x86/KVM/VMX: Add L1D flush algorithm
authorPaolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Mon, 2 Jul 2018 10:47:38 +0000 (12:47 +0200)
committerThomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
Wed, 4 Jul 2018 18:49:38 +0000 (20:49 +0200)
To mitigate the L1 Terminal Fault vulnerability it's required to flush L1D
on VMENTER to prevent rogue guests from snooping host memory.

CPUs will have a new control MSR via a microcode update to flush L1D with a
single MSR write, but in the absence of microcode a fallback to a software
based flush algorithm is required.

Add a software flush loop which is based on code from Intel.

[ tglx: Split out from combo patch ]
[ bpetkov: Polish the asm code ]

Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Signed-off-by: Konrad Rzeszutek Wilk <konrad.wilk@oracle.com>
Signed-off-by: Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
arch/x86/kvm/vmx.c

index dd82428ec9235352f39d8060be0ccaa5db761617..b072264eb464df3e8247a9ad9f72f3b40ed02e08 100644 (file)
@@ -9563,6 +9563,46 @@ static int vmx_handle_exit(struct kvm_vcpu *vcpu)
        }
 }
 
+/*
+ * Software based L1D cache flush which is used when microcode providing
+ * the cache control MSR is not loaded.
+ *
+ * The L1D cache is 32 KiB on Nehalem and later microarchitectures, but to
+ * flush it is required to read in 64 KiB because the replacement algorithm
+ * is not exactly LRU. This could be sized at runtime via topology
+ * information but as all relevant affected CPUs have 32KiB L1D cache size
+ * there is no point in doing so.
+ */
+#define L1D_CACHE_ORDER 4
+static void *vmx_l1d_flush_pages;
+
+static void __maybe_unused vmx_l1d_flush(void)
+{
+       int size = PAGE_SIZE << L1D_CACHE_ORDER;
+
+       asm volatile(
+               /* First ensure the pages are in the TLB */
+               "xorl   %%eax, %%eax\n"
+               ".Lpopulate_tlb:\n\t"
+               "movzbl (%[empty_zp], %%" _ASM_AX "), %%ecx\n\t"
+               "addl   $4096, %%eax\n\t"
+               "cmpl   %%eax, %[size]\n\t"
+               "jne    .Lpopulate_tlb\n\t"
+               "xorl   %%eax, %%eax\n\t"
+               "cpuid\n\t"
+               /* Now fill the cache */
+               "xorl   %%eax, %%eax\n"
+               ".Lfill_cache:\n"
+               "movzbl (%[empty_zp], %%" _ASM_AX "), %%ecx\n\t"
+               "addl   $64, %%eax\n\t"
+               "cmpl   %%eax, %[size]\n\t"
+               "jne    .Lfill_cache\n\t"
+               "lfence\n"
+               :: [empty_zp] "r" (vmx_l1d_flush_pages),
+                   [size] "r" (size)
+               : "eax", "ebx", "ecx", "edx");
+}
+
 static void update_cr8_intercept(struct kvm_vcpu *vcpu, int tpr, int irr)
 {
        struct vmcs12 *vmcs12 = get_vmcs12(vcpu);
@@ -13110,13 +13150,29 @@ static struct kvm_x86_ops vmx_x86_ops __ro_after_init = {
        .enable_smi_window = enable_smi_window,
 };
 
-static void __init vmx_setup_l1d_flush(void)
+static int __init vmx_setup_l1d_flush(void)
 {
+       struct page *page;
+
        if (vmentry_l1d_flush == VMENTER_L1D_FLUSH_NEVER ||
            !boot_cpu_has_bug(X86_BUG_L1TF))
-               return;
+               return 0;
+
+       page = alloc_pages(GFP_KERNEL, L1D_CACHE_ORDER);
+       if (!page)
+               return -ENOMEM;
 
+       vmx_l1d_flush_pages = page_address(page);
        static_branch_enable(&vmx_l1d_should_flush);
+       return 0;
+}
+
+static void vmx_free_l1d_flush_pages(void)
+{
+       if (vmx_l1d_flush_pages) {
+               free_pages((unsigned long)vmx_l1d_flush_pages, L1D_CACHE_ORDER);
+               vmx_l1d_flush_pages = NULL;
+       }
 }
 
 static int __init vmx_init(void)
@@ -13152,12 +13208,16 @@ static int __init vmx_init(void)
        }
 #endif
 
-       vmx_setup_l1d_flush();
+       r = vmx_setup_l1d_flush();
+       if (r)
+               return r;
 
        r = kvm_init(&vmx_x86_ops, sizeof(struct vcpu_vmx),
-                     __alignof__(struct vcpu_vmx), THIS_MODULE);
-       if (r)
+                    __alignof__(struct vcpu_vmx), THIS_MODULE);
+       if (r) {
+               vmx_free_l1d_flush_pages();
                return r;
+       }
 
 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
        rcu_assign_pointer(crash_vmclear_loaded_vmcss,
@@ -13199,6 +13259,7 @@ static void __exit vmx_exit(void)
                static_branch_disable(&enable_evmcs);
        }
 #endif
+       vmx_free_l1d_flush_pages();
 }
 
 module_init(vmx_init)