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
 163 struct svm_cpu_data {
 164         int cpu;
 165
 166         u64 asid_generation;
 167         u32 max_asid;
 168         u32 next_asid;
 169         u32 min_asid;
 170         struct kvm_ldttss_desc *tss_desc;
 171
 172         struct page *save_area;
 173         struct vmcb *current_vmcb;
 174
 175         /* index = sev_asid, value = vmcb pointer */
 176         struct vmcb **sev_vmcbs;
 177 };
 178
 179 DECLARE_PER_CPU(struct svm_cpu_data *, svm_data);
 180
 181 void recalc_intercepts(struct vcpu_svm *svm);
 182
 183 static inline struct kvm_svm *to_kvm_svm(struct kvm *kvm)
 184 {
 185         return container_of(kvm, struct kvm_svm, kvm);
 186 }
 187
 188 static inline void mark_all_dirty(struct vmcb *vmcb)
 189 {
 190         vmcb->control.clean = 0;
 191 }
 192
 193 static inline void mark_all_clean(struct vmcb *vmcb)
 194 {
 195         vmcb->control.clean = ((1 << VMCB_DIRTY_MAX) - 1)
 196                                & ~VMCB_ALWAYS_DIRTY_MASK;
 197 }
 198
 199 static inline void mark_dirty(struct vmcb *vmcb, int bit)
 200 {
 201         vmcb->control.clean &= ~(1 << bit);
 202 }
 203
 204 static inline struct vcpu_svm *to_svm(struct kvm_vcpu *vcpu)
 205 {
 206         return container_of(vcpu, struct vcpu_svm, vcpu);
 207 }
 208
 209 static inline struct vmcb *get_host_vmcb(struct vcpu_svm *svm)
 210 {
 211         if (is_guest_mode(&svm->vcpu))
 212                 return svm->nested.hsave;
 213         else
 214                 return svm->vmcb;
 215 }
 216
 217 static inline void set_cr_intercept(struct vcpu_svm *svm, int bit)
 218 {
 219         struct vmcb *vmcb = get_host_vmcb(svm);
 220
 221         vmcb->control.intercept_cr |= (1U << bit);
 222
 223         recalc_intercepts(svm);
 224 }
 225
 226 static inline void clr_cr_intercept(struct vcpu_svm *svm, int bit)
 227 {
 228         struct vmcb *vmcb = get_host_vmcb(svm);
 229
 230         vmcb->control.intercept_cr &= ~(1U << bit);
 231
 232         recalc_intercepts(svm);
 233 }
 234
 235 static inline bool is_cr_intercept(struct vcpu_svm *svm, int bit)
 236 {
 237         struct vmcb *vmcb = get_host_vmcb(svm);
 238
 239         return vmcb->control.intercept_cr & (1U << bit);
 240 }
 241
 242 static inline void set_dr_intercepts(struct vcpu_svm *svm)
 243 {
 244         struct vmcb *vmcb = get_host_vmcb(svm);
 245
 246         vmcb->control.intercept_dr = (1 << INTERCEPT_DR0_READ)
 247                 | (1 << INTERCEPT_DR1_READ)
 248                 | (1 << INTERCEPT_DR2_READ)
 249                 | (1 << INTERCEPT_DR3_READ)
 250                 | (1 << INTERCEPT_DR4_READ)
 251                 | (1 << INTERCEPT_DR5_READ)
 252                 | (1 << INTERCEPT_DR6_READ)
 253                 | (1 << INTERCEPT_DR7_READ)
 254                 | (1 << INTERCEPT_DR0_WRITE)
 255                 | (1 << INTERCEPT_DR1_WRITE)
 256                 | (1 << INTERCEPT_DR2_WRITE)
 257                 | (1 << INTERCEPT_DR3_WRITE)
 258                 | (1 << INTERCEPT_DR4_WRITE)
 259                 | (1 << INTERCEPT_DR5_WRITE)
 260                 | (1 << INTERCEPT_DR6_WRITE)
 261                 | (1 << INTERCEPT_DR7_WRITE);
 262
 263         recalc_intercepts(svm);
 264 }
 265
 266 static inline void clr_dr_intercepts(struct vcpu_svm *svm)
 267 {
 268         struct vmcb *vmcb = get_host_vmcb(svm);
 269
 270         vmcb->control.intercept_dr = 0;
 271
 272         recalc_intercepts(svm);
 273 }
 274
 275 static inline void set_exception_intercept(struct vcpu_svm *svm, int bit)
 276 {
 277         struct vmcb *vmcb = get_host_vmcb(svm);
 278
 279         vmcb->control.intercept_exceptions |= (1U << bit);
 280
 281         recalc_intercepts(svm);
 282 }
 283
 284 static inline void clr_exception_intercept(struct vcpu_svm *svm, int bit)
 285 {
 286         struct vmcb *vmcb = get_host_vmcb(svm);
 287
 288         vmcb->control.intercept_exceptions &= ~(1U << bit);
 289
 290         recalc_intercepts(svm);
 291 }
 292
 293 static inline void set_intercept(struct vcpu_svm *svm, int bit)
 294 {
 295         struct vmcb *vmcb = get_host_vmcb(svm);
 296
 297         vmcb->control.intercept |= (1ULL << bit);
 298
 299         recalc_intercepts(svm);
 300 }
 301
 302 static inline void clr_intercept(struct vcpu_svm *svm, int bit)
 303 {
 304         struct vmcb *vmcb = get_host_vmcb(svm);
 305
 306         vmcb->control.intercept &= ~(1ULL << bit);
 307
 308         recalc_intercepts(svm);
 309 }
 310
 311 static inline bool is_intercept(struct vcpu_svm *svm, int bit)
 312 {
 313         return (svm->vmcb->control.intercept & (1ULL << bit)) != 0;
 314 }
 315
 316 static inline bool vgif_enabled(struct vcpu_svm *svm)
 317 {
 318         return !!(svm->vmcb->control.int_ctl & V_GIF_ENABLE_MASK);
 319 }
 320
 321 static inline void enable_gif(struct vcpu_svm *svm)
 322 {
 323         if (vgif_enabled(svm))
 324                 svm->vmcb->control.int_ctl |= V_GIF_MASK;
 325         else
 326                 svm->vcpu.arch.hflags |= HF_GIF_MASK;
 327 }
 328
 329 static inline void disable_gif(struct vcpu_svm *svm)
 330 {
 331         if (vgif_enabled(svm))
 332                 svm->vmcb->control.int_ctl &= ~V_GIF_MASK;
 333         else
 334                 svm->vcpu.arch.hflags &= ~HF_GIF_MASK;
 335 }
 336
 337 static inline bool gif_set(struct vcpu_svm *svm)
 338 {
 339         if (vgif_enabled(svm))
 340                 return !!(svm->vmcb->control.int_ctl & V_GIF_MASK);
 341         else
 342                 return !!(svm->vcpu.arch.hflags & HF_GIF_MASK);
 343 }
 344
 345 /* svm.c */
 346 #define MSR_INVALID                     0xffffffffU
 347
 348 u32 svm_msrpm_offset(u32 msr);
 349 void svm_set_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
 350 void svm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
 351 int svm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
 352 void svm_flush_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu);
 353 void disable_nmi_singlestep(struct vcpu_svm *svm);
 354 bool svm_smi_blocked(struct kvm_vcpu *vcpu);
 355 bool svm_nmi_blocked(struct kvm_vcpu *vcpu);
 356 bool svm_interrupt_blocked(struct kvm_vcpu *vcpu);
 357 void svm_set_gif(struct vcpu_svm *svm, bool value);
 358
 359 /* nested.c */
 360
 361 #define NESTED_EXIT_HOST        0       /* Exit handled on host level */
 362 #define NESTED_EXIT_DONE        1       /* Exit caused nested vmexit  */
 363 #define NESTED_EXIT_CONTINUE    2       /* Further checks needed      */
 364
 365 static inline bool svm_nested_virtualize_tpr(struct kvm_vcpu *vcpu)
 366 {
 367         struct vcpu_svm *svm = to_svm(vcpu);
 368
 369         return is_guest_mode(vcpu) && (svm->nested.ctl.int_ctl & V_INTR_MASKING_MASK);
 370 }
 371
 372 static inline bool nested_exit_on_smi(struct vcpu_svm *svm)
 373 {
 374         return (svm->nested.ctl.intercept & (1ULL << INTERCEPT_SMI));
 375 }
 376
 377 static inline bool nested_exit_on_intr(struct vcpu_svm *svm)
 378 {
 379         return (svm->nested.ctl.intercept & (1ULL << INTERCEPT_INTR));
 380 }
 381
 382 static inline bool nested_exit_on_nmi(struct vcpu_svm *svm)
 383 {
 384         return (svm->nested.ctl.intercept & (1ULL << INTERCEPT_NMI));
 385 }
 386
 387 void enter_svm_guest_mode(struct vcpu_svm *svm, u64 vmcb_gpa,
 388                           struct vmcb *nested_vmcb);
 389 void svm_leave_nested(struct vcpu_svm *svm);
 390 int nested_svm_vmrun(struct vcpu_svm *svm);
 391 void nested_svm_vmloadsave(struct vmcb *from_vmcb, struct vmcb *to_vmcb);
 392 int nested_svm_vmexit(struct vcpu_svm *svm);
 393 int nested_svm_exit_handled(struct vcpu_svm *svm);
 394 int nested_svm_check_permissions(struct vcpu_svm *svm);
 395 int nested_svm_check_exception(struct vcpu_svm *svm, unsigned nr,
 396                                bool has_error_code, u32 error_code);
 397 int nested_svm_exit_special(struct vcpu_svm *svm);
 398 void sync_nested_vmcb_control(struct vcpu_svm *svm);
 399
 400 extern struct kvm_x86_nested_ops svm_nested_ops;
 401
 402 /* avic.c */
 403
 404 #define AVIC_LOGICAL_ID_ENTRY_GUEST_PHYSICAL_ID_MASK    (0xFF)
 405 #define AVIC_LOGICAL_ID_ENTRY_VALID_BIT                 31
 406 #define AVIC_LOGICAL_ID_ENTRY_VALID_MASK                (1 << 31)
 407
 408 #define AVIC_PHYSICAL_ID_ENTRY_HOST_PHYSICAL_ID_MASK    (0xFFULL)
 409 #define AVIC_PHYSICAL_ID_ENTRY_BACKING_PAGE_MASK        (0xFFFFFFFFFFULL << 12)
 410 #define AVIC_PHYSICAL_ID_ENTRY_IS_RUNNING_MASK          (1ULL << 62)
 411 #define AVIC_PHYSICAL_ID_ENTRY_VALID_MASK               (1ULL << 63)
 412
 413 #define VMCB_AVIC_APIC_BAR_MASK         0xFFFFFFFFFF000ULL
 414
 415 extern int avic;
 416
 417 static inline void avic_update_vapic_bar(struct vcpu_svm *svm, u64 data)
 418 {
 419         svm->vmcb->control.avic_vapic_bar = data & VMCB_AVIC_APIC_BAR_MASK;
 420         mark_dirty(svm->vmcb, VMCB_AVIC);
 421 }
 422
 423 static inline bool avic_vcpu_is_running(struct kvm_vcpu *vcpu)
 424 {
 425         struct vcpu_svm *svm = to_svm(vcpu);
 426         u64 *entry = svm->avic_physical_id_cache;
 427
 428         if (!entry)
 429                 return false;
 430
 431         return (READ_ONCE(*entry) & AVIC_PHYSICAL_ID_ENTRY_IS_RUNNING_MASK);
 432 }
 433
 434 int avic_ga_log_notifier(u32 ga_tag);
 435 void avic_vm_destroy(struct kvm *kvm);
 436 int avic_vm_init(struct kvm *kvm);
 437 void avic_init_vmcb(struct vcpu_svm *svm);
 438 void svm_toggle_avic_for_irq_window(struct kvm_vcpu *vcpu, bool activate);
 439 int avic_incomplete_ipi_interception(struct vcpu_svm *svm);
 440 int avic_unaccelerated_access_interception(struct vcpu_svm *svm);
 441 int avic_init_vcpu(struct vcpu_svm *svm);
 442 void avic_vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
 443 void avic_vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
 444 void avic_post_state_restore(struct kvm_vcpu *vcpu);
 445 void svm_set_virtual_apic_mode(struct kvm_vcpu *vcpu);
 446 void svm_refresh_apicv_exec_ctrl(struct kvm_vcpu *vcpu);
 447 bool svm_check_apicv_inhibit_reasons(ulong bit);
 448 void svm_pre_update_apicv_exec_ctrl(struct kvm *kvm, bool activate);
 449 void svm_load_eoi_exitmap(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
 450 void svm_hwapic_irr_update(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
 451 void svm_hwapic_isr_update(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_isr);
 452 int svm_deliver_avic_intr(struct kvm_vcpu *vcpu, int vec);
 453 bool svm_dy_apicv_has_pending_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
 454 int svm_update_pi_irte(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
 455                        uint32_t guest_irq, bool set);
 456 void svm_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu);
 457 void svm_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu);
 458
 459 /* sev.c */
 460
 461 extern unsigned int max_sev_asid;
 462
 463 static inline bool sev_guest(struct kvm *kvm)
 464 {
 465 #ifdef CONFIG_KVM_AMD_SEV
 466         struct kvm_sev_info *sev = &to_kvm_svm(kvm)->sev_info;
 467
 468         return sev->active;
 469 #else
 470         return false;
 471 #endif
 472 }
 473
 474 static inline bool svm_sev_enabled(void)
 475 {
 476         return IS_ENABLED(CONFIG_KVM_AMD_SEV) ? max_sev_asid : 0;
 477 }
 478
 479 void sev_vm_destroy(struct kvm *kvm);
 480 int svm_mem_enc_op(struct kvm *kvm, void __user *argp);
 481 int svm_register_enc_region(struct kvm *kvm,
 482                             struct kvm_enc_region *range);
 483 int svm_unregister_enc_region(struct kvm *kvm,
 484                               struct kvm_enc_region *range);
 485 void pre_sev_run(struct vcpu_svm *svm, int cpu);
 486 int __init sev_hardware_setup(void);
 487 void sev_hardware_teardown(void);
 488
 489 #endif