docs: add note about stibp CPU feature for spectre v2
[qemu/ar7.git] / docs / qemu-cpu-models.texi
blob23c11dc86fb54fc5130c10a1882ff7ee6b8b105d
1 @c man begin SYNOPSIS
2 QEMU / KVM CPU model configuration
3 @c man end
5 @c man begin DESCRIPTION
7 @menu
8 * recommendations_cpu_models_x86::  Recommendations for KVM CPU model configuration on x86 hosts
9 * recommendations_cpu_models_MIPS:: Supported CPU model configurations on MIPS hosts
10 * cpu_model_syntax_apps::           Syntax for configuring CPU models
11 @end menu
13 QEMU / KVM virtualization supports two ways to configure CPU models
15 @table @option
17 @item Host passthrough
19 This passes the host CPU model features, model, stepping, exactly to the
20 guest. Note that KVM may filter out some host CPU model features if they
21 cannot be supported with virtualization. Live migration is unsafe when
22 this mode is used as libvirt / QEMU cannot guarantee a stable CPU is
23 exposed to the guest across hosts. This is the recommended CPU to use,
24 provided live migration is not required.
26 @item Named model
28 QEMU comes with a number of predefined named CPU models, that typically
29 refer to specific generations of hardware released by Intel and AMD.
30 These allow the guest VMs to have a degree of isolation from the host CPU,
31 allowing greater flexibility in live migrating between hosts with differing
32 hardware.
33 @end table
35 In both cases, it is possible to optionally add or remove individual CPU
36 features, to alter what is presented to the guest by default.
38 Libvirt supports a third way to configure CPU models known as "Host model".
39 This uses the QEMU "Named model" feature, automatically picking a CPU model
40 that is similar the host CPU, and then adding extra features to approximate
41 the host model as closely as possible. This does not guarantee the CPU family,
42 stepping, etc will precisely match the host CPU, as they would with "Host
43 passthrough", but gives much of the benefit of passthrough, while making
44 live migration safe.
46 @node recommendations_cpu_models_x86
47 @subsection Recommendations for KVM CPU model configuration on x86 hosts
49 The information that follows provides recommendations for configuring
50 CPU models on x86 hosts. The goals are to maximise performance, while
51 protecting guest OS against various CPU hardware flaws, and optionally
52 enabling live migration between hosts with heterogeneous CPU models.
54 @menu
55 * preferred_cpu_models_intel_x86::       Preferred CPU models for Intel x86 hosts
56 * important_cpu_features_intel_x86::     Important CPU features for Intel x86 hosts
57 * preferred_cpu_models_amd_x86::         Preferred CPU models for AMD x86 hosts
58 * important_cpu_features_amd_x86::       Important CPU features for AMD x86 hosts
59 * default_cpu_models_x86::               Default x86 CPU models
60 * other_non_recommended_cpu_models_x86:: Other non-recommended x86 CPUs
61 @end menu
63 @node preferred_cpu_models_intel_x86
64 @subsubsection Preferred CPU models for Intel x86 hosts
66 The following CPU models are preferred for use on Intel hosts. Administrators /
67 applications are recommended to use the CPU model that matches the generation
68 of the host CPUs in use. In a deployment with a mixture of host CPU models
69 between machines, if live migration compatibility is required, use the newest
70 CPU model that is compatible across all desired hosts.
72 @table @option
73 @item @code{Skylake-Server}
74 @item @code{Skylake-Server-IBRS}
76 Intel Xeon Processor (Skylake, 2016)
79 @item @code{Skylake-Client}
80 @item @code{Skylake-Client-IBRS}
82 Intel Core Processor (Skylake, 2015)
85 @item @code{Broadwell}
86 @item @code{Broadwell-IBRS}
87 @item @code{Broadwell-noTSX}
88 @item @code{Broadwell-noTSX-IBRS}
90 Intel Core Processor (Broadwell, 2014)
93 @item @code{Haswell}
94 @item @code{Haswell-IBRS}
95 @item @code{Haswell-noTSX}
96 @item @code{Haswell-noTSX-IBRS}
98 Intel Core Processor (Haswell, 2013)
101 @item @code{IvyBridge}
102 @item @code{IvyBridge-IBRS}
104 Intel Xeon E3-12xx v2 (Ivy Bridge, 2012)
107 @item @code{SandyBridge}
108 @item @code{SandyBridge-IBRS}
110 Intel Xeon E312xx (Sandy Bridge, 2011)
113 @item @code{Westmere}
114 @item @code{Westmere-IBRS}
116 Westmere E56xx/L56xx/X56xx (Nehalem-C, 2010)
119 @item @code{Nehalem}
120 @item @code{Nehalem-IBRS}
122 Intel Core i7 9xx (Nehalem Class Core i7, 2008)
125 @item @code{Penryn}
127 Intel Core 2 Duo P9xxx (Penryn Class Core 2, 2007)
130 @item @code{Conroe}
132 Intel Celeron_4x0 (Conroe/Merom Class Core 2, 2006)
134 @end table
136 @node important_cpu_features_intel_x86
137 @subsubsection Important CPU features for Intel x86 hosts
139 The following are important CPU features that should be used on Intel x86
140 hosts, when available in the host CPU. Some of them require explicit
141 configuration to enable, as they are not included by default in some, or all,
142 of the named CPU models listed above. In general all of these features are
143 included if using "Host passthrough" or "Host model".
146 @table @option
148 @item @code{pcid}
150 Recommended to mitigate the cost of the Meltdown (CVE-2017-5754) fix
152 Included by default in Haswell, Broadwell & Skylake Intel CPU models.
154 Should be explicitly turned on for Westmere, SandyBridge, and IvyBridge
155 Intel CPU models. Note that some desktop/mobile Westmere CPUs cannot
156 support this feature.
159 @item @code{spec-ctrl}
161 Required to enable the Spectre v2 (CVE-2017-5715) fix.
163 Included by default in Intel CPU models with -IBRS suffix.
165 Must be explicitly turned on for Intel CPU models without -IBRS suffix.
167 Requires the host CPU microcode to support this feature before it
168 can be used for guest CPUs.
171 @item @code{stibp}
173 Required to enable stronger Spectre v2 (CVE-2017-5715) fixes in some
174 operating systems.
176 Must be explicitly turned on for all Intel CPU models.
178 Requires the host CPU microcode to support this feature before it
179 can be used for guest CPUs.
182 @item @code{ssbd}
184 Required to enable the CVE-2018-3639 fix
186 Not included by default in any Intel CPU model.
188 Must be explicitly turned on for all Intel CPU models.
190 Requires the host CPU microcode to support this feature before it
191 can be used for guest CPUs.
194 @item @code{pdpe1gb}
196 Recommended to allow guest OS to use 1GB size pages
198 Not included by default in any Intel CPU model.
200 Should be explicitly turned on for all Intel CPU models.
202 Note that not all CPU hardware will support this feature.
203 @end table
206 @node preferred_cpu_models_amd_x86
207 @subsubsection Preferred CPU models for AMD x86 hosts
209 The following CPU models are preferred for use on Intel hosts. Administrators /
210 applications are recommended to use the CPU model that matches the generation
211 of the host CPUs in use. In a deployment with a mixture of host CPU models
212 between machines, if live migration compatibility is required, use the newest
213 CPU model that is compatible across all desired hosts.
215 @table @option
217 @item @code{EPYC}
218 @item @code{EPYC-IBPB}
220 AMD EPYC Processor (2017)
223 @item @code{Opteron_G5}
225 AMD Opteron 63xx class CPU (2012)
228 @item @code{Opteron_G4}
230 AMD Opteron 62xx class CPU (2011)
233 @item @code{Opteron_G3}
235 AMD Opteron 23xx (Gen 3 Class Opteron, 2009)
238 @item @code{Opteron_G2}
240 AMD Opteron 22xx (Gen 2 Class Opteron, 2006)
243 @item @code{Opteron_G1}
245 AMD Opteron 240 (Gen 1 Class Opteron, 2004)
246 @end table
248 @node important_cpu_features_amd_x86
249 @subsubsection Important CPU features for AMD x86 hosts
251 The following are important CPU features that should be used on AMD x86
252 hosts, when available in the host CPU. Some of them require explicit
253 configuration to enable, as they are not included by default in some, or all,
254 of the named CPU models listed above. In general all of these features are
255 included if using "Host passthrough" or "Host model".
258 @table @option
260 @item @code{ibpb}
262 Required to enable the Spectre v2 (CVE-2017-5715) fix.
264 Included by default in AMD CPU models with -IBPB suffix.
266 Must be explicitly turned on for AMD CPU models without -IBPB suffix.
268 Requires the host CPU microcode to support this feature before it
269 can be used for guest CPUs.
272 @item @code{stibp}
274 Required to enable stronger Spectre v2 (CVE-2017-5715) fixes in some
275 operating systems.
277 Must be explicitly turned on for all AMD CPU models.
279 Requires the host CPU microcode to support this feature before it
280 can be used for guest CPUs.
283 @item @code{virt-ssbd}
285 Required to enable the CVE-2018-3639 fix
287 Not included by default in any AMD CPU model.
289 Must be explicitly turned on for all AMD CPU models.
291 This should be provided to guests, even if amd-ssbd is also
292 provided, for maximum guest compatibility.
294 Note for some QEMU / libvirt versions, this must be force enabled
295 when when using "Host model", because this is a virtual feature
296 that doesn't exist in the physical host CPUs.
299 @item @code{amd-ssbd}
301 Required to enable the CVE-2018-3639 fix
303 Not included by default in any AMD CPU model.
305 Must be explicitly turned on for all AMD CPU models.
307 This provides higher performance than virt-ssbd so should be
308 exposed to guests whenever available in the host. virt-ssbd
309 should none the less also be exposed for maximum guest
310 compatibility as some kernels only know about virt-ssbd.
313 @item @code{amd-no-ssb}
315 Recommended to indicate the host is not vulnerable CVE-2018-3639
317 Not included by default in any AMD CPU model.
319 Future hardware generations of CPU will not be vulnerable to
320 CVE-2018-3639, and thus the guest should be told not to enable
321 its mitigations, by exposing amd-no-ssb. This is mutually
322 exclusive with virt-ssbd and amd-ssbd.
325 @item @code{pdpe1gb}
327 Recommended to allow guest OS to use 1GB size pages
329 Not included by default in any AMD CPU model.
331 Should be explicitly turned on for all AMD CPU models.
333 Note that not all CPU hardware will support this feature.
334 @end table
337 @node default_cpu_models_x86
338 @subsubsection Default x86 CPU models
340 The default QEMU CPU models are designed such that they can run on all hosts.
341 If an application does not wish to do perform any host compatibility checks
342 before launching guests, the default is guaranteed to work.
344 The default CPU models will, however, leave the guest OS vulnerable to various
345 CPU hardware flaws, so their use is strongly discouraged. Applications should
346 follow the earlier guidance to setup a better CPU configuration, with host
347 passthrough recommended if live migration is not needed.
349 @table @option
350 @item @code{qemu32}
351 @item @code{qemu64}
353 QEMU Virtual CPU version 2.5+ (32 & 64 bit variants)
355 qemu64 is used for x86_64 guests and qemu32 is used for i686 guests, when no
356 -cpu argument is given to QEMU, or no <cpu> is provided in libvirt XML.
357 @end table
360 @node other_non_recommended_cpu_models_x86
361 @subsubsection Other non-recommended x86 CPUs
363 The following CPUs models are compatible with most AMD and Intel x86 hosts, but
364 their usage is discouraged, as they expose a very limited featureset, which
365 prevents guests having optimal performance.
367 @table @option
369 @item @code{kvm32}
370 @item @code{kvm64}
372 Common KVM processor (32 & 64 bit variants)
374 Legacy models just for historical compatibility with ancient QEMU versions.
377 @item @code{486}
378 @item @code{athlon}
379 @item @code{phenom}
380 @item @code{coreduo}
381 @item @code{core2duo}
382 @item @code{n270}
383 @item @code{pentium}
384 @item @code{pentium2}
385 @item @code{pentium3}
387 Various very old x86 CPU models, mostly predating the introduction of
388 hardware assisted virtualization, that should thus not be required for
389 running virtual machines.
390 @end table
392 @node recommendations_cpu_models_MIPS
393 @subsection Supported CPU model configurations on MIPS hosts
395 QEMU supports variety of MIPS CPU models:
397 @menu
398 * cpu_models_MIPS32::               Supported CPU models for MIPS32 hosts
399 * cpu_models_MIPS64::               Supported CPU models for MIPS64 hosts
400 * cpu_models_nanoMIPS::             Supported CPU models for nanoMIPS hosts
401 * preferred_cpu_models_MIPS::       Preferred CPU models for MIPS hosts
402 @end menu
404 @node cpu_models_MIPS32
405 @subsubsection Supported CPU models for MIPS32 hosts
407 The following CPU models are supported for use on MIPS32 hosts. Administrators /
408 applications are recommended to use the CPU model that matches the generation
409 of the host CPUs in use. In a deployment with a mixture of host CPU models
410 between machines, if live migration compatibility is required, use the newest
411 CPU model that is compatible across all desired hosts.
413 @table @option
414 @item @code{mips32r6-generic}
416 MIPS32 Processor (Release 6, 2015)
419 @item @code{P5600}
421 MIPS32 Processor (P5600, 2014)
424 @item @code{M14K}
425 @item @code{M14Kc}
427 MIPS32 Processor (M14K, 2009)
430 @item @code{74Kf}
432 MIPS32 Processor (74K, 2007)
435 @item @code{34Kf}
437 MIPS32 Processor (34K, 2006)
440 @item @code{24Kc}
441 @item @code{24KEc}
442 @item @code{24Kf}
444 MIPS32 Processor (24K, 2003)
447 @item @code{4Kc}
448 @item @code{4Km}
449 @item @code{4KEcR1}
450 @item @code{4KEmR1}
451 @item @code{4KEc}
452 @item @code{4KEm}
454 MIPS32 Processor (4K, 1999)
455 @end table
457 @node cpu_models_MIPS64
458 @subsubsection Supported CPU models for MIPS64 hosts
460 The following CPU models are supported for use on MIPS64 hosts. Administrators /
461 applications are recommended to use the CPU model that matches the generation
462 of the host CPUs in use. In a deployment with a mixture of host CPU models
463 between machines, if live migration compatibility is required, use the newest
464 CPU model that is compatible across all desired hosts.
466 @table @option
467 @item @code{I6400}
469 MIPS64 Processor (Release 6, 2014)
472 @item @code{Loongson-2F}
474 MIPS64 Processor (Loongson 2, 2008)
477 @item @code{Loongson-2E}
479 MIPS64 Processor (Loongson 2, 2006)
482 @item @code{mips64dspr2}
484 MIPS64 Processor (Release 2, 2006)
487 @item @code{MIPS64R2-generic}
488 @item @code{5KEc}
489 @item @code{5KEf}
491 MIPS64 Processor (Release 2, 2002)
494 @item @code{20Kc}
496 MIPS64 Processor (20K, 2000)
499 @item @code{5Kc}
500 @item @code{5Kf}
502 MIPS64 Processor (5K, 1999)
505 @item @code{VR5432}
507 MIPS64 Processor (VR, 1998)
510 @item @code{R4000}
512 MIPS64 Processor (MIPS III, 1991)
513 @end table
515 @node cpu_models_nanoMIPS
516 @subsubsection Supported CPU models for nanoMIPS hosts
518 The following CPU models are supported for use on nanoMIPS hosts. Administrators /
519 applications are recommended to use the CPU model that matches the generation
520 of the host CPUs in use. In a deployment with a mixture of host CPU models
521 between machines, if live migration compatibility is required, use the newest
522 CPU model that is compatible across all desired hosts.
524 @table @option
525 @item @code{I7200}
527 MIPS I7200 (nanoMIPS, 2018)
529 @end table
531 @node preferred_cpu_models_MIPS
532 @subsubsection Preferred CPU models for MIPS hosts
534 The following CPU models are preferred for use on different MIPS hosts:
536 @table @option
537 @item @code{MIPS III}
538 R4000
540 @item @code{MIPS32R2}
541 34Kf
543 @item @code{MIPS64R6}
544 I6400
546 @item @code{nanoMIPS}
547 I7200
548 @end table
550 @node cpu_model_syntax_apps
551 @subsection Syntax for configuring CPU models
553 The example below illustrate the approach to configuring the various
554 CPU models / features in QEMU and libvirt
556 @menu
557 * cpu_model_syntax_qemu::    QEMU command line
558 * cpu_model_syntax_libvirt:: Libvirt guest XML
559 @end menu
561 @node cpu_model_syntax_qemu
562 @subsubsection QEMU command line
564 @table @option
566 @item Host passthrough
568 @example
569    $ qemu-system-x86_64 -cpu host
570 @end example
572 With feature customization:
574 @example
575    $ qemu-system-x86_64 -cpu host,-vmx,...
576 @end example
578 @item Named CPU models
580 @example
581    $ qemu-system-x86_64 -cpu Westmere
582 @end example
584 With feature customization:
586 @example
587    $ qemu-system-x86_64 -cpu Westmere,+pcid,...
588 @end example
590 @end table
592 @node cpu_model_syntax_libvirt
593 @subsubsection Libvirt guest XML
595 @table @option
597 @item Host passthrough
599 @example
600    <cpu mode='host-passthrough'/>
601 @end example
603 With feature customization:
605 @example
606    <cpu mode='host-passthrough'>
607        <feature name="vmx" policy="disable"/>
608        ...
609    </cpu>
610 @end example
612 @item Host model
614 @example
615    <cpu mode='host-model'/>
616 @end example
618 With feature customization:
620 @example
621    <cpu mode='host-model'>
622        <feature name="vmx" policy="disable"/>
623        ...
624    </cpu>
625 @end example
627 @item Named model
629 @example
630    <cpu mode='custom'>
631        <model name="Westmere"/>
632    </cpu>
633 @end example
635 With feature customization:
637 @example
638    <cpu mode='custom'>
639        <model name="Westmere"/>
640        <feature name="pcid" policy="require"/>
641        ...
642    </cpu>
643 @end example
645 @end table
647 @c man end
649 @ignore
651 @setfilename qemu-cpu-models
652 @settitle QEMU / KVM CPU model configuration
654 @c man begin SEEALSO
655 The HTML documentation of QEMU for more precise information and Linux
656 user mode emulator invocation.
657 @c man end
659 @c man begin AUTHOR
660 Daniel P. Berrange
661 @c man end
663 @end ignore