arch/x86/kvm/svm/svm.h

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Kernel-based Virtual Machine driver for Linux
   4  *
   5  * AMD SVM support
   6  *
   7  * Copyright (C) 2006 Qumranet, Inc.
   8  * Copyright 2010 Red Hat, Inc. and/or its affiliates.
   9  *
  10  * Authors:
  11  *   Yaniv Kamay  <yaniv@qumranet.com>
  12  *   Avi Kivity   <avi@qumranet.com>
  13  */
  14
  15 #ifndef __SVM_SVM_H
  16 #define __SVM_SVM_H
  17
  18 #include <linux/kvm_types.h>
  19 #include <linux/kvm_host.h>
  20
  21 #include <asm/svm.h>
  22
  23 static const u32 host_save_user_msrs[] = {
  24 #ifdef CONFIG_X86_64
  25         MSR_STAR, MSR_LSTAR, MSR_CSTAR, MSR_SYSCALL_MASK, MSR_KERNEL_GS_BASE,
  26         MSR_FS_BASE,
  27 #endif
  28         MSR_IA32_SYSENTER_CS, MSR_IA32_SYSENTER_ESP, MSR_IA32_SYSENTER_EIP,
  29         MSR_TSC_AUX,
  30 };
  31
  32 #define NR_HOST_SAVE_USER_MSRS ARRAY_SIZE(host_save_user_msrs)
  33
  34 #define MSRPM_OFFSETS   16
  35 extern u32 msrpm_offsets[MSRPM_OFFSETS] __read_mostly;
  36 extern bool npt_enabled;
  37
  38 enum {
  39         VMCB_INTERCEPTS, /* Intercept vectors, TSC offset,
  40                             pause filter count */
  41         VMCB_PERM_MAP,   /* IOPM Base and MSRPM Base */
  42         VMCB_ASID,       /* ASID */
  43         VMCB_INTR,       /* int_ctl, int_vector */
  44         VMCB_NPT,        /* npt_en, nCR3, gPAT */
  45         VMCB_CR,         /* CR0, CR3, CR4, EFER */
  46         VMCB_DR,         /* DR6, DR7 */
  47         VMCB_DT,         /* GDT, IDT */
  48         VMCB_SEG,        /* CS, DS, SS, ES, CPL */
  49         VMCB_CR2,        /* CR2 only */
  50         VMCB_LBR,        /* DBGCTL, BR_FROM, BR_TO, LAST_EX_FROM, LAST_EX_TO */
  51         VMCB_AVIC,       /* AVIC APIC_BAR, AVIC APIC_BACKING_PAGE,
  52                           * AVIC PHYSICAL_TABLE pointer,
  53                           * AVIC LOGICAL_TABLE pointer
  54                           */
  55         VMCB_DIRTY_MAX,
  56 };
  57
  58 /* TPR and CR2 are always written before VMRUN */
  59 #define VMCB_ALWAYS_DIRTY_MASK  ((1U << VMCB_INTR) | (1U << VMCB_CR2))
  60
  61 struct kvm_sev_info {
  62         bool active;            /* SEV enabled guest */
  63         unsigned int asid;      /* ASID used for this guest */
  64         unsigned int handle;    /* SEV firmware handle */
  65         int fd;                 /* SEV device fd */
  66         unsigned long pages_locked; /* Number of pages locked */
  67         struct list_head regions_list;  /* List of registered regions */
  68 };
  69
  70 struct kvm_svm {
  71         struct kvm kvm;
  72
  73         /* Struct members for AVIC */
  74         u32 avic_vm_id;
  75         struct page *avic_logical_id_table_page;
  76         struct page *avic_physical_id_table_page;
  77         struct hlist_node hnode;
  78
  79         struct kvm_sev_info sev_info;
  80 };
  81
  82 struct kvm_vcpu;
  83
  84 struct nested_state {
  85         struct vmcb *hsave;
  86         u64 hsave_msr;
  87         u64 vm_cr_msr;
  88         u64 vmcb;
  89         u32 host_intercept_exceptions;
  90
  91         /* These are the merged vectors */
  92         u32 *msrpm;
  93
  94         /* A VMRUN has started but has not yet been performed, so
  95          * we cannot inject a nested vmexit yet.  */
  96         bool nested_run_pending;
  97
  98         /* cache for control fields of the guest */
  99         struct vmcb_control_area ctl;
 100 };
 101
 102 struct vcpu_svm {
 103         struct kvm_vcpu vcpu;
 104         struct vmcb *vmcb;
 105         unsigned long vmcb_pa;
 106         struct svm_cpu_data *svm_data;
 107         uint64_t asid_generation;
 108         uint64_t sysenter_esp;
 109         uint64_t sysenter_eip;
 110         uint64_t tsc_aux;
 111
 112         u64 msr_decfg;
 113
 114         u64 next_rip;
 115
 116         u64 host_user_msrs[NR_HOST_SAVE_USER_MSRS];
 117         struct {
 118                 u16 fs;
 119                 u16 gs;
 120                 u16 ldt;
 121                 u64 gs_base;
 122         } host;
 123
 124         u64 spec_ctrl;
 125         /*
 126          * Contains guest-controlled bits of VIRT_SPEC_CTRL, which will be
 127          * translated into the appropriate L2_CFG bits on the host to
 128          * perform speculative control.
 129          */
 130         u64 virt_spec_ctrl;
 131
 132         u32 *msrpm;
 133
 134         ulong nmi_iret_rip;
 135
 136         struct nested_state nested;
 137
 138         bool nmi_singlestep;
 139         u64 nmi_singlestep_guest_rflags;
 140
 141         unsigned int3_injected;
 142         unsigned long int3_rip;
 143
 144         /* cached guest cpuid flags for faster access */
 145         bool nrips_enabled      : 1;
 146
 147         u32 ldr_reg;
 148         u32 dfr_reg;
 149         struct page *avic_backing_page;
 150         u64 *avic_physical_id_cache;
 151         bool avic_is_running;
 152
 153         /*
 154          * Per-vcpu list of struct amd_svm_iommu_ir:
 155          * This is used mainly to store interrupt remapping information used
 156          * when update the vcpu affinity. This avoids the need to scan for
 157          * IRTE and try to match ga_tag in the IOMMU driver.
 158          */
 159         struct list_head ir_list;
 160         spinlock_t ir_list_lock;
 161
 162         /* which host CPU was used for running this vcpu */
 163         unsigned int last_cpu;
 164 };
 165
 166 struct svm_cpu_data {
 167         int cpu;
 168
 169         u64 asid_generation;
 170         u32 max_asid;
 171         u32 next_asid;
 172         u32 min_asid;
 173         struct kvm_ldttss_desc *tss_desc;
 174
 175         struct page *save_area;
 176         struct vmcb *current_vmcb;
 177
 178         /* index = sev_asid, value = vmcb pointer */
 179         struct vmcb **sev_vmcbs;
 180 };
 181
 182 DECLARE_PER_CPU(struct svm_cpu_data *, svm_data);
 183
 184 void recalc_intercepts(struct vcpu_svm *svm);
 185
 186 static inline struct kvm_svm *to_kvm_svm(struct kvm *kvm)
 187 {
 188         return container_of(kvm, struct kvm_svm, kvm);
 189 }
 190
 191 static inline void mark_all_dirty(struct vmcb *vmcb)
 192 {
 193         vmcb->control.clean = 0;
 194 }
 195
 196 static inline void mark_all_clean(struct vmcb *vmcb)
 197 {
 198         vmcb->control.clean = ((1 << VMCB_DIRTY_MAX) - 1)
 199                                & ~VMCB_ALWAYS_DIRTY_MASK;
 200 }
 201
 202 static inline void mark_dirty(struct vmcb *vmcb, int bit)
 203 {
 204         vmcb->control.clean &= ~(1 << bit);
 205 }
 206
 207 static inline struct vcpu_svm *to_svm(struct kvm_vcpu *vcpu)
 208 {
 209         return container_of(vcpu, struct vcpu_svm, vcpu);
 210 }
 211
 212 static inline struct vmcb *get_host_vmcb(struct vcpu_svm *svm)
 213 {
 214         if (is_guest_mode(&svm->vcpu))
 215                 return svm->nested.hsave;
 216         else
 217                 return svm->vmcb;
 218 }
 219
 220 static inline void set_cr_intercept(struct vcpu_svm *svm, int bit)
 221 {
 222         struct vmcb *vmcb = get_host_vmcb(svm);
 223
 224         vmcb->control.intercept_cr |= (1U << bit);
 225
 226         recalc_intercepts(svm);
 227 }
 228
 229 static inline void clr_cr_intercept(struct vcpu_svm *svm, int bit)
 230 {
 231         struct vmcb *vmcb = get_host_vmcb(svm);
 232
 233         vmcb->control.intercept_cr &= ~(1U << bit);
 234
 235         recalc_intercepts(svm);
 236 }
 237
 238 static inline bool is_cr_intercept(struct vcpu_svm *svm, int bit)
 239 {
 240         struct vmcb *vmcb = get_host_vmcb(svm);
 241
 242         return vmcb->control.intercept_cr & (1U << bit);
 243 }
 244
 245 static inline void set_dr_intercepts(struct vcpu_svm *svm)
 246 {
 247         struct vmcb *vmcb = get_host_vmcb(svm);
 248
 249         vmcb->control.intercept_dr = (1 << INTERCEPT_DR0_READ)
 250                 | (1 << INTERCEPT_DR1_READ)
 251                 | (1 << INTERCEPT_DR2_READ)
 252                 | (1 << INTERCEPT_DR3_READ)
 253                 | (1 << INTERCEPT_DR4_READ)
 254                 | (1 << INTERCEPT_DR5_READ)
 255                 | (1 << INTERCEPT_DR6_READ)
 256                 | (1 << INTERCEPT_DR7_READ)
 257                 | (1 << INTERCEPT_DR0_WRITE)
 258                 | (1 << INTERCEPT_DR1_WRITE)
 259                 | (1 << INTERCEPT_DR2_WRITE)
 260                 | (1 << INTERCEPT_DR3_WRITE)
 261                 | (1 << INTERCEPT_DR4_WRITE)
 262                 | (1 << INTERCEPT_DR5_WRITE)
 263                 | (1 << INTERCEPT_DR6_WRITE)
 264                 | (1 << INTERCEPT_DR7_WRITE);
 265
 266         recalc_intercepts(svm);
 267 }
 268
 269 static inline void clr_dr_intercepts(struct vcpu_svm *svm)
 270 {
 271         struct vmcb *vmcb = get_host_vmcb(svm);
 272
 273         vmcb->control.intercept_dr = 0;
 274
 275         recalc_intercepts(svm);
 276 }
 277
 278 static inline void set_exception_intercept(struct vcpu_svm *svm, int bit)
 279 {
 280         struct vmcb *vmcb = get_host_vmcb(svm);
 281
 282         vmcb->control.intercept_exceptions |= (1U << bit);
 283
 284         recalc_intercepts(svm);
 285 }
 286
 287 static inline void clr_exception_intercept(struct vcpu_svm *svm, int bit)
 288 {
 289         struct vmcb *vmcb = get_host_vmcb(svm);
 290
 291         vmcb->control.intercept_exceptions &= ~(1U << bit);
 292
 293         recalc_intercepts(svm);
 294 }
 295
 296 static inline void set_intercept(struct vcpu_svm *svm, int bit)
 297 {
 298         struct vmcb *vmcb = get_host_vmcb(svm);
 299
 300         vmcb->control.intercept |= (1ULL << bit);
 301
 302         recalc_intercepts(svm);
 303 }
 304
 305 static inline void clr_intercept(struct vcpu_svm *svm, int bit)
 306 {
 307         struct vmcb *vmcb = get_host_vmcb(svm);
 308
 309         vmcb->control.intercept &= ~(1ULL << bit);
 310
 311         recalc_intercepts(svm);
 312 }
 313
 314 static inline bool is_intercept(struct vcpu_svm *svm, int bit)
 315 {
 316         return (svm->vmcb->control.intercept & (1ULL << bit)) != 0;
 317 }
 318
 319 static inline bool vgif_enabled(struct vcpu_svm *svm)
 320 {
 321         return !!(svm->vmcb->control.int_ctl & V_GIF_ENABLE_MASK);
 322 }
 323
 324 static inline void enable_gif(struct vcpu_svm *svm)
 325 {
 326         if (vgif_enabled(svm))
 327                 svm->vmcb->control.int_ctl |= V_GIF_MASK;
 328         else
 329                 svm->vcpu.arch.hflags |= HF_GIF_MASK;
 330 }
 331
 332 static inline void disable_gif(struct vcpu_svm *svm)
 333 {
 334         if (vgif_enabled(svm))
 335                 svm->vmcb->control.int_ctl &= ~V_GIF_MASK;
 336         else
 337                 svm->vcpu.arch.hflags &= ~HF_GIF_MASK;
 338 }
 339
 340 static inline bool gif_set(struct vcpu_svm *svm)
 341 {
 342         if (vgif_enabled(svm))
 343                 return !!(svm->vmcb->control.int_ctl & V_GIF_MASK);
 344         else
 345                 return !!(svm->vcpu.arch.hflags & HF_GIF_MASK);
 346 }
 347
 348 /* svm.c */
 349 #define MSR_INVALID                     0xffffffffU
 350
 351 u32 svm_msrpm_offset(u32 msr);
 352 void svm_set_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
 353 void svm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
 354 int svm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
 355 void svm_flush_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu);
 356 void disable_nmi_singlestep(struct vcpu_svm *svm);
 357 bool svm_smi_blocked(struct kvm_vcpu *vcpu);
 358 bool svm_nmi_blocked(struct kvm_vcpu *vcpu);
 359 bool svm_interrupt_blocked(struct kvm_vcpu *vcpu);
 360 void svm_set_gif(struct vcpu_svm *svm, bool value);
 361
 362 /* nested.c */
 363
 364 #define NESTED_EXIT_HOST        0       /* Exit handled on host level */
 365 #define NESTED_EXIT_DONE        1       /* Exit caused nested vmexit  */
 366 #define NESTED_EXIT_CONTINUE    2       /* Further checks needed      */
 367
 368 static inline bool svm_nested_virtualize_tpr(struct kvm_vcpu *vcpu)
 369 {
 370         struct vcpu_svm *svm = to_svm(vcpu);
 371
 372         return is_guest_mode(vcpu) && (svm->nested.ctl.int_ctl & V_INTR_MASKING_MASK);
 373 }
 374
 375 static inline bool nested_exit_on_smi(struct vcpu_svm *svm)
 376 {
 377         return (svm->nested.ctl.intercept & (1ULL << INTERCEPT_SMI));
 378 }
 379
 380 static inline bool nested_exit_on_intr(struct vcpu_svm *svm)
 381 {
 382         return (svm->nested.ctl.intercept & (1ULL << INTERCEPT_INTR));
 383 }
 384
 385 static inline bool nested_exit_on_nmi(struct vcpu_svm *svm)
 386 {
 387         return (svm->nested.ctl.intercept & (1ULL << INTERCEPT_NMI));
 388 }
 389
 390 void enter_svm_guest_mode(struct vcpu_svm *svm, u64 vmcb_gpa,
 391                           struct vmcb *nested_vmcb);
 392 void svm_leave_nested(struct vcpu_svm *svm);
 393 int nested_svm_vmrun(struct vcpu_svm *svm);
 394 void nested_svm_vmloadsave(struct vmcb *from_vmcb, struct vmcb *to_vmcb);
 395 int nested_svm_vmexit(struct vcpu_svm *svm);
 396 int nested_svm_exit_handled(struct vcpu_svm *svm);
 397 int nested_svm_check_permissions(struct vcpu_svm *svm);
 398 int nested_svm_check_exception(struct vcpu_svm *svm, unsigned nr,
 399                                bool has_error_code, u32 error_code);
 400 int nested_svm_exit_special(struct vcpu_svm *svm);
 401 void sync_nested_vmcb_control(struct vcpu_svm *svm);
 402
 403 extern struct kvm_x86_nested_ops svm_nested_ops;
 404
 405 /* avic.c */
 406
 407 #define AVIC_LOGICAL_ID_ENTRY_GUEST_PHYSICAL_ID_MASK    (0xFF)
 408 #define AVIC_LOGICAL_ID_ENTRY_VALID_BIT                 31
 409 #define AVIC_LOGICAL_ID_ENTRY_VALID_MASK                (1 << 31)
 410
 411 #define AVIC_PHYSICAL_ID_ENTRY_HOST_PHYSICAL_ID_MASK    (0xFFULL)
 412 #define AVIC_PHYSICAL_ID_ENTRY_BACKING_PAGE_MASK        (0xFFFFFFFFFFULL << 12)
 413 #define AVIC_PHYSICAL_ID_ENTRY_IS_RUNNING_MASK          (1ULL << 62)
 414 #define AVIC_PHYSICAL_ID_ENTRY_VALID_MASK               (1ULL << 63)
 415
 416 #define VMCB_AVIC_APIC_BAR_MASK         0xFFFFFFFFFF000ULL
 417
 418 extern int avic;
 419
 420 static inline void avic_update_vapic_bar(struct vcpu_svm *svm, u64 data)
 421 {
 422         svm->vmcb->control.avic_vapic_bar = data & VMCB_AVIC_APIC_BAR_MASK;
 423         mark_dirty(svm->vmcb, VMCB_AVIC);
 424 }
 425
 426 static inline bool avic_vcpu_is_running(struct kvm_vcpu *vcpu)
 427 {
 428         struct vcpu_svm *svm = to_svm(vcpu);
 429         u64 *entry = svm->avic_physical_id_cache;
 430
 431         if (!entry)
 432                 return false;
 433
 434         return (READ_ONCE(*entry) & AVIC_PHYSICAL_ID_ENTRY_IS_RUNNING_MASK);
 435 }
 436
 437 int avic_ga_log_notifier(u32 ga_tag);
 438 void avic_vm_destroy(struct kvm *kvm);
 439 int avic_vm_init(struct kvm *kvm);
 440 void avic_init_vmcb(struct vcpu_svm *svm);
 441 void svm_toggle_avic_for_irq_window(struct kvm_vcpu *vcpu, bool activate);
 442 int avic_incomplete_ipi_interception(struct vcpu_svm *svm);
 443 int avic_unaccelerated_access_interception(struct vcpu_svm *svm);
 444 int avic_init_vcpu(struct vcpu_svm *svm);
 445 void avic_vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 446 void avic_vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 447 void avic_post_state_restore(struct kvm_vcpu *vcpu);
 448 void svm_set_virtual_apic_mode(struct kvm_vcpu *vcpu);
 449 void svm_refresh_apicv_exec_ctrl(struct kvm_vcpu *vcpu);
 450 bool svm_check_apicv_inhibit_reasons(ulong bit);
 451 void svm_pre_update_apicv_exec_ctrl(struct kvm *kvm, bool activate);
 452 void svm_load_eoi_exitmap(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
 453 void svm_hwapic_irr_update(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
 454 void svm_hwapic_isr_update(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_isr);
 455 int svm_deliver_avic_intr(struct kvm_vcpu *vcpu, int vec);
 456 bool svm_dy_apicv_has_pending_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
 457 int svm_update_pi_irte(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
 458                        uint32_t guest_irq, bool set);
 459 void svm_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu);
 460 void svm_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu);
 461
 462 /* sev.c */
 463
 464 extern unsigned int max_sev_asid;
 465
 466 static inline bool sev_guest(struct kvm *kvm)
 467 {
 468 #ifdef CONFIG_KVM_AMD_SEV
 469         struct kvm_sev_info *sev = &to_kvm_svm(kvm)->sev_info;
 470
 471         return sev->active;
 472 #else
 473         return false;
 474 #endif
 475 }
 476
 477 static inline bool svm_sev_enabled(void)
 478 {
 479         return IS_ENABLED(CONFIG_KVM_AMD_SEV) ? max_sev_asid : 0;
 480 }
 481
 482 void sev_vm_destroy(struct kvm *kvm);
 483 int svm_mem_enc_op(struct kvm *kvm, void __user *argp);
 484 int svm_register_enc_region(struct kvm *kvm,
 485                             struct kvm_enc_region *range);
 486 int svm_unregister_enc_region(struct kvm *kvm,
 487                               struct kvm_enc_region *range);
 488 void pre_sev_run(struct vcpu_svm *svm, int cpu);
 489 int __init sev_hardware_setup(void);
 490 void sev_hardware_teardown(void);
 491
 492 #endif