Merge tag 'kvm-ppc-fixes-5.5-1' of git://git./linux/kernel/git/paulus/powerpc into kvm-master

PPC KVM fix for 5.5

- Fix a bug where we try to do an ultracall on a system without an
  ultravisor.

MAINTAINERS: remove Radim from KVM maintainers

Radim's kernel.org email is bouncing, which I take as a signal that
he is not really able to deal with KVM at this time.  Make MAINTAINERS
match the effective value of KVM's bus factor.

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

MAINTAINERS: Orphan KVM for MIPS

I haven't been active for 18 months, and don't have the hardware set up
to test KVM for MIPS, so mark it as orphaned and remove myself as
maintainer. Hopefully somebody from MIPS can pick this up.

Signed-off-by: James Hogan <jhogan@kernel.org>
Cc: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Cc: "Radim Krčmář" <rkrcmar@redhat.com>
Cc: Paul Burton <paulburton@kernel.org>
Cc: Ralf Baechle <ralf@linux-mips.org>
Cc: kvm@vger.kernel.org
Cc: linux-mips@vger.kernel.org
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

Merge tag 'kvmarm-fixes-5.5-1' of git://git./linux/kernel/git/kvmarm/kvmarm into kvm-master

KVM/arm fixes for .5.5, take #1

- Fix uninitialised sysreg accessor
- Fix handling of demand-paged device mappings
- Stop spamming the console on IMPDEF sysregs
- Relax mappings of writable memslots
- Assorted cleanups

kvm: x86: Host feature SSBD doesn't imply guest feature AMD_SSBD

The host reports support for the synthetic feature X86_FEATURE_SSBD
when any of the three following hardware features are set:
  CPUID.(EAX=7,ECX=0):EDX.SSBD[bit 31]
  CPUID.80000008H:EBX.AMD_SSBD[bit 24]
  CPUID.80000008H:EBX.VIRT_SSBD[bit 25]

Either of the first two hardware features implies the existence of the
IA32_SPEC_CTRL MSR, but CPUID.80000008H:EBX.VIRT_SSBD[bit 25] does
not. Therefore, CPUID.80000008H:EBX.AMD_SSBD[bit 24] should only be
set in the guest if CPUID.(EAX=7,ECX=0):EDX.SSBD[bit 31] or
CPUID.80000008H:EBX.AMD_SSBD[bit 24] is set on the host.

Fixes: 4c6903a0f9d76 ("KVM: x86: fix reporting of AMD speculation bug CPUID leaf")
Signed-off-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Reviewed-by: Jacob Xu <jacobhxu@google.com>
Reviewed-by: Peter Shier <pshier@google.com>
Cc: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Cc: stable@vger.kernel.org
Reported-by: Eric Biggers <ebiggers@kernel.org>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

kvm: x86: Host feature SSBD doesn't imply guest feature SPEC_CTRL_SSBD

The host reports support for the synthetic feature X86_FEATURE_SSBD
when any of the three following hardware features are set:
  CPUID.(EAX=7,ECX=0):EDX.SSBD[bit 31]
  CPUID.80000008H:EBX.AMD_SSBD[bit 24]
  CPUID.80000008H:EBX.VIRT_SSBD[bit 25]

Either of the first two hardware features implies the existence of the
IA32_SPEC_CTRL MSR, but CPUID.80000008H:EBX.VIRT_SSBD[bit 25] does
not. Therefore, CPUID.(EAX=7,ECX=0):EDX.SSBD[bit 31] should only be
set in the guest if CPUID.(EAX=7,ECX=0):EDX.SSBD[bit 31] or
CPUID.80000008H:EBX.AMD_SSBD[bit 24] is set on the host.

Fixes: 0c54914d0c52a ("KVM: x86: use Intel speculation bugs and features as derived in generic x86 code")
Signed-off-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Reviewed-by: Jacob Xu <jacobhxu@google.com>
Reviewed-by: Peter Shier <pshier@google.com>
Cc: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Cc: stable@vger.kernel.org
Reported-by: Eric Biggers <ebiggers@kernel.org>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: PPC: Book3S HV: Don't do ultravisor calls on systems without ultravisor

Commit 22945688acd4 ("KVM: PPC: Book3S HV: Support reset of secure
guest") added a call to uv_svm_terminate, which is an ultravisor
call, without any check that the guest is a secure guest or even that
the system has an ultravisor.  On a system without an ultravisor,
the ultracall will degenerate to a hypercall, but since we are not
in KVM guest context, the hypercall will get treated as a system
call, which could have random effects depending on what happens to
be in r0, and could also corrupt the current task's kernel stack.
Hence this adds a test for the guest being a secure guest before
doing uv_svm_terminate().

Fixes: 22945688acd4 ("KVM: PPC: Book3S HV: Support reset of secure guest")
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>

KVM: arm/arm64: Properly handle faulting of device mappings

A device mapping is normally always mapped at Stage-2, since there
is very little gain in having it faulted in.

Nonetheless, it is possible to end-up in a situation where the device
mapping has been removed from Stage-2 (userspace munmaped the VFIO
region, and the MMU notifier did its job), but present in a userspace
mapping (userpace has mapped it back at the same address). In such
a situation, the device mapping will be demand-paged as the guest
performs memory accesses.

This requires to be careful when dealing with mapping size, cache
management, and to handle potential execution of a device mapping.

Reported-by: Alexandru Elisei <alexandru.elisei@arm.com>
Signed-off-by: Marc Zyngier <maz@kernel.org>
Tested-by: Alexandru Elisei <alexandru.elisei@arm.com>
Reviewed-by: James Morse <james.morse@arm.com>
Cc: stable@vger.kernel.org
Link: https://lore.kernel.org/r/20191211165651.7889-2-maz@kernel.org

KVM: arm64: Ensure 'params' is initialised when looking up sys register

Commit 4b927b94d5df ("KVM: arm/arm64: vgic: Introduce find_reg_by_id()")
introduced 'find_reg_by_id()', which looks up a system register only if
the 'id' index parameter identifies a valid system register. As part of
the patch, existing callers of 'find_reg()' were ported over to the new
interface, but this breaks 'index_to_sys_reg_desc()' in the case that the
initial lookup in the vCPU target table fails because we will then call
into 'find_reg()' for the system register table with an uninitialised
'param' as the key to the lookup.

GCC 10 is bright enough to spot this (amongst a tonne of false positives,
but hey!):

  | arch/arm64/kvm/sys_regs.c: In function ‘index_to_sys_reg_desc.part.0.isra’:
  | arch/arm64/kvm/sys_regs.c:983:33: warning: ‘params.Op2’ may be used uninitialized in this function [-Wmaybe-uninitialized]
  |   983 |   (u32)(x)->CRn, (u32)(x)->CRm, (u32)(x)->Op2);
  | [...]

Revert the hunk of 4b927b94d5df which breaks 'index_to_sys_reg_desc()' so
that the old behaviour of checking the index upfront is restored.

Fixes: 4b927b94d5df ("KVM: arm/arm64: vgic: Introduce find_reg_by_id()")
Signed-off-by: Will Deacon <will@kernel.org>
Signed-off-by: Marc Zyngier <maz@kernel.org>
Cc: <stable@vger.kernel.org>
Link: https://lore.kernel.org/r/20191212094049.12437-1-will@kernel.org

KVM: arm/arm64: Remove excessive permission check in kvm_arch_prepare_memory_region

In kvm_arch_prepare_memory_region, arm kvm regards the memory region as
writable if the flag has no KVM_MEM_READONLY, and the vm is readonly if
!VM_WRITE.

But there is common usage for setting kvm memory region as follows:
e.g. qemu side (see the PROT_NONE flag)
1. mmap(NULL, size, PROT_NONE, MAP_ANONYMOUS | MAP_PRIVATE, -1, 0);
   memory_region_init_ram_ptr()
2. re mmap the above area with read/write authority.

Such example is used in virtio-fs qemu codes which hasn't been upstreamed
[1]. But seems we can't forbid this example.

Without this patch, it will cause an EPERM during kvm_set_memory_region()
and cause qemu boot crash.

As told by Ard, "the underlying assumption is incorrect, i.e., that the
value of vm_flags at this point in time defines how the VMA is used
during its lifetime. There may be other cases where a VMA is created
with VM_READ vm_flags that are changed to VM_READ|VM_WRITE later, and
we are currently rejecting this use case as well."

[1] https://gitlab.com/virtio-fs/qemu/blob/5a356e/hw/virtio/vhost-user-fs.c#L488

Suggested-by: Ard Biesheuvel <ard.biesheuvel@linaro.org>
Signed-off-by: Jia He <justin.he@arm.com>
Signed-off-by: Marc Zyngier <maz@kernel.org>
Reviewed-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@arm.com>
Link: https://lore.kernel.org/r/20191206020802.196108-1-justin.he@arm.com

KVM: arm64: Don't log IMP DEF sysreg traps

We don't intend to support IMPLEMENATION DEFINED system registers, but
have to trap them (and emulate them as UNDEFINED). These traps aren't
interesting to the system administrator or to the KVM developers, so
let's not bother logging when we do so.

Signed-off-by: Mark Rutland <mark.rutland@arm.com>
Signed-off-by: Marc Zyngier <maz@kernel.org>
Link: https://lore.kernel.org/r/20191205180652.18671-3-mark.rutland@arm.com

KVM: arm64: Sanely ratelimit sysreg messages

Currently kvm_pr_unimpl() is ratelimited, so print_sys_reg_instr() won't
spam the console. However, someof its callers try to print some
contextual information with kvm_err(), which is not ratelimited. This
means that in some cases the context may be printed without the sysreg
encoding, which isn't all that useful.

Let's ensure that both are consistently printed together and
ratelimited, by refactoring print_sys_reg_instr() so that some callers
can provide it with an arbitrary format string.

Signed-off-by: Mark Rutland <mark.rutland@arm.com>
Signed-off-by: Marc Zyngier <maz@kernel.org>
Link: https://lore.kernel.org/r/20191205180652.18671-2-mark.rutland@arm.com

KVM: arm/arm64: vgic: Use wrapper function to lock/unlock all vcpus in kvm_vgic_create()

Use wrapper function lock_all_vcpus()/unlock_all_vcpus()
in kvm_vgic_create() to remove duplicated code dealing
with locking and unlocking all vcpus in a vm.

Signed-off-by: Miaohe Lin <linmiaohe@huawei.com>
Signed-off-by: Marc Zyngier <maz@kernel.org>
Reviewed-by: Eric Auger <eric.auger@redhat.com>
Reviewed-by: Steven Price <steven.price@arm.com>
Link: https://lore.kernel.org/r/1575081918-11401-1-git-send-email-linmiaohe@huawei.com

KVM: arm/arm64: vgic: Fix potential double free dist->spis in __kvm_vgic_destroy()

In kvm_vgic_dist_init() called from kvm_vgic_map_resources(), if
dist->vgic_model is invalid, dist->spis will be freed without set
dist->spis = NULL. And in vgicv2 resources clean up path,
__kvm_vgic_destroy() will be called to free allocated resources.
And dist->spis will be freed again in clean up chain because we
forget to set dist->spis = NULL in kvm_vgic_dist_init() failed
path. So double free would happen.

Signed-off-by: Miaohe Lin <linmiaohe@huawei.com>
Signed-off-by: Marc Zyngier <maz@kernel.org>
Reviewed-by: Eric Auger <eric.auger@redhat.com>
Link: https://lore.kernel.org/r/1574923128-19956-1-git-send-email-linmiaohe@huawei.com

KVM: arm/arm64: Get rid of unused arg in cpu_init_hyp_mode()

As arg dummy is not really needed, there's no need to pass
NULL when calling cpu_init_hyp_mode(). So clean it up.

Fixes: 67f691976662 ("arm64: kvm: allows kvm cpu hotplug")
Reviewed-by: Steven Price <steven.price@arm.com>
Signed-off-by: Miaohe Lin <linmiaohe@huawei.com>
Signed-off-by: Marc Zyngier <maz@kernel.org>
Link: https://lore.kernel.org/r/1574320559-5662-1-git-send-email-linmiaohe@huawei.com

kvm: vmx: Stop wasting a page for guest_msrs

We will never need more guest_msrs than there are indices in
vmx_msr_index. Thus, at present, the guest_msrs array will not exceed
168 bytes.

Signed-off-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Reviewed-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: fix out-of-bounds write in KVM_GET_EMULATED_CPUID (CVE-2019-19332)

The bounds check was present in KVM_GET_SUPPORTED_CPUID but not
KVM_GET_EMULATED_CPUID.

Reported-by: syzbot+e3f4897236c4eeb8af4f@syzkaller.appspotmail.com
Fixes: 84cffe499b94 ("kvm: Emulate MOVBE", 2013-10-29)
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

Merge tag 'kvm-ppc-uvmem-5.5-2' of git://git./linux/kernel/git/paulus/powerpc into HEAD

KVM: Add support for secure guests under the Protected Execution
Framework (PEF) Ultravisor on POWER.

This enables secure memory to be represented as device memory,
which provides a way for the host to keep track of which pages of a
secure guest have been moved into secure memory managed by the
ultravisor and are no longer accessible by the host, and manage
movement of pages between secure and normal memory.

Documentation: kvm: Fix mention to number of ioctls classes

In api.txt it is said that KVM ioctls belong to three classes
but in reality it is four. Fixed this, but do not count categories
anymore to avoid such as outdated information in the future.

Signed-off-by: Wainer dos Santos Moschetta <wainersm@redhat.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

powerpc: Ultravisor: Add PPC_UV config option

CONFIG_PPC_UV adds support for ultravisor.

Signed-off-by: Anshuman Khandual <khandual@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Bharata B Rao <bharata@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Ram Pai <linuxram@us.ibm.com>
[ Update config help and commit message ]
Signed-off-by: Claudio Carvalho <cclaudio@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Sukadev Bhattiprolu <sukadev@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>

KVM: PPC: Book3S HV: Support reset of secure guest

Add support for reset of secure guest via a new ioctl KVM_PPC_SVM_OFF.
This ioctl will be issued by QEMU during reset and includes the
the following steps:

- Release all device pages of the secure guest.
- Ask UV to terminate the guest via UV_SVM_TERMINATE ucall
- Unpin the VPA pages so that they can be migrated back to secure
  side when guest becomes secure again. This is required because
  pinned pages can't be migrated.
- Reinit the partition scoped page tables

After these steps, guest is ready to issue UV_ESM call once again
to switch to secure mode.

Signed-off-by: Bharata B Rao <bharata@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Sukadev Bhattiprolu <sukadev@linux.vnet.ibm.com>
[Implementation of uv_svm_terminate() and its call from
guest shutdown path]
Signed-off-by: Ram Pai <linuxram@us.ibm.com>
[Unpinning of VPA pages]
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>

KVM: PPC: Book3S HV: Handle memory plug/unplug to secure VM

Register the new memslot with UV during plug and unregister
the memslot during unplug. In addition, release all the
device pages during unplug.

Signed-off-by: Bharata B Rao <bharata@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>

KVM: PPC: Book3S HV: Radix changes for secure guest

- After the guest becomes secure, when we handle a page fault of a page
  belonging to SVM in HV, send that page to UV via UV_PAGE_IN.
- Whenever a page is unmapped on the HV side, inform UV via UV_PAGE_INVAL.
- Ensure all those routines that walk the secondary page tables of
  the guest don't do so in case of secure VM. For secure guest, the
  active secondary page tables are in secure memory and the secondary
  page tables in HV are freed when guest becomes secure.

Signed-off-by: Bharata B Rao <bharata@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>

KVM: PPC: Book3S HV: Shared pages support for secure guests

A secure guest will share some of its pages with hypervisor (Eg. virtio
bounce buffers etc). Support sharing of pages between hypervisor and
ultravisor.

Shared page is reachable via both HV and UV side page tables. Once a
secure page is converted to shared page, the device page that represents
the secure page is unmapped from the HV side page tables.

Signed-off-by: Bharata B Rao <bharata@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>

KVM: PPC: Book3S HV: Support for running secure guests

A pseries guest can be run as secure guest on Ultravisor-enabled
POWER platforms. On such platforms, this driver will be used to manage
the movement of guest pages between the normal memory managed by
hypervisor (HV) and secure memory managed by Ultravisor (UV).

HV is informed about the guest's transition to secure mode via hcalls:

H_SVM_INIT_START: Initiate securing a VM
H_SVM_INIT_DONE: Conclude securing a VM

As part of H_SVM_INIT_START, register all existing memslots with
the UV. H_SVM_INIT_DONE call by UV informs HV that transition of
the guest to secure mode is complete.

These two states (transition to secure mode STARTED and transition
to secure mode COMPLETED) are recorded in kvm->arch.secure_guest.
Setting these states will cause the assembly code that enters the
guest to call the UV_RETURN ucall instead of trying to enter the
guest directly.

Migration of pages betwen normal and secure memory of secure
guest is implemented in H_SVM_PAGE_IN and H_SVM_PAGE_OUT hcalls.

H_SVM_PAGE_IN: Move the content of a normal page to secure page
H_SVM_PAGE_OUT: Move the content of a secure page to normal page

Private ZONE_DEVICE memory equal to the amount of secure memory
available in the platform for running secure guests is created.
Whenever a page belonging to the guest becomes secure, a page from
this private device memory is used to represent and track that secure
page on the HV side. The movement of pages between normal and secure
memory is done via migrate_vma_pages() using UV_PAGE_IN and
UV_PAGE_OUT ucalls.

In order to prevent the device private pages (that correspond to pages
of secure guest) from participating in KSM merging, H_SVM_PAGE_IN
calls ksm_madvise() under read version of mmap_sem. However
ksm_madvise() needs to be under write lock.  Hence we call
kvmppc_svm_page_in with mmap_sem held for writing, and it then
downgrades to a read lock after calling ksm_madvise.

[paulus@ozlabs.org - roll in patch "KVM: PPC: Book3S HV: Take write
 mmap_sem when calling ksm_madvise"]

Signed-off-by: Bharata B Rao <bharata@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>

mm: ksm: Export ksm_madvise()

On PEF-enabled POWER platforms that support running of secure guests,
secure pages of the guest are represented by device private pages
in the host. Such pages needn't participate in KSM merging. This is
achieved by using ksm_madvise() call which need to be exported
since KVM PPC can be a kernel module.

Signed-off-by: Bharata B Rao <bharata@linux.ibm.com>
Acked-by: Hugh Dickins <hughd@google.com>
Cc: Andrea Arcangeli <aarcange@redhat.com>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>

KVM x86: Move kvm cpuid support out of svm

Memory encryption support does not have module parameter dependencies
and can be moved into the general x86 cpuid __do_cpuid_ent function.
This changes maintains current behavior of passing through all of
CPUID.8000001F.

Suggested-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Signed-off-by: Peter Gonda <pgonda@google.com>
Reviewed-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

Merge tag 'kvm-ppc-next-5.5-2' of git://git./linux/kernel/git/paulus/powerpc into HEAD

Second KVM PPC update for 5.5

- Two fixes from Greg Kurz to fix memory leak bugs in the XIVE code.

kvm: nVMX: Relax guest IA32_FEATURE_CONTROL constraints

Commit 37e4c997dadf ("KVM: VMX: validate individual bits of guest
MSR_IA32_FEATURE_CONTROL") broke the KVM_SET_MSRS ABI by instituting
new constraints on the data values that kvm would accept for the guest
MSR, IA32_FEATURE_CONTROL. Perhaps these constraints should have been
opt-in via a new KVM capability, but they were applied
indiscriminately, breaking at least one existing hypervisor.

Relax the constraints to allow either or both of
FEATURE_CONTROL_VMXON_ENABLED_OUTSIDE_SMX and
FEATURE_CONTROL_VMXON_ENABLED_INSIDE_SMX to be set when nVMX is
enabled. This change is sufficient to fix the aforementioned breakage.

Fixes: 37e4c997dadf ("KVM: VMX: validate individual bits of guest MSR_IA32_FEATURE_CONTROL")
Signed-off-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Reviewed-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: Grab KVM's srcu lock when setting nested state

Acquire kvm->srcu for the duration of ->set_nested_state() to fix a bug
where nVMX derefences ->memslots without holding ->srcu or ->slots_lock.

The other half of nested migration, ->get_nested_state(), does not need
to acquire ->srcu as it is a purely a dump of internal KVM (and CPU)
state to userspace.

Detected as an RCU lockdep splat that is 100% reproducible by running
KVM's state_test selftest with CONFIG_PROVE_LOCKING=y.  Note that the
failing function, kvm_is_visible_gfn(), is only checking the validity of
a gfn, it's not actually accessing guest memory (which is more or less
unsupported during vmx_set_nested_state() due to incorrect MMU state),
i.e. vmx_set_nested_state() itself isn't fundamentally broken.  In any
case, setting nested state isn't a fast path so there's no reason to go
out of our way to avoid taking ->srcu.

  =============================
  WARNING: suspicious RCU usage
  5.4.0-rc7+ #94 Not tainted
  -----------------------------
  include/linux/kvm_host.h:626 suspicious rcu_dereference_check() usage!

               other info that might help us debug this:

  rcu_scheduler_active = 2, debug_locks = 1
  1 lock held by evmcs_test/10939:
   #0: ffff88826ffcb800 (&vcpu->mutex){+.+.}, at: kvm_vcpu_ioctl+0x85/0x630 [kvm]

  stack backtrace:
  CPU: 1 PID: 10939 Comm: evmcs_test Not tainted 5.4.0-rc7+ #94
  Hardware name: QEMU Standard PC (Q35 + ICH9, 2009), BIOS 0.0.0 02/06/2015
  Call Trace:
   dump_stack+0x68/0x9b
   kvm_is_visible_gfn+0x179/0x180 [kvm]
   mmu_check_root+0x11/0x30 [kvm]
   fast_cr3_switch+0x40/0x120 [kvm]
   kvm_mmu_new_cr3+0x34/0x60 [kvm]
   nested_vmx_load_cr3+0xbd/0x1f0 [kvm_intel]
   nested_vmx_enter_non_root_mode+0xab8/0x1d60 [kvm_intel]
   vmx_set_nested_state+0x256/0x340 [kvm_intel]
   kvm_arch_vcpu_ioctl+0x491/0x11a0 [kvm]
   kvm_vcpu_ioctl+0xde/0x630 [kvm]
   do_vfs_ioctl+0xa2/0x6c0
   ksys_ioctl+0x66/0x70
   __x64_sys_ioctl+0x16/0x20
   do_syscall_64+0x54/0x200
   entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x49/0xbe
  RIP: 0033:0x7f59a2b95f47

Fixes: 8fcc4b5923af5 ("kvm: nVMX: Introduce KVM_CAP_NESTED_STATE")
Cc: stable@vger.kernel.org
Signed-off-by: Sean Christopherson <sean.j.christopherson@intel.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: Open code shared_msr_update() in its only caller

Fold shared_msr_update() into its sole user to eliminate its pointless
bounds check, its godawful printk, its misleading comment (it's called
under a global lock), and its woefully inaccurate name.

Signed-off-by: Sean Christopherson <sean.j.christopherson@intel.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: Fix jump label out_free_* in kvm_init()

The jump label out_free_1 and out_free_2 deal with
the same stuff, so git rid of one and rename the
label out_free_0a to retain the label name order.

Signed-off-by: Miaohe Lin <linmiaohe@huawei.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: Remove a spurious export of a static function

A recent change inadvertently exported a static function, which results
in modpost throwing a warning.  Fix it.

Fixes: cbbaa2727aa3 ("KVM: x86: fix presentation of TSX feature in ARCH_CAPABILITIES")
Signed-off-by: Sean Christopherson <sean.j.christopherson@intel.com>
Cc: stable@vger.kernel.org
Reviewed-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: create mmu/ subdirectory

Preparatory work for shattering mmu.c into multiple files.  Besides making it easier
to follow, this will also make it possible to write unit tests for various parts.

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

KVM: nVMX: Remove unnecessary TLB flushes on L1<->L2 switches when L1 use apic-access-page

According to Intel SDM section 28.3.3.3/28.3.3.4 Guidelines for Use
of the INVVPID/INVEPT Instruction, the hypervisor needs to execute
INVVPID/INVEPT X in case CPU executes VMEntry with VPID/EPTP X and
either: "Virtualize APIC accesses" VM-execution control was changed
from 0 to 1, OR the value of apic_access_page was changed.

In the nested case, the burden falls on L1, unless L0 enables EPT in
vmcs02 but L1 enables neither EPT nor VPID in vmcs12.  For this reason
prepare_vmcs02() and load_vmcs12_host_state() have special code to
request a TLB flush in case L1 does not use EPT but it uses
"virtualize APIC accesses".

This special case however is not necessary. On a nested vmentry the
physical TLB will already be flushed except if all the following apply:

* L0 uses VPID

* L1 uses VPID

* L0 can guarantee TLB entries populated while running L1 are tagged
differently than TLB entries populated while running L2.

If the first condition is false, the processor will flush the TLB
on vmentry to L2.  If the second or third condition are false,
prepare_vmcs02() will request KVM_REQ_TLB_FLUSH.  However, even
if both are true, no extra TLB flush is needed to handle the APIC
access page:

* if L1 doesn't use VPID, the second condition doesn't hold and the
TLB will be flushed anyway.

* if L1 uses VPID, it has to flush the TLB itself with INVVPID and
section 28.3.3.3 doesn't apply to L0.

* even INVEPT is not needed because, if L0 uses EPT, it uses different
EPTP when running L2 than L1 (because guest_mode is part of mmu-role).
In this case SDM section 28.3.3.4 doesn't apply.

Similarly, examining nested_vmx_vmexit()->load_vmcs12_host_state(),
one could note that L0 won't flush TLB only in cases where SDM sections
28.3.3.3 and 28.3.3.4 don't apply.  In particular, if L0 uses different
VPIDs for L1 and L2 (i.e. vmx->vpid != vmx->nested.vpid02), section
28.3.3.3 doesn't apply.

Thus, remove this flush from prepare_vmcs02() and nested_vmx_vmexit().

Side-note: This patch can be viewed as removing parts of commit
fb6c81984313 ("kvm: vmx: Flush TLB when the APIC-access address changes”)
that is not relevant anymore since commit
1313cc2bd8f6 ("kvm: mmu: Add guest_mode to kvm_mmu_page_role”).
i.e. The first commit assumes that if L0 use EPT and L1 doesn’t use EPT,
then L0 will use same EPTP for both L0 and L1. Which indeed required
L0 to execute INVEPT before entering L2 guest. This assumption is
not true anymore since when guest_mode was added to mmu-role.

Reviewed-by: Joao Martins <joao.m.martins@oracle.com>
Signed-off-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: remove set but not used variable 'called'

Fixes gcc '-Wunused-but-set-variable' warning:

arch/x86/kvm/x86.c: In function kvm_make_scan_ioapic_request_mask:
arch/x86/kvm/x86.c:7911:7: warning: variable called set but not
used [-Wunused-but-set-variable]

It is not used since commit 7ee30bc132c6 ("KVM: x86: deliver KVM
IOAPIC scan request to target vCPUs")

Signed-off-by: Mao Wenan <maowenan@huawei.com>
Fixes: 7ee30bc132c6 ("KVM: x86: deliver KVM IOAPIC scan request to target vCPUs")
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: nVMX: Do not mark vmcs02->apic_access_page as dirty when unpinning

vmcs->apic_access_page is simply a token that the hypervisor puts into
the PFN of a 4KB EPTE (or PTE if using shadow-paging) that triggers
APIC-access VMExit or APIC virtualization logic whenever a CPU running
in VMX non-root mode read/write from/to this PFN.

As every write either triggers an APIC-access VMExit or write is
performed on vmcs->virtual_apic_page, the PFN pointed to by
vmcs->apic_access_page should never actually be touched by CPU.

Therefore, there is no need to mark vmcs02->apic_access_page as dirty
after unpin it on L2->L1 emulated VMExit or when L1 exit VMX operation.

Reviewed-by: Krish Sadhukhan <krish.sadhukhan@oracle.com>
Reviewed-by: Joao Martins <joao.m.martins@oracle.com>
Reviewed-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Signed-off-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

Merge branch 'kvm-tsx-ctrl' into HEAD

Conflicts:
arch/x86/kvm/vmx/vmx.c

KVM: vmx: use MSR_IA32_TSX_CTRL to hard-disable TSX on guest that lack it

If X86_FEATURE_RTM is disabled, the guest should not be able to access
MSR_IA32_TSX_CTRL.  We can therefore use it in KVM to force all
transactions from the guest to abort.

Tested-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: vmx: implement MSR_IA32_TSX_CTRL disable RTM functionality

The current guest mitigation of TAA is both too heavy and not really
sufficient.  It is too heavy because it will cause some affected CPUs
(those that have MDS_NO but lack TAA_NO) to fall back to VERW and
get the corresponding slowdown.  It is not really sufficient because
it will cause the MDS_NO bit to disappear upon microcode update, so
that VMs started before the microcode update will not be runnable
anymore afterwards, even with tsx=on.

Instead, if tsx=on on the host, we can emulate MSR_IA32_TSX_CTRL for
the guest and let it run without the VERW mitigation.  Even though
MSR_IA32_TSX_CTRL is quite heavyweight, and we do not want to write
it on every vmentry, we can use the shared MSR functionality because
the host kernel need not protect itself from TSX-based side-channels.

Tested-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: implement MSR_IA32_TSX_CTRL effect on CPUID

Because KVM always emulates CPUID, the CPUID clear bit
(bit 1) of MSR_IA32_TSX_CTRL must be emulated "manually"
by the hypervisor when performing said emulation.

Right now neither kvm-intel.ko nor kvm-amd.ko implement
MSR_IA32_TSX_CTRL but this will change in the next patch.

Reviewed-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Tested-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: do not modify masked bits of shared MSRs

"Shared MSRs" are guest MSRs that are written to the host MSRs but
keep their value until the next return to userspace.  They support
a mask, so that some bits keep the host value, but this mask is
only used to skip an unnecessary MSR write and the value written
to the MSR is always the guest MSR.

Fix this and, while at it, do not update smsr->values[slot].curr if
for whatever reason the wrmsr fails.  This should only happen due to
reserved bits, so the value written to smsr->values[slot].curr
will not match when the user-return notifier and the host value will
always be restored.  However, it is untidy and in rare cases this
can actually avoid spurious WRMSRs on return to userspace.

Cc: stable@vger.kernel.org
Reviewed-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Tested-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: fix presentation of TSX feature in ARCH_CAPABILITIES

KVM does not implement MSR_IA32_TSX_CTRL, so it must not be presented
to the guests.  It is also confusing to have !ARCH_CAP_TSX_CTRL_MSR &&
!RTM && ARCH_CAP_TAA_NO: lack of MSR_IA32_TSX_CTRL suggests TSX was not
hidden (it actually was), yet the value says that TSX is not vulnerable
to microarchitectural data sampling.  Fix both.

Cc: stable@vger.kernel.org
Tested-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

Merge tag 'kvmarm-5.5' of git://git./linux/kernel/git/kvmarm/kvmarm into HEAD

KVM/arm updates for Linux 5.5:

- Allow non-ISV data aborts to be reported to userspace
- Allow injection of data aborts from userspace
- Expose stolen time to guests
- GICv4 performance improvements
- vgic ITS emulation fixes
- Simplify FWB handling
- Enable halt pool counters
- Make the emulated timer PREEMPT_RT compliant

Conflicts:
include/uapi/linux/kvm.h

KVM: PPC: Book3S HV: XIVE: Fix potential page leak on error path

We need to check the host page size is big enough to accomodate the
EQ. Let's do this before taking a reference on the EQ page to avoid
a potential leak if the check fails.

Cc: stable@vger.kernel.org # v5.2
Fixes: 13ce3297c576 ("KVM: PPC: Book3S HV: XIVE: Add controls for the EQ configuration")
Signed-off-by: Greg Kurz <groug@kaod.org>
Reviewed-by: Cédric Le Goater <clg@kaod.org>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>

KVM: PPC: Book3S HV: XIVE: Free previous EQ page when setting up a new one

The EQ page is allocated by the guest and then passed to the hypervisor
with the H_INT_SET_QUEUE_CONFIG hcall. A reference is taken on the page
before handing it over to the HW. This reference is dropped either when
the guest issues the H_INT_RESET hcall or when the KVM device is released.
But, the guest can legitimately call H_INT_SET_QUEUE_CONFIG several times,
either to reset the EQ (vCPU hot unplug) or to set a new EQ (guest reboot).
In both cases the existing EQ page reference is leaked because we simply
overwrite it in the XIVE queue structure without calling put_page().

This is especially visible when the guest memory is backed with huge pages:
start a VM up to the guest userspace, either reboot it or unplug a vCPU,
quit QEMU. The leak is observed by comparing the value of HugePages_Free in
/proc/meminfo before and after the VM is run.

Ideally we'd want the XIVE code to handle the EQ page de-allocation at the
platform level. This isn't the case right now because the various XIVE
drivers have different allocation needs. It could maybe worth introducing
hooks for this purpose instead of exposing XIVE internals to the drivers,
but this is certainly a huge work to be done later.

In the meantime, for easier backport, fix both vCPU unplug and guest reboot
leaks by introducing a wrapper around xive_native_configure_queue() that
does the necessary cleanup.

Reported-by: Satheesh Rajendran <sathnaga@linux.vnet.ibm.com>
Cc: stable@vger.kernel.org # v5.2
Fixes: 13ce3297c576 ("KVM: PPC: Book3S HV: XIVE: Add controls for the EQ configuration")
Signed-off-by: Cédric Le Goater <clg@kaod.org>
Signed-off-by: Greg Kurz <groug@kaod.org>
Tested-by: Lijun Pan <ljp@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>

KVM: nVMX: Assume TLB entries of L1 and L2 are tagged differently if L0 use EPT

Since commit 1313cc2bd8f6 ("kvm: mmu: Add guest_mode to kvm_mmu_page_role"),
guest_mode was added to mmu-role and therefore if L0 use EPT, it will
always run L1 and L2 with different EPTP. i.e. EPTP01!=EPTP02.

Because TLB entries are tagged with EP4TA, KVM can assume
TLB entries populated while running L2 are tagged differently
than TLB entries populated while running L1.

Therefore, update nested_has_guest_tlb_tag() to consider if
L0 use EPT instead of if L1 use EPT.

Reviewed-by: Joao Martins <joao.m.martins@oracle.com>
Reviewed-by: Krish Sadhukhan <krish.sadhukhan@oracle.com>
Signed-off-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: Unexport kvm_vcpu_reload_apic_access_page()

The function is only used in kvm.ko module.

Reviewed-by: Mark Kanda <mark.kanda@oracle.com>
Signed-off-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: nVMX: add CR4_LA57 bit to nested CR4_FIXED1

When L1 guest uses 5-level paging, it fails vm-entry to L2 due to
invalid host-state. It needs to add CR4_LA57 bit to nested CR4_FIXED1
MSR.

Signed-off-by: Chenyi Qiang <chenyi.qiang@intel.com>
Reviewed-by: Xiaoyao Li <xiaoyao.li@intel.com>
Reviewed-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: nVMX: Use semi-colon instead of comma for exit-handlers initialization

Reviewed-by: Mark Kanda <mark.kanda@oracle.com>
Signed-off-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Reviewed-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: Zero the IOAPIC scan request dest vCPUs bitmap

Not zeroing the bitmap used for identifying the destination vCPUs for an
IOAPIC scan request in fixed delivery mode could lead to waking up unwanted
vCPUs. This patch zeroes the vCPU bitmap before passing it to
kvm_bitmap_or_dest_vcpus(), which is responsible for setting the bitmap
with the bits corresponding to the destination vCPUs.

Fixes: 7ee30bc132c6("KVM: x86: deliver KVM IOAPIC scan request to target vCPUs")
Signed-off-by: Nitesh Narayan Lal <nitesh@redhat.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

Merge tag 'kvm-s390-next-5.5-1' of git://git./linux/kernel/git/kvms390/linux into HEAD

KVM: s390: small fixes and enhancements

- selftest improvements
- yield improvements
- cleanups

KVM: x86: deliver KVM IOAPIC scan request to target vCPUs

In IOAPIC fixed delivery mode instead of flushing the scan
requests to all vCPUs, we should only send the requests to
vCPUs specified within the destination field.

This patch introduces kvm_get_dest_vcpus_mask() API which
retrieves an array of target vCPUs by using
kvm_apic_map_get_dest_lapic() and then based on the
vcpus_idx, it sets the bit in a bitmap. However, if the above
fails kvm_get_dest_vcpus_mask() finds the target vCPUs by
traversing all available vCPUs. Followed by setting the
bits in the bitmap.

If we had different vCPUs in the previous request for the
same redirection table entry then bits corresponding to
these vCPUs are also set. This to done to keep
ioapic_handled_vectors synchronized.

This bitmap is then eventually passed on to
kvm_make_vcpus_request_mask() to generate a masked request
only for the target vCPUs.

This would enable us to reduce the latency overhead on isolated
vCPUs caused by the IPI to process due to KVM_REQ_IOAPIC_SCAN.

Suggested-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>
Signed-off-by: Nitesh Narayan Lal <nitesh@redhat.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: remember position in kvm->vcpus array

Fetching an index for any vcpu in kvm->vcpus array by traversing
the entire array everytime is costly.
This patch remembers the position of each vcpu in kvm->vcpus array
by storing it in vcpus_idx under kvm_vcpu structure.

Signed-off-by: Radim Krčmář <rkrcmar@redhat.com>
Signed-off-by: Nitesh Narayan Lal <nitesh@redhat.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: nVMX: Add support for capturing highest observable L2 TSC

The L1 hypervisor may include the IA32_TIME_STAMP_COUNTER MSR in the
vmcs12 MSR VM-exit MSR-store area as a way of determining the highest
TSC value that might have been observed by L2 prior to VM-exit. The
current implementation does not capture a very tight bound on this
value.  To tighten the bound, add the IA32_TIME_STAMP_COUNTER MSR to the
vmcs02 VM-exit MSR-store area whenever it appears in the vmcs12 VM-exit
MSR-store area.  When L0 processes the vmcs12 VM-exit MSR-store area
during the emulation of an L2->L1 VM-exit, special-case the
IA32_TIME_STAMP_COUNTER MSR, using the value stored in the vmcs02
VM-exit MSR-store area to derive the value to be stored in the vmcs12
VM-exit MSR-store area.

Reviewed-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Reviewed-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Signed-off-by: Aaron Lewis <aaronlewis@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

kvm: vmx: Rename function find_msr() to vmx_find_msr_index()

Rename function find_msr() to vmx_find_msr_index() in preparation for an
upcoming patch where we export it and use it in nested.c.

Reviewed-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Signed-off-by: Aaron Lewis <aaronlewis@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

kvm: vmx: Rename NR_AUTOLOAD_MSRS to NR_LOADSTORE_MSRS

Rename NR_AUTOLOAD_MSRS to NR_LOADSTORE_MSRS.  This needs to be done
due to the addition of the MSR-autostore area that will be added in a
future patch.  After that the name AUTOLOAD will no longer make sense.

Reviewed-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Signed-off-by: Aaron Lewis <aaronlewis@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

kvm: nested: Introduce read_and_check_msr_entry()

Add the function read_and_check_msr_entry() which just pulls some code
out of nested_vmx_store_msr().  This will be useful as reusable code in
upcoming patches.

Reviewed-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Reviewed-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Signed-off-by: Aaron Lewis <aaronlewis@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: nVMX: mark functions in the header as "static inline"

Correct a small inaccuracy in the shattering of vmx.c, which becomes
visible now that pmu_intel.c includes nested.h.

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

KVM: nVMX: Expose load IA32_PERF_GLOBAL_CTRL VM-{Entry,Exit} control

The "load IA32_PERF_GLOBAL_CTRL" bit for VM-entry and VM-exit should
only be exposed to the guest if IA32_PERF_GLOBAL_CTRL is a valid MSR.
Create a new helper to allow pmu_refresh() to update the VM-Entry and
VM-Exit controls to ensure PMU values are initialized when performing
the is_valid_msr() check.

Suggested-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Co-developed-by: Krish Sadhukhan <krish.sadhukhan@oracle.com>
Signed-off-by: Krish Sadhukhan <krish.sadhukhan@oracle.com>
Signed-off-by: Oliver Upton <oupton@google.com>
Reviewed-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Reviewed-by: Peter Shier <pshier@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: nVMX: Load GUEST_IA32_PERF_GLOBAL_CTRL MSR on VM-Entry

Add condition to prepare_vmcs02 which loads IA32_PERF_GLOBAL_CTRL on
VM-entry if the "load IA32_PERF_GLOBAL_CTRL" bit on the VM-entry control
is set. Use SET_MSR_OR_WARN() rather than directly writing to the field
to avoid overwrite by atomic_switch_perf_msrs().

Suggested-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Co-developed-by: Krish Sadhukhan <krish.sadhukhan@oracle.com>
Signed-off-by: Krish Sadhukhan <krish.sadhukhan@oracle.com>
Signed-off-by: Oliver Upton <oupton@google.com>
Reviewed-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Reviewed-by: Peter Shier <pshier@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: nVMX: Use kvm_set_msr to load IA32_PERF_GLOBAL_CTRL on VM-Exit

The existing implementation for loading the IA32_PERF_GLOBAL_CTRL MSR
on VM-exit was incorrect, as the next call to atomic_switch_perf_msrs()
could cause this value to be overwritten. Instead, call kvm_set_msr()
which will allow atomic_switch_perf_msrs() to correctly set the values.

Define a macro, SET_MSR_OR_WARN(), to set the MSR with kvm_set_msr()
and WARN on failure.

Suggested-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Co-developed-by: Krish Sadhukhan <krish.sadhukhan@oracle.com>
Signed-off-by: Krish Sadhukhan <krish.sadhukhan@oracle.com>
Signed-off-by: Oliver Upton <oupton@google.com>
Reviewed-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Reviewed-by: Peter Shier <pshier@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: nVMX: Check HOST_IA32_PERF_GLOBAL_CTRL on VM-Entry

Add a consistency check on nested vm-entry for host's
IA32_PERF_GLOBAL_CTRL from vmcs12. Per Intel's SDM Vol 3 26.2.2:

  If the "load IA32_PERF_GLOBAL_CTRL"
  VM-exit control is 1, bits reserved in the IA32_PERF_GLOBAL_CTRL
  MSR must be 0 in the field for that register"

Suggested-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Co-developed-by: Krish Sadhukhan <krish.sadhukhan@oracle.com>
Signed-off-by: Krish Sadhukhan <krish.sadhukhan@oracle.com>
Signed-off-by: Oliver Upton <oupton@google.com>
Reviewed-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Reviewed-by: Peter Shier <pshier@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: nVMX: Check GUEST_IA32_PERF_GLOBAL_CTRL on VM-Entry

Add condition to nested_vmx_check_guest_state() to check the validity of
GUEST_IA32_PERF_GLOBAL_CTRL. Per Intel's SDM Vol 3 26.3.1.1:

  If the "load IA32_PERF_GLOBAL_CTRL" VM-entry control is 1, bits
  reserved in the IA32_PERF_GLOBAL_CTRL MSR must be 0 in the field for that
  register.

Suggested-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Co-developed-by: Krish Sadhukhan <krish.sadhukhan@oracle.com>
Signed-off-by: Krish Sadhukhan <krish.sadhukhan@oracle.com>
Signed-off-by: Oliver Upton <oupton@google.com>
Reviewed-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Reviewed-by: Peter Shier <pshier@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: VMX: Add helper to check reserved bits in IA32_PERF_GLOBAL_CTRL

Create a helper function to check the validity of a proposed value for
IA32_PERF_GLOBAL_CTRL from the existing check in intel_pmu_set_msr().

Per Intel's SDM, the reserved bits in IA32_PERF_GLOBAL_CTRL must be
cleared for the corresponding host/guest state fields.

Suggested-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Co-developed-by: Krish Sadhukhan <krish.sadhukhan@oracle.com>
Signed-off-by: Krish Sadhukhan <krish.sadhukhan@oracle.com>
Signed-off-by: Oliver Upton <oupton@google.com>
Reviewed-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Reviewed-by: Peter Shier <pshier@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

selftests: kvm: Simplify loop in kvm_create_max_vcpus test

On kvm_create_max_vcpus test remove unneeded local
variable in the loop that add vcpus to the VM.

Signed-off-by: Wainer dos Santos Moschetta <wainersm@redhat.com>
Reviewed-by: Krish Sadhukhan <krish.sadhukhan@oracle.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: Optimization: Requst TLB flush in fast_cr3_switch() instead of do it directly

When KVM emulates a nested VMEntry (L1->L2 VMEntry), it switches mmu root
page. If nEPT is used, this will happen from
kvm_init_shadow_ept_mmu()->__kvm_mmu_new_cr3() and otherwise it will
happpen from nested_vmx_load_cr3()->kvm_mmu_new_cr3(). Either case,
__kvm_mmu_new_cr3() will use fast_cr3_switch() in attempt to switch to a
previously cached root page.

In case fast_cr3_switch() finds a matching cached root page, it will
set it in mmu->root_hpa and request KVM_REQ_LOAD_CR3 such that on
next entry to guest, KVM will set root HPA in appropriate hardware
fields (e.g. vmcs->eptp). In addition, fast_cr3_switch() calls
kvm_x86_ops->tlb_flush() in order to flush TLB as MMU root page
was replaced.

This works as mmu->root_hpa, which vmx_flush_tlb() use, was
already replaced in cached_root_available(). However, this may
result in unnecessary INVEPT execution because a KVM_REQ_TLB_FLUSH
may have already been requested. For example, by prepare_vmcs02()
in case L1 don't use VPID.

Therefore, change fast_cr3_switch() to just request TLB flush on
next entry to guest.

Reviewed-by: Bhavesh Davda <bhavesh.davda@oracle.com>
Signed-off-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Reviewed-by: Vitaly Kuznetsov <vkuznets@redhat.com>
Reviewed-by: Sean Christopherson <sean.j.christopherson@intel.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/vPMU: Add lazy mechanism to release perf_event per vPMC

Currently, a host perf_event is created for a vPMC functionality emulation.
It’s unpredictable to determine if a disabled perf_event will be reused.
If they are disabled and are not reused for a considerable period of time,
those obsolete perf_events would increase host context switch overhead that
could have been avoided.

If the guest doesn't WRMSR any of the vPMC's MSRs during an entire vcpu
sched time slice, and its independent enable bit of the vPMC isn't set,
we can predict that the guest has finished the use of this vPMC, and then
do request KVM_REQ_PMU in kvm_arch_sched_in and release those perf_events
in the first call of kvm_pmu_handle_event() after the vcpu is scheduled in.

This lazy mechanism delays the event release time to the beginning of the
next scheduled time slice if vPMC's MSRs aren't changed during this time
slice. If guest comes back to use this vPMC in next time slice, a new perf
event would be re-created via perf_event_create_kernel_counter() as usual.

Suggested-by: Wei Wang <wei.w.wang@intel.com>
Suggested-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Signed-off-by: Like Xu <like.xu@linux.intel.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/vPMU: Reuse perf_event to avoid unnecessary pmc_reprogram_counter

The perf_event_create_kernel_counter() in the pmc_reprogram_counter() is
a heavyweight and high-frequency operation, especially when host disables
the watchdog (maximum 21000000 ns) which leads to an unacceptable latency
of the guest NMI handler. It limits the use of vPMUs in the guest.

When a vPMC is fully enabled, the legacy reprogram_*_counter() would stop
and release its existing perf_event (if any) every time EVEN in most cases
almost the same requested perf_event will be created and configured again.

For each vPMC, if the reuqested config ('u64 eventsel' for gp and 'u8 ctrl'
for fixed) is the same as its current config AND a new sample period based
on pmc->counter is accepted by host perf interface, the current event could
be reused safely as a new created one does. Otherwise, do release the
undesirable perf_event and reprogram a new one as usual.

It's light-weight to call pmc_pause_counter (disable, read and reset event)
and pmc_resume_counter (recalibrate period and re-enable event) as guest
expects instead of release-and-create again on any condition. Compared to
use the filterable event->attr or hw.config, a new 'u64 current_config'
field is added to save the last original programed config for each vPMC.

Based on this implementation, the number of calls to pmc_reprogram_counter
is reduced by ~82.5% for a gp sampling event and ~99.9% for a fixed event.
In the usage of multiplexing perf sampling mode, the average latency of the
guest NMI handler is reduced from 104923 ns to 48393 ns (~2.16x speed up).
If host disables watchdog, the minimum latecy of guest NMI handler could be
speed up at ~3413x (from 20407603 to 5979 ns) and at ~786x in the average.

Suggested-by: Kan Liang <kan.liang@linux.intel.com>
Signed-off-by: Like Xu <like.xu@linux.intel.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/vPMU: Introduce a new kvm_pmu_ops->msr_idx_to_pmc callback

Introduce a new callback msr_idx_to_pmc that returns a struct kvm_pmc*,
and change kvm_pmu_is_valid_msr to return ".msr_idx_to_pmc(vcpu, msr) ||
.is_valid_msr(vcpu, msr)" and AMD just returns false from .is_valid_msr.

Suggested-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Reported-by: kbuild test robot <lkp@intel.com>
Signed-off-by: Like Xu <like.xu@linux.intel.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/vPMU: Rename pmu_ops callbacks from msr_idx to rdpmc_ecx

The leagcy pmu_ops->msr_idx_to_pmc is only called in kvm_pmu_rdpmc, so
this function actually receives the contents of ECX before RDPMC, and
translates it to a kvm_pmc. Let's clarify its semantic by renaming the
existing msr_idx_to_pmc to rdpmc_ecx_to_pmc, and is_valid_msr_idx to
is_valid_rdpmc_ecx; likewise for the wrapper kvm_pmu_is_valid_msr_idx.

Suggested-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Reviewed-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Signed-off-by: Like Xu <like.xu@linux.intel.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

perf/core: Provide a kernel-internal interface to pause perf_event

Exporting perf_event_pause() as an external accessor for kernel users (such
as KVM) who may do both disable perf_event and read count with just one
time to hold perf_event_ctx_lock. Also the value could be reset optionally.

Suggested-by: Peter Zijlstra <peterz@infradead.org>
Signed-off-by: Like Xu <like.xu@linux.intel.com>
Acked-by: Peter Zijlstra <peterz@infradead.org>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

perf/core: Provide a kernel-internal interface to recalibrate event period

Currently, perf_event_period() is used by user tools via ioctl. Based on
naming convention, exporting perf_event_period() for kernel users (such
as KVM) who may recalibrate the event period for their assigned counter
according to their requirements.

The perf_event_period() is an external accessor, just like the
perf_event_{en,dis}able() and should thus use perf_event_ctx_lock().

Suggested-by: Kan Liang <kan.liang@linux.intel.com>
Signed-off-by: Like Xu <like.xu@linux.intel.com>
Acked-by: Peter Zijlstra <peterz@infradead.org>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: nVMX: Update vmcs01 TPR_THRESHOLD if L2 changed L1 TPR

When L1 don't use TPR-Shadow to run L2, L0 configures vmcs02 without
TPR-Shadow and install intercepts on CR8 access (load and store).

If L1 do not intercept L2 CR8 access, L0 intercepts on those accesses
will emulate load/store on L1's LAPIC TPR. If in this case L2 lowers
TPR such that there is now an injectable interrupt to L1,
apic_update_ppr() will request a KVM_REQ_EVENT which will trigger a call
to update_cr8_intercept() to update TPR-Threshold to highest pending IRR
priority.

However, this update to TPR-Threshold is done while active vmcs is
vmcs02 instead of vmcs01. Thus, when later at some point L0 will
emulate an exit from L2 to L1, L1 will still run with high
TPR-Threshold. This will result in every VMEntry to L1 to immediately
exit on TPR_BELOW_THRESHOLD and continue to do so infinitely until
some condition will cause KVM_REQ_EVENT to be set.
(Note that TPR_BELOW_THRESHOLD exit handler do not set KVM_REQ_EVENT
until apic_update_ppr() will notice a new injectable interrupt for PPR)

To fix this issue, change update_cr8_intercept() such that if L2 lowers
L1's TPR in a way that requires to lower L1's TPR-Threshold, save update
to TPR-Threshold and apply it to vmcs01 when L0 emulates an exit from
L2 to L1.

Reviewed-by: Joao Martins <joao.m.martins@oracle.com>
Signed-off-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: VMX: Refactor update_cr8_intercept()

No functional changes.

Reviewed-by: Joao Martins <joao.m.martins@oracle.com>
Signed-off-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: SVM: Remove check if APICv enabled in SVM update_cr8_intercept() handler

This check is unnecessary as x86 update_cr8_intercept() which calls
this VMX/SVM specific callback already performs this check.

Reviewed-by: Joao Martins <joao.m.martins@oracle.com>
Signed-off-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Reviewed-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: APIC: add helper func to remove duplicate code in kvm_pv_send_ipi

There are some duplicate code in kvm_pv_send_ipi when deal with ipi
bitmap. Add helper func to remove it, and eliminate odd out label,
get rid of unnecessary kvm_lapic_irq field init and so on.

Signed-off-by: Miaohe Lin <linmiaohe@huawei.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: X86: avoid unused setup_syscalls_segments call when SYSCALL check failed

When SYSCALL/SYSENTER ability check failed, cs and ss is inited but
remain not used. Delay initializing cs and ss until SYSCALL/SYSENTER
ability check passed.

Signed-off-by: Miaohe Lin <linmiaohe@huawei.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: MMIO: get rid of odd out_err label in kvm_coalesced_mmio_init

The out_err label and var ret is unnecessary, clean them up.

Signed-off-by: Miaohe Lin <linmiaohe@huawei.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: VMX: Consume pending LAPIC INIT event when exit on INIT_SIGNAL

Intel SDM section 25.2 OTHER CAUSES OF VM EXITS specifies the following
on INIT signals: "Such exits do not modify register state or clear pending
events as they would outside of VMX operation."

When commit 4b9852f4f389 ("KVM: x86: Fix INIT signal handling in various CPU states")
was applied, I interepted above Intel SDM statement such that
INIT_SIGNAL exit don’t consume the LAPIC INIT pending event.

However, when Nadav Amit run matching kvm-unit-test on a bare-metal
machine, it turned out my interpetation was wrong. i.e. INIT_SIGNAL
exit does consume the LAPIC INIT pending event.
(See: https://www.spinics.net/lists/kvm/msg196757.html)

Therefore, fix KVM code to behave as observed on bare-metal.

Fixes: 4b9852f4f389 ("KVM: x86: Fix INIT signal handling in various CPU states")
Reported-by: Nadav Amit <nadav.amit@gmail.com>
Reviewed-by: Mihai Carabas <mihai.carabas@oracle.com>
Reviewed-by: Joao Martins <joao.m.martins@oracle.com>
Signed-off-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: Prevent set vCPU into INIT/SIPI_RECEIVED state when INIT are latched

Commit 4b9852f4f389 ("KVM: x86: Fix INIT signal handling in various CPU states")
fixed KVM to also latch pending LAPIC INIT event when vCPU is in VMX
operation.

However, current API of KVM_SET_MP_STATE allows userspace to put vCPU
into KVM_MP_STATE_SIPI_RECEIVED or KVM_MP_STATE_INIT_RECEIVED even when
vCPU is in VMX operation.

Fix this by introducing a util method to check if vCPU state latch INIT
signals and use it in KVM_SET_MP_STATE handler.

Fixes: 4b9852f4f389 ("KVM: x86: Fix INIT signal handling in various CPU states")
Reported-by: Sean Christopherson <sean.j.christopherson@intel.com>
Reviewed-by: Mihai Carabas <mihai.carabas@oracle.com>
Signed-off-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: Evaluate latched_init in KVM_SET_VCPU_EVENTS when vCPU not in SMM

Commit 4b9852f4f389 ("KVM: x86: Fix INIT signal handling in various CPU states")
fixed KVM to also latch pending LAPIC INIT event when vCPU is in VMX
operation.

However, current API of KVM_SET_VCPU_EVENTS defines this field as
part of SMM state and only set pending LAPIC INIT event if vCPU is
specified to be in SMM mode (events->smi.smm is set).

Change KVM_SET_VCPU_EVENTS handler to set pending LAPIC INIT event
by latched_init field regardless of if vCPU is in SMM mode or not.

Fixes: 4b9852f4f389 ("KVM: x86: Fix INIT signal handling in various CPU states")
Reviewed-by: Mihai Carabas <mihai.carabas@oracle.com>
Signed-off-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

x86: retpolines: eliminate retpoline from msr event handlers

It's enough to check the value and issue the direct call.

After this commit is applied, here the most common retpolines executed
under a high resolution timer workload in the guest on a VMX host:

[..]
@[
    trace_retpoline+1
    __trace_retpoline+30
    __x86_indirect_thunk_rax+33
    do_syscall_64+89
    entry_SYSCALL_64_after_hwframe+68
]: 267
@[]: 2256
@[
    trace_retpoline+1
    __trace_retpoline+30
    __x86_indirect_thunk_rax+33
    __kvm_wait_lapic_expire+284
    vmx_vcpu_run.part.97+1091
    vcpu_enter_guest+377
    kvm_arch_vcpu_ioctl_run+261
    kvm_vcpu_ioctl+559
    do_vfs_ioctl+164
    ksys_ioctl+96
    __x64_sys_ioctl+22
    do_syscall_64+89
    entry_SYSCALL_64_after_hwframe+68
]: 2390
@[]: 33410

@total: 315707

Note the highest hit above is __delay so probably not worth optimizing
even if it would be more frequent than 2k hits per sec.

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

KVM: retpolines: x86: eliminate retpoline from svm.c exit handlers

It's enough to check the exit value and issue a direct call to avoid
the retpoline for all the common vmexit reasons.

After this commit is applied, here the most common retpolines executed
under a high resolution timer workload in the guest on a SVM host:

[..]
@[
    trace_retpoline+1
    __trace_retpoline+30
    __x86_indirect_thunk_rax+33
    ktime_get_update_offsets_now+70
    hrtimer_interrupt+131
    smp_apic_timer_interrupt+106
    apic_timer_interrupt+15
    start_sw_timer+359
    restart_apic_timer+85
    kvm_set_msr_common+1497
    msr_interception+142
    vcpu_enter_guest+684
    kvm_arch_vcpu_ioctl_run+261
    kvm_vcpu_ioctl+559
    do_vfs_ioctl+164
    ksys_ioctl+96
    __x64_sys_ioctl+22
    do_syscall_64+89
    entry_SYSCALL_64_after_hwframe+68
]: 1940
@[
    trace_retpoline+1
    __trace_retpoline+30
    __x86_indirect_thunk_r12+33
    force_qs_rnp+217
    rcu_gp_kthread+1270
    kthread+268
    ret_from_fork+34
]: 4644
@[]: 25095
@[
    trace_retpoline+1
    __trace_retpoline+30
    __x86_indirect_thunk_rax+33
    lapic_next_event+28
    clockevents_program_event+148
    hrtimer_start_range_ns+528
    start_sw_timer+356
    restart_apic_timer+85
    kvm_set_msr_common+1497
    msr_interception+142
    vcpu_enter_guest+684
    kvm_arch_vcpu_ioctl_run+261
    kvm_vcpu_ioctl+559
    do_vfs_ioctl+164
    ksys_ioctl+96
    __x64_sys_ioctl+22
    do_syscall_64+89
    entry_SYSCALL_64_after_hwframe+68
]: 41474
@[
    trace_retpoline+1
    __trace_retpoline+30
    __x86_indirect_thunk_rax+33
    clockevents_program_event+148
    hrtimer_start_range_ns+528
    start_sw_timer+356
    restart_apic_timer+85
    kvm_set_msr_common+1497
    msr_interception+142
    vcpu_enter_guest+684
    kvm_arch_vcpu_ioctl_run+261
    kvm_vcpu_ioctl+559
    do_vfs_ioctl+164
    ksys_ioctl+96
    __x64_sys_ioctl+22
    do_syscall_64+89
    entry_SYSCALL_64_after_hwframe+68
]: 41474
@[
    trace_retpoline+1
    __trace_retpoline+30
    __x86_indirect_thunk_rax+33
    ktime_get+58
    clockevents_program_event+84
    hrtimer_start_range_ns+528
    start_sw_timer+356
    restart_apic_timer+85
    kvm_set_msr_common+1497
    msr_interception+142
    vcpu_enter_guest+684
    kvm_arch_vcpu_ioctl_run+261
    kvm_vcpu_ioctl+559
    do_vfs_ioctl+164
    ksys_ioctl+96
    __x64_sys_ioctl+22
    do_syscall_64+89
    entry_SYSCALL_64_after_hwframe+68
]: 41887
@[
    trace_retpoline+1
    __trace_retpoline+30
    __x86_indirect_thunk_rax+33
    lapic_next_event+28
    clockevents_program_event+148
    hrtimer_try_to_cancel+168
    hrtimer_cancel+21
    kvm_set_lapic_tscdeadline_msr+43
    kvm_set_msr_common+1497
    msr_interception+142
    vcpu_enter_guest+684
    kvm_arch_vcpu_ioctl_run+261
    kvm_vcpu_ioctl+559
    do_vfs_ioctl+164
    ksys_ioctl+96
    __x64_sys_ioctl+22
    do_syscall_64+89
    entry_SYSCALL_64_after_hwframe+68
]: 42723
@[
    trace_retpoline+1
    __trace_retpoline+30
    __x86_indirect_thunk_rax+33
    clockevents_program_event+148
    hrtimer_try_to_cancel+168
    hrtimer_cancel+21
    kvm_set_lapic_tscdeadline_msr+43
    kvm_set_msr_common+1497
    msr_interception+142
    vcpu_enter_guest+684
    kvm_arch_vcpu_ioctl_run+261
    kvm_vcpu_ioctl+559
    do_vfs_ioctl+164
    ksys_ioctl+96
    __x64_sys_ioctl+22
    do_syscall_64+89
    entry_SYSCALL_64_after_hwframe+68
]: 42766
@[
    trace_retpoline+1
    __trace_retpoline+30
    __x86_indirect_thunk_rax+33
    ktime_get+58
    clockevents_program_event+84
    hrtimer_try_to_cancel+168
    hrtimer_cancel+21
    kvm_set_lapic_tscdeadline_msr+43
    kvm_set_msr_common+1497
    msr_interception+142
    vcpu_enter_guest+684
    kvm_arch_vcpu_ioctl_run+261
    kvm_vcpu_ioctl+559
    do_vfs_ioctl+164
    ksys_ioctl+96
    __x64_sys_ioctl+22
    do_syscall_64+89
    entry_SYSCALL_64_after_hwframe+68
]: 42848
@[
    trace_retpoline+1
    __trace_retpoline+30
    __x86_indirect_thunk_rax+33
    ktime_get+58
    start_sw_timer+279
    restart_apic_timer+85
    kvm_set_msr_common+1497
    msr_interception+142
    vcpu_enter_guest+684
    kvm_arch_vcpu_ioctl_run+261
    kvm_vcpu_ioctl+559
    do_vfs_ioctl+164
    ksys_ioctl+96
    __x64_sys_ioctl+22
    do_syscall_64+89
    entry_SYSCALL_64_after_hwframe+68
]: 499845

@total: 1780243

SVM has no TSC based programmable preemption timer so it is invoking
ktime_get() frequently.

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

KVM: retpolines: x86: eliminate retpoline from vmx.c exit handlers

It's enough to check the exit value and issue a direct call to avoid
the retpoline for all the common vmexit reasons.

Of course CONFIG_RETPOLINE already forbids gcc to use indirect jumps
while compiling all switch() statements, however switch() would still
allow the compiler to bisect the case value. It's more efficient to
prioritize the most frequent vmexits instead.

The halt may be slow paths from the point of the guest, but not
necessarily so from the point of the host if the host runs at full CPU
capacity and no host CPU is ever left idle.

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

KVM: x86: optimize more exit handlers in vmx.c

Eliminate wasteful call/ret non RETPOLINE case and unnecessary fentry
dynamic tracing hooking points.

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

KVM: Add a comment describing the /dev/kvm no_compat handling

Add a comment explaining the rational behind having both
no_compat open and ioctl callbacks to fend off compat tasks.

Signed-off-by: Marc Zyngier <maz@kernel.org>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86/mmu: Take slots_lock when using kvm_mmu_zap_all_fast()

Acquire the per-VM slots_lock when zapping all shadow pages as part of
toggling nx_huge_pages.  The fast zap algorithm relies on exclusivity
(via slots_lock) to identify obsolete vs. valid shadow pages, because it
uses a single bit for its generation number. Holding slots_lock also
obviates the need to acquire a read lock on the VM's srcu.

Failing to take slots_lock when toggling nx_huge_pages allows multiple
instances of kvm_mmu_zap_all_fast() to run concurrently, as the other
user, KVM_SET_USER_MEMORY_REGION, does not take the global kvm_lock.
(kvm_mmu_zap_all_fast() does take kvm->mmu_lock, but it can be
temporarily dropped by kvm_zap_obsolete_pages(), so it is not enough
to enforce exclusivity).

Concurrent fast zap instances causes obsolete shadow pages to be
incorrectly identified as valid due to the single bit generation number
wrapping, which results in stale shadow pages being left in KVM's MMU
and leads to all sorts of undesirable behavior.
The bug is easily confirmed by running with CONFIG_PROVE_LOCKING and
toggling nx_huge_pages via its module param.

Note, until commit 4ae5acbc4936 ("KVM: x86/mmu: Take slots_lock when
using kvm_mmu_zap_all_fast()", 2019-11-13) the fast zap algorithm used
an ulong-sized generation instead of relying on exclusivity for
correctness, but all callers except the recently added set_nx_huge_pages()
needed to hold slots_lock anyways.  Therefore, this patch does not have
to be backported to stable kernels.

Given that toggling nx_huge_pages is by no means a fast path, force it
to conform to the current approach instead of reintroducing the previous
generation count.

Fixes: b8e8c8303ff28 ("kvm: mmu: ITLB_MULTIHIT mitigation", but NOT FOR STABLE)
Signed-off-by: Sean Christopherson <sean.j.christopherson@intel.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: Forbid /dev/kvm being opened by a compat task when CONFIG_KVM_COMPAT=n

On a system without KVM_COMPAT, we prevent IOCTLs from being issued
by a compat task. Although this prevents most silly things from
happening, it can still confuse a 32bit userspace that is able
to open the kvm device (the qemu test suite seems to be pretty
mad with this behaviour).

Take a more radical approach and return a -ENODEV to the compat
task.

Reported-by: Peter Maydell <peter.maydell@linaro.org>
Signed-off-by: Marc Zyngier <maz@kernel.org>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: X86: Reset the three MSR list number variables to 0 in kvm_init_msr_list()

When applying commit 7a5ee6edb42e ("KVM: X86: Fix initialization of MSR
lists"), it forgot to reset the three MSR lists number varialbes to 0
while removing the useless conditionals.

Fixes: 7a5ee6edb42e (KVM: X86: Fix initialization of MSR lists)
Signed-off-by: Xiaoyao Li <xiaoyao.li@intel.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

selftests: kvm: fix build with glibc >= 2.30

Glibc-2.30 gained gettid() wrapper, selftests fail to compile:

lib/assert.c:58:14: error: static declaration of ‘gettid’ follows non-static declaration
   58 | static pid_t gettid(void)
      |              ^~~~~~
In file included from /usr/include/unistd.h:1170,
                 from include/test_util.h:18,
                 from lib/assert.c:10:
/usr/include/bits/unistd_ext.h:34:16: note: previous declaration of ‘gettid’ was here
   34 | extern __pid_t gettid (void) __THROW;
      |                ^~~~~~

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

kvm: x86: disable shattered huge page recovery for PREEMPT_RT.

If a huge page is recovered (and becomes no executable) while another
thread is executing it, the resulting contention on mmu_lock can cause
latency spikes.  Disabling recovery for PREEMPT_RT kernels fixes this
issue.

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

Merge tag 'for-linus' of git://git./virt/kvm/kvm

Pull kvm fixes from Paolo Bonzini:
 "Fix unwinding of KVM_CREATE_VM failure, VT-d posted interrupts,
  DAX/ZONE_DEVICE, and module unload/reload"

* tag 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/virt/kvm/kvm:
  KVM: MMU: Do not treat ZONE_DEVICE pages as being reserved
  KVM: VMX: Introduce pi_is_pir_empty() helper
  KVM: VMX: Do not change PID.NDST when loading a blocked vCPU
  KVM: VMX: Consider PID.PIR to determine if vCPU has pending interrupts
  KVM: VMX: Fix comment to specify PID.ON instead of PIR.ON
  KVM: X86: Fix initialization of MSR lists
  KVM: fix placement of refcount initialization
  KVM: Fix NULL-ptr deref after kvm_create_vm fails

Merge branch 'x86-pti-for-linus' of git://git./linux/kernel/git/tip/tip

Pull x86 TSX Async Abort and iTLB Multihit mitigations from Thomas Gleixner:
 "The performance deterioration departement is not proud at all of
  presenting the seventh installment of speculation mitigations and
  hardware misfeature workarounds:

   1) TSX Async Abort (TAA) - 'The Annoying Affair'

      TAA is a hardware vulnerability that allows unprivileged
      speculative access to data which is available in various CPU
      internal buffers by using asynchronous aborts within an Intel TSX
      transactional region.

      The mitigation depends on a microcode update providing a new MSR
      which allows to disable TSX in the CPU. CPUs which have no
      microcode update can be mitigated by disabling TSX in the BIOS if
      the BIOS provides a tunable.

      Newer CPUs will have a bit set which indicates that the CPU is not
      vulnerable, but the MSR to disable TSX will be available
      nevertheless as it is an architected MSR. That means the kernel
      provides the ability to disable TSX on the kernel command line,
      which is useful as TSX is a truly useful mechanism to accelerate
      side channel attacks of all sorts.

   2) iITLB Multihit (NX) - 'No eXcuses'

      iTLB Multihit is an erratum where some Intel processors may incur
      a machine check error, possibly resulting in an unrecoverable CPU
      lockup, when an instruction fetch hits multiple entries in the
      instruction TLB. This can occur when the page size is changed
      along with either the physical address or cache type. A malicious
      guest running on a virtualized system can exploit this erratum to
      perform a denial of service attack.

      The workaround is that KVM marks huge pages in the extended page
      tables as not executable (NX). If the guest attempts to execute in
      such a page, the page is broken down into 4k pages which are
      marked executable. The workaround comes with a mechanism to
      recover these shattered huge pages over time.

  Both issues come with full documentation in the hardware
  vulnerabilities section of the Linux kernel user's and administrator's
  guide.

  Thanks to all patch authors and reviewers who had the extraordinary
  priviledge to be exposed to this nuisance.

  Special thanks to Borislav Petkov for polishing the final TAA patch
  set and to Paolo Bonzini for shepherding the KVM iTLB workarounds and
  providing also the backports to stable kernels for those!"

* 'x86-pti-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tip/tip:
  x86/speculation/taa: Fix printing of TAA_MSG_SMT on IBRS_ALL CPUs
  Documentation: Add ITLB_MULTIHIT documentation
  kvm: x86: mmu: Recovery of shattered NX large pages
  kvm: Add helper function for creating VM worker threads
  kvm: mmu: ITLB_MULTIHIT mitigation
  cpu/speculation: Uninline and export CPU mitigations helpers
  x86/cpu: Add Tremont to the cpu vulnerability whitelist
  x86/bugs: Add ITLB_MULTIHIT bug infrastructure
  x86/tsx: Add config options to set tsx=on|off|auto
  x86/speculation/taa: Add documentation for TSX Async Abort
  x86/tsx: Add "auto" option to the tsx= cmdline parameter
  kvm/x86: Export MDS_NO=0 to guests when TSX is enabled
  x86/speculation/taa: Add sysfs reporting for TSX Async Abort
  x86/speculation/taa: Add mitigation for TSX Async Abort
  x86/cpu: Add a "tsx=" cmdline option with TSX disabled by default
  x86/cpu: Add a helper function x86_read_arch_cap_msr()
  x86/msr: Add the IA32_TSX_CTRL MSR

KVM: MMU: Do not treat ZONE_DEVICE pages as being reserved

Explicitly exempt ZONE_DEVICE pages from kvm_is_reserved_pfn() and
instead manually handle ZONE_DEVICE on a case-by-case basis.  For things
like page refcounts, KVM needs to treat ZONE_DEVICE pages like normal
pages, e.g. put pages grabbed via gup().  But for flows such as setting
A/D bits or shifting refcounts for transparent huge pages, KVM needs to
to avoid processing ZONE_DEVICE pages as the flows in question lack the
underlying machinery for proper handling of ZONE_DEVICE pages.

This fixes a hang reported by Adam Borowski[*] in dev_pagemap_cleanup()
when running a KVM guest backed with /dev/dax memory, as KVM straight up
doesn't put any references to ZONE_DEVICE pages acquired by gup().

Note, Dan Williams proposed an alternative solution of doing put_page()
on ZONE_DEVICE pages immediately after gup() in order to simplify the
auditing needed to ensure is_zone_device_page() is called if and only if
the backing device is pinned (via gup()).  But that approach would break
kvm_vcpu_{un}map() as KVM requires the page to be pinned from map() 'til
unmap() when accessing guest memory, unlike KVM's secondary MMU, which
coordinates with mmu_notifier invalidations to avoid creating stale
page references, i.e. doesn't rely on pages being pinned.

[*] http://lkml.kernel.org/r/20190919115547.GA17963@angband.pl

Reported-by: Adam Borowski <kilobyte@angband.pl>
Analyzed-by: David Hildenbrand <david@redhat.com>
Acked-by: Dan Williams <dan.j.williams@intel.com>
Cc: stable@vger.kernel.org
Fixes: 3565fce3a659 ("mm, x86: get_user_pages() for dax mappings")
Signed-off-by: Sean Christopherson <sean.j.christopherson@intel.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: VMX: Introduce pi_is_pir_empty() helper

Streamline the PID.PIR check and change its call sites to use
the newly added helper.

Suggested-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Signed-off-by: Joao Martins <joao.m.martins@oracle.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: VMX: Do not change PID.NDST when loading a blocked vCPU

When vCPU enters block phase, pi_pre_block() inserts vCPU to a per pCPU
linked list of all vCPUs that are blocked on this pCPU. Afterwards, it
changes PID.NV to POSTED_INTR_WAKEUP_VECTOR which its handler
(wakeup_handler()) is responsible to kick (unblock) any vCPU on that
linked list that now has pending posted interrupts.

While vCPU is blocked (in kvm_vcpu_block()), it may be preempted which
will cause vmx_vcpu_pi_put() to set PID.SN.  If later the vCPU will be
scheduled to run on a different pCPU, vmx_vcpu_pi_load() will clear
PID.SN but will also *overwrite PID.NDST to this different pCPU*.
Instead of keeping it with original pCPU which vCPU had entered block
phase on.

This results in an issue because when a posted interrupt is delivered, as
the wakeup_handler() will be executed and fail to find blocked vCPU on
its per pCPU linked list of all vCPUs that are blocked on this pCPU.
Which is due to the vCPU being placed on a *different* per pCPU
linked list i.e. the original pCPU in which it entered block phase.

The regression is introduced by commit c112b5f50232 ("KVM: x86:
Recompute PID.ON when clearing PID.SN"). Therefore, partially revert
it and reintroduce the condition in vmx_vcpu_pi_load() responsible for
avoiding changing PID.NDST when loading a blocked vCPU.

Fixes: c112b5f50232 ("KVM: x86: Recompute PID.ON when clearing PID.SN")
Tested-by: Nathan Ni <nathan.ni@oracle.com>
Co-developed-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Signed-off-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Signed-off-by: Joao Martins <joao.m.martins@oracle.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: VMX: Consider PID.PIR to determine if vCPU has pending interrupts

Commit 17e433b54393 ("KVM: Fix leak vCPU's VMCS value into other pCPU")
introduced vmx_dy_apicv_has_pending_interrupt() in order to determine
if a vCPU have a pending posted interrupt. This routine is used by
kvm_vcpu_on_spin() when searching for a a new runnable vCPU to schedule
on pCPU instead of a vCPU doing busy loop.

vmx_dy_apicv_has_pending_interrupt() determines if a
vCPU has a pending posted interrupt solely based on PID.ON. However,
when a vCPU is preempted, vmx_vcpu_pi_put() sets PID.SN which cause
raised posted interrupts to only set bit in PID.PIR without setting
PID.ON (and without sending notification vector), as depicted in VT-d
manual section 5.2.3 "Interrupt-Posting Hardware Operation".

Therefore, checking PID.ON is insufficient to determine if a vCPU has
pending posted interrupts and instead we should also check if there is
some bit set on PID.PIR if PID.SN=1.

Fixes: 17e433b54393 ("KVM: Fix leak vCPU's VMCS value into other pCPU")
Reviewed-by: Jagannathan Raman <jag.raman@oracle.com>
Co-developed-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Signed-off-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Signed-off-by: Joao Martins <joao.m.martins@oracle.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: VMX: Fix comment to specify PID.ON instead of PIR.ON

The Outstanding Notification (ON) bit is part of the Posted Interrupt
Descriptor (PID) as opposed to the Posted Interrupts Register (PIR).
The latter is a bitmap for pending vectors.

Reviewed-by: Joao Martins <joao.m.martins@oracle.com>
Signed-off-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: X86: Fix initialization of MSR lists

The three MSR lists(msrs_to_save[], emulated_msrs[] and
msr_based_features[]) are global arrays of kvm.ko, which are
adjusted (copy supported MSRs forward to override the unsupported MSRs)
when insmod kvm-{intel,amd}.ko, but it doesn't reset these three arrays
to their initial value when rmmod kvm-{intel,amd}.ko. Thus, at the next
installation, kvm-{intel,amd}.ko will do operations on the modified
arrays with some MSRs lost and some MSRs duplicated.

So define three constant arrays to hold the initial MSR lists and
initialize msrs_to_save[], emulated_msrs[] and msr_based_features[]
based on the constant arrays.

Cc: stable@vger.kernel.org
Reviewed-by: Xiaoyao Li <xiaoyao.li@intel.com>
Signed-off-by: Chenyi Qiang <chenyi.qiang@intel.com>
[Remove now useless conditionals. - Paolo]
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>