KVM: selftests: Convert hyperv_features test to using KVM_X86_CPU_FEATURE()

hyperv_features test needs to set certain CPUID bits in Hyper-V feature
leaves but instead of open coding this, common KVM_X86_CPU_FEATURE()
infrastructure can be used.

Signed-off-by: Vitaly Kuznetsov <vkuznets@redhat.com>
Reviewed-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221013095849.705943-6-vkuznets@redhat.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: selftests: Rename 'msr->available' to 'msr->fault_exepected' in hyperv_features test

It may not be clear what 'msr->available' means. The test actually
checks that accessing the particular MSR doesn't cause #GP, rename
the variable accordingly.

While on it, use 'true'/'false' instead of '1'/'0' for 'write'/
'fault_expected' as these are boolean.

Signed-off-by: Vitaly Kuznetsov <vkuznets@redhat.com>
Reviewed-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221013095849.705943-5-vkuznets@redhat.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: Hyper-V invariant TSC control

Normally, genuine Hyper-V doesn't expose architectural invariant TSC
(CPUID.80000007H:EDX[8]) to its guests by default. A special PV MSR
(HV_X64_MSR_TSC_INVARIANT_CONTROL, 0x40000118) and corresponding CPUID
feature bit (CPUID.0x40000003.EAX[15]) were introduced. When bit 0 of the
PV MSR is set, invariant TSC bit starts to show up in CPUID. When the
feature is exposed to Hyper-V guests, reenlightenment becomes unneeded.

Add the feature to KVM. Keep CPUID output intact when the feature
wasn't exposed to L1 and implement the required logic for hiding
invariant TSC when the feature was exposed and invariant TSC control
MSR wasn't written to. Copy genuine Hyper-V behavior and forbid to
disable the feature once it was enabled.

For the reference, for linux guests, support for the feature was added
in commit dce7cd62754b ("x86/hyperv: Allow guests to enable InvariantTSC").

Signed-off-by: Vitaly Kuznetsov <vkuznets@redhat.com>
Reviewed-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221013095849.705943-4-vkuznets@redhat.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: Add a KVM-only leaf for CPUID_8000_0007_EDX

CPUID_8000_0007_EDX may come handy when X86_FEATURE_CONSTANT_TSC
needs to be checked.

No functional change intended.

Signed-off-by: Vitaly Kuznetsov <vkuznets@redhat.com>
Reviewed-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221013095849.705943-3-vkuznets@redhat.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

x86/hyperv: Add HV_EXPOSE_INVARIANT_TSC define

Avoid open coding BIT(0) of HV_X64_MSR_TSC_INVARIANT_CONTROL by adding
a dedicated define. While there's only one user at this moment, the
upcoming KVM implementation of Hyper-V Invariant TSC feature will need
to use it as well.

Reviewed-by: Michael Kelley <mikelley@microsoft.com>
Signed-off-by: Vitaly Kuznetsov <vkuznets@redhat.com>
Reviewed-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221013095849.705943-2-vkuznets@redhat.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/mmu: Pivot on "TDP MMU enabled" when handling direct page faults

When handling direct page faults, pivot on the TDP MMU being globally
enabled instead of checking if the target MMU is a TDP MMU.  Now that the
TDP MMU is all-or-nothing, if the TDP MMU is enabled, KVM will reach
direct_page_fault() if and only if the MMU is a TDP MMU.  When TDP is
enabled (obviously required for the TDP MMU), only non-nested TDP page
faults reach direct_page_fault(), i.e. nonpaging MMUs are impossible, as
NPT requires paging to be enabled and EPT faults use ept_page_fault().

Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221012181702.3663607-8-seanjc@google.com>
[Use tdp_mmu_enabled variable. - Paolo]
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/mmu: Pivot on "TDP MMU enabled" to check if active MMU is TDP MMU

Simplify and optimize the logic for detecting if the current/active MMU
is a TDP MMU.  If the TDP MMU is globally enabled, then the active MMU is
a TDP MMU if it is direct.  When TDP is enabled, so called nonpaging MMUs
are never used as the only form of shadow paging KVM uses is for nested
TDP, and the active MMU can't be direct in that case.

Rename the helper and take the vCPU instead of an arbitrary MMU, as
nonpaging MMUs can show up in the walk_mmu if L1 is using nested TDP and
L2 has paging disabled.  Taking the vCPU has the added bonus of cleaning
up the callers, all of which check the current MMU but wrap code that
consumes the vCPU.

No functional change intended.

Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221012181702.3663607-9-seanjc@google.com>
[Use tdp_mmu_enabled variable. - Paolo]
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/mmu: Replace open coded usage of tdp_mmu_page with is_tdp_mmu_page()

Use is_tdp_mmu_page() instead of querying sp->tdp_mmu_page directly so
that all users benefit if KVM ever finds a way to optimize the logic.

No functional change intended.

Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221012181702.3663607-10-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/mmu: Rename __direct_map() to direct_map()

Rename __direct_map() to direct_map() since the leading underscores are
unnecessary. This also makes the page fault handler names more
consistent: kvm_tdp_mmu_page_fault() calls kvm_tdp_mmu_map() and
direct_page_fault() calls direct_map().

Opportunistically make some trivial cleanups to comments that had to be
modified anyway since they mentioned __direct_map(). Specifically, use
"()" when referring to functions, and include kvm_tdp_mmu_map() among
the various callers of disallowed_hugepage_adjust().

No functional change intended.

Signed-off-by: David Matlack <dmatlack@google.com>
Reviewed-by: Isaku Yamahata <isaku.yamahata@intel.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Message-Id: <20220921173546.2674386-11-dmatlack@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/mmu: Stop needlessly making MMU pages available for TDP MMU faults

Stop calling make_mmu_pages_available() when handling TDP MMU faults.
The TDP MMU does not participate in the "available MMU pages" tracking
and limiting so calling this function is unnecessary work when handling
TDP MMU faults.

Signed-off-by: David Matlack <dmatlack@google.com>
Reviewed-by: Isaku Yamahata <isaku.yamahata@intel.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Message-Id: <20220921173546.2674386-10-dmatlack@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/mmu: Split out TDP MMU page fault handling

Split out the page fault handling for the TDP MMU to a separate
function.  This creates some duplicate code, but makes the TDP MMU fault
handler simpler to read by eliminating branches and will enable future
cleanups by allowing the TDP MMU and non-TDP MMU fault paths to diverge.

Only compile in the TDP MMU fault handler for 64-bit builds since
kvm_tdp_mmu_map() does not exist in 32-bit builds.

No functional change intended.

Signed-off-by: David Matlack <dmatlack@google.com>
Reviewed-by: Isaku Yamahata <isaku.yamahata@intel.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Message-Id: <20220921173546.2674386-9-dmatlack@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/mmu: Initialize fault.{gfn,slot} earlier for direct MMUs

Move the initialization of fault.{gfn,slot} earlier in the page fault
handling code for fully direct MMUs. This will enable a future commit to
split out TDP MMU page fault handling without needing to duplicate the
initialization of these 2 fields.

Opportunistically take advantage of the fact that fault.gfn is
initialized in kvm_tdp_page_fault() rather than recomputing it from
fault->addr.

No functional change intended.

Signed-off-by: David Matlack <dmatlack@google.com>
Reviewed-by: Isaku Yamahata <isaku.yamahata@intel.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Message-Id: <20220921173546.2674386-8-dmatlack@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/mmu: Handle no-slot faults in kvm_faultin_pfn()

Handle faults on GFNs that do not have a backing memslot in
kvm_faultin_pfn() and drop handle_abnormal_pfn(). This eliminates
duplicate code in the various page fault handlers.

Opportunistically tweak the comment about handling gfn > host.MAXPHYADDR
to reflect that the effect of returning RET_PF_EMULATE at that point is
to avoid creating an MMIO SPTE for such GFNs.

No functional change intended.

Signed-off-by: David Matlack <dmatlack@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Message-Id: <20220921173546.2674386-7-dmatlack@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/mmu: Avoid memslot lookup during KVM_PFN_ERR_HWPOISON handling

Pass the kvm_page_fault struct down to kvm_handle_error_pfn() to avoid a
memslot lookup when handling KVM_PFN_ERR_HWPOISON. Opportunistically
move the gfn_to_hva_memslot() call and @current down into
kvm_send_hwpoison_signal() to cut down on line lengths.

No functional change intended.

Signed-off-by: David Matlack <dmatlack@google.com>
Reviewed-by: Isaku Yamahata <isaku.yamahata@intel.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Message-Id: <20220921173546.2674386-6-dmatlack@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/mmu: Handle error PFNs in kvm_faultin_pfn()

Handle error PFNs in kvm_faultin_pfn() rather than relying on the caller
to invoke handle_abnormal_pfn() after kvm_faultin_pfn().
Opportunistically rename kvm_handle_bad_page() to kvm_handle_error_pfn()
to make it more consistent with is_error_pfn().

This commit moves KVM closer to being able to drop
handle_abnormal_pfn(), which will reduce the amount of duplicate code in
the various page fault handlers.

No functional change intended.

Signed-off-by: David Matlack <dmatlack@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Message-Id: <20220921173546.2674386-5-dmatlack@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/mmu: Grab mmu_invalidate_seq in kvm_faultin_pfn()

Grab mmu_invalidate_seq in kvm_faultin_pfn() and stash it in struct
kvm_page_fault. The eliminates duplicate code and reduces the amount of
parameters needed for is_page_fault_stale().

Preemptively split out __kvm_faultin_pfn() to a separate function for
use in subsequent commits.

No functional change intended.

Signed-off-by: David Matlack <dmatlack@google.com>
Reviewed-by: Isaku Yamahata <isaku.yamahata@intel.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Message-Id: <20220921173546.2674386-4-dmatlack@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/mmu: Move TDP MMU VM init/uninit behind tdp_mmu_enabled

Move kvm_mmu_{init,uninit}_tdp_mmu() behind tdp_mmu_enabled. This makes
these functions consistent with the rest of the calls into the TDP MMU
from mmu.c, and which is now possible since tdp_mmu_enabled is only
modified when the x86 vendor module is loaded. i.e. It will never change
during the lifetime of a VM.

This change also enabled removing the stub definitions for 32-bit KVM,
as the compiler will just optimize the calls out like it does for all
the other TDP MMU functions.

No functional change intended.

Signed-off-by: David Matlack <dmatlack@google.com>
Reviewed-by: Isaku Yamahata <isaku.yamahata@intel.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Message-Id: <20220921173546.2674386-3-dmatlack@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/mmu: Change tdp_mmu to a read-only parameter

Change tdp_mmu to a read-only parameter and drop the per-vm
tdp_mmu_enabled. For 32-bit KVM, make tdp_mmu_enabled a macro that is
always false so that the compiler can continue omitting cals to the TDP
MMU.

The TDP MMU was introduced in 5.10 and has been enabled by default since
5.15. At this point there are no known functionality gaps between the
TDP MMU and the shadow MMU, and the TDP MMU uses less memory and scales
better with the number of vCPUs. In other words, there is no good reason
to disable the TDP MMU on a live system.

Purposely do not drop tdp_mmu=N support (i.e. do not force 64-bit KVM to
always use the TDP MMU) since tdp_mmu=N is still used to get test
coverage of KVM's shadow MMU TDP support, which is used in 32-bit KVM.

Signed-off-by: David Matlack <dmatlack@google.com>
Reviewed-by: Kai Huang <kai.huang@intel.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Message-Id: <20220921173546.2674386-2-dmatlack@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: selftests: x86: Use TAP interface in the tsc_msrs_test

Let's add some output here so that the user has some feedback
about what is being run.

Signed-off-by: Thomas Huth <thuth@redhat.com>
Message-Id: <20221004093131.40392-4-thuth@redhat.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: selftests: Use TAP interface in the kvm_binary_stats_test

The kvm_binary_stats_test test currently does not have any output (unless
one of the TEST_ASSERT statement fails), so it's hard to say for a user
how far it did proceed already. Thus let's make this a little bit more
user-friendly and include some TAP output via the kselftest.h interface.

Signed-off-by: Thomas Huth <thuth@redhat.com>
Reviewed-by: Andrew Jones <andrew.jones@linux.dev>
Message-Id: <20221004093131.40392-2-thuth@redhat.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

kvm: x86/mmu: Warn on linking when sp->unsync_children

Since the commit 65855ed8b034 ("KVM: X86: Synchronize the shadow
pagetable before link it"), no sp would be linked with
sp->unsync_children = 1.

So make it WARN if it is the case.

Signed-off-by: Lai Jiangshan <jiangshan.ljs@antgroup.com>
Message-Id: <20221212090106.378206-1-jiangshanlai@gmail.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: VMX: Resurrect vmcs_conf sanitization for KVM-on-Hyper-V

Commit 9bcb90650e31 ("KVM: VMX: Get rid of eVMCS specific VMX controls
sanitization") dropped 'vmcs_conf' sanitization for KVM-on-Hyper-V because
there's no known Hyper-V version which would expose a feature
unsupported in eVMCS in VMX feature MSRs. This works well for all
currently existing Hyper-V version, however, future Hyper-V versions
may add features which are supported by KVM and are currently missing
in eVMCSv1 definition (e.g. APIC virtualization, PML,...). When this
happens, existing KVMs will get broken. With the inverted 'unsupported
by eVMCSv1' checks, we can resurrect vmcs_conf sanitization and make
KVM future proof.

Signed-off-by: Vitaly Kuznetsov <vkuznets@redhat.com>
Message-Id: <20221104144708.435865-5-vkuznets@redhat.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: nVMX: Prepare to sanitize tertiary execution controls with eVMCS

In preparation to restoring vmcs_conf sanitization for KVM-on-Hyper-V,
(and for completeness) add tertiary VM-execution controls to
'evmcs_supported_ctrls'.

No functional change intended as KVM doesn't yet expose
MSR_IA32_VMX_PROCBASED_CTLS3 to its guests.

Signed-off-by: Vitaly Kuznetsov <vkuznets@redhat.com>
Message-Id: <20221104144708.435865-4-vkuznets@redhat.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: nVMX: Invert 'unsupported by eVMCSv1' check

When a new feature gets implemented in KVM, EVMCS1_UNSUPPORTED_* defines
need to be adjusted to avoid the situation when the feature is exposed
to the guest but there's no corresponding eVMCS field[s] for it. This
is not obvious and fragile. Invert 'unsupported by eVMCSv1' check and
make it 'supported by eVMCSv1' instead, this way it's much harder to
make a mistake. New features will get added to EVMCS1_SUPPORTED_*
defines when the corresponding fields are added to eVMCS definition.

No functional change intended. EVMCS1_SUPPORTED_* defines are composed
by taking KVM_{REQUIRED,OPTIONAL}_VMX_ defines and filtering out what
was previously known as EVMCS1_UNSUPPORTED_*.

From all the controls, SECONDARY_EXEC_TSC_SCALING requires special
handling as it's actually present in eVMCSv1 definition but is not
currently supported for Hyper-V-on-KVM, just for KVM-on-Hyper-V. As
evmcs_supported_ctrls will be used for both scenarios, just add it
there instead of EVMCS1_SUPPORTED_2NDEXEC.

Signed-off-by: Vitaly Kuznetsov <vkuznets@redhat.com>
Message-Id: <20221104144708.435865-3-vkuznets@redhat.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: nVMX: Sanitize primary processor-based VM-execution controls with eVMCS too

The only unsupported primary processor-based VM-execution control at the
moment is CPU_BASED_ACTIVATE_TERTIARY_CONTROLS and KVM doesn't expose it
in nested VMX feature MSRs anyway (see nested_vmx_setup_ctls_msrs())
but in preparation to inverting "unsupported with eVMCS" checks (and
for completeness) it's better to sanitize MSR_IA32_VMX_PROCBASED_CTLS/
MSR_IA32_VMX_TRUE_PROCBASED_CTLS too.

No functional change intended.

Signed-off-by: Vitaly Kuznetsov <vkuznets@redhat.com>
Message-Id: <20221104144708.435865-2-vkuznets@redhat.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: selftests: restore special vmmcall code layout needed by the harness

Commit 8fda37cf3d41 ("KVM: selftests: Stuff RAX/RCX with 'safe' values
in vmmcall()/vmcall()", 2022-11-21) broke the svm_nested_soft_inject_test
because it placed a "pop rbp" instruction after vmmcall.  While this is
correct and mimics what is done in the VMX case, this particular test
expects a ud2 instruction right after the vmmcall, so that it can skip
over it in the L1 part of the test.

Inline a suitably-modified version of vmmcall() to restore the
functionality of the test.

Fixes: 8fda37cf3d41 ("KVM: selftests: Stuff RAX/RCX with 'safe' values in vmmcall()/vmcall()"
Cc: Vitaly Kuznetsov <vkuznets@redhat.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Reviewed-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Reviewed-by: Vitaly Kuznetsov <vkuznets@redhat.com>
Reviewed-by: Maxim Levitsky <mlevitsk@redhat.com>
Message-Id: <20221130181147.9911-1-pbonzini@redhat.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

Documentation: kvm: clarify SRCU locking order

Currently only the locking order of SRCU vs kvm->slots_arch_lock
and kvm->slots_lock is documented.  Extend this to kvm->lock
since Xen emulation got it terribly wrong.

Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: fix deadlock for KVM_XEN_EVTCHN_RESET

While KVM_XEN_EVTCHN_RESET is usually called with no vCPUs running,
if that happened it could cause a deadlock.  This is due to
kvm_xen_eventfd_reset() doing a synchronize_srcu() inside
a kvm->lock critical section.

To avoid this, first collect all the evtchnfd objects in an
array and free all of them once the kvm->lock critical section
is over and th SRCU grace period has expired.

Reported-by: Michal Luczaj <mhal@rbox.co>
Cc: David Woodhouse <dwmw@amazon.co.uk>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/xen: Documentation updates and clarifications

Most notably, the KVM_XEN_EVTCHN_RESET feature had escaped documentation
entirely. Along with how to turn most stuff off on SHUTDOWN_soft_reset.

Signed-off-by: David Woodhouse <dwmw@amazon.co.uk>
Message-Id: <20221226120320.1125390-6-dwmw2@infradead.org>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/xen: Add KVM_XEN_INVALID_GPA and KVM_XEN_INVALID_GFN to uapi

These are (uint64_t)-1 magic values are a userspace ABI, allowing the
shared info pages and other enlightenments to be disabled. This isn't
a Xen ABI because Xen doesn't let the guest turn these off except with
the full SHUTDOWN_soft_reset mechanism. Under KVM, the userspace VMM is
expected to handle soft reset, and tear down the kernel parts of the
enlightenments accordingly.

Suggested-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Signed-off-by: David Woodhouse <dwmw@amazon.co.uk>
Message-Id: <20221226120320.1125390-5-dwmw2@infradead.org>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/xen: Simplify eventfd IOCTLs

Port number is validated in kvm_xen_setattr_evtchn().
Remove superfluous checks in kvm_xen_eventfd_assign() and
kvm_xen_eventfd_update().

Signed-off-by: Michal Luczaj <mhal@rbox.co>
Message-Id: <20221222203021.1944101-3-mhal@rbox.co>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Signed-off-by: David Woodhouse <dwmw@amazon.co.uk>
Message-Id: <20221226120320.1125390-4-dwmw2@infradead.org>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/xen: Fix SRCU/RCU usage in readers of evtchn_ports

The evtchnfd structure itself must be protected by either kvm->lock or
SRCU. Use the former in kvm_xen_eventfd_update(), since the lock is
being taken anyway; kvm_xen_hcall_evtchn_send() instead is a reader and
does not need kvm->lock, and is called in SRCU critical section from the
kvm_x86_handle_exit function.

It is also important to use rcu_read_{lock,unlock}() in
kvm_xen_hcall_evtchn_send(), because idr_remove() will *not*
use synchronize_srcu() to wait for readers to complete.

Remove a superfluous if (kvm) check before calling synchronize_srcu()
in kvm_xen_eventfd_deassign() where kvm has been dereferenced already.

Co-developed-by: Michal Luczaj <mhal@rbox.co>
Signed-off-by: Michal Luczaj <mhal@rbox.co>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Signed-off-by: David Woodhouse <dwmw@amazon.co.uk>
Message-Id: <20221226120320.1125390-3-dwmw2@infradead.org>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/xen: Use kvm_read_guest_virt() instead of open-coding it badly

In particular, we shouldn't assume that being contiguous in guest virtual
address space means being contiguous in guest *physical* address space.

In dropping the manual calls to kvm_mmu_gva_to_gpa_system(), also drop
the srcu_read_lock() that was around them. All call sites are reached
from kvm_xen_hypercall() which is called from the handle_exit function
with the read lock already held.

       536395260 ("KVM: x86/xen: handle PV timers oneshot mode")
       1a65105a5 ("KVM: x86/xen: handle PV spinlocks slowpath")

Fixes: 2fd6df2f2 ("KVM: x86/xen: intercept EVTCHNOP_send from guests")
Signed-off-by: David Woodhouse <dwmw@amazon.co.uk>
Message-Id: <20221226120320.1125390-2-dwmw2@infradead.org>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/xen: Fix memory leak in kvm_xen_write_hypercall_page()

Release page irrespectively of kvm_vcpu_write_guest() return value.

Suggested-by: Paul Durrant <paul@xen.org>
Fixes: 23200b7a30de ("KVM: x86/xen: intercept xen hypercalls if enabled")
Signed-off-by: Michal Luczaj <mhal@rbox.co>
Message-Id: <20221220151454.712165-1-mhal@rbox.co>
Reviewed-by: Paul Durrant <paul@xen.org>
Signed-off-by: David Woodhouse <dwmw@amazon.co.uk>
Message-Id: <20221226120320.1125390-1-dwmw2@infradead.org>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: Delete extra block of "};" in the KVM API documentation

Delete an extra block of code/documentation that snuck in when KVM's
documentation was converted to ReST format.

Fixes: 106ee47dc633 ("docs: kvm: Convert api.txt to ReST format")
Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221207003637.2041211-1-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

kvm: x86/mmu: Remove duplicated "be split" in spte.h

"be split be split" -> "be split"

Signed-off-by: Lai Jiangshan <jiangshan.ljs@antgroup.com>
Message-Id: <20221207120505.9175-1-jiangshanlai@gmail.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

kvm: Remove the unused macro KVM_MMU_READ_{,UN}LOCK()

No code is using KVM_MMU_READ_LOCK() or KVM_MMU_READ_UNLOCK().  They
used to be in virt/kvm/pfncache.c:

                KVM_MMU_READ_LOCK(kvm);
                retry = mmu_notifier_retry_hva(kvm, mmu_seq, uhva);
                KVM_MMU_READ_UNLOCK(kvm);

However, since 58cd407ca4c6 ("KVM: Fix multiple races in gfn=>pfn cache
refresh", 2022-05-25) the code is only relying on the MMU notifier's
invalidation count and sequence number.

Signed-off-by: Lai Jiangshan <jiangshan.ljs@antgroup.com>
Message-Id: <20221207120617.9409-1-jiangshanlai@gmail.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

MAINTAINERS: adjust entry after renaming the vmx hyperv files

Commit a789aeba4196 ("KVM: VMX: Rename "vmx/evmcs.{ch}" to
"vmx/hyperv.{ch}"") renames the VMX specific Hyper-V files, but does not
adjust the entry in MAINTAINERS.

Hence, ./scripts/get_maintainer.pl --self-test=patterns complains about a
broken reference.

Repair this file reference in KVM X86 HYPER-V (KVM/hyper-v).

Signed-off-by: Lukas Bulwahn <lukas.bulwahn@gmail.com>
Fixes: a789aeba4196 ("KVM: VMX: Rename "vmx/evmcs.{ch}" to "vmx/hyperv.{ch}"")
Reviewed-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221205082044.10141-1-lukas.bulwahn@gmail.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: selftests: Mark correct page as mapped in virt_map()

The loop marks vaddr as mapped after incrementing it by page size,
thereby marking the *next* page as mapped. Set the bit in vpages_mapped
first instead.

Fixes: 56fc7732031d ("KVM: selftests: Fill in vm->vpages_mapped bitmap in virt_map() too")
Signed-off-by: Oliver Upton <oliver.upton@linux.dev>
Message-Id: <20221209015307.1781352-4-oliver.upton@linux.dev>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: arm64: selftests: Don't identity map the ucall MMIO hole

Currently the ucall MMIO hole is placed immediately after slot0, which
is a relatively safe address in the PA space. However, it is possible
that the same address has already been used for something else (like the
guest program image) in the VA space. At least in my own testing,
building the vgic_irq test with clang leads to the MMIO hole appearing
underneath gicv3_ops.

Stop identity mapping the MMIO hole and instead find an unused VA to map
to it. Yet another subtle detail of the KVM selftests library is that
virt_pg_map() does not update vm->vpages_mapped. Switch over to
virt_map() instead to guarantee that the chosen VA isn't to something
else.

Signed-off-by: Oliver Upton <oliver.upton@linux.dev>
Message-Id: <20221209015307.1781352-6-oliver.upton@linux.dev>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: selftests: document the default implementation of vm_vaddr_populate_bitmap

Explain the meaning of the bit manipulations of vm_vaddr_populate_bitmap.
These correspond to the "canonical addresses" of x86 and other
architectures, but that is not obvious.

Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: selftests: Use magic value to signal ucall_alloc() failure

Use a magic value to signal a ucall_alloc() failure instead of simply
doing GUEST_ASSERT().  GUEST_ASSERT() relies on ucall_alloc() and so a
failure puts the guest into an infinite loop.

Use -1 as the magic value, as a real ucall struct should never wrap.

Reported-by: Oliver Upton <oliver.upton@linux.dev>
Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: selftests: Disable "gnu-variable-sized-type-not-at-end" warning

Disable gnu-variable-sized-type-not-at-end so that tests and libraries
can create overlays of variable sized arrays at the end of structs when
using a fixed number of entries, e.g. to get/set a single MSR.

It's possible to fudge around the warning, e.g. by defining a custom
struct that hardcodes the number of entries, but that is a burden for
both developers and readers of the code.

lib/x86_64/processor.c:664:19: warning: field 'header' with variable sized type 'struct kvm_msrs'
not at the end of a struct or class is a GNU extension [-Wgnu-variable-sized-type-not-at-end]
                struct kvm_msrs header;
                                ^
lib/x86_64/processor.c:772:19: warning: field 'header' with variable sized type 'struct kvm_msrs'
not at the end of a struct or class is a GNU extension [-Wgnu-variable-sized-type-not-at-end]
                struct kvm_msrs header;
                                ^
lib/x86_64/processor.c:787:19: warning: field 'header' with variable sized type 'struct kvm_msrs'
not at the end of a struct or class is a GNU extension [-Wgnu-variable-sized-type-not-at-end]
                struct kvm_msrs header;
                                ^
3 warnings generated.

x86_64/hyperv_tlb_flush.c:54:18: warning: field 'hv_vp_set' with variable sized type 'struct hv_vpset'
not at the end of a struct or class is a GNU extension [-Wgnu-variable-sized-type-not-at-end]
        struct hv_vpset hv_vp_set;
                        ^
1 warning generated.

x86_64/xen_shinfo_test.c:137:25: warning: field 'info' with variable sized type 'struct kvm_irq_routing'
not at the end of a struct or class is a GNU extension [-Wgnu-variable-sized-type-not-at-end]
        struct kvm_irq_routing info;
                               ^
1 warning generated.

Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221213001653.3852042-12-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: selftests: Include lib.mk before consuming $(CC)

Include lib.mk before consuming $(CC) and document that lib.mk overwrites
$(CC) unless make was invoked with -e or $(CC) was specified after make
(which makes the environment override the Makefile).  Including lib.mk
after using it for probing, e.g. for -no-pie, can lead to weirdness.

Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221213001653.3852042-11-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: selftests: Explicitly disable builtins for mem*() overrides

Explicitly disable the compiler's builtin memcmp(), memcpy(), and
memset().  Because only lib/string_override.c is built with -ffreestanding,
the compiler reserves the right to do what it wants and can try to link the
non-freestanding code to its own crud.

  /usr/bin/x86_64-linux-gnu-ld: /lib/x86_64-linux-gnu/libc.a(memcmp.o): in function `memcmp_ifunc':
  (.text+0x0): multiple definition of `memcmp'; tools/testing/selftests/kvm/lib/string_override.o:
  tools/testing/selftests/kvm/lib/string_override.c:15: first defined here
  clang: error: linker command failed with exit code 1 (use -v to see invocation)

Fixes: 6b6f71484bf4 ("KVM: selftests: Implement memcmp(), memcpy(), and memset() for guest use")
Reported-by: Aaron Lewis <aaronlewis@google.com>
Reported-by: Raghavendra Rao Ananta <rananta@google.com>
Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221213001653.3852042-10-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: selftests: Probe -no-pie with actual CFLAGS used to compile

Probe -no-pie with the actual set of CFLAGS used to compile the tests,
clang whines about -no-pie being unused if the tests are compiled with
-static.

  clang: warning: argument unused during compilation: '-no-pie'
  [-Wunused-command-line-argument]

Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221213001653.3852042-9-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: selftests: Use proper function prototypes in probing code

Make the main() functions in the probing code proper prototypes so that
compiling the probing code with more strict flags won't generate false
negatives.

  <stdin>:1:5: error: function declaration isn’t a prototype [-Werror=strict-prototypes]

Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221213001653.3852042-8-seanjc@google.com>
Reviewed-by: Philippe Mathieu-Daudé <philmd@linaro.org>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: selftests: Rename UNAME_M to ARCH_DIR, fill explicitly for x86

Rename UNAME_M to ARCH_DIR and explicitly set it directly for x86.  At
this point, the name of the arch directory really doesn't have anything
to do with `uname -m`, and UNAME_M is unnecessarily confusing given that
its purpose is purely to identify the arch specific directory.

Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221213001653.3852042-7-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: selftests: Fix a typo in x86-64's kvm_get_cpu_address_width()

Fix a == vs. = typo in kvm_get_cpu_address_width() that results in
@pa_bits being left unset if the CPU doesn't support enumerating its
MAX_PHY_ADDR.  Flagged by clang's unusued-value warning.

lib/x86_64/processor.c:1034:51: warning: expression result unused [-Wunused-value]
                *pa_bits == kvm_cpu_has(X86_FEATURE_PAE) ? 36 : 32;

Fixes: 3bd396353d18 ("KVM: selftests: Add X86_FEATURE_PAE and use it calc "fallback" MAXPHYADDR")
Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Reviewed-by: Philippe Mathieu-Daudé <philmd@linaro.org>
Message-Id: <20221213001653.3852042-6-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: selftests: Use pattern matching in .gitignore

Use pattern matching to exclude everything except .c, .h, .S, and .sh
files from Git.  Manually adding every test target has an absurd
maintenance cost, is comically error prone, and leads to bikeshedding
over whether or not the targets should be listed in alphabetical order.

Deliberately do not include the one-off assets, e.g. config, settings,
.gitignore itself, etc as Git doesn't ignore files that are already in
the repository.  Adding the one-off assets won't prevent mistakes where
developers forget to --force add files that don't match the "allowed".

Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221213001653.3852042-5-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: selftests: Fix divide-by-zero bug in memslot_perf_test

Check that the number of pages per slot is non-zero in get_max_slots()
prior to computing the remaining number of pages.  clang generates code
that uses an actual DIV for calculating the remaining, which causes a #DE
if the total number of pages is less than the number of slots.

  traps: memslot_perf_te[97611] trap divide error ip:4030c4 sp:7ffd18ae58f0
         error:0 in memslot_perf_test[401000+cb000]

Fixes: a69170c65acd ("KVM: selftests: memslot_perf_test: Report optimal memory slots")
Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Reviewed-by: Philippe Mathieu-Daudé <philmd@linaro.org>
Message-Id: <20221213001653.3852042-4-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: selftests: Delete dead code in x86_64/vmx_tsc_adjust_test.c

Delete an unused struct definition in x86_64/vmx_tsc_adjust_test.c.

Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221213001653.3852042-3-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: selftests: Define literal to asm constraint in aarch64 as unsigned long

Define a literal '0' asm input constraint to aarch64/page_fault_test's
guest_cas() as an unsigned long to make clang happy.

  tools/testing/selftests/kvm/aarch64/page_fault_test.c:120:16: error:
    value size does not match register size specified by the constraint
    and modifier [-Werror,-Wasm-operand-widths]
                       :: "r" (0), "r" (TEST_DATA), "r" (guest_test_memory));
                               ^
  tools/testing/selftests/kvm/aarch64/page_fault_test.c:119:15: note:
    use constraint modifier "w"
                       "casal %0, %1, [%2]\n"
                              ^~
                              %w0

Fixes: 35c581015712 ("KVM: selftests: aarch64: Add aarch64/page_fault_test")
Cc: Ricardo Koller <ricarkol@google.com>
Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Reviewed-by: Philippe Mathieu-Daudé <philmd@linaro.org>
Message-Id: <20221213001653.3852042-2-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/mmu: Don't install TDP MMU SPTE if SP has unexpected level

Don't install a leaf TDP MMU SPTE if the parent page's level doesn't
match the target level of the fault, and instead have the vCPU retry the
faulting instruction after warning.  Continuing on is completely
unnecessary as the absolute worst case scenario of retrying is DoSing
the vCPU, whereas continuing on all but guarantees bigger explosions, e.g.

  ------------[ cut here ]------------
  kernel BUG at arch/x86/kvm/mmu/tdp_mmu.c:559!
  invalid opcode: 0000 [#1] SMP
  CPU: 1 PID: 1025 Comm: nx_huge_pages_t Tainted: G        W          6.1.0-rc4+ #64
  Hardware name: QEMU Standard PC (Q35 + ICH9, 2009), BIOS 0.0.0 02/06/2015
  RIP: 0010:__handle_changed_spte.cold+0x95/0x9c
  RSP: 0018:ffffc9000072faf8 EFLAGS: 00010246
  RAX: 00000000000000c1 RBX: ffffc90000731000 RCX: 0000000000000027
  RDX: 0000000000000000 RSI: 00000000ffffdfff RDI: ffff888277c5b4c8
  RBP: 0600000112400bf3 R08: ffff888277c5b4c0 R09: ffffc9000072f9a0
  R10: 0000000000000001 R11: 0000000000000001 R12: 06000001126009f3
  R13: 0000000000000002 R14: 0000000012600901 R15: 0000000012400b01
  FS:  00007fba9f853740(0000) GS:ffff888277c40000(0000) knlGS:0000000000000000
  CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
  CR2: 0000000000000000 CR3: 000000010aa7a003 CR4: 0000000000172ea0
  Call Trace:
   <TASK>
   kvm_tdp_mmu_map+0x3b0/0x510
   kvm_tdp_page_fault+0x10c/0x130
   kvm_mmu_page_fault+0x103/0x680
   vmx_handle_exit+0x132/0x5a0 [kvm_intel]
   vcpu_enter_guest+0x60c/0x16f0
   kvm_arch_vcpu_ioctl_run+0x1e2/0x9d0
   kvm_vcpu_ioctl+0x271/0x660
   __x64_sys_ioctl+0x80/0xb0
   do_syscall_64+0x2b/0x50
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x46/0xb0
   </TASK>
  Modules linked in: kvm_intel
  ---[ end trace 0000000000000000 ]---

Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221213033030.83345-5-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/mmu: Re-check under lock that TDP MMU SP hugepage is disallowed

Re-check sp->nx_huge_page_disallowed under the tdp_mmu_pages_lock spinlock
when adding a new shadow page in the TDP MMU.  To ensure the NX reclaim
kthread can't see a not-yet-linked shadow page, the page fault path links
the new page table prior to adding the page to possible_nx_huge_pages.

If the page is zapped by different task, e.g. because dirty logging is
disabled, between linking the page and adding it to the list, KVM can end
up triggering use-after-free by adding the zapped SP to the aforementioned
list, as the zapped SP's memory is scheduled for removal via RCU callback.
The bug is detected by the sanity checks guarded by CONFIG_DEBUG_LIST=y,
i.e. the below splat is just one possible signature.

  ------------[ cut here ]------------
  list_add corruption. prev->next should be next (ffffc9000071fa70), but was ffff88811125ee38. (prev=ffff88811125ee38).
  WARNING: CPU: 1 PID: 953 at lib/list_debug.c:30 __list_add_valid+0x79/0xa0
  Modules linked in: kvm_intel
  CPU: 1 PID: 953 Comm: nx_huge_pages_t Tainted: G        W          6.1.0-rc4+ #71
  Hardware name: QEMU Standard PC (Q35 + ICH9, 2009), BIOS 0.0.0 02/06/2015
  RIP: 0010:__list_add_valid+0x79/0xa0
  RSP: 0018:ffffc900006efb68 EFLAGS: 00010286
  RAX: 0000000000000000 RBX: ffff888116cae8a0 RCX: 0000000000000027
  RDX: 0000000000000027 RSI: 0000000100001872 RDI: ffff888277c5b4c8
  RBP: ffffc90000717000 R08: ffff888277c5b4c0 R09: ffffc900006efa08
  R10: 0000000000199998 R11: 0000000000199a20 R12: ffff888116cae930
  R13: ffff88811125ee38 R14: ffffc9000071fa70 R15: ffff88810b794f90
  FS:  00007fc0415d2740(0000) GS:ffff888277c40000(0000) knlGS:0000000000000000
  CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
  CR2: 0000000000000000 CR3: 0000000115201006 CR4: 0000000000172ea0
  Call Trace:
   <TASK>
   track_possible_nx_huge_page+0x53/0x80
   kvm_tdp_mmu_map+0x242/0x2c0
   kvm_tdp_page_fault+0x10c/0x130
   kvm_mmu_page_fault+0x103/0x680
   vmx_handle_exit+0x132/0x5a0 [kvm_intel]
   vcpu_enter_guest+0x60c/0x16f0
   kvm_arch_vcpu_ioctl_run+0x1e2/0x9d0
   kvm_vcpu_ioctl+0x271/0x660
   __x64_sys_ioctl+0x80/0xb0
   do_syscall_64+0x2b/0x50
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x46/0xb0
   </TASK>
  ---[ end trace 0000000000000000 ]---

Fixes: 61f94478547b ("KVM: x86/mmu: Set disallowed_nx_huge_page in TDP MMU before setting SPTE")
Reported-by: Greg Thelen <gthelen@google.com>
Analyzed-by: David Matlack <dmatlack@google.com>
Cc: David Matlack <dmatlack@google.com>
Cc: Ben Gardon <bgardon@google.com>
Cc: Mingwei Zhang <mizhang@google.com>
Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221213033030.83345-4-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/mmu: Map TDP MMU leaf SPTE iff target level is reached

Map the leaf SPTE when handling a TDP MMU page fault if and only if the
target level is reached.  A recent commit reworked the retry logic and
incorrectly assumed that walking SPTEs would never "fail", as the loop
either bails (retries) or installs parent SPs.  However, the iterator
itself will bail early if it detects a frozen (REMOVED) SPTE when
stepping down.   The TDP iterator also rereads the current SPTE before
stepping down specifically to avoid walking into a part of the tree that
is being removed, which means it's possible to terminate the loop without
the guts of the loop observing the frozen SPTE, e.g. if a different task
zaps a parent SPTE between the initial read and try_step_down()'s refresh.

Mapping a leaf SPTE at the wrong level results in all kinds of badness as
page table walkers interpret the SPTE as a page table, not a leaf, and
walk into the weeds.

  ------------[ cut here ]------------
  WARNING: CPU: 1 PID: 1025 at arch/x86/kvm/mmu/tdp_mmu.c:1070 kvm_tdp_mmu_map+0x481/0x510
  Modules linked in: kvm_intel
  CPU: 1 PID: 1025 Comm: nx_huge_pages_t Tainted: G        W          6.1.0-rc4+ #64
  Hardware name: QEMU Standard PC (Q35 + ICH9, 2009), BIOS 0.0.0 02/06/2015
  RIP: 0010:kvm_tdp_mmu_map+0x481/0x510
  RSP: 0018:ffffc9000072fba8 EFLAGS: 00010286
  RAX: 0000000000000000 RBX: ffffc9000072fcc0 RCX: 0000000000000027
  RDX: 0000000000000027 RSI: 00000000ffffdfff RDI: ffff888277c5b4c8
  RBP: ffff888107d45a10 R08: ffff888277c5b4c0 R09: ffffc9000072fa48
  R10: 0000000000000001 R11: 0000000000000001 R12: ffffc9000073a0e0
  R13: ffff88810fc54800 R14: ffff888107d1ae60 R15: ffff88810fc54f90
  FS:  00007fba9f853740(0000) GS:ffff888277c40000(0000) knlGS:0000000000000000
  CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
  CR2: 0000000000000000 CR3: 000000010aa7a003 CR4: 0000000000172ea0
  Call Trace:
   <TASK>
   kvm_tdp_page_fault+0x10c/0x130
   kvm_mmu_page_fault+0x103/0x680
   vmx_handle_exit+0x132/0x5a0 [kvm_intel]
   vcpu_enter_guest+0x60c/0x16f0
   kvm_arch_vcpu_ioctl_run+0x1e2/0x9d0
   kvm_vcpu_ioctl+0x271/0x660
   __x64_sys_ioctl+0x80/0xb0
   do_syscall_64+0x2b/0x50
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x46/0xb0
   </TASK>
  ---[ end trace 0000000000000000 ]---
  Invalid SPTE change: cannot replace a present leaf
  SPTE with another present leaf SPTE mapping a
  different PFN!
  as_id: 0 gfn: 100200 old_spte: 600000112400bf3 new_spte: 6000001126009f3 level: 2
  ------------[ cut here ]------------
  kernel BUG at arch/x86/kvm/mmu/tdp_mmu.c:559!
  invalid opcode: 0000 [#1] SMP
  CPU: 1 PID: 1025 Comm: nx_huge_pages_t Tainted: G        W          6.1.0-rc4+ #64
  Hardware name: QEMU Standard PC (Q35 + ICH9, 2009), BIOS 0.0.0 02/06/2015
  RIP: 0010:__handle_changed_spte.cold+0x95/0x9c
  RSP: 0018:ffffc9000072faf8 EFLAGS: 00010246
  RAX: 00000000000000c1 RBX: ffffc90000731000 RCX: 0000000000000027
  RDX: 0000000000000000 RSI: 00000000ffffdfff RDI: ffff888277c5b4c8
  RBP: 0600000112400bf3 R08: ffff888277c5b4c0 R09: ffffc9000072f9a0
  R10: 0000000000000001 R11: 0000000000000001 R12: 06000001126009f3
  R13: 0000000000000002 R14: 0000000012600901 R15: 0000000012400b01
  FS:  00007fba9f853740(0000) GS:ffff888277c40000(0000) knlGS:0000000000000000
  CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
  CR2: 0000000000000000 CR3: 000000010aa7a003 CR4: 0000000000172ea0
  Call Trace:
   <TASK>
   kvm_tdp_mmu_map+0x3b0/0x510
   kvm_tdp_page_fault+0x10c/0x130
   kvm_mmu_page_fault+0x103/0x680
   vmx_handle_exit+0x132/0x5a0 [kvm_intel]
   vcpu_enter_guest+0x60c/0x16f0
   kvm_arch_vcpu_ioctl_run+0x1e2/0x9d0
   kvm_vcpu_ioctl+0x271/0x660
   __x64_sys_ioctl+0x80/0xb0
   do_syscall_64+0x2b/0x50
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x46/0xb0
   </TASK>
  Modules linked in: kvm_intel
  ---[ end trace 0000000000000000 ]---

Fixes: 63d28a25e04c ("KVM: x86/mmu: simplify kvm_tdp_mmu_map flow when guest has to retry")
Cc: Robert Hoo <robert.hu@linux.intel.com>
Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221213033030.83345-3-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/mmu: Don't attempt to map leaf if target TDP MMU SPTE is frozen

Hoist the is_removed_spte() check above the "level == goal_level" check
when walking SPTEs during a TDP MMU page fault to avoid attempting to map
a leaf entry if said entry is frozen by a different task/vCPU.

  ------------[ cut here ]------------
  WARNING: CPU: 3 PID: 939 at arch/x86/kvm/mmu/tdp_mmu.c:653 kvm_tdp_mmu_map+0x269/0x4b0
  Modules linked in: kvm_intel
  CPU: 3 PID: 939 Comm: nx_huge_pages_t Not tainted 6.1.0-rc4+ #67
  Hardware name: QEMU Standard PC (Q35 + ICH9, 2009), BIOS 0.0.0 02/06/2015
  RIP: 0010:kvm_tdp_mmu_map+0x269/0x4b0
  RSP: 0018:ffffc9000068fba8 EFLAGS: 00010246
  RAX: 00000000000005a0 RBX: ffffc9000068fcc0 RCX: 0000000000000005
  RDX: ffff88810741f000 RSI: ffff888107f04600 RDI: ffffc900006a3000
  RBP: 060000010b000bf3 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000000
  R10: 0000000000000000 R11: 000ffffffffff000 R12: 0000000000000005
  R13: ffff888113670000 R14: ffff888107464958 R15: 0000000000000000
  FS:  00007f01c942c740(0000) GS:ffff888277cc0000(0000) knlGS:0000000000000000
  CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
  CR2: 0000000000000000 CR3: 0000000117013006 CR4: 0000000000172ea0
  Call Trace:
   <TASK>
   kvm_tdp_page_fault+0x10c/0x130
   kvm_mmu_page_fault+0x103/0x680
   vmx_handle_exit+0x132/0x5a0 [kvm_intel]
   vcpu_enter_guest+0x60c/0x16f0
   kvm_arch_vcpu_ioctl_run+0x1e2/0x9d0
   kvm_vcpu_ioctl+0x271/0x660
   __x64_sys_ioctl+0x80/0xb0
   do_syscall_64+0x2b/0x50
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x46/0xb0
   </TASK>
  ---[ end trace 0000000000000000 ]---

Fixes: 63d28a25e04c ("KVM: x86/mmu: simplify kvm_tdp_mmu_map flow when guest has to retry")
Cc: Robert Hoo <robert.hu@linux.intel.com>
Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Reviewed-by: Robert Hoo <robert.hu@linux.intel.com>
Message-Id: <20221213033030.83345-2-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: nVMX: Don't stuff secondary execution control if it's not supported

When stuffing the allowed secondary execution controls for nested VMX in
response to CPUID updates, don't set the allowed-1 bit for a feature that
isn't supported by KVM, i.e. isn't allowed by the canonical vmcs_config.

WARN if KVM attempts to manipulate a feature that isn't supported.  All
features that are currently stuffed are always advertised to L1 for
nested VMX if they are supported in KVM's base configuration, and no
additional features should ever be added to the CPUID-induced stuffing
(updating VMX MSRs in response to CPUID updates is a long-standing KVM
flaw that is slowly being fixed).

Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221213062306.667649-3-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: nVMX: Properly expose ENABLE_USR_WAIT_PAUSE control to L1

Set ENABLE_USR_WAIT_PAUSE in KVM's supported VMX MSR configuration if the
feature is supported in hardware and enabled in KVM's base, non-nested
configuration, i.e. expose ENABLE_USR_WAIT_PAUSE to L1 if it's supported.
This fixes a bug where saving/restoring, i.e. migrating, a vCPU will fail
if WAITPKG (the associated CPUID feature) is enabled for the vCPU, and
obviously allows L1 to enable the feature for L2.

KVM already effectively exposes ENABLE_USR_WAIT_PAUSE to L1 by stuffing
the allowed-1 control ina vCPU's virtual MSR_IA32_VMX_PROCBASED_CTLS2 when
updating secondary controls in response to KVM_SET_CPUID(2), but (a) that
depends on flawed code (KVM shouldn't touch VMX MSRs in response to CPUID
updates) and (b) runs afoul of vmx_restore_control_msr()'s restriction
that the guest value must be a strict subset of the supported host value.

Although no past commit explicitly enabled nested support for WAITPKG,
doing so is safe and functionally correct from an architectural
perspective as no additional KVM support is needed to virtualize TPAUSE,
UMONITOR, and UMWAIT for L2 relative to L1, and KVM already forwards
VM-Exits to L1 as necessary (commit bf653b78f960, "KVM: vmx: Introduce
handle_unexpected_vmexit and handle WAITPKG vmexit").

Note, KVM always keeps the hosts MSR_IA32_UMWAIT_CONTROL resident in
hardware, i.e. always runs both L1 and L2 with the host's power management
settings for TPAUSE and UMWAIT.  See commit bf09fb6cba4f ("KVM: VMX: Stop
context switching MSR_IA32_UMWAIT_CONTROL") for more details.

Fixes: e69e72faa3a0 ("KVM: x86: Add support for user wait instructions")
Cc: stable@vger.kernel.org
Reported-by: Aaron Lewis <aaronlewis@google.com>
Reported-by: Yu Zhang <yu.c.zhang@linux.intel.com>
Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Reviewed-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Message-Id: <20221213062306.667649-2-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: nVMX: Document that ignoring memory failures for VMCLEAR is deliberate

Explicitly drop the result of kvm_vcpu_write_guest() when writing the
"launch state" as part of VMCLEAR emulation, and add a comment to call
out that KVM's behavior is architecturally valid.  Intel's pseudocode
effectively says that VMCLEAR is a nop if the target VMCS address isn't
in memory, e.g. if the address points at MMIO.

Add a FIXME to call out that suppressing failures on __copy_to_user() is
wrong, as memory (a memslot) does exist in that case.  Punt the issue to
the future as open coding kvm_vcpu_write_guest() just to make sure the
guest dies with -EFAULT isn't worth the extra complexity.  The flaw will
need to be addressed if KVM ever does something intelligent on uaccess
failures, e.g. to support post-copy demand paging, but in that case KVM
will need a more thorough overhaul, i.e. VMCLEAR shouldn't need to open
code a core KVM helper.

No functional change intended.

Reported-by: coverity-bot <keescook+coverity-bot@chromium.org>
Addresses-Coverity-ID: 1527765 ("Error handling issues")
Fixes: 587d7e72aedc ("kvm: nVMX: VMCLEAR should not cause the vCPU to shut down")
Cc: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221220154224.526568-1-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: selftests: Zero out valid_bank_mask for "all" case in Hyper-V IPI test

Zero out the valid_bank_mask when using the fast variant of
HVCALL_SEND_IPI_EX to send IPIs to all vCPUs.  KVM requires the "var_cnt"
and "valid_bank_mask" inputs to be consistent even when targeting all
vCPUs.  See commit bd1ba5732bb9 ("KVM: x86: Get the number of Hyper-V
sparse banks from the VARHEAD field").

Fixes: 998489245d84 ("KVM: selftests: Hyper-V PV IPI selftest")
Cc: Vitaly Kuznetsov <vkuznets@redhat.com>
Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221219220416.395329-1-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: Sanity check inputs to kvm_handle_memory_failure()

Add a sanity check in kvm_handle_memory_failure() to assert that a valid
x86_exception structure is provided if the memory "failure" wants to
propagate a fault into the guest.  If a memory failure happens during a
direct guest physical memory access, e.g. for nested VMX, KVM hardcodes
the failure to X86EMUL_IO_NEEDED and doesn't provide an exception pointer
(because the exception struct would just be filled with garbage).

Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221220153427.514032-1-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: Simplify kvm_apic_hw_enabled

kvm_apic_hw_enabled() only needs to return bool, there is no place
to use the return value of MSR_IA32_APICBASE_ENABLE.

Signed-off-by: Peng Hao <flyingpeng@tencent.com>
Message-Id: <CAPm50aJ=BLXNWT11+j36Dd6d7nz2JmOBk4u7o_NPQ0N61ODu1g@mail.gmail.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: hyper-v: Fix 'using uninitialized value' Coverity warning

In kvm_hv_flush_tlb(), 'data_offset' and 'consumed_xmm_halves' variables
are used in a mutually exclusive way: in 'hc->fast' we count in 'XMM
halves' and increase 'data_offset' otherwise. Coverity discovered, that in
one case both variables are incremented unconditionally. This doesn't seem
to cause any issues as the only user of 'data_offset'/'consumed_xmm_halves'
data is kvm_hv_get_tlb_flush_entries() -> kvm_hv_get_hc_data() which also
takes into account 'hc->fast' but is still worth fixing.

To make things explicit, put 'data_offset' and 'consumed_xmm_halves' to
'struct kvm_hv_hcall' as a union and use at call sites. This allows to
remove explicit 'data_offset'/'consumed_xmm_halves' parameters from
kvm_hv_get_hc_data()/kvm_get_sparse_vp_set()/kvm_hv_get_tlb_flush_entries()
helpers.

Note: 'struct kvm_hv_hcall' is allocated on stack in kvm_hv_hypercall() and
is not zeroed, consumers are supposed to initialize the appropriate field
if needed.

Reported-by: coverity-bot <keescook+coverity-bot@chromium.org>
Addresses-Coverity-ID: 1527764 ("Uninitialized variables")
Fixes: 260970862c88 ("KVM: x86: hyper-v: Handle HVCALL_FLUSH_VIRTUAL_ADDRESS_LIST{,EX} calls gently")
Signed-off-by: Vitaly Kuznetsov <vkuznets@redhat.com>
Reviewed-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221208102700.959630-1-vkuznets@redhat.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: ioapic: Fix level-triggered EOI and userspace I/OAPIC reconfigure race

When scanning userspace I/OAPIC entries, intercept EOI for level-triggered
IRQs if the current vCPU has a pending and/or in-service IRQ for the
vector in its local API, even if the vCPU doesn't match the new entry's
destination.  This fixes a race between userspace I/OAPIC reconfiguration
and IRQ delivery that results in the vector's bit being left set in the
remote IRR due to the eventual EOI not being forwarded to the userspace
I/OAPIC.

Commit 0fc5a36dd6b3 ("KVM: x86: ioapic: Fix level-triggered EOI and IOAPIC
reconfigure race") fixed the in-kernel IOAPIC, but not the userspace
IOAPIC configuration, which has a similar race.

Fixes: 0fc5a36dd6b3 ("KVM: x86: ioapic: Fix level-triggered EOI and IOAPIC reconfigure race")

Signed-off-by: Adamos Ttofari <attofari@amazon.de>
Reviewed-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221208094415.12723-1-attofari@amazon.de>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/pmu: Prevent zero period event from being repeatedly released

The current vPMU can reuse the same pmc->perf_event for the same
hardware event via pmc_pause/resume_counter(), but this optimization
does not apply to a portion of the TSX events (e.g., "event=0x3c,in_tx=1,
in_tx_cp=1"), where event->attr.sample_period is legally zero at creation,
thus making the perf call to perf_event_period() meaningless (no need to
adjust sample period in this case), and instead causing such reusable
perf_events to be repeatedly released and created.

Avoid releasing zero sample_period events by checking is_sampling_event()
to follow the previously enable/disable optimization.

Signed-off-by: Like Xu <likexu@tencent.com>
Message-Id: <20221207071506.15733-2-likexu@tencent.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: Add proper ReST tables for userspace MSR exits/flags

Add ReST formatting to the set of userspace MSR exits/flags so that the
resulting HTML docs generate a table instead of malformed gunk.  This
also fixes a warning that was introduced by a recent cleanup of the
relevant documentation (yay copy+paste).

 >> Documentation/virt/kvm/api.rst:7287: WARNING: Block quote ends
    without a blank line; unexpected unindent.

Fixes: 1ae099540e8c ("KVM: x86: Allow deflecting unknown MSR accesses to user space")
Fixes: 1f158147181b ("KVM: x86: Clean up KVM_CAP_X86_USER_SPACE_MSR documentation")
Reported-by: kernel test robot <lkp@intel.com>
Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221207000959.2035098-1-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

Merge remote-tracking branch 'kvm/queue' into HEAD

x86 Xen-for-KVM:

* Allow the Xen runstate information to cross a page boundary

* Allow XEN_RUNSTATE_UPDATE flag behaviour to be configured

* add support for 32-bit guests in SCHEDOP_poll

x86 fixes:

* One-off fixes for various emulation flows (SGX, VMXON, NRIPS=0).

* Reinstate IBPB on emulated VM-Exit that was incorrectly dropped a few
   years back when eliminating unnecessary barriers when switching between
   vmcs01 and vmcs02.

* Clean up the MSR filter docs.

* Clean up vmread_error_trampoline() to make it more obvious that params
  must be passed on the stack, even for x86-64.

* Let userspace set all supported bits in MSR_IA32_FEAT_CTL irrespective
  of the current guest CPUID.

* Fudge around a race with TSC refinement that results in KVM incorrectly
  thinking a guest needs TSC scaling when running on a CPU with a
  constant TSC, but no hardware-enumerated TSC frequency.

* Advertise (on AMD) that the SMM_CTL MSR is not supported

* Remove unnecessary exports

Selftests:

* Fix an inverted check in the access tracking perf test, and restore
  support for asserting that there aren't too many idle pages when
  running on bare metal.

* Fix an ordering issue in the AMX test introduced by recent conversions
  to use kvm_cpu_has(), and harden the code to guard against similar bugs
  in the future.  Anything that tiggers caching of KVM's supported CPUID,
  kvm_cpu_has() in this case, effectively hides opt-in XSAVE features if
  the caching occurs before the test opts in via prctl().

* Fix build errors that occur in certain setups (unsure exactly what is
  unique about the problematic setup) due to glibc overriding
  static_assert() to a variant that requires a custom message.

* Introduce actual atomics for clear/set_bit() in selftests

Documentation:

* Remove deleted ioctls from documentation

* Various fixes

KVM: selftests: Allocate ucall pool from MEM_REGION_DATA

MEM_REGION_TEST_DATA is meant to hold data explicitly used by a
selftest, not implicit allocations due to the selftests infrastructure.
Allocate the ucall pool from MEM_REGION_DATA much like the rest of the
selftests library allocations.

Fixes: 426729b2cf2e ("KVM: selftests: Add ucall pool based implementation")
Signed-off-by: Oliver Upton <oliver.upton@linux.dev>
Message-Id: <20221207214809.489070-5-oliver.upton@linux.dev>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: arm64: selftests: Align VA space allocator with TTBR0

An interesting feature of the Arm architecture is that the stage-1 MMU
supports two distinct VA regions, controlled by TTBR{0,1}_EL1. As KVM
selftests on arm64 only uses TTBR0_EL1, the VA space is constrained to
[0, 2^(va_bits-1)). This is different from other architectures that
allow for addressing low and high regions of the VA space from a single
page table.

KVM selftests' VA space allocator presumes the valid address range is
split between low and high memory based the MSB, which of course is a
poor match for arm64's TTBR0 region.

Allow architectures to override the default VA space layout. Make use of
the override to align vpages_valid with the behavior of TTBR0 on arm64.

Signed-off-by: Oliver Upton <oliver.upton@linux.dev>
Message-Id: <20221207214809.489070-4-oliver.upton@linux.dev>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

Merge tag 'kvmarm-6.2' of https://git./linux/kernel/git/kvmarm/kvmarm into HEAD

KVM/arm64 updates for 6.2

- Enable the per-vcpu dirty-ring tracking mechanism, together with an
  option to keep the good old dirty log around for pages that are
  dirtied by something other than a vcpu.

- Switch to the relaxed parallel fault handling, using RCU to delay
  page table reclaim and giving better performance under load.

- Relax the MTE ABI, allowing a VMM to use the MAP_SHARED mapping
  option, which multi-process VMMs such as crosvm rely on.

- Merge the pKVM shadow vcpu state tracking that allows the hypervisor
  to have its own view of a vcpu, keeping that state private.

- Add support for the PMUv3p5 architecture revision, bringing support
  for 64bit counters on systems that support it, and fix the
  no-quite-compliant CHAIN-ed counter support for the machines that
  actually exist out there.

- Fix a handful of minor issues around 52bit VA/PA support (64kB pages
  only) as a prefix of the oncoming support for 4kB and 16kB pages.

- Add/Enable/Fix a bunch of selftests covering memslots, breakpoints,
  stage-2 faults and access tracking. You name it, we got it, we
  probably broke it.

- Pick a small set of documentation and spelling fixes, because no
  good merge window would be complete without those.

As a side effect, this tag also drags:

- The 'kvmarm-fixes-6.1-3' tag as a dependency to the dirty-ring
  series

- A shared branch with the arm64 tree that repaints all the system
  registers to match the ARM ARM's naming, and resulting in
  interesting conflicts

Merge remote-tracking branch 'arm64/for-next/sysregs' into kvmarm-master/next

Merge arm64's sysreg repainting branch to avoid too many
ugly conflicts...

Signed-off-by: Marc Zyngier <maz@kernel.org>

Merge branch kvm-arm64/misc-6.2 into kvmarm-master/next

* kvm-arm64/misc-6.2:
  : .
  : Misc fixes for 6.2:
  :
  : - Fix formatting for the pvtime documentation
  :
  : - Fix a comment in the VHE-specific Makefile
  : .
  KVM: arm64: Fix typo in comment
  KVM: arm64: Fix pvtime documentation

Signed-off-by: Marc Zyngier <maz@kernel.org>

Merge branch kvm-arm64/pmu-unchained into kvmarm-master/next

* kvm-arm64/pmu-unchained:
  : .
  : PMUv3 fixes and improvements:
  :
  : - Make the CHAIN event handling strictly follow the architecture
  :
  : - Add support for PMUv3p5 (64bit counters all the way)
  :
  : - Various fixes and cleanups
  : .
  KVM: arm64: PMU: Fix period computation for 64bit counters with 32bit overflow
  KVM: arm64: PMU: Sanitise PMCR_EL0.LP on first vcpu run
  KVM: arm64: PMU: Simplify PMCR_EL0 reset handling
  KVM: arm64: PMU: Replace version number '0' with ID_AA64DFR0_EL1_PMUVer_NI
  KVM: arm64: PMU: Make kvm_pmc the main data structure
  KVM: arm64: PMU: Simplify vcpu computation on perf overflow notification
  KVM: arm64: PMU: Allow PMUv3p5 to be exposed to the guest
  KVM: arm64: PMU: Implement PMUv3p5 long counter support
  KVM: arm64: PMU: Allow ID_DFR0_EL1.PerfMon to be set from userspace
  KVM: arm64: PMU: Allow ID_AA64DFR0_EL1.PMUver to be set from userspace
  KVM: arm64: PMU: Move the ID_AA64DFR0_EL1.PMUver limit to VM creation
  KVM: arm64: PMU: Do not let AArch32 change the counters' top 32 bits
  KVM: arm64: PMU: Simplify setting a counter to a specific value
  KVM: arm64: PMU: Add counter_index_to_*reg() helpers
  KVM: arm64: PMU: Only narrow counters that are not 64bit wide
  KVM: arm64: PMU: Narrow the overflow checking when required
  KVM: arm64: PMU: Distinguish between 64bit counter and 64bit overflow
  KVM: arm64: PMU: Always advertise the CHAIN event
  KVM: arm64: PMU: Align chained counter implementation with architecture pseudocode
  arm64: Add ID_DFR0_EL1.PerfMon values for PMUv3p7 and IMP_DEF

Signed-off-by: Marc Zyngier <maz@kernel.org>

Merge branch kvm-arm64/mte-map-shared into kvmarm-master/next

* kvm-arm64/mte-map-shared:
  : .
  : Update the MTE support to allow the VMM to use shared mappings
  : to back the memslots exposed to MTE-enabled guests.
  :
  : Patches courtesy of Catalin Marinas and Peter Collingbourne.
  : .
  : Fix a number of issues with MTE, such as races on the tags
  : being initialised vs the PG_mte_tagged flag as well as the
  : lack of support for VM_SHARED when KVM is involved.
  :
  : Patches from Catalin Marinas and Peter Collingbourne.
  : .
  Documentation: document the ABI changes for KVM_CAP_ARM_MTE
  KVM: arm64: permit all VM_MTE_ALLOWED mappings with MTE enabled
  KVM: arm64: unify the tests for VMAs in memslots when MTE is enabled
  arm64: mte: Lock a page for MTE tag initialisation
  mm: Add PG_arch_3 page flag
  KVM: arm64: Simplify the sanitise_mte_tags() logic
  arm64: mte: Fix/clarify the PG_mte_tagged semantics
  mm: Do not enable PG_arch_2 for all 64-bit architectures

Signed-off-by: Marc Zyngier <maz@kernel.org>

Merge branch kvm-arm64/pkvm-vcpu-state into kvmarm-master/next

* kvm-arm64/pkvm-vcpu-state: (25 commits)
  : .
  : Large drop of pKVM patches from Will Deacon and co, adding
  : a private vm/vcpu state at EL2, managed independently from
  : the EL1 state. From the cover letter:
  :
  : "This is version six of the pKVM EL2 state series, extending the pKVM
  : hypervisor code so that it can dynamically instantiate and manage VM
  : data structures without the host being able to access them directly.
  : These structures consist of a hyp VM, a set of hyp vCPUs and the stage-2
  : page-table for the MMU. The pages used to hold the hypervisor structures
  : are returned to the host when the VM is destroyed."
  : .
  KVM: arm64: Use the pKVM hyp vCPU structure in handle___kvm_vcpu_run()
  KVM: arm64: Don't unnecessarily map host kernel sections at EL2
  KVM: arm64: Explicitly map 'kvm_vgic_global_state' at EL2
  KVM: arm64: Maintain a copy of 'kvm_arm_vmid_bits' at EL2
  KVM: arm64: Unmap 'kvm_arm_hyp_percpu_base' from the host
  KVM: arm64: Return guest memory from EL2 via dedicated teardown memcache
  KVM: arm64: Instantiate guest stage-2 page-tables at EL2
  KVM: arm64: Consolidate stage-2 initialisation into a single function
  KVM: arm64: Add generic hyp_memcache helpers
  KVM: arm64: Provide I-cache invalidation by virtual address at EL2
  KVM: arm64: Initialise hypervisor copies of host symbols unconditionally
  KVM: arm64: Add per-cpu fixmap infrastructure at EL2
  KVM: arm64: Instantiate pKVM hypervisor VM and vCPU structures from EL1
  KVM: arm64: Add infrastructure to create and track pKVM instances at EL2
  KVM: arm64: Rename 'host_kvm' to 'host_mmu'
  KVM: arm64: Add hyp_spinlock_t static initializer
  KVM: arm64: Include asm/kvm_mmu.h in nvhe/mem_protect.h
  KVM: arm64: Add helpers to pin memory shared with the hypervisor at EL2
  KVM: arm64: Prevent the donation of no-map pages
  KVM: arm64: Implement do_donate() helper for donating memory
  ...

Signed-off-by: Marc Zyngier <maz@kernel.org>

Merge branch kvm-arm64/parallel-faults into kvmarm-master/next

* kvm-arm64/parallel-faults:
  : .
  : Parallel stage-2 fault handling, courtesy of Oliver Upton.
  : From the cover letter:
  :
  : "Presently KVM only takes a read lock for stage 2 faults if it believes
  : the fault can be fixed by relaxing permissions on a PTE (write unprotect
  : for dirty logging). Otherwise, stage 2 faults grab the write lock, which
  : predictably can pile up all the vCPUs in a sufficiently large VM.
  :
  : Like the TDP MMU for x86, this series loosens the locking around
  : manipulations of the stage 2 page tables to allow parallel faults. RCU
  : and atomics are exploited to safely build/destroy the stage 2 page
  : tables in light of multiple software observers."
  : .
  KVM: arm64: Reject shared table walks in the hyp code
  KVM: arm64: Don't acquire RCU read lock for exclusive table walks
  KVM: arm64: Take a pointer to walker data in kvm_dereference_pteref()
  KVM: arm64: Handle stage-2 faults in parallel
  KVM: arm64: Make table->block changes parallel-aware
  KVM: arm64: Make leaf->leaf PTE changes parallel-aware
  KVM: arm64: Make block->table PTE changes parallel-aware
  KVM: arm64: Split init and set for table PTE
  KVM: arm64: Atomically update stage 2 leaf attributes in parallel walks
  KVM: arm64: Protect stage-2 traversal with RCU
  KVM: arm64: Tear down unlinked stage-2 subtree after break-before-make
  KVM: arm64: Use an opaque type for pteps
  KVM: arm64: Add a helper to tear down unlinked stage-2 subtrees
  KVM: arm64: Don't pass kvm_pgtable through kvm_pgtable_walk_data
  KVM: arm64: Pass mm_ops through the visitor context
  KVM: arm64: Stash observed pte value in visitor context
  KVM: arm64: Combine visitor arguments into a context structure

Signed-off-by: Marc Zyngier <maz@kernel.org>

Merge branch kvm-arm64/dirty-ring into kvmarm-master/next

* kvm-arm64/dirty-ring:
  : .
  : Add support for the "per-vcpu dirty-ring tracking with a bitmap
  : and sprinkles on top", courtesy of Gavin Shan.
  :
  : This branch drags the kvmarm-fixes-6.1-3 tag which was already
  : merged in 6.1-rc4 so that the branch is in a working state.
  : .
  KVM: Push dirty information unconditionally to backup bitmap
  KVM: selftests: Automate choosing dirty ring size in dirty_log_test
  KVM: selftests: Clear dirty ring states between two modes in dirty_log_test
  KVM: selftests: Use host page size to map ring buffer in dirty_log_test
  KVM: arm64: Enable ring-based dirty memory tracking
  KVM: Support dirty ring in conjunction with bitmap
  KVM: Move declaration of kvm_cpu_dirty_log_size() to kvm_dirty_ring.h
  KVM: x86: Introduce KVM_REQ_DIRTY_RING_SOFT_FULL

Signed-off-by: Marc Zyngier <maz@kernel.org>

Merge branch kvm-arm64/52bit-fixes into kvmarm-master/next

* kvm-arm64/52bit-fixes:
  : .
  : 52bit PA fixes, courtesy of Ryan Roberts. From the cover letter:
  :
  : "I've been adding support for FEAT_LPA2 to KVM and as part of that work have been
  : testing various (84) configurations of HW, host and guest kernels on FVP. This
  : has thrown up a couple of pre-existing bugs, for which the fixes are provided."
  : .
  KVM: arm64: Fix benign bug with incorrect use of VA_BITS
  KVM: arm64: Fix PAR_TO_HPFAR() to work independently of PA_BITS.
  KVM: arm64: Fix kvm init failure when mode!=vhe and VA_BITS=52.

Signed-off-by: Marc Zyngier <maz@kernel.org>

KVM: arm64: Fix benign bug with incorrect use of VA_BITS

get_user_mapping_size() uses kvm's pgtable library to walk a user space
page table created by the kernel, and in doing so, passes metadata
that the library needs, including ia_bits, which defines the size of the
input address.

For the case where the kernel is compiled for 52 VA bits but runs on HW
that does not support LVA, it will fall back to 48 VA bits at runtime.
Therefore we must use vabits_actual rather than VA_BITS to get the true
address size.

This is benign in the current code base because the pgtable library only
uses it for error checking.

Fixes: 6011cf68c885 ("KVM: arm64: Walk userspace page tables to compute the THP mapping size")
Signed-off-by: Ryan Roberts <ryan.roberts@arm.com>
Signed-off-by: Marc Zyngier <maz@kernel.org>
Link: https://lore.kernel.org/r/20221205114031.3972780-1-ryan.roberts@arm.com

Merge branch kvm-arm64/selftest/access-tracking into kvmarm-master/next

* kvm-arm64/selftest/access-tracking:
  : .
  : Small series to add support for arm64 to access_tracking_perf_test and
  : correct a couple bugs along the way.
  :
  : Patches courtesy of Oliver Upton.
  : .
  KVM: selftests: Build access_tracking_perf_test for arm64
  KVM: selftests: Have perf_test_util signal when to stop vCPUs

Signed-off-by: Marc Zyngier <maz@kernel.org>

Merge branch kvm-arm64/selftest/s2-faults into kvmarm-master/next

* kvm-arm64/selftest/s2-faults:
  : .
  : New KVM/arm64 selftests exercising various sorts of S2 faults, courtesy
  : of Ricardo Koller. From the cover letter:
  :
  : "This series adds a new aarch64 selftest for testing stage 2 fault handling
  : for various combinations of guest accesses (e.g., write, S1PTW), backing
  : sources (e.g., anon), and types of faults (e.g., read on hugetlbfs with a
  : hole, write on a readonly memslot). Each test tries a different combination
  : and then checks that the access results in the right behavior (e.g., uffd
  : faults with the right address and write/read flag). [...]"
  : .
  KVM: selftests: aarch64: Add mix of tests into page_fault_test
  KVM: selftests: aarch64: Add readonly memslot tests into page_fault_test
  KVM: selftests: aarch64: Add dirty logging tests into page_fault_test
  KVM: selftests: aarch64: Add userfaultfd tests into page_fault_test
  KVM: selftests: aarch64: Add aarch64/page_fault_test
  KVM: selftests: Use the right memslot for code, page-tables, and data allocations
  KVM: selftests: Fix alignment in virt_arch_pgd_alloc() and vm_vaddr_alloc()
  KVM: selftests: Add vm->memslots[] and enum kvm_mem_region_type
  KVM: selftests: Stash backing_src_type in struct userspace_mem_region
  tools: Copy bitfield.h from the kernel sources
  KVM: selftests: aarch64: Construct DEFAULT_MAIR_EL1 using sysreg.h macros
  KVM: selftests: Add missing close and munmap in __vm_mem_region_delete()
  KVM: selftests: aarch64: Add virt_get_pte_hva() library function
  KVM: selftests: Add a userfaultfd library

Signed-off-by: Marc Zyngier <maz@kernel.org>

Merge branch kvm-arm64/selftest/linked-bps into kvmarm-master/next

* kvm-arm64/selftest/linked-bps:
  : .
  : Additional selftests for the arm64 breakpoints/watchpoints,
  : courtesy of Reiji Watanabe. From the cover letter:
  :
  : "This series adds test cases for linked {break,watch}points to the
  : debug-exceptions test, and expands {break,watch}point tests to
  : use non-zero {break,watch}points (the current test always uses
  : {break,watch}point#0)."
  : .
  KVM: arm64: selftests: Test with every breakpoint/watchpoint
  KVM: arm64: selftests: Add a test case for a linked watchpoint
  KVM: arm64: selftests: Add a test case for a linked breakpoint
  KVM: arm64: selftests: Change debug_version() to take ID_AA64DFR0_EL1
  KVM: arm64: selftests: Stop unnecessary test stage tracking of debug-exceptions
  KVM: arm64: selftests: Add helpers to enable debug exceptions
  KVM: arm64: selftests: Remove the hard-coded {b,w}pn#0 from debug-exceptions
  KVM: arm64: selftests: Add write_dbg{b,w}{c,v}r helpers in debug-exceptions
  KVM: arm64: selftests: Use FIELD_GET() to extract ID register fields

Signed-off-by: Marc Zyngier <maz@kernel.org>

Merge branch kvm-arm64/selftest/memslot-fixes into kvmarm-master/next

* kvm-arm64/selftest/memslot-fixes:
  : .
  : KVM memslot selftest fixes for non-4kB page sizes, courtesy
  : of Gavin Shan. From the cover letter:
  :
  : "kvm/selftests/memslots_perf_test doesn't work with 64KB-page-size-host
  : and 4KB-page-size-guest on aarch64. In the implementation, the host and
  : guest page size have been hardcoded to 4KB. It's ovbiously not working
  : on aarch64 which supports 4KB, 16KB, 64KB individually on host and guest.
  :
  : This series tries to fix it. After the series is applied, the test runs
  : successfully with 64KB-page-size-host and 4KB-page-size-guest."
  : .
  KVM: selftests: memslot_perf_test: Report optimal memory slots
  KVM: selftests: memslot_perf_test: Consolidate memory
  KVM: selftests: memslot_perf_test: Support variable guest page size
  KVM: selftests: memslot_perf_test: Probe memory slots for once
  KVM: selftests: memslot_perf_test: Consolidate loop conditions in prepare_vm()
  KVM: selftests: memslot_perf_test: Use data->nslots in prepare_vm()

Signed-off-by: Marc Zyngier <maz@kernel.org>

KVM: arm64: PMU: Fix period computation for 64bit counters with 32bit overflow

Fix the bogus masking when computing the period of a 64bit counter
with 32bit overflow. It really should be treated like a 32bit counter
for the purpose of the period.

Reported-by: Ricardo Koller <ricarkol@google.com>
Signed-off-by: Marc Zyngier <maz@kernel.org>
Link: https://lore.kernel.org/r/Y4jbosgHbUDI0WF4@google.com

Merge branch 'gpc-fixes' of git://git.infradead.org/users/dwmw2/linux into HEAD

Pull Xen-for-KVM changes from David Woodhouse:

* add support for 32-bit guests in SCHEDOP_poll

* the rest of the gfn-to-pfn cache API cleanup

"I still haven't reinstated the last of those patches to make gpc->len
immutable."

Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: Advertise that the SMM_CTL MSR is not supported

CPUID.80000021H:EAX[bit 9] indicates that the SMM_CTL MSR (0xc0010116) is
not supported. This defeature can be advertised by KVM_GET_SUPPORTED_CPUID
regardless of whether or not the host enumerates it; currently it will be
included only if the host enumerates at least leaf 8000001DH, due to a
preexisting bug in QEMU that KVM has to work around (commit f751d8eac176,
"KVM: x86: work around QEMU issue with synthetic CPUID leaves", 2022-04-29).

Signed-off-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Message-Id: <20221007221644.138355-1-jmattson@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: remove unnecessary exports

Several symbols are not used by vendor modules but still exported.
Removing them ensures that new coupling between kvm.ko and kvm-*.ko
is noticed and reviewed.

Co-developed-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Co-developed-by: Like Xu <like.xu.linux@gmail.com>
Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Signed-off-by: Like Xu <like.xu.linux@gmail.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: selftests: Fix spelling mistake "probabalistic" -> "probabilistic"

There is a spelling mistake in some help text. Fix it.

Signed-off-by: Colin Ian King <colin.i.king@gmail.com>
Message-Id: <20221201091354.1613652-1-colin.i.king@gmail.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

tools: KVM: selftests: Convert clear/set_bit() to actual atomics

Convert {clear,set}_bit() to atomics as KVM's ucall implementation relies
on clear_bit() being atomic, they are defined in atomic.h, and the same
helpers in the kernel proper are atomic.

KVM's ucall infrastructure is the only user of clear_bit() in tools/, and
there are no true set_bit() users.  tools/testing/nvdimm/ does make heavy
use of set_bit(), but that code builds into a kernel module of sorts, i.e.
pulls in all of the kernel's header and so is already getting the kernel's
atomic set_bit().

Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221119013450.2643007-10-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

tools: Drop "atomic_" prefix from atomic test_and_set_bit()

Drop the "atomic_" prefix from tools' atomic_test_and_set_bit() to
match the kernel nomenclature where test_and_set_bit() is atomic,
and __test_and_set_bit() provides the non-atomic variant.

Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221119013450.2643007-9-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

tools: Drop conflicting non-atomic test_and_{clear,set}_bit() helpers

Drop tools' non-atomic test_and_set_bit() and test_and_clear_bit() helpers
now that all users are gone.  The names will be claimed in the future for
atomic versions.

Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221119013450.2643007-8-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: selftests: Use non-atomic clear/set bit helpers in KVM tests

Use the dedicated non-atomic helpers for {clear,set}_bit() and their
test variants, i.e. the double-underscore versions.  Depsite being
defined in atomic.h, and despite the kernel versions being atomic in the
kernel, tools' {clear,set}_bit() helpers aren't actually atomic.  Move
to the double-underscore versions so that the versions that are expected
to be atomic (for kernel developers) can be made atomic without affecting
users that don't want atomic operations.

Leave the usage in ucall_free() as-is, it's the one place in tools/ that
actually wants/needs atomic behavior.

Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221119013450.2643007-7-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

perf tools: Use dedicated non-atomic clear/set bit helpers

Use the dedicated non-atomic helpers for {clear,set}_bit() and their
test variants, i.e. the double-underscore versions.  Depsite being
defined in atomic.h, and despite the kernel versions being atomic in the
kernel, tools' {clear,set}_bit() helpers aren't actually atomic.  Move
to the double-underscore versions so that the versions that are expected
to be atomic (for kernel developers) can be made atomic without affecting
users that don't want atomic operations.

No functional change intended.

Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Acked-by: Namhyung Kim <namhyung@kernel.org>
Message-Id: <20221119013450.2643007-6-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

tools: Take @bit as an "unsigned long" in {clear,set}_bit() helpers

Take @bit as an unsigned long instead of a signed int in clear_bit() and
set_bit() so that they match the double-underscore versions, __clear_bit()
and __set_bit().  This will allow converting users that really don't want
atomic operations to the double-underscores without introducing a
functional change, which will in turn allow making {clear,set}_bit()
atomic (as advertised).

Practically speaking, this _should_ have no functional impact.  KVM's
selftests usage is either hardcoded (Hyper-V tests) or is artificially
limited (arch_timer test and dirty_log test).  In KVM, dirty_log test is
the only mildly interesting case as it's use indirectly restricted to
unsigned 32-bit values, but in theory it could generate a negative value
when cast to a signed int.  But in that case, taking an "unsigned long"
is actually a bug fix.

Perf's usage is more difficult to audit, but any code that is affected
by the switch is likely already broken.  perf_header__{set,clear}_feat()
and perf_file_header__read() effectively use only hardcoded enums with
small, positive values, atom_new() passes an unsigned long, but its value
is capped at 128 via NR_ATOM_PER_PAGE, etc...

The only real potential for breakage is in the perf flows that take a
"cpu", but it's unlikely perf is subtly relying on a negative index into
bitmaps, e.g. "cpu" can be "-1", but only as "not valid" placeholder.

Note, tools/testing/nvdimm/ makes heavy use of set_bit(), but that code
builds into a kernel module of sorts, i.e. pulls in all of the kernel's
header and so is getting the kernel's atomic set_bit().  The NVDIMM test
usage of atomics is likely unnecessary, e.g. ndtest_dimm_register() sets
bits in a local variable, but that's neither here nor there as far as
this change is concerned.

Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221119013450.2643007-5-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: arm64: selftests: Enable single-step without a "full" ucall()

Add a new ucall hook, GUEST_UCALL_NONE(), to allow tests to make ucalls
without allocating a ucall struct, and use it to enable single-step
in ARM's debug-exceptions test.  Like the disable single-step path, the
enabling path also needs to ensure that no exclusive access sequences are
attempted after enabling single-step, as the exclusive monitor is cleared
on ERET from the debug exception taken to EL2.

The test currently "works" because clear_bit() isn't actually an atomic
operation... yet.

Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221119013450.2643007-4-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: fix APICv/x2AVIC disabled when vm reboot by itself

When a VM reboots itself, the reset process will result in
an ioctl(KVM_SET_LAPIC, ...) to disable x2APIC mode and set
the xAPIC id of the vCPU to its default value, which is the
vCPU id.

That will be handled in KVM as follows:

     kvm_vcpu_ioctl_set_lapic
       kvm_apic_set_state
  kvm_lapic_set_base  =>  disable X2APIC mode
    kvm_apic_state_fixup
      kvm_lapic_xapic_id_updated
        kvm_xapic_id(apic) != apic->vcpu->vcpu_id
kvm_set_apicv_inhibit(APICV_INHIBIT_REASON_APIC_ID_MODIFIED)
   memcpy(vcpu->arch.apic->regs, s->regs, sizeof(*s))  => update APIC_ID

When kvm_apic_set_state invokes kvm_lapic_set_base to disable
x2APIC mode, the old 32-bit x2APIC id is still present rather
than the 8-bit xAPIC id.  kvm_lapic_xapic_id_updated will set the
APICV_INHIBIT_REASON_APIC_ID_MODIFIED bit and disable APICv/x2AVIC.

Instead, kvm_lapic_xapic_id_updated must be called after APIC_ID is
changed.

In fact, this fixes another small issue in the code in that
potential changes to a vCPU's xAPIC ID need not be tracked for
KVM_GET_LAPIC.

Fixes: 3743c2f02517 ("KVM: x86: inhibit APICv/AVIC on changes to APIC ID or APIC base")
Signed-off-by: Yuan ZhaoXiong <yuanzhaoxiong@baidu.com>
Message-Id: <1669984574-32692-1-git-send-email-yuanzhaoxiong@baidu.com>
Cc: stable@vger.kernel.org
Reported-by: Alejandro Jimenez <alejandro.j.jimenez@oracle.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: Remove stale comment about KVM_REQ_UNHALT

Remove a comment about KVM_REQ_UNHALT being set by kvm_vcpu_check_block()
that was missed when KVM_REQ_UNHALT was dropped.

Fixes: c59fb1275838 ("KVM: remove KVM_REQ_UNHALT")
Signed-off-by: Sean Christopherson <seanjc@google.com>
Message-Id: <20221201220433.31366-1-seanjc@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

Merge tag 'kvm-x86-fixes-6.2-1' of https://github.com/kvm-x86/linux into HEAD

Misc KVM x86 fixes and cleanups for 6.2:

 - One-off fixes for various emulation flows (SGX, VMXON, NRIPS=0).

 - Reinstate IBPB on emulated VM-Exit that was incorrectly dropped a few
   years back when eliminating unnecessary barriers when switching between
   vmcs01 and vmcs02.

 - Clean up the MSR filter docs.

 - Clean up vmread_error_trampoline() to make it more obvious that params
   must be passed on the stack, even for x86-64.

 - Let userspace set all supported bits in MSR_IA32_FEAT_CTL irrespective
   of the current guest CPUID.

 - Fudge around a race with TSC refinement that results in KVM incorrectly
   thinking a guest needs TSC scaling when running on a CPU with a
   constant TSC, but no hardware-enumerated TSC frequency.

Merge tag 'kvm-selftests-6.2-2' of https://github.com/kvm-x86/linux into HEAD

KVM selftests fixes for 6.2

 - Fix an inverted check in the access tracking perf test, and restore
   support for asserting that there aren't too many idle pages when
   running on bare metal.

 - Fix an ordering issue in the AMX test introduced by recent conversions
   to use kvm_cpu_has(), and harden the code to guard against similar bugs
   in the future.  Anything that tiggers caching of KVM's supported CPUID,
   kvm_cpu_has() in this case, effectively hides opt-in XSAVE features if
   the caching occurs before the test opts in via prctl().

 - Fix build errors that occur in certain setups (unsure exactly what is
   unique about the problematic setup) due to glibc overriding
   static_assert() to a variant that requires a custom message.