Merge tag 'x86_urgent_for_v5.13_rc2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[platform/kernel/linux-starfive.git] / 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 #include <linux/bits.h>
21
22 #include <asm/svm.h>
23 #include <asm/sev-common.h>
24
25 #define __sme_page_pa(x) __sme_set(page_to_pfn(x) << PAGE_SHIFT)
26
27 #define IOPM_SIZE PAGE_SIZE * 3
28 #define MSRPM_SIZE PAGE_SIZE * 2
29
30 #define MAX_DIRECT_ACCESS_MSRS  20
31 #define MSRPM_OFFSETS   16
32 extern u32 msrpm_offsets[MSRPM_OFFSETS] __read_mostly;
33 extern bool npt_enabled;
34
35 enum {
36         VMCB_INTERCEPTS, /* Intercept vectors, TSC offset,
37                             pause filter count */
38         VMCB_PERM_MAP,   /* IOPM Base and MSRPM Base */
39         VMCB_ASID,       /* ASID */
40         VMCB_INTR,       /* int_ctl, int_vector */
41         VMCB_NPT,        /* npt_en, nCR3, gPAT */
42         VMCB_CR,         /* CR0, CR3, CR4, EFER */
43         VMCB_DR,         /* DR6, DR7 */
44         VMCB_DT,         /* GDT, IDT */
45         VMCB_SEG,        /* CS, DS, SS, ES, CPL */
46         VMCB_CR2,        /* CR2 only */
47         VMCB_LBR,        /* DBGCTL, BR_FROM, BR_TO, LAST_EX_FROM, LAST_EX_TO */
48         VMCB_AVIC,       /* AVIC APIC_BAR, AVIC APIC_BACKING_PAGE,
49                           * AVIC PHYSICAL_TABLE pointer,
50                           * AVIC LOGICAL_TABLE pointer
51                           */
52         VMCB_DIRTY_MAX,
53 };
54
55 /* TPR and CR2 are always written before VMRUN */
56 #define VMCB_ALWAYS_DIRTY_MASK  ((1U << VMCB_INTR) | (1U << VMCB_CR2))
57
58 struct kvm_sev_info {
59         bool active;            /* SEV enabled guest */
60         bool es_active;         /* SEV-ES enabled guest */
61         unsigned int asid;      /* ASID used for this guest */
62         unsigned int handle;    /* SEV firmware handle */
63         int fd;                 /* SEV device fd */
64         unsigned long pages_locked; /* Number of pages locked */
65         struct list_head regions_list;  /* List of registered regions */
66         u64 ap_jump_table;      /* SEV-ES AP Jump Table address */
67         struct kvm *enc_context_owner; /* Owner of copied encryption context */
68         struct misc_cg *misc_cg; /* For misc cgroup accounting */
69 };
70
71 struct kvm_svm {
72         struct kvm kvm;
73
74         /* Struct members for AVIC */
75         u32 avic_vm_id;
76         struct page *avic_logical_id_table_page;
77         struct page *avic_physical_id_table_page;
78         struct hlist_node hnode;
79
80         struct kvm_sev_info sev_info;
81 };
82
83 struct kvm_vcpu;
84
85 struct kvm_vmcb_info {
86         struct vmcb *ptr;
87         unsigned long pa;
88         int cpu;
89         uint64_t asid_generation;
90 };
91
92 struct svm_nested_state {
93         struct kvm_vmcb_info vmcb02;
94         u64 hsave_msr;
95         u64 vm_cr_msr;
96         u64 vmcb12_gpa;
97         u64 last_vmcb12_gpa;
98
99         /* These are the merged vectors */
100         u32 *msrpm;
101
102         /* A VMRUN has started but has not yet been performed, so
103          * we cannot inject a nested vmexit yet.  */
104         bool nested_run_pending;
105
106         /* cache for control fields of the guest */
107         struct vmcb_control_area ctl;
108
109         bool initialized;
110 };
111
112 struct vcpu_svm {
113         struct kvm_vcpu vcpu;
114         /* vmcb always points at current_vmcb->ptr, it's purely a shorthand. */
115         struct vmcb *vmcb;
116         struct kvm_vmcb_info vmcb01;
117         struct kvm_vmcb_info *current_vmcb;
118         struct svm_cpu_data *svm_data;
119         u32 asid;
120         u32 sysenter_esp_hi;
121         u32 sysenter_eip_hi;
122         uint64_t tsc_aux;
123
124         u64 msr_decfg;
125
126         u64 next_rip;
127
128         u64 spec_ctrl;
129         /*
130          * Contains guest-controlled bits of VIRT_SPEC_CTRL, which will be
131          * translated into the appropriate L2_CFG bits on the host to
132          * perform speculative control.
133          */
134         u64 virt_spec_ctrl;
135
136         u32 *msrpm;
137
138         ulong nmi_iret_rip;
139
140         struct svm_nested_state nested;
141
142         bool nmi_singlestep;
143         u64 nmi_singlestep_guest_rflags;
144
145         unsigned int3_injected;
146         unsigned long int3_rip;
147
148         /* cached guest cpuid flags for faster access */
149         bool nrips_enabled      : 1;
150
151         u32 ldr_reg;
152         u32 dfr_reg;
153         struct page *avic_backing_page;
154         u64 *avic_physical_id_cache;
155         bool avic_is_running;
156
157         /*
158          * Per-vcpu list of struct amd_svm_iommu_ir:
159          * This is used mainly to store interrupt remapping information used
160          * when update the vcpu affinity. This avoids the need to scan for
161          * IRTE and try to match ga_tag in the IOMMU driver.
162          */
163         struct list_head ir_list;
164         spinlock_t ir_list_lock;
165
166         /* Save desired MSR intercept (read: pass-through) state */
167         struct {
168                 DECLARE_BITMAP(read, MAX_DIRECT_ACCESS_MSRS);
169                 DECLARE_BITMAP(write, MAX_DIRECT_ACCESS_MSRS);
170         } shadow_msr_intercept;
171
172         /* SEV-ES support */
173         struct vmcb_save_area *vmsa;
174         struct ghcb *ghcb;
175         struct kvm_host_map ghcb_map;
176         bool received_first_sipi;
177
178         /* SEV-ES scratch area support */
179         void *ghcb_sa;
180         u64 ghcb_sa_len;
181         bool ghcb_sa_sync;
182         bool ghcb_sa_free;
183
184         bool guest_state_loaded;
185 };
186
187 struct svm_cpu_data {
188         int cpu;
189
190         u64 asid_generation;
191         u32 max_asid;
192         u32 next_asid;
193         u32 min_asid;
194         struct kvm_ldttss_desc *tss_desc;
195
196         struct page *save_area;
197         struct vmcb *current_vmcb;
198
199         /* index = sev_asid, value = vmcb pointer */
200         struct vmcb **sev_vmcbs;
201 };
202
203 DECLARE_PER_CPU(struct svm_cpu_data *, svm_data);
204
205 void recalc_intercepts(struct vcpu_svm *svm);
206
207 static inline struct kvm_svm *to_kvm_svm(struct kvm *kvm)
208 {
209         return container_of(kvm, struct kvm_svm, kvm);
210 }
211
212 static inline bool sev_guest(struct kvm *kvm)
213 {
214 #ifdef CONFIG_KVM_AMD_SEV
215         struct kvm_sev_info *sev = &to_kvm_svm(kvm)->sev_info;
216
217         return sev->active;
218 #else
219         return false;
220 #endif
221 }
222
223 static inline bool sev_es_guest(struct kvm *kvm)
224 {
225 #ifdef CONFIG_KVM_AMD_SEV
226         struct kvm_sev_info *sev = &to_kvm_svm(kvm)->sev_info;
227
228         return sev_guest(kvm) && sev->es_active;
229 #else
230         return false;
231 #endif
232 }
233
234 static inline void vmcb_mark_all_dirty(struct vmcb *vmcb)
235 {
236         vmcb->control.clean = 0;
237 }
238
239 static inline void vmcb_mark_all_clean(struct vmcb *vmcb)
240 {
241         vmcb->control.clean = ((1 << VMCB_DIRTY_MAX) - 1)
242                                & ~VMCB_ALWAYS_DIRTY_MASK;
243 }
244
245 static inline void vmcb_mark_dirty(struct vmcb *vmcb, int bit)
246 {
247         vmcb->control.clean &= ~(1 << bit);
248 }
249
250 static inline bool vmcb_is_dirty(struct vmcb *vmcb, int bit)
251 {
252         return !test_bit(bit, (unsigned long *)&vmcb->control.clean);
253 }
254
255 static inline struct vcpu_svm *to_svm(struct kvm_vcpu *vcpu)
256 {
257         return container_of(vcpu, struct vcpu_svm, vcpu);
258 }
259
260 static inline void vmcb_set_intercept(struct vmcb_control_area *control, u32 bit)
261 {
262         WARN_ON_ONCE(bit >= 32 * MAX_INTERCEPT);
263         __set_bit(bit, (unsigned long *)&control->intercepts);
264 }
265
266 static inline void vmcb_clr_intercept(struct vmcb_control_area *control, u32 bit)
267 {
268         WARN_ON_ONCE(bit >= 32 * MAX_INTERCEPT);
269         __clear_bit(bit, (unsigned long *)&control->intercepts);
270 }
271
272 static inline bool vmcb_is_intercept(struct vmcb_control_area *control, u32 bit)
273 {
274         WARN_ON_ONCE(bit >= 32 * MAX_INTERCEPT);
275         return test_bit(bit, (unsigned long *)&control->intercepts);
276 }
277
278 static inline void set_dr_intercepts(struct vcpu_svm *svm)
279 {
280         struct vmcb *vmcb = svm->vmcb01.ptr;
281
282         if (!sev_es_guest(svm->vcpu.kvm)) {
283                 vmcb_set_intercept(&vmcb->control, INTERCEPT_DR0_READ);
284                 vmcb_set_intercept(&vmcb->control, INTERCEPT_DR1_READ);
285                 vmcb_set_intercept(&vmcb->control, INTERCEPT_DR2_READ);
286                 vmcb_set_intercept(&vmcb->control, INTERCEPT_DR3_READ);
287                 vmcb_set_intercept(&vmcb->control, INTERCEPT_DR4_READ);
288                 vmcb_set_intercept(&vmcb->control, INTERCEPT_DR5_READ);
289                 vmcb_set_intercept(&vmcb->control, INTERCEPT_DR6_READ);
290                 vmcb_set_intercept(&vmcb->control, INTERCEPT_DR0_WRITE);
291                 vmcb_set_intercept(&vmcb->control, INTERCEPT_DR1_WRITE);
292                 vmcb_set_intercept(&vmcb->control, INTERCEPT_DR2_WRITE);
293                 vmcb_set_intercept(&vmcb->control, INTERCEPT_DR3_WRITE);
294                 vmcb_set_intercept(&vmcb->control, INTERCEPT_DR4_WRITE);
295                 vmcb_set_intercept(&vmcb->control, INTERCEPT_DR5_WRITE);
296                 vmcb_set_intercept(&vmcb->control, INTERCEPT_DR6_WRITE);
297         }
298
299         vmcb_set_intercept(&vmcb->control, INTERCEPT_DR7_READ);
300         vmcb_set_intercept(&vmcb->control, INTERCEPT_DR7_WRITE);
301
302         recalc_intercepts(svm);
303 }
304
305 static inline void clr_dr_intercepts(struct vcpu_svm *svm)
306 {
307         struct vmcb *vmcb = svm->vmcb01.ptr;
308
309         vmcb->control.intercepts[INTERCEPT_DR] = 0;
310
311         /* DR7 access must remain intercepted for an SEV-ES guest */
312         if (sev_es_guest(svm->vcpu.kvm)) {
313                 vmcb_set_intercept(&vmcb->control, INTERCEPT_DR7_READ);
314                 vmcb_set_intercept(&vmcb->control, INTERCEPT_DR7_WRITE);
315         }
316
317         recalc_intercepts(svm);
318 }
319
320 static inline void set_exception_intercept(struct vcpu_svm *svm, u32 bit)
321 {
322         struct vmcb *vmcb = svm->vmcb01.ptr;
323
324         WARN_ON_ONCE(bit >= 32);
325         vmcb_set_intercept(&vmcb->control, INTERCEPT_EXCEPTION_OFFSET + bit);
326
327         recalc_intercepts(svm);
328 }
329
330 static inline void clr_exception_intercept(struct vcpu_svm *svm, u32 bit)
331 {
332         struct vmcb *vmcb = svm->vmcb01.ptr;
333
334         WARN_ON_ONCE(bit >= 32);
335         vmcb_clr_intercept(&vmcb->control, INTERCEPT_EXCEPTION_OFFSET + bit);
336
337         recalc_intercepts(svm);
338 }
339
340 static inline void svm_set_intercept(struct vcpu_svm *svm, int bit)
341 {
342         struct vmcb *vmcb = svm->vmcb01.ptr;
343
344         vmcb_set_intercept(&vmcb->control, bit);
345
346         recalc_intercepts(svm);
347 }
348
349 static inline void svm_clr_intercept(struct vcpu_svm *svm, int bit)
350 {
351         struct vmcb *vmcb = svm->vmcb01.ptr;
352
353         vmcb_clr_intercept(&vmcb->control, bit);
354
355         recalc_intercepts(svm);
356 }
357
358 static inline bool svm_is_intercept(struct vcpu_svm *svm, int bit)
359 {
360         return vmcb_is_intercept(&svm->vmcb->control, bit);
361 }
362
363 static inline bool vgif_enabled(struct vcpu_svm *svm)
364 {
365         return !!(svm->vmcb->control.int_ctl & V_GIF_ENABLE_MASK);
366 }
367
368 static inline void enable_gif(struct vcpu_svm *svm)
369 {
370         if (vgif_enabled(svm))
371                 svm->vmcb->control.int_ctl |= V_GIF_MASK;
372         else
373                 svm->vcpu.arch.hflags |= HF_GIF_MASK;
374 }
375
376 static inline void disable_gif(struct vcpu_svm *svm)
377 {
378         if (vgif_enabled(svm))
379                 svm->vmcb->control.int_ctl &= ~V_GIF_MASK;
380         else
381                 svm->vcpu.arch.hflags &= ~HF_GIF_MASK;
382 }
383
384 static inline bool gif_set(struct vcpu_svm *svm)
385 {
386         if (vgif_enabled(svm))
387                 return !!(svm->vmcb->control.int_ctl & V_GIF_MASK);
388         else
389                 return !!(svm->vcpu.arch.hflags & HF_GIF_MASK);
390 }
391
392 /* svm.c */
393 #define MSR_INVALID                             0xffffffffU
394
395 extern bool dump_invalid_vmcb;
396
397 u32 svm_msrpm_offset(u32 msr);
398 u32 *svm_vcpu_alloc_msrpm(void);
399 void svm_vcpu_init_msrpm(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 *msrpm);
400 void svm_vcpu_free_msrpm(u32 *msrpm);
401
402 int svm_set_efer(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 efer);
403 void svm_set_cr0(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr0);
404 void svm_set_cr4(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long cr4);
405 void svm_flush_tlb(struct kvm_vcpu *vcpu);
406 void disable_nmi_singlestep(struct vcpu_svm *svm);
407 bool svm_smi_blocked(struct kvm_vcpu *vcpu);
408 bool svm_nmi_blocked(struct kvm_vcpu *vcpu);
409 bool svm_interrupt_blocked(struct kvm_vcpu *vcpu);
410 void svm_set_gif(struct vcpu_svm *svm, bool value);
411 int svm_invoke_exit_handler(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 exit_code);
412 void set_msr_interception(struct kvm_vcpu *vcpu, u32 *msrpm, u32 msr,
413                           int read, int write);
414
415 /* nested.c */
416
417 #define NESTED_EXIT_HOST        0       /* Exit handled on host level */
418 #define NESTED_EXIT_DONE        1       /* Exit caused nested vmexit  */
419 #define NESTED_EXIT_CONTINUE    2       /* Further checks needed      */
420
421 static inline bool nested_svm_virtualize_tpr(struct kvm_vcpu *vcpu)
422 {
423         struct vcpu_svm *svm = to_svm(vcpu);
424
425         return is_guest_mode(vcpu) && (svm->nested.ctl.int_ctl & V_INTR_MASKING_MASK);
426 }
427
428 static inline bool nested_exit_on_smi(struct vcpu_svm *svm)
429 {
430         return vmcb_is_intercept(&svm->nested.ctl, INTERCEPT_SMI);
431 }
432
433 static inline bool nested_exit_on_intr(struct vcpu_svm *svm)
434 {
435         return vmcb_is_intercept(&svm->nested.ctl, INTERCEPT_INTR);
436 }
437
438 static inline bool nested_exit_on_nmi(struct vcpu_svm *svm)
439 {
440         return vmcb_is_intercept(&svm->nested.ctl, INTERCEPT_NMI);
441 }
442
443 int enter_svm_guest_mode(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 vmcb_gpa, struct vmcb *vmcb12);
444 void svm_leave_nested(struct vcpu_svm *svm);
445 void svm_free_nested(struct vcpu_svm *svm);
446 int svm_allocate_nested(struct vcpu_svm *svm);
447 int nested_svm_vmrun(struct kvm_vcpu *vcpu);
448 void nested_svm_vmloadsave(struct vmcb *from_vmcb, struct vmcb *to_vmcb);
449 int nested_svm_vmexit(struct vcpu_svm *svm);
450
451 static inline int nested_svm_simple_vmexit(struct vcpu_svm *svm, u32 exit_code)
452 {
453         svm->vmcb->control.exit_code   = exit_code;
454         svm->vmcb->control.exit_info_1 = 0;
455         svm->vmcb->control.exit_info_2 = 0;
456         return nested_svm_vmexit(svm);
457 }
458
459 int nested_svm_exit_handled(struct vcpu_svm *svm);
460 int nested_svm_check_permissions(struct kvm_vcpu *vcpu);
461 int nested_svm_check_exception(struct vcpu_svm *svm, unsigned nr,
462                                bool has_error_code, u32 error_code);
463 int nested_svm_exit_special(struct vcpu_svm *svm);
464 void nested_sync_control_from_vmcb02(struct vcpu_svm *svm);
465 void nested_vmcb02_compute_g_pat(struct vcpu_svm *svm);
466 void svm_switch_vmcb(struct vcpu_svm *svm, struct kvm_vmcb_info *target_vmcb);
467
468 extern struct kvm_x86_nested_ops svm_nested_ops;
469
470 /* avic.c */
471
472 #define AVIC_LOGICAL_ID_ENTRY_GUEST_PHYSICAL_ID_MASK    (0xFF)
473 #define AVIC_LOGICAL_ID_ENTRY_VALID_BIT                 31
474 #define AVIC_LOGICAL_ID_ENTRY_VALID_MASK                (1 << 31)
475
476 #define AVIC_PHYSICAL_ID_ENTRY_HOST_PHYSICAL_ID_MASK    (0xFFULL)
477 #define AVIC_PHYSICAL_ID_ENTRY_BACKING_PAGE_MASK        (0xFFFFFFFFFFULL << 12)
478 #define AVIC_PHYSICAL_ID_ENTRY_IS_RUNNING_MASK          (1ULL << 62)
479 #define AVIC_PHYSICAL_ID_ENTRY_VALID_MASK               (1ULL << 63)
480
481 #define VMCB_AVIC_APIC_BAR_MASK         0xFFFFFFFFFF000ULL
482
483 extern int avic;
484
485 static inline void avic_update_vapic_bar(struct vcpu_svm *svm, u64 data)
486 {
487         svm->vmcb->control.avic_vapic_bar = data & VMCB_AVIC_APIC_BAR_MASK;
488         vmcb_mark_dirty(svm->vmcb, VMCB_AVIC);
489 }
490
491 static inline bool avic_vcpu_is_running(struct kvm_vcpu *vcpu)
492 {
493         struct vcpu_svm *svm = to_svm(vcpu);
494         u64 *entry = svm->avic_physical_id_cache;
495
496         if (!entry)
497                 return false;
498
499         return (READ_ONCE(*entry) & AVIC_PHYSICAL_ID_ENTRY_IS_RUNNING_MASK);
500 }
501
502 int avic_ga_log_notifier(u32 ga_tag);
503 void avic_vm_destroy(struct kvm *kvm);
504 int avic_vm_init(struct kvm *kvm);
505 void avic_init_vmcb(struct vcpu_svm *svm);
506 void svm_toggle_avic_for_irq_window(struct kvm_vcpu *vcpu, bool activate);
507 int avic_incomplete_ipi_interception(struct kvm_vcpu *vcpu);
508 int avic_unaccelerated_access_interception(struct kvm_vcpu *vcpu);
509 int avic_init_vcpu(struct vcpu_svm *svm);
510 void avic_vcpu_load(struct kvm_vcpu *vcpu, int cpu);
511 void avic_vcpu_put(struct kvm_vcpu *vcpu);
512 void avic_post_state_restore(struct kvm_vcpu *vcpu);
513 void svm_set_virtual_apic_mode(struct kvm_vcpu *vcpu);
514 void svm_refresh_apicv_exec_ctrl(struct kvm_vcpu *vcpu);
515 bool svm_check_apicv_inhibit_reasons(ulong bit);
516 void svm_pre_update_apicv_exec_ctrl(struct kvm *kvm, bool activate);
517 void svm_load_eoi_exitmap(struct kvm_vcpu *vcpu, u64 *eoi_exit_bitmap);
518 void svm_hwapic_irr_update(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_irr);
519 void svm_hwapic_isr_update(struct kvm_vcpu *vcpu, int max_isr);
520 int svm_deliver_avic_intr(struct kvm_vcpu *vcpu, int vec);
521 bool svm_dy_apicv_has_pending_interrupt(struct kvm_vcpu *vcpu);
522 int svm_update_pi_irte(struct kvm *kvm, unsigned int host_irq,
523                        uint32_t guest_irq, bool set);
524 void svm_vcpu_blocking(struct kvm_vcpu *vcpu);
525 void svm_vcpu_unblocking(struct kvm_vcpu *vcpu);
526
527 /* sev.c */
528
529 #define GHCB_VERSION_MAX        1ULL
530 #define GHCB_VERSION_MIN        1ULL
531
532
533 extern unsigned int max_sev_asid;
534
535 void sev_vm_destroy(struct kvm *kvm);
536 int svm_mem_enc_op(struct kvm *kvm, void __user *argp);
537 int svm_register_enc_region(struct kvm *kvm,
538                             struct kvm_enc_region *range);
539 int svm_unregister_enc_region(struct kvm *kvm,
540                               struct kvm_enc_region *range);
541 int svm_vm_copy_asid_from(struct kvm *kvm, unsigned int source_fd);
542 void pre_sev_run(struct vcpu_svm *svm, int cpu);
543 void __init sev_set_cpu_caps(void);
544 void __init sev_hardware_setup(void);
545 void sev_hardware_teardown(void);
546 int sev_cpu_init(struct svm_cpu_data *sd);
547 void sev_free_vcpu(struct kvm_vcpu *vcpu);
548 int sev_handle_vmgexit(struct kvm_vcpu *vcpu);
549 int sev_es_string_io(struct vcpu_svm *svm, int size, unsigned int port, int in);
550 void sev_es_init_vmcb(struct vcpu_svm *svm);
551 void sev_es_create_vcpu(struct vcpu_svm *svm);
552 void sev_vcpu_deliver_sipi_vector(struct kvm_vcpu *vcpu, u8 vector);
553 void sev_es_prepare_guest_switch(struct vcpu_svm *svm, unsigned int cpu);
554 void sev_es_unmap_ghcb(struct vcpu_svm *svm);
555
556 /* vmenter.S */
557
558 void __svm_sev_es_vcpu_run(unsigned long vmcb_pa);
559 void __svm_vcpu_run(unsigned long vmcb_pa, unsigned long *regs);
560
561 #endif