enabled;
1249         bool enable_pmu;
1250
1251         u32 notify_window;
1252         u32 notify_vmexit_flags;
1253         /*
1254          * If exit_on_emulation_error is set, and the in-kernel instruction
1255          * emulator fails to emulate an instruction, allow userspace
1256          * the opportunity to look at it.
1257          */
1258         bool exit_on_emulation_error;
1259
1260         /* Deflect RDMSR and WRMSR to user space when they trigger a #GP */
1261         u32 user_space_msr_mask;
1262         struct kvm_x86_msr_filter __rcu *msr_filter;
1263
1264         u32 hypercall_exit_enabled;
1265
1266         /* Guest can access the SGX PROVISIONKEY. */
1267         bool sgx_provisioning_allowed;
1268
1269         struct kvm_pmu_event_filter __rcu *pmu_event_filter;
1270         struct task_struct *nx_lpage_recovery_thread;
1271
1272 #ifdef CONFIG_X86_64
1273         /*
1274          * Whether the TDP MMU is enabled for this VM. This contains a
1275          * snapshot of the TDP MMU module parameter from when the VM was
1276          * created and remains unchanged for the life of the VM. If this is
1277          * true, TDP MMU handler functions will run for various MMU
1278          * operations.
1279          */
1280         bool tdp_mmu_enabled;
1281
1282         /*
1283          * List of struct kvm_mmu_pages being used as roots.
1284          * All struct kvm_mmu_pages in the list should have
1285          * tdp_mmu_page set.
1286          *
1287          * For reads, this list is protected by:
1288          *      the MMU lock in read mode + RCU or
1289          *      the MMU lock in write mode
1290          *
1291          * For writes, this list is protected by:
1292          *      the MMU lock in read mode + the tdp_mmu_pages_lock or
1293          *      the MMU lock in write mode
1294          *
1295          * Roots will remain in the list until their tdp_mmu_root_count
1296          * drops to zero, at which point the thread that decremented the
1297          * count to zero should removed the root from the list and clean
1298          * it up, freeing the root after an RCU grace period.
1299          */
1300         struct list_head tdp_mmu_roots;
1301
1302         /*
1303          * List of struct kvmp_mmu_pages not being used as roots.
1304          * All struct kvm_mmu_pages in the list should have
1305          * tdp_mmu_page set and a tdp_mmu_root_count of 0.
1306          */
1307         struct list_head tdp_mmu_pages;
1308
1309         /*
1310          * Protects accesses to the following fields when the MMU lock
1311          * is held in read mode:
1312          *  - tdp_mmu_roots (above)
1313          *  - tdp_mmu_pages (above)
1314          *  - the link field of struct kvm_mmu_pages used by the TDP MMU
1315          *  - lpage_disallowed_mmu_pages
1316          *  - the lpage_disallowed_link field of struct kvm_mmu_pages used
1317          *    by the TDP MMU
1318          * It is acceptable, but not necessary, to acquire this lock when
1319          * the thread holds the MMU lock in write mode.
1320          */
1321         spinlock_t tdp_mmu_pages_lock;
1322         struct workqueue_struct *tdp_mmu_zap_wq;
1323 #endif /* CONFIG_X86_64 */
1324
1325         /*
1326          * If set, at least one shadow root has been allocated. This flag
1327          * is used as one input when determining whether certain memslot
1328          * related allocations are necessary.
1329          */
1330         bool shadow_root_allocated;
1331
1332 #if IS_ENABLED(CONFIG_HYPERV)
1333         hpa_t   hv_root_tdp;
1334         spinlock_t hv_root_tdp_lock;
1335 #endif
1336         /*
1337          * VM-scope maximum vCPU ID. Used to determine the size of structures
1338          * that increase along with the maximum vCPU ID, in which case, using
1339          * the global KVM_MAX_VCPU_IDS may lead to significant memory waste.
1340          */
1341         u32 max_vcpu_ids;
1342
1343         bool disable_nx_huge_pages;
1344
1345         /*
1346          * Memory caches used to allocate shadow pages when performing eager
1347          * page splitting. No need for a shadowed_info_cache since eager page
1348          * splitting only allocates direct shadow pages.
1349          *
1350          * Protected by kvm->slots_lock.
1351          */
1352         struct kvm_mmu_memory_cache split_shadow_page_cache;
1353         struct kvm_mmu_memory_cache split_page_header_cache;
1354
1355         /*
1356          * Memory cache used to allocate pte_list_desc structs while splitting
1357          * huge pages. In the worst case, to split one huge page, 512
1358          * pte_list_desc structs are needed to add each lower level leaf sptep
1359          * to the rmap plus 1 to extend the parent_ptes rmap of the lower level
1360          * page table.
1361          *
1362          * Protected by kvm->slots_lock.
1363          */
1364 #define SPLIT_DESC_CACHE_MIN_NR_OBJECTS (SPTE_ENT_PER_PAGE + 1)
1365         struct kvm_mmu_memory_cache split_desc_cache;
1366 };
1367
1368 struct kvm_vm_stat {
1369         struct kvm_vm_stat_generic generic;
1370         u64 mmu_shadow_zapped;
1371         u64 mmu_pte_write;
1372         u64 mmu_pde_zapped;
1373         u64 mmu_flooded;
1374         u64 mmu_recycled;
1375         u64 mmu_cache_miss;
1376         u64 mmu_unsync;
1377         union {
1378                 struct {
1379                         atomic64_t pages_4k;
1380                         atomic64_t pages_2m;
1381                         atomic64_t pages_1g;
1382                 };
1383                 atomic64_t pages[KVM_NR_PAGE_SIZES];
1384         };
1385         u64 nx_lpage_splits;
1386         u64 max_mmu_page_hash_collisions;
1387         u64 max_mmu_rmap_size;
1388 };
1389
1390 struct kvm_vcpu_stat {
1391         struct kvm_vcpu_stat_generic generic;
1392         u64 pf_taken;
1393         u64 pf_fixed;
1394         u64 pf_emulate;
1395         u64 pf_spurious;
1396         u64 pf_fast;
1397         u64 pf_mmio_spte_created;
1398         u64 pf_guest;
1399         u64 tlb_flush;
1400         u64 invlpg;
1401
1402         u64 exits;
1403         u64 io_exits;
1404         u64 mmio_exits;
1405         u64 signal_exits;
1406         u64 irq_window_exits;
1407         u64 nmi_window_exits;
1408         u64 l1d_flush;
1409         u64 halt_exits;
1410         u64 request_irq_exits;
1411         u64 irq_exits;
1412         u64 host_state_reload;
1413         u64 fpu_reload;
1414         u64 insn_emulation;
1415         u64 insn_emulation_fail;
1416         u64 hypercalls;
1417         u64 irq_injections;
1418         u64 nmi_injections;
1419         u64 req_event;
1420         u64 nested_run;
1421         u64 directed_yield_attempted;
1422         u64 directed_yield_successful;
1423         u64 preemption_reported;
1424         u64 preemption_other;
1425         u64 guest_mode;
1426         u64 notify_window_exits;
1427 };
1428
1429 struct x86_instruction_info;
1430
1431 struct msr_data {
1432         bool host_initiated;
1433         u32 index;
1434         u64 data;
1435 };
1436
1437 struct kvm_lapic_irq {
1438         u32 vector;
1439         u16 delivery_mode;
1440         u16 dest_mode;
1441         bool level;
1442         u16 trig_mode;
1443         u32 shorthand;
1444         u32 dest_id;
1445         bool msi_redir_hint;
1446 };
1447
1448 static inline u16 kvm_lapic_irq_dest_mode(bool dest_mode_logical)
1449 {
1450         return dest_mode_logical ? APIC_DEST_LOGICAL : APIC_DEST_PHYSICAL;
1451 }
1452
1453 struct kvm_x86_ops {
1454         const char *name;
1455
1456         int (*hardware_enable)(void);
1457         void (*hardware_disable)(void);
1458         void (*hardware_unsetup)(void);
1459         bool (*has_emulated_msr)(struct kvm *kvm, u32 index);
1460         void (*vcpu_after_set_cpuid)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1461
1462         unsigned int vm_size;
1463         int (*vm_init)(struct kvm *kvm);
1464         void (*vm_destroy)(struct kvm *kvm);
1465
1466         /* Create, but do not attach this VCPU */
1467         int (*vcpu_precreate)(struct kvm *kvm);
1468         int (*vcpu_create)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1469         void (*vcpu_free)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1470         void (*vcpu_reset)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
1471
1472         void (*prepare_switch_to_guest)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1473         void (*vcpu_load)(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
1474         void (*vcpu_put)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1475
1476         void (*update_exception_bitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1477         int (*get_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1478         int (*set_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1479         u64 (*get_segment_base)(struct kvm_vcpu *vcpu, int seg);
1480         void (*get_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1481                             struct kvm_segment *var, int seg);
1482         int (*get_cpl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1483         void (*set_segment)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1484                             struct kvm_segment *var, int seg);
1485         void (*get_cs_db_l_bits)(struct kvm_vcpu *vcpu, int *db, int *l);
1486         void (*set_cr0)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1487         void (*post_set_cr3)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1488         bool (*is_valid_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1489         void (*set_cr4)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1490         int (*set_efer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1491         void (*get_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1492         void (*set_idt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1493         void (*get_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1494         void (*set_gdt)(struct kvm_vcpu *vcpu, struct desc_ptr *dt);
1495         void (*sync_dirty_debug_regs)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1496         void (*set_dr7)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long value);
1497         void (*cache_reg)(struct kvm_vcpu *vcpu, enum kvm_reg reg);
1498         unsigned long (*get_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1499         void (*set_rflags)(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1500         bool (*get_if_flag)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1501
1502         void (*flush_tlb_all)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1503         void (*flush_tlb_current)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1504         int  (*tlb_remote_flush)(struct kvm *kvm);
1505         int  (*tlb_remote_flush_with_range)(struct kvm *kvm,
1506                         struct kvm_tlb_range *range);
1507
1508         /*
1509          * Flush any TLB entries associated with the given GVA.
1510          * Does not need to flush GPA->HPA mappings.
1511          * Can potentially get non-canonical addresses through INVLPGs, which
1512          * the implementation may choose to ignore if appropriate.
1513          */
1514         void (*flush_tlb_gva)(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t addr);
1515
1516         /*
1517          * Flush any TLB entries created by the guest.  Like tlb_flush_gva(),
1518          * does not need to flush GPA->HPA mappings.
1519          */
1520         void (*flush_tlb_guest)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1521
1522         int (*vcpu_pre_run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1523         enum exit_fastpath_completion (*vcpu_run)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1524         int (*handle_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1525                 enum exit_fastpath_completion exit_fastpath);
1526         int (*skip_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1527         void (*update_emulated_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1528         void (*set_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu, int mask);
1529         u32 (*get_interrupt_shadow)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1530         void (*patch_hypercall)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1531                                 unsigned char *hypercall_addr);
1532         void (*inject_irq)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool reinjected);
1533         void (*inject_nmi)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1534         void (*inject_exception)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1535         void (*cancel_injection)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1536         int (*interrupt_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool for_injection);
1537         int (*nmi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool for_injection);
1538         bool (*get_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1539         void (*set_nmi_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool masked);
1540         void (*enable_nmi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1541         void (*enable_irq_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1542         void (*update_cr8_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr);
1543         bool (*check_apicv_inhibit_reasons)(enum kvm_apicv_inhibit reason);
1544         void (*refresh_apicv_exec_ctrl)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1545         void (*hwapic_irr_update)(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
1546         void (*hwapic_isr_update)(int isr);
1547         bool (*guest_apic_has_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1548         void (*load_eoi_exitmap)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
1549         void (*set_virtual_apic_mode)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1550         void (*set_apic_access_page_addr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1551         void (*deliver_interrupt)(struct kvm_lapic *apic, int delivery_mode,
1552                                   int trig_mode, int vector);
1553         int (*sync_pir_to_irr)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1554         int (*set_tss_addr)(struct kvm *kvm, unsigned int addr);
1555         int (*set_identity_map_addr)(struct kvm *kvm, u64 ident_addr);
1556         u8 (*get_mt_mask)(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn, bool is_mmio);
1557
1558         void (*load_mmu_pgd)(struct kvm_vcpu *vcpu, hpa_t root_hpa,
1559                              int root_level);
1560
1561         bool (*has_wbinvd_exit)(void);
1562
1563         u64 (*get_l2_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1564         u64 (*get_l2_tsc_multiplier)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1565         void (*write_tsc_offset)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 offset);
1566         void (*write_tsc_multiplier)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 multiplier);
1567
1568         /*
1569          * Retrieve somewhat arbitrary exit information.  Intended to
1570          * be used only from within tracepoints or error paths.
1571          */
1572         void (*get_exit_info)(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 *reason,
1573                               u64 *info1, u64 *info2,
1574                               u32 *exit_int_info, u32 *exit_int_info_err_code);
1575
1576         int (*check_intercept)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1577                                struct x86_instruction_info *info,
1578                                enum x86_intercept_stage stage,
1579                                struct x86_exception *exception);
1580         void (*handle_exit_irqoff)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1581
1582         void (*request_immediate_exit)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1583
1584         void (*sched_in)(struct kvm_vcpu *kvm, int cpu);
1585
1586         /*
1587          * Size of the CPU's dirty log buffer, i.e. VMX's PML buffer.  A zero
1588          * value indicates CPU dirty logging is unsupported or disabled.
1589          */
1590         int cpu_dirty_log_size;
1591         void (*update_cpu_dirty_logging)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1592
1593         const struct kvm_x86_nested_ops *nested_ops;
1594
1595         void (*vcpu_blocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1596         void (*vcpu_unblocking)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1597
1598         int (*pi_update_irte)(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
1599                               uint32_t guest_irq, bool set);
1600         void (*pi_start_assignment)(struct kvm *kvm);
1601         void (*apicv_post_state_restore)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1602         bool (*dy_apicv_has_pending_interrupt)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1603
1604         int (*set_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 guest_deadline_tsc,
1605                             bool *expired);
1606         void (*cancel_hv_timer)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1607
1608         void (*setup_mce)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1609
1610         int (*smi_allowed)(struct kvm_vcpu *vcpu, bool for_injection);
1611         int (*enter_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, char *smstate);
1612         int (*leave_smm)(struct kvm_vcpu *vcpu, const char *smstate);
1613         void (*enable_smi_window)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1614
1615         int (*mem_enc_ioctl)(struct kvm *kvm, void __user *argp);
1616         int (*mem_enc_register_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1617         int (*mem_enc_unregister_region)(struct kvm *kvm, struct kvm_enc_region *argp);
1618         int (*vm_copy_enc_context_from)(struct kvm *kvm, unsigned int source_fd);
1619         int (*vm_move_enc_context_from)(struct kvm *kvm, unsigned int source_fd);
1620         void (*guest_memory_reclaimed)(struct kvm *kvm);
1621
1622         int (*get_msr_feature)(struct kvm_msr_entry *entry);
1623
1624         bool (*can_emulate_instruction)(struct kvm_vcpu *vcpu, int emul_type,
1625                                         void *insn, int insn_len);
1626
1627         bool (*apic_init_signal_blocked)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1628         int (*enable_direct_tlbflush)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1629
1630         void (*migrate_timers)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1631         void (*msr_filter_changed)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1632         int (*complete_emulated_msr)(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
1633
1634         void (*vcpu_deliver_sipi_vector)(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1635
1636         /*
1637          * Returns vCPU specific APICv inhibit reasons
1638          */
1639         unsigned long (*vcpu_get_apicv_inhibit_reasons)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1640 };
1641
1642 struct kvm_x86_nested_ops {
1643         void (*leave_nested)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1644         bool (*is_exception_vmexit)(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector,
1645                                     u32 error_code);
1646         int (*check_events)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1647         bool (*has_events)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1648         void (*triple_fault)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1649         int (*get_state)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1650                          struct kvm_nested_state __user *user_kvm_nested_state,
1651                          unsigned user_data_size);
1652         int (*set_state)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1653                          struct kvm_nested_state __user *user_kvm_nested_state,
1654                          struct kvm_nested_state *kvm_state);
1655         bool (*get_nested_state_pages)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1656         int (*write_log_dirty)(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t l2_gpa);
1657
1658         int (*enable_evmcs)(struct kvm_vcpu *vcpu,
1659                             uint16_t *vmcs_version);
1660         uint16_t (*get_evmcs_version)(struct kvm_vcpu *vcpu);
1661 };
1662
1663 struct kvm_x86_init_ops {
1664         int (*cpu_has_kvm_support)(void);
1665         int (*disabled_by_bios)(void);
1666         int (*check_processor_compatibility)(void);
1667         int (*hardware_setup)(void);
1668         unsigned int (*handle_intel_pt_intr)(void);
1669
1670         struct kvm_x86_ops *runtime_ops;
1671         struct kvm_pmu_ops *pmu_ops;
1672 };
1673
1674 struct kvm_arch_async_pf {
1675         u32 token;
1676         gfn_t gfn;
1677         unsigned long cr3;
1678         bool direct_map;
1679 };
1680
1681 extern u32 __read_mostly kvm_nr_uret_msrs;
1682 extern u64 __read_mostly host_efer;
1683 extern bool __read_mostly allow_smaller_maxphyaddr;
1684 extern bool __read_mostly enable_apicv;
1685 extern struct kvm_x86_ops kvm_x86_ops;
1686
1687 #define KVM_X86_OP(func) \
1688         DECLARE_STATIC_CALL(kvm_x86_##func, *(((struct kvm_x86_ops *)0)->func));
1689 #define KVM_X86_OP_OPTIONAL KVM_X86_OP
1690 #define KVM_X86_OP_OPTIONAL_RET0 KVM_X86_OP
1691 #include <asm/kvm-x86-ops.h>
1692
1693 #define __KVM_HAVE_ARCH_VM_ALLOC
1694 static inline struct kvm *kvm_arch_alloc_vm(void)
1695 {
1696         return __vmalloc(kvm_x86_ops.vm_size, GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO);
1697 }
1698
1699 #define __KVM_HAVE_ARCH_VM_FREE
1700 void kvm_arch_free_vm(struct kvm *kvm);
1701
1702 #define __KVM_HAVE_ARCH_FLUSH_REMOTE_TLB
1703 static inline int kvm_arch_flush_remote_tlb(struct kvm *kvm)
1704 {
1705         if (kvm_x86_ops.tlb_remote_flush &&
1706             !static_call(kvm_x86_tlb_remote_flush)(kvm))
1707                 return 0;
1708         else
1709                 return -ENOTSUPP;
1710 }
1711
1712 #define kvm_arch_pmi_in_guest(vcpu) \
1713         ((vcpu) && (vcpu)->arch.handling_intr_from_guest)
1714
1715 void __init kvm_mmu_x86_module_init(void);
1716 int kvm_mmu_vendor_module_init(void);
1717 void kvm_mmu_vendor_module_exit(void);
1718
1719 void kvm_mmu_destroy(struct kvm_vcpu *vcpu);
1720 int kvm_mmu_create(struct kvm_vcpu *vcpu);
1721 int kvm_mmu_init_vm(struct kvm *kvm);
1722 void kvm_mmu_uninit_vm(struct kvm *kvm);
1723
1724 void kvm_mmu_after_set_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1725 void kvm_mmu_reset_context(struct kvm_vcpu *vcpu);
1726 void kvm_mmu_slot_remove_write_access(struct kvm *kvm,
1727                                       const struct kvm_memory_slot *memslot,
1728                                       int start_level);
1729 void kvm_mmu_slot_try_split_huge_pages(struct kvm *kvm,
1730                                        const struct kvm_memory_slot *memslot,
1731                                        int target_level);
1732 void kvm_mmu_try_split_huge_pages(struct kvm *kvm,
1733                                   const struct kvm_memory_slot *memslot,
1734                                   u64 start, u64 end,
1735                                   int target_level);
1736 void kvm_mmu_zap_collapsible_sptes(struct kvm *kvm,
1737                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1738 void kvm_mmu_slot_leaf_clear_dirty(struct kvm *kvm,
1739                                    const struct kvm_memory_slot *memslot);
1740 void kvm_mmu_zap_all(struct kvm *kvm);
1741 void kvm_mmu_invalidate_mmio_sptes(struct kvm *kvm, u64 gen);
1742 void kvm_mmu_change_mmu_pages(struct kvm *kvm, unsigned long kvm_nr_mmu_pages);
1743
1744 int load_pdptrs(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1745
1746 int emulator_write_phys(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t gpa,
1747                           const void *val, int bytes);
1748
1749 struct kvm_irq_mask_notifier {
1750         void (*func)(struct kvm_irq_mask_notifier *kimn, bool masked);
1751         int irq;
1752         struct hlist_node link;
1753 };
1754
1755 void kvm_register_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1756                                     struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1757 void kvm_unregister_irq_mask_notifier(struct kvm *kvm, int irq,
1758                                       struct kvm_irq_mask_notifier *kimn);
1759 void kvm_fire_mask_notifiers(struct kvm *kvm, unsigned irqchip, unsigned pin,
1760                              bool mask);
1761
1762 extern bool tdp_enabled;
1763
1764 u64 vcpu_tsc_khz(struct kvm_vcpu *vcpu);
1765
1766 /*
1767  * EMULTYPE_NO_DECODE - Set when re-emulating an instruction (after completing
1768  *                      userspace I/O) to indicate that the emulation context
1769  *                      should be reused as is, i.e. skip initialization of
1770  *                      emulation context, instruction fetch and decode.
1771  *
1772  * EMULTYPE_TRAP_UD - Set when emulating an intercepted #UD from hardware.
1773  *                    Indicates that only select instructions (tagged with
1774  *                    EmulateOnUD) should be emulated (to minimize the emulator
1775  *                    attack surface).  See also EMULTYPE_TRAP_UD_FORCED.
1776  *
1777  * EMULTYPE_SKIP - Set when emulating solely to skip an instruction, i.e. to
1778  *                 decode the instruction length.  For use *only* by
1779  *                 kvm_x86_ops.skip_emulated_instruction() implementations if
1780  *                 EMULTYPE_COMPLETE_USER_EXIT is not set.
1781  *
1782  * EMULTYPE_ALLOW_RETRY_PF - Set when the emulator should resume the guest to
1783  *                           retry native execution under certain conditions,
1784  *                           Can only be set in conjunction with EMULTYPE_PF.
1785  *
1786  * EMULTYPE_TRAP_UD_FORCED - Set when emulating an intercepted #UD that was
1787  *                           triggered by KVM's magic "force emulation" prefix,
1788  *                           which is opt in via module param (off by default).
1789  *                           Bypasses EmulateOnUD restriction despite emulating
1790  *                           due to an intercepted #UD (see EMULTYPE_TRAP_UD).
1791  *                           Used to test the full emulator from userspace.
1792  *
1793  * EMULTYPE_VMWARE_GP - Set when emulating an intercepted #GP for VMware
1794  *                      backdoor emulation, which is opt in via module param.
1795  *                      VMware backdoor emulation handles select instructions
1796  *                      and reinjects the #GP for all other cases.
1797  *
1798  * EMULTYPE_PF - Set when emulating MMIO by way of an intercepted #PF, in which
1799  *               case the CR2/GPA value pass on the stack is valid.
1800  *
1801  * EMULTYPE_COMPLETE_USER_EXIT - Set when the emulator should update interruptibility
1802  *                               state and inject single-step #DBs after skipping
1803  *                               an instruction (after completing userspace I/O).
1804  */
1805 #define EMULTYPE_NO_DECODE          (1 << 0)
1806 #define EMULTYPE_TRAP_UD            (1 << 1)
1807 #define EMULTYPE_SKIP               (1 << 2)
1808 #define EMULTYPE_ALLOW_RETRY_PF     (1 << 3)
1809 #define EMULTYPE_TRAP_UD_FORCED     (1 << 4)
1810 #define EMULTYPE_VMWARE_GP          (1 << 5)
1811 #define EMULTYPE_PF                 (1 << 6)
1812 #define EMULTYPE_COMPLETE_USER_EXIT (1 << 7)
1813
1814 int kvm_emulate_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu, int emulation_type);
1815 int kvm_emulate_instruction_from_buffer(struct kvm_vcpu *vcpu,
1816                                         void *insn, int insn_len);
1817 void __kvm_prepare_emulation_failure_exit(struct kvm_vcpu *vcpu,
1818                                           u64 *data, u8 ndata);
1819 void kvm_prepare_emulation_failure_exit(struct kvm_vcpu *vcpu);
1820
1821 void kvm_enable_efer_bits(u64);
1822 bool kvm_valid_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
1823 int __kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 *data, bool host_initiated);
1824 int kvm_get_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 *data);
1825 int kvm_set_msr(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 index, u64 data);
1826 int kvm_emulate_rdmsr(struct kvm_vcpu *vcpu);
1827 int kvm_emulate_wrmsr(struct kvm_vcpu *vcpu);
1828 int kvm_emulate_as_nop(struct kvm_vcpu *vcpu);
1829 int kvm_emulate_invd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1830 int kvm_emulate_mwait(struct kvm_vcpu *vcpu);
1831 int kvm_handle_invalid_op(struct kvm_vcpu *vcpu);
1832 int kvm_emulate_monitor(struct kvm_vcpu *vcpu);
1833
1834 int kvm_fast_pio(struct kvm_vcpu *vcpu, int size, unsigned short port, int in);
1835 int kvm_emulate_cpuid(struct kvm_vcpu *vcpu);
1836 int kvm_emulate_halt(struct kvm_vcpu *vcpu);
1837 int kvm_emulate_halt_noskip(struct kvm_vcpu *vcpu);
1838 int kvm_emulate_ap_reset_hold(struct kvm_vcpu *vcpu);
1839 int kvm_emulate_wbinvd(struct kvm_vcpu *vcpu);
1840
1841 void kvm_get_segment(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_segment *var, int seg);
1842 int kvm_load_segment_descriptor(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 selector, int seg);
1843 void kvm_vcpu_deliver_sipi_vector(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
1844
1845 int kvm_task_switch(struct kvm_vcpu *vcpu, u16 tss_selector, int idt_index,
1846                     int reason, bool has_error_code, u32 error_code);
1847
1848 void kvm_post_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long old_cr0, unsigned long cr0);
1849 void kvm_post_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long old_cr4, unsigned long cr4);
1850 int kvm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
1851 int kvm_set_cr3(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr3);
1852 int kvm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
1853 int kvm_set_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr8);
1854 int kvm_set_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long val);
1855 void kvm_get_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr, unsigned long *val);
1856 unsigned long kvm_get_cr8(struct kvm_vcpu *vcpu);
1857 void kvm_lmsw(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long msw);
1858 int kvm_emulate_xsetbv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1859
1860 int kvm_get_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1861 int kvm_set_msr_common(struct kvm_vcpu *vcpu, struct msr_data *msr);
1862
1863 unsigned long kvm_get_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu);
1864 void kvm_set_rflags(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long rflags);
1865 int kvm_emulate_rdpmc(struct kvm_vcpu *vcpu);
1866
1867 void kvm_queue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1868 void kvm_queue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1869 void kvm_queue_exception_p(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, unsigned long payload);
1870 void kvm_requeue_exception(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr);
1871 void kvm_requeue_exception_e(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned nr, u32 error_code);
1872 void kvm_inject_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct x86_exception *fault);
1873 void kvm_inject_emulated_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu,
1874                                     struct x86_exception *fault);
1875 bool kvm_require_cpl(struct kvm_vcpu *vcpu, int required_cpl);
1876 bool kvm_require_dr(struct kvm_vcpu *vcpu, int dr);
1877
1878 static inline int __kvm_irq_line_state(unsigned long *irq_state,
1879                                        int irq_source_id, int level)
1880 {
1881         /* Logical OR for level trig interrupt */
1882         if (level)
1883                 __set_bit(irq_source_id, irq_state);
1884         else
1885                 __clear_bit(irq_source_id, irq_state);
1886
1887         return !!(*irq_state);
1888 }
1889
1890 #define KVM_MMU_ROOT_CURRENT            BIT(0)
1891 #define KVM_MMU_ROOT_PREVIOUS(i)        BIT(1+i)
1892 #define KVM_MMU_ROOTS_ALL               (~0UL)
1893
1894 int kvm_pic_set_irq(struct kvm_pic *pic, int irq, int irq_source_id, int level);
1895 void kvm_pic_clear_all(struct kvm_pic *pic, int irq_source_id);
1896
1897 void kvm_inject_nmi(struct kvm_vcpu *vcpu);
1898
1899 void kvm_update_dr7(struct kvm_vcpu *vcpu);
1900
1901 int kvm_mmu_unprotect_page(struct kvm *kvm, gfn_t gfn);
1902 void kvm_mmu_free_roots(struct kvm *kvm, struct kvm_mmu *mmu,
1903                         ulong roots_to_free);
1904 void kvm_mmu_free_guest_mode_roots(struct kvm *kvm, struct kvm_mmu *mmu);
1905 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_read(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1906                               struct x86_exception *exception);
1907 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_fetch(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1908                                struct x86_exception *exception);
1909 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_write(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1910                                struct x86_exception *exception);
1911 gpa_t kvm_mmu_gva_to_gpa_system(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva,
1912                                 struct x86_exception *exception);
1913
1914 bool kvm_apicv_activated(struct kvm *kvm);
1915 bool kvm_vcpu_apicv_activated(struct kvm_vcpu *vcpu);
1916 void kvm_vcpu_update_apicv(struct kvm_vcpu *vcpu);
1917 void __kvm_set_or_clear_apicv_inhibit(struct kvm *kvm,
1918                                       enum kvm_apicv_inhibit reason, bool set);
1919 void kvm_set_or_clear_apicv_inhibit(struct kvm *kvm,
1920                                     enum kvm_apicv_inhibit reason, bool set);
1921
1922 static inline void kvm_set_apicv_inhibit(struct kvm *kvm,
1923                                          enum kvm_apicv_inhibit reason)
1924 {
1925         kvm_set_or_clear_apicv_inhibit(kvm, reason, true);
1926 }
1927
1928 static inline void kvm_clear_apicv_inhibit(struct kvm *kvm,
1929                                            enum kvm_apicv_inhibit reason)
1930 {
1931         kvm_set_or_clear_apicv_inhibit(kvm, reason, false);
1932 }
1933
1934 int kvm_emulate_hypercall(struct kvm_vcpu *vcpu);
1935
1936 int kvm_mmu_page_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t cr2_or_gpa, u64 error_code,
1937                        void *insn, int insn_len);
1938 void kvm_mmu_invlpg(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva);
1939 void kvm_mmu_invalidate_gva(struct kvm_vcpu *vcpu, struct kvm_mmu *mmu,
1940                             gva_t gva, hpa_t root_hpa);
1941 void kvm_mmu_invpcid_gva(struct kvm_vcpu *vcpu, gva_t gva, unsigned long pcid);
1942 void kvm_mmu_new_pgd(struct kvm_vcpu *vcpu, gpa_t new_pgd);
1943
1944 void kvm_configure_mmu(bool enable_tdp, int tdp_forced_root_level,
1945                        int tdp_max_root_level, int tdp_huge_page_level);
1946
1947 static inline u16 kvm_read_ldt(void)
1948 {
1949         u16 ldt;
1950         asm("sldt %0" : "=g"(ldt));
1951         return ldt;
1952 }
1953
1954 static inline void kvm_load_ldt(u16 sel)
1955 {
1956         asm("lldt %0" : : "rm"(sel));
1957 }
1958
1959 #ifdef CONFIG_X86_64
1960 static inline unsigned long read_msr(unsigned long msr)
1961 {
1962         u64 value;
1963
1964         rdmsrl(msr, value);
1965         return value;
1966 }
1967 #endif
1968
1969 static inline void kvm_inject_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 error_code)
1970 {
1971         kvm_queue_exception_e(vcpu, GP_VECTOR, error_code);
1972 }
1973
1974 #define TSS_IOPB_BASE_OFFSET 0x66
1975 #define TSS_BASE_SIZE 0x68
1976 #define TSS_IOPB_SIZE (65536 / 8)
1977 #define TSS_REDIRECTION_SIZE (256 / 8)
1978 #define RMODE_TSS_SIZE                                                  \
1979         (TSS_BASE_SIZE + TSS_REDIRECTION_SIZE + TSS_IOPB_SIZE + 1)
1980
1981 enum {
1982         TASK_SWITCH_CALL = 0,
1983         TASK_SWITCH_IRET = 1,
1984         TASK_SWITCH_JMP = 2,
1985         TASK_SWITCH_GATE = 3,
1986 };
1987
1988 #define HF_GIF_MASK             (1 << 0)
1989 #define HF_NMI_MASK             (1 << 3)
1990 #define HF_IRET_MASK            (1 << 4)
1991 #define HF_GUEST_MASK           (1 << 5) /* VCPU is in guest-mode */
1992 #define HF_SMM_MASK             (1 << 6)
1993 #define HF_SMM_INSIDE_NMI_MASK  (1 << 7)
1994
1995 #define __KVM_VCPU_MULTIPLE_ADDRESS_SPACE
1996 #define KVM_ADDRESS_SPACE_NUM 2
1997
1998 #define kvm_arch_vcpu_memslots_id(vcpu) ((vcpu)->arch.hflags & HF_SMM_MASK ? 1 : 0)
1999 #define kvm_memslots_for_spte_role(kvm, role) __kvm_memslots(kvm, (role).smm)
2000
2001 #define KVM_ARCH_WANT_MMU_NOTIFIER
2002
2003 int kvm_cpu_has_injectable_intr(struct kvm_vcpu *v);
2004 int kvm_cpu_has_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
2005 int kvm_cpu_has_extint(struct kvm_vcpu *v);
2006 int kvm_arch_interrupt_allowed(struct kvm_vcpu *vcpu);
2007 int kvm_cpu_get_interrupt(struct kvm_vcpu *v);
2008 void kvm_vcpu_reset(struct kvm_vcpu *vcpu, bool init_event);
2009
2010 int kvm_pv_send_ipi(struct kvm *kvm, unsigned long ipi_bitmap_low,
2011                     unsigned long ipi_bitmap_high, u32 min,
2012                     unsigned long icr, int op_64_bit);
2013
2014 int kvm_add_user_return_msr(u32 msr);
2015 int kvm_find_user_return_msr(u32 msr);
2016 int kvm_set_user_return_msr(unsigned index, u64 val, u64 mask);
2017
2018 static inline bool kvm_is_supported_user_return_msr(u32 msr)
2019 {
2020         return kvm_find_user_return_msr(msr) >= 0;
2021 }
2022
2023 u64 kvm_scale_tsc(u64 tsc, u64 ratio);
2024 u64 kvm_read_l1_tsc(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 host_tsc);
2025 u64 kvm_calc_nested_tsc_offset(u64 l1_offset, u64 l2_offset, u64 l2_multiplier);
2026 u64 kvm_calc_nested_tsc_multiplier(u64 l1_multiplier, u64 l2_multiplier);
2027
2028 unsigned long kvm_get_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu);
2029 bool kvm_is_linear_rip(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long linear_rip);
2030
2031 void kvm_make_scan_ioapic_request(struct kvm *kvm);
2032 void kvm_make_scan_ioapic_request_mask(struct kvm *kvm,
2033                                        unsigned long *vcpu_bitmap);
2034
2035 bool kvm_arch_async_page_not_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
2036                                      struct kvm_async_pf *work);
2037 void kvm_arch_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu,
2038                                  struct kvm_async_pf *work);
2039 void kvm_arch_async_page_ready(struct kvm_vcpu *vcpu,
2040                                struct kvm_async_pf *work);
2041 void kvm_arch_async_page_present_queued(struct kvm_vcpu *vcpu);
2042 bool kvm_arch_can_dequeue_async_page_present(struct kvm_vcpu *vcpu);
2043 extern bool kvm_find_async_pf_gfn(struct kvm_vcpu *vcpu, gfn_t gfn);
2044
2045 int kvm_skip_emulated_instruction(struct kvm_vcpu *vcpu);
2046 int kvm_complete_insn_gp(struct kvm_vcpu *vcpu, int err);
2047 void __kvm_request_immediate_exit(struct kvm_vcpu *vcpu);
2048
2049 void __user *__x86_set_memory_region(struct kvm *kvm, int id, gpa_t gpa,
2050                                      u32 size);
2051 bool kvm_vcpu_is_reset_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
2052 bool kvm_vcpu_is_bsp(struct kvm_vcpu *vcpu);
2053
2054 bool kvm_intr_is_single_vcpu(struct kvm *kvm, struct kvm_lapic_irq *irq,
2055                              struct kvm_vcpu **dest_vcpu);
2056
2057 void kvm_set_msi_irq(struct kvm *kvm, struct kvm_kernel_irq_routing_entry *e,
2058                      struct kvm_lapic_irq *irq);
2059
2060 static inline bool kvm_irq_is_postable(struct kvm_lapic_irq *irq)
2061 {
2062         /* We can only post Fixed and LowPrio IRQs */
2063         return (irq->delivery_mode == APIC_DM_FIXED ||
2064                 irq->delivery_mode == APIC_DM_LOWEST);
2065 }
2066
2067 static inline void kvm_arch_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
2068 {
2069         static_call_cond(kvm_x86_vcpu_blocking)(vcpu);
2070 }
2071
2072 static inline void kvm_arch_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu)
2073 {
2074         static_call_cond(kvm_x86_vcpu_unblocking)(vcpu);
2075 }
2076
2077 static inline int kvm_cpu_get_apicid(int mps_cpu)
2078 {
2079 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
2080         return default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
2081 #else
2082         WARN_ON_ONCE(1);
2083         return BAD_APICID;
2084 #endif
2085 }
2086
2087 #define put_smstate(type, buf, offset, val)                      \
2088         *(type *)((buf) + (offset) - 0x7e00) = val
2089
2090 #define GET_SMSTATE(type, buf, offset)          \
2091         (*(type *)((buf) + (offset) - 0x7e00))
2092
2093 int kvm_cpu_dirty_log_size(void);
2094
2095 int memslot_rmap_alloc(struct kvm_memory_slot *slot, unsigned long npages);
2096
2097 #define KVM_CLOCK_VALID_FLAGS                                           \
2098         (KVM_CLOCK_TSC_STABLE | KVM_CLOCK_REALTIME | KVM_CLOCK_HOST_TSC)
2099
2100 #define KVM_X86_VALID_QUIRKS                    \
2101         (KVM_X86_QUIRK_LINT0_REENABLED |        \
2102          KVM_X86_QUIRK_CD_NW_CLEARED |          \
2103          KVM_X86_QUIRK_LAPIC_MMIO_HOLE |        \
2104          KVM_X86_QUIRK_OUT_7E_INC_RIP |         \
2105          KVM_X86_QUIRK_MISC_ENABLE_NO_MWAIT |   \
2106          KVM_X86_QUIRK_FIX_HYPERCALL_INSN |     \
2107          KVM_X86_QUIRK_MWAIT_NEVER_UD_FAULTS)
2108
2109 #endif /* _ASM_X86_KVM_HOST_H */