KVM: PPC: Book3S HV: Make sure we don't miss dirty pages

Current, when testing whether a page is dirty (when constructing the
bitmap for the KVM_GET_DIRTY_LOG ioctl), we test the C (changed) bit
in the HPT entries mapping the page, and if it is 0, we consider the
page to be clean.  However, the Power ISA doesn't require processors
to set the C bit to 1 immediately when writing to a page, and in fact
allows them to delay the writeback of the C bit until they receive a
TLB invalidation for the page.  Thus it is possible that the page
could be dirty and we miss it.

Now, if there are vcpus running, this is not serious since the
collection of the dirty log is racy already - some vcpu could dirty
the page just after we check it.  But if there are no vcpus running we
should return definitive results, in case we are in the final phase of
migrating the guest.

Also, if the permission bits in the HPTE don't allow writing, then we
know that no CPU can set C.  If the HPTE was previously writable and
the page was modified, any C bit writeback would have been flushed out
by the tlbie that we did when changing the HPTE to read-only.

Otherwise we need to do a TLB invalidation even if the C bit is 0, and
then check the C bit.

Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@samba.org>
Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: Book3S HV: Fix dirty map for hugepages

The dirty map that we construct for the KVM_GET_DIRTY_LOG ioctl has
one bit per system page (4K/64K).  Currently, we only set one bit in
the map for each HPT entry with the Change bit set, even if the HPT is
for a large page (e.g., 16MB).  Userspace then considers only the
first system page dirty, though in fact the guest may have modified
anywhere in the large page.

To fix this, we make kvm_test_clear_dirty() return the actual number
of pages that are dirty (and rename it to kvm_test_clear_dirty_npages()
to emphasize that that's what it returns).  In kvmppc_hv_get_dirty_log()
we then set that many bits in the dirty map.

Signed-off-by: Alexey Kardashevskiy <aik@ozlabs.ru>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@samba.org>
Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: Book3S HV: Put huge-page HPTEs in rmap chain for base address

Currently, when a huge page is faulted in for a guest, we select the
rmap chain to insert the HPTE into based on the guest physical address
that the guest tried to access.  Since there is an rmap chain for each
system page, there are many rmap chains for the area covered by a huge
page (e.g. 256 for 16MB pages when PAGE_SIZE = 64kB), and the huge-page
HPTE could end up in any one of them.

For consistency, and to make the huge-page HPTEs easier to find, we now
put huge-page HPTEs in the rmap chain corresponding to the base address
of the huge page.

Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@samba.org>
Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: Book3S HV: Fix check for running inside guest in global_invalidates()

The global_invalidates() function contains a check that is intended
to tell whether we are currently executing in the context of a hypercall
issued by the guest.  The reason is that the optimization of using a
local TLB invalidate instruction is only valid in that context.  The
check was testing local_paca->kvm_hstate.kvm_vcore, which gets set
when entering the guest but no longer gets cleared when exiting the
guest.  To fix this, we use the kvm_vcpu field instead, which does
get cleared when exiting the guest, by the kvmppc_release_hwthread()
calls inside kvmppc_run_core().

The effect of having the check wrong was that when kvmppc_do_h_remove()
got called from htab_write() on the destination machine during a
migration, it cleared the current cpu's bit in kvm->arch.need_tlb_flush.
This meant that when the guest started running in the destination VM,
it may miss out on doing a complete TLB flush, and therefore may end
up using stale TLB entries from a previous guest that used the same
LPID value.

This should make migration more reliable.

Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@samba.org>
Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: Book3S: Move KVM_REG_PPC_WORT to an unused register number

Commit b005255e12a3 ("KVM: PPC: Book3S HV: Context-switch new POWER8
SPRs") added a definition of KVM_REG_PPC_WORT with the same register
number as the existing KVM_REG_PPC_VRSAVE (though in fact the
definitions are not identical because of the different register sizes.)

For clarity, this moves KVM_REG_PPC_WORT to the next unused number,
and also adds it to api.txt.

Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@samba.org>
Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: Book3S: Add ONE_REG register names that were missed

Commit 3b7834743f9 ("KVM: PPC: Book3S HV: Reserve POWER8 space in get/set_one_reg") added definitions for several KVM_REG_PPC_* symbols
but missed adding some to api.txt.  This adds them.

Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@samba.org>
Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: Add CAP to indicate hcall fixes

We worked around some nasty KVM magic page hcall breakages:

  1) NX bit not honored, so ignore NX when we detect it
  2) LE guests swizzle hypercall instruction

Without these fixes in place, there's no way it would make sense to expose kvm
hypercalls to a guest. Chances are immensely high it would trip over and break.

So add a new CAP that gives user space a hint that we have workarounds for the
bugs above in place. It can use those as hint to disable PV hypercalls when
the guest CPU is anything POWER7 or higher and the host does not have fixes
in place.

Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: MPIC: Reset IRQ source private members

When we reset the in-kernel MPIC controller, we forget to reset some hidden
state such as destmask and output. This state is usually set when the guest
writes to the IDR register for a specific IRQ line.

To make sure we stay in sync and don't forget hidden state, treat reset of
the IDR register as a simple write of the IDR register. That automatically
updates all the hidden state as well.

Reported-by: Paul Janzen <pcj@pauljanzen.org>
Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: Graciously fail broken LE hypercalls

There are LE Linux guests out there that don't handle hypercalls correctly.
Instead of interpreting the instruction stream from device tree as big endian
they assume it's a little endian instruction stream and fail.

When we see an illegal instruction from such a byte reversed instruction stream,
bail out graciously and just declare every hcall as error.

Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

PPC: ePAPR: Fix hypercall on LE guest

We get an array of instructions from the hypervisor via device tree that
we write into a buffer that gets executed whenever we want to make an
ePAPR compliant hypercall.

However, the hypervisor passes us these instructions in BE order which
we have to manually convert to LE when we want to run them in LE mode.

With this fixup in place, I can successfully run LE kernels with KVM
PV enabled on PR KVM.

Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: BOOK3S: Remove open coded make_dsisr in alignment handler

Use make_dsisr instead of open coding it. This also have
the added benefit of handling alignment interrupt on additional
instructions.

Signed-off-by: Aneesh Kumar K.V <aneesh.kumar@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: BOOK3S: Always use the saved DAR value

Although it's optional, IBM POWER cpus always had DAR value set on
alignment interrupt. So don't try to compute these values.

Signed-off-by: Aneesh Kumar K.V <aneesh.kumar@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

PPC: KVM: Make NX bit available with magic page

Because old kernels enable the magic page and then choke on NXed trampoline
code we have to disable NX by default in KVM when we use the magic page.

However, since commit b18db0b8 we have successfully fixed that and can now
leave NX enabled, so tell the hypervisor about this.

Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: Disable NX for old magic page using guests

Old guests try to use the magic page, but map their trampoline code inside
of an NX region.

Since we can't fix those old kernels, try to detect whether the guest is sane
or not. If not, just disable NX functionality in KVM so that old guests at
least work at all. For newer guests, add a bit that we can set to keep NX
functionality available.

Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: BOOK3S: HV: Add mixed page-size support for guest

On recent IBM Power CPUs, while the hashed page table is looked up using
the page size from the segmentation hardware (i.e. the SLB), it is
possible to have the HPT entry indicate a larger page size.  Thus for
example it is possible to put a 16MB page in a 64kB segment, but since
the hash lookup is done using a 64kB page size, it may be necessary to
put multiple entries in the HPT for a single 16MB page.  This
capability is called mixed page-size segment (MPSS).  With MPSS,
there are two relevant page sizes: the base page size, which is the
size used in searching the HPT, and the actual page size, which is the
size indicated in the HPT entry. [ Note that the actual page size is
always >= base page size ].

We use "ibm,segment-page-sizes" device tree node to advertise
the MPSS support to PAPR guest. The penc encoding indicates whether
we support a specific combination of base page size and actual
page size in the same segment. We also use the penc value in the
LP encoding of HPTE entry.

This patch exposes MPSS support to KVM guest by advertising the
feature via "ibm,segment-page-sizes". It also adds the necessary changes
to decode the base page size and the actual page size correctly from the
HPTE entry.

Signed-off-by: Aneesh Kumar K.V <aneesh.kumar@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: BOOK3S: HV: Prefer CMA region for hash page table allocation

Today when KVM tries to reserve memory for the hash page table it
allocates from the normal page allocator first. If that fails it
falls back to CMA's reserved region. One of the side effects of
this is that we could end up exhausting the page allocator and
get linux into OOM conditions while we still have plenty of space
available in CMA.

This patch addresses this issue by first trying hash page table
allocation from CMA's reserved region before falling back to the normal
page allocator. So if we run out of memory, we really are out of memory.

Signed-off-by: Aneesh Kumar K.V <aneesh.kumar@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: Book3S PR: Expose TM registers

POWER8 introduces transactional memory which brings along a number of new
registers and MSR bits.

Implementing all of those is a pretty big headache, so for now let's at least
emulate enough to make Linux's context switching code happy.

Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: Book3S PR: Expose EBB registers

POWER8 introduces a new facility called the "Event Based Branch" facility.
It contains of a few registers that indicate where a guest should branch to
when a defined event occurs and it's in PR mode.

We don't want to really enable EBB as it will create a big mess with !PR guest
mode while hardware is in PR and we don't really emulate the PMU anyway.

So instead, let's just leave it at emulation of all its registers.

Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: Book3S PR: Expose TAR facility to guest

POWER8 implements a new register called TAR. This register has to be
enabled in FSCR and then from KVM's point of view is mere storage.

This patch enables the guest to use TAR.

Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: Book3S PR: Handle Facility interrupt and FSCR

POWER8 introduced a new interrupt type called "Facility unavailable interrupt"
which contains its status message in a new register called FSCR.

Handle these exits and try to emulate instructions for unhandled facilities.
Follow-on patches enable KVM to expose specific facilities into the guest.

Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: Book3S PR: Emulate TIR register

In parallel to the Processor ID Register (PIR) threaded POWER8 also adds a
Thread ID Register (TIR). Since PR KVM doesn't emulate more than one thread
per core, we can just always expose 0 here.

Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: Book3S PR: Ignore PMU SPRs

When we expose a POWER8 CPU into the guest, it will start accessing PMU SPRs
that we don't emulate. Just ignore accesses to them.

Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: Book3S: Move little endian conflict to HV KVM

With the previous patches applied, we can now successfully use PR KVM on
little endian hosts which means we can now allow users to select it.

However, HV KVM still needs some work, so let's keep the kconfig conflict
on that one.

Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: Book3S PR: Do dcbz32 patching with big endian instructions

When the host CPU we're running on doesn't support dcbz32 itself, but the
guest wants to have dcbz only clear 32 bytes of data, we loop through every
executable mapped page to search for dcbz instructions and patch them with
a special privileged instruction that we emulate as dcbz32.

The only guests that want to see dcbz act as 32byte are book3s_32 guests, so
we don't have to worry about little endian instruction ordering. So let's
just always search for big endian dcbz instructions, also when we're on a
little endian host.

Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: Make shared struct aka magic page guest endian

The shared (magic) page is a data structure that contains often used
supervisor privileged SPRs accessible via memory to the user to reduce
the number of exits we have to take to read/write them.

When we actually share this structure with the guest we have to maintain
it in guest endianness, because some of the patch tricks only work with
native endian load/store operations.

Since we only share the structure with either host or guest in little
endian on book3s_64 pr mode, we don't have to worry about booke or book3s hv.

For booke, the shared struct stays big endian. For book3s_64 hv we maintain
the struct in host native endian, since it never gets shared with the guest.

For book3s_64 pr we introduce a variable that tells us which endianness the
shared struct is in and route every access to it through helper inline
functions that evaluate this variable.

Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: PR: Fill pvinfo hcall instructions in big endian

We expose a blob of hypercall instructions to user space that it gives to
the guest via device tree again. That blob should contain a stream of
instructions necessary to do a hypercall in big endian, as it just gets
passed into the guest and old guests use them straight away.

Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: Book3S PR: PAPR: Access RTAS in big endian

When the guest does an RTAS hypercall it keeps all RTAS variables inside a
big endian data structure.

To make sure we don't have to bother about endianness inside the actual RTAS
handlers, let's just convert the whole structure to host endian before we
call our RTAS handlers and back to big endian when we return to the guest.

Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: Book3S PR: PAPR: Access HTAB in big endian

The HTAB on PPC is always in big endian. When we access it via hypercalls
on behalf of the guest and we're running on a little endian host, we need
to make sure we swap the bits accordingly.

Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: Book3S PR: Default to big endian guest

The default MSR when user space does not define anything should be identical
on little and big endian hosts, so remove MSR_LE from it.

Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: Book3S_64 PR: Access shadow slb in big endian

The "shadow SLB" in the PACA is shared with the hypervisor, so it has to
be big endian. We access the shadow SLB during world switch, so let's make
sure we access it in big endian even when we're on a little endian host.

Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: Book3S_64 PR: Access HTAB in big endian

The HTAB is always big endian. We access the guest's HTAB using
copy_from/to_user, but don't yet take care of the fact that we might
be running on an LE host.

Wrap all accesses to the guest HTAB with big endian accessors.

Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: Book3S_32: PR: Access HTAB in big endian

The HTAB is always big endian. We access the guest's HTAB using
copy_from/to_user, but don't yet take care of the fact that we might
be running on an LE host.

Wrap all accesses to the guest HTAB with big endian accessors.

Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: Book3S: PR: Fix C/R bit setting

Commit 9308ab8e2d made C/R HTAB updates go byte-wise into the target HTAB.
However, it didn't update the guest's copy of the HTAB, but instead the
host local copy of it.

Write to the guest's HTAB instead.

Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>
CC: Paul Mackerras <paulus@samba.org>
Acked-by: Paul Mackerras <paulus@samba.org>

KVM: PPC: BOOK3S: PR: Fix WARN_ON with debug options on

With debug option "sleep inside atomic section checking" enabled we get
the below WARN_ON during a PR KVM boot. This is because upstream now
have PREEMPT_COUNT enabled even if we have preempt disabled. Fix the
warning by adding preempt_disable/enable around floating point and altivec
enable.

WARNING: at arch/powerpc/kernel/process.c:156
Modules linked in: kvm_pr kvm
CPU: 1 PID: 3990 Comm: qemu-system-ppc Tainted: G        W     3.15.0-rc1+ #4
task: c0000000eb85b3a0 ti: c0000000ec59c000 task.ti: c0000000ec59c000
NIP: c000000000015c84 LR: d000000003334644 CTR: c000000000015c00
REGS: c0000000ec59f140 TRAP: 0700   Tainted: G        W      (3.15.0-rc1+)
MSR: 8000000000029032 <SF,EE,ME,IR,DR,RI>  CR: 42000024  XER: 20000000
CFAR: c000000000015c24 SOFTE: 1
GPR00: d000000003334644 c0000000ec59f3c0 c000000000e2fa40 c0000000e2f80000
GPR04: 0000000000000800 0000000000002000 0000000000000001 8000000000000000
GPR08: 0000000000000001 0000000000000001 0000000000002000 c000000000015c00
GPR12: d00000000333da18 c00000000fb80900 0000000000000000 0000000000000000
GPR16: 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000000 00003fffce4e0fa1
GPR20: 0000000000000010 0000000000000001 0000000000000002 00000000100b9a38
GPR24: 0000000000000002 0000000000000000 0000000000000000 0000000000000013
GPR28: 0000000000000000 c0000000eb85b3a0 0000000000002000 c0000000e2f80000
NIP [c000000000015c84] .enable_kernel_fp+0x84/0x90
LR [d000000003334644] .kvmppc_handle_ext+0x134/0x190 [kvm_pr]
Call Trace:
[c0000000ec59f3c0] [0000000000000010] 0x10 (unreliable)
[c0000000ec59f430] [d000000003334644] .kvmppc_handle_ext+0x134/0x190 [kvm_pr]
[c0000000ec59f4c0] [d00000000324b380] .kvmppc_set_msr+0x30/0x50 [kvm]
[c0000000ec59f530] [d000000003337cac] .kvmppc_core_emulate_op_pr+0x16c/0x5e0 [kvm_pr]
[c0000000ec59f5f0] [d00000000324a944] .kvmppc_emulate_instruction+0x284/0xa80 [kvm]
[c0000000ec59f6c0] [d000000003336888] .kvmppc_handle_exit_pr+0x488/0xb70 [kvm_pr]
[c0000000ec59f790] [d000000003338d34] kvm_start_lightweight+0xcc/0xdc [kvm_pr]
[c0000000ec59f960] [d000000003336288] .kvmppc_vcpu_run_pr+0xc8/0x190 [kvm_pr]
[c0000000ec59f9f0] [d00000000324c880] .kvmppc_vcpu_run+0x30/0x50 [kvm]
[c0000000ec59fa60] [d000000003249e74] .kvm_arch_vcpu_ioctl_run+0x54/0x1b0 [kvm]
[c0000000ec59faf0] [d000000003244948] .kvm_vcpu_ioctl+0x478/0x760 [kvm]
[c0000000ec59fcb0] [c000000000224e34] .do_vfs_ioctl+0x4d4/0x790
[c0000000ec59fd90] [c000000000225148] .SyS_ioctl+0x58/0xb0
[c0000000ec59fe30] [c00000000000a1e4] syscall_exit+0x0/0x98

Signed-off-by: Aneesh Kumar K.V <aneesh.kumar@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: BOOK3S: PR: Enable Little Endian PR guest

This patch make sure we inherit the LE bit correctly in different case
so that we can run Little Endian distro in PR mode

Signed-off-by: Aneesh Kumar K.V <aneesh.kumar@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: E500: Add dcbtls emulation

The dcbtls instruction is able to lock data inside the L1 cache.

We don't want to give the guest actual access to hardware cache locks,
as that could influence other VMs on the same system. But we can tell
the guest that its locking attempt failed.

By implementing the instruction we at least don't give the guest a
program exception which it definitely does not expect.

Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: PPC: E500: Ignore L1CSR1_ICFI,ICLFR

The L1 instruction cache control register contains bits that indicate
that we're still handling a request. Mask those out when we set the SPR
so that a read doesn't assume we're still doing something.

Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>

KVM: vmx: DR7 masking on task switch emulation is wrong

The DR7 masking which is done on task switch emulation should be in hex format
(clearing the local breakpoints enable bits 0,2,4 and 6).

Signed-off-by: Nadav Amit <namit@cs.technion.ac.il>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

x86: fix page fault tracing when KVM guest support enabled

I noticed on some of my systems that page fault tracing doesn't
work:

cd /sys/kernel/debug/tracing
echo 1 > events/exceptions/enable
cat trace;
# nothing shows up

I eventually traced it down to CONFIG_KVM_GUEST.  At least in a
KVM VM, enabling that option breaks page fault tracing, and
disabling fixes it.  I tried on some old kernels and this does
not appear to be a regression: it never worked.

There are two page-fault entry functions today.  One when tracing
is on and another when it is off.  The KVM code calls do_page_fault()
directly instead of calling the traced version:

> dotraplinkage void __kprobes
> do_async_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long
> error_code)
> {
>         enum ctx_state prev_state;
>
>         switch (kvm_read_and_reset_pf_reason()) {
>         default:
>                 do_page_fault(regs, error_code);
>                 break;
>         case KVM_PV_REASON_PAGE_NOT_PRESENT:

I'm also having problems with the page fault tracing on bare
metal (same symptom of no trace output).  I'm unsure if it's
related.

Steven had an alternative to this which has zero overhead when
tracing is off where this includes the standard noops even when
tracing is disabled.  I'm unconvinced that the extra complexity
of his apporach:

http://lkml.kernel.org/r/20140508194508.561ed220@gandalf.local.home

is worth it, expecially considering that the KVM code is already
making page fault entry slower here.  This solution is
dirt-simple.

Cc: Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
Cc: x86@kernel.org
Cc: Peter Zijlstra <peterz@infradead.org>
Cc: Gleb Natapov <gleb@redhat.com>
Cc: kvm@vger.kernel.org
Cc: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Signed-off-by: Dave Hansen <dave.hansen@linux.intel.com>
Acked-by: "H. Peter Anvin" <hpa@zytor.com>
Acked-by: Steven Rostedt <rostedt@goodmis.org>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: get CPL from SS.DPL

CS.RPL is not equal to the CPL in the few instructions between
setting CR0.PE and reloading CS.  And CS.DPL is also not equal
to the CPL for conforming code segments.

However, SS.DPL *is* always equal to the CPL except for the weird
case of SYSRET on AMD processors, which sets SS.DPL=SS.RPL from the
value in the STAR MSR, but force CPL=3 (Intel instead forces
SS.DPL=SS.RPL=CPL=3).

So this patch:

- modifies SVM to update the CPL from SS.DPL rather than CS.RPL;
the above case with SYSRET is not broken further, and the way
to fix it would be to pass the CPL to userspace and back

- modifies VMX to always return the CPL from SS.DPL (except
forcing it to 0 if we are emulating real mode via vm86 mode;
in vm86 mode all DPLs have to be 3, but real mode does allow
privileged instructions).  It also removes the CPL cache,
which becomes a duplicate of the SS access rights cache.

This fixes doing KVM_IOCTL_SET_SREGS exactly after setting
CR0.PE=1 but before CS has been reloaded.

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

KVM: x86: check CS.DPL against RPL during task switch

Table 7-1 of the SDM mentions a check that the code segment's
DPL must match the selector's RPL.  This was not done by KVM,
fix it.

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

KVM: x86: drop set_rflags callback

Not needed anymore now that the CPL is computed directly
during task switch.

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

KVM: x86: use new CS.RPL as CPL during task switch

During task switch, all of CS.DPL, CS.RPL, SS.DPL must match (in addition
to all the other requirements) and will be the new CPL.  So far this
worked by carefully setting the CS selector and flag before doing the
task switch; setting CS.selector will already change the CPL.

However, this will not work once we get the CPL from SS.DPL, because
then you will have to set the full segment descriptor cache to change
the CPL.  ctxt->ops->cpl(ctxt) will then return the old CPL during the
task switch, and the check that SS.DPL == CPL will fail.

Temporarily assume that the CPL comes from CS.RPL during task switch
to a protected-mode task.  This is the same approach used in QEMU's
emulation code, which (until version 2.0) manually tracks the CPL.

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

Merge tag 'kvm-s390-20140516' of git://git./linux/kernel/git/kvms390/linux into kvm-next

1. Correct locking for lazy storage key handling
   A test loop with multiple CPUs triggered a race in the lazy storage
   key handling as introduced by commit 934bc131efc3e4be6a52f7dd6c4dbf
   (KVM: s390: Allow skeys to be enabled for the current process). This
   race should not happen with Linux guests, but let's fix it anyway.
   Patch touches !/kvm/ code, but is from the s390 maintainer.

2. Better handling of broken guests
   If we detect a program check loop we stop the guest instead of
   wasting CPU cycles.

3. Better handling on MVPG emulation
   The move page handling is improved to be architecturally correct.

3. Trace point rework
   Let's rework the kvm trace points to have a common header file (for
   later perf usage) and provided a table based instruction decoder.

4. Interpretive execution of SIGP external call
   Let the hardware handle most cases of SIGP external call (IPI) and
   wire up the fixup code for the corner cases.

5. Initial preparations for the IBC facility
   Prepare the code to handle instruction blocking

KVM: s390: split SIE state guest prefix field

This patch splits the SIE state guest prefix at offset 4
into a prefix bit field. Additionally it provides the
access functions:

 - kvm_s390_get_prefix()
 - kvm_s390_set_prefix()

to access the prefix per vcpu.

Signed-off-by: Michael Mueller <mimu@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Acked-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

s390/sclp: add sclp_get_ibc function

The patch adds functionality to retrieve the IBC configuration
by means of function sclp_get_ibc().

Signed-off-by: Michael Mueller <mimu@linux.vnet.ibm.com>
Acked-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Acked-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Acked-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: interpretive execution of SIGP EXTERNAL CALL

If the sigp interpretation facility is installed, most SIGP EXTERNAL CALL
operations will be interpreted instead of intercepted. A partial execution
interception will occurr at the sending cpu only if the target cpu is in the
wait state ("W" bit in the cpuflags set). Instruction interception will only
happen in error cases (e.g. cpu addr invalid).

As a sending cpu might set the external call interrupt pending flags at the
target cpu at every point in time, we can't handle this kind of interrupt using
our kvm interrupt injection mechanism. The injection will be done automatically
by the SIE when preparing the start of the target cpu.

Signed-off-by: David Hildenbrand <dahi@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
CC: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>
[Adopt external call injection to check for sigp interpretion]
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: Use intercept_insn decoder in trace event

The current trace definition doesn't work very well with the perf tool.
Perf shows a "insn_to_mnemonic not found" message. Let's handle the
decoding completely in a parseable format.

Signed-off-by: Alexander Yarygin <yarygin@linux.vnet.ibm.com>
Acked-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: decoder of SIE intercepted instructions

This patch adds a new decoder of SIE intercepted instructions.

The decoder implemented as a macro and potentially can be used in
both kernelspace and userspace.

Note that this simplified instruction decoder is only intended to be
used with the subset of instructions that may cause a SIE intercept.

Signed-off-by: Alexander Yarygin <yarygin@linux.vnet.ibm.com>
Acked-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: Use trace tables from sie.h.

Use the symbolic translation tables from sie.h for decoding diag, sigp
and sie exit codes.

Signed-off-by: Alexander Yarygin <yarygin@linux.vnet.ibm.com>
Acked-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: add sie exit reasons tables

This patch defines tables of reasons for exiting from SIE mode
in a new sie.h header file. Tables contain SIE intercepted codes,
intercepted instructions and program interruptions codes.

Signed-off-by: Alexander Yarygin <yarygin@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: Improved MVPG partial execution handler

Use the new helper function kvm_arch_fault_in_page() for faulting-in
the guest pages and only inject addressing errors when we've really
hit a bad address (and return other error codes to userspace instead).

Signed-off-by: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: Introduce helper function for faulting-in a guest page

Rework the function kvm_arch_fault_in_sync() to become a proper helper
function for faulting-in a guest page. Now it takes the guest address as
a parameter and does not ignore the possible error code from gmap_fault()
anymore (which could cause undetected error conditions before).

Signed-off-by: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: Avoid endless loops of specification exceptions

If the new PSW for program interrupts is invalid, the VM ends up
in an endless loop of specification exceptions. Since there is not
much left we can do in this case, we should better drop to userspace
instead so that the crash can be reported to the user.

Signed-off-by: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: Improve is_valid_psw()

As a program status word is also invalid (and thus generates an
specification exception) if the instruction address is not even,
we should test this in is_valid_psw(), too. This patch also exports
the function so that it becomes available for other parts of the
S390 KVM code as well.

Signed-off-by: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: correct locking for s390_enable_skey

Use the mm semaphore to serialize multiple invocations of s390_enable_skey.
The second CPU faulting on a storage key operation needs to wait for the
completion of the page table update. Taking the mm semaphore writable
has the positive side-effect that it prevents any host faults from
taking place which does have implications on keys vs PGSTE.

Signed-off-by: Martin Schwidefsky <schwidefsky@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: x86: Fix CR3 reserved bits check in long mode

Regression of 346874c9: PAE is set in long mode, but that does not mean
we have valid PDPTRs.

Signed-off-by: Jan Kiszka <jan.kiszka@siemens.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

kvm: x86: emulate monitor and mwait instructions as nop

Treat monitor and mwait instructions as nop, which is architecturally
correct (but inefficient) behavior. We do this to prevent misbehaving
guests (e.g. OS X <= 10.7) from crashing after they fail to check for
monitor/mwait availability via cpuid.

Since mwait-based idle loops relying on these nop-emulated instructions
would keep the host CPU pegged at 100%, do NOT advertise their presence
via cpuid, to prevent compliant guests from using them inadvertently.

Signed-off-by: Gabriel L. Somlo <somlo@cmu.edu>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

kvm/x86: implement hv EOI assist

It seems that it's easy to implement the EOI assist
on top of the PV EOI feature: simply convert the
page address to the format expected by PV EOI.

Notes:
-"No EOI required" is set only if interrupt injected
 is edge triggered; this is true because level interrupts are going
 through IOAPIC which disables PV EOI.
 In any case, if guest triggers EOI the bit will get cleared on exit.
-For migration, set of HV_X64_MSR_APIC_ASSIST_PAGE sets
 KVM_PV_EOI_EN internally, so restoring HV_X64_MSR_APIC_ASSIST_PAGE
 seems sufficient
 In any case, bit is cleared on exit so worst case it's never re-enabled
-no handling of PV EOI data is performed at HV_X64_MSR_EOI write;
 HV_X64_MSR_EOI is a separate optimization - it's an X2APIC
 replacement that lets you do EOI with an MSR and not IO.

Signed-off-by: Michael S. Tsirkin <mst@redhat.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: Mark bit 7 in long-mode PDPTE according to 1GB pages support

In long-mode, bit 7 in the PDPTE is not reserved only if 1GB pages are
supported by the CPU. Currently the bit is considered by KVM as always
reserved.

Signed-off-by: Nadav Amit <namit@cs.technion.ac.il>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: vmx: handle_dr does not handle RSP correctly

The RSP register is not automatically cached, causing mov DR instruction with
RSP to fail.  Instead the regular register accessing interface should be used.

Signed-off-by: Nadav Amit <namit@cs.technion.ac.il>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: nVMX: move vmclear and vmptrld pre-checks to nested_vmx_check_vmptr

Some checks are common to all, and moreover,
according to the spec, the check for whether any bits
beyond the physical address width are set are also
applicable to all of them

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

KVM: nVMX: fail on invalid vmclear/vmptrld pointer

The spec mandates that if the vmptrld or vmclear
address is equal to the vmxon region pointer, the
instruction should fail with error "VMPTRLD with
VMXON pointer" or "VMCLEAR with VMXON pointer"

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

KVM: nVMX: additional checks on vmxon region

Currently, the vmxon region isn't used in the nested case.
However, according to the spec, the vmxon instruction performs
additional sanity checks on this region and the associated
pointer. Modify emulated vmxon to better adhere to the spec
requirements

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

KVM: nVMX: rearrange get_vmx_mem_address

Our common function for vmptr checks (in 2/4) needs to fetch
the memory address

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

Merge tag 'kvm-s390-20140506' of git://git./linux/kernel/git/kvms390/linux into kvm-next

1. Fixes an error return code for the breakpoint setup

2. External interrupt fixes
2.1. Some interrupt conditions like cpu timer or clock comparator
stay pending even after the interrupt is injected. If the external
new PSW is enabled for interrupts this will result in an endless
loop. Usually this indicates a programming error in the guest OS.
Lets detect such situations and go to userspace. We will provide
a QEMU patch that sets the guest in panicked/crashed state to avoid
wasting CPU cycles.
2.2 Resend external interrupts back to the guest if the HW could
not do it.
-

KVM: s390: Fix external interrupt interception

The external interrupt interception can only occur in rare cases, e.g.
when the PSW of the interrupt handler has a bad value. The old handler
for this interception simply ignored these events (except for increasing
the exit_external_interrupt counter), but for proper operation we either
have to inject the interrupts manually or we should drop to userspace in
case of errors.

Signed-off-by: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: David Hildenbrand <dahi@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: Add clock comparator and CPU timer IRQ injection

Add an interface to inject clock comparator and CPU timer interrupts
into the guest. This is needed for handling the external interrupt
interception.

Signed-off-by: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: David Hildenbrand <dahi@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: return -EFAULT if copy_from_user() fails

When copy_from_user() fails, this code returns the number of bytes
remaining instead of a negative error code.  The positive number is
returned to the user but otherwise it is harmless.

Signed-off-by: Dan Carpenter <dan.carpenter@oracle.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: x86: improve the usability of the 'kvm_pio' tracepoint

This patch moves the 'kvm_pio' tracepoint to emulator_pio_in_emulated()
and emulator_pio_out_emulated(), and it adds an argument (a pointer to
the 'pio_data'). A single 8-bit or 16-bit or 32-bit data item is fetched
from 'pio_data' (depending on 'size'), and the value is included in the
trace record ('val'). If 'count' is greater than one, this is indicated
by the string "(...)" in the trace output.

Signed-off-by: Ulrich Obergfell <uobergfe@redhat.com>
Reviewed-by: Xiao Guangrong <xiaoguangrong@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

kvm/irqchip: Speed up KVM_SET_GSI_ROUTING

When starting lots of dataplane devices the bootup takes very long on
Christian's s390 with irqfd patches. With larger setups he is even
able to trigger some timeouts in some components.  Turns out that the
KVM_SET_GSI_ROUTING ioctl takes very long (strace claims up to 0.1 sec)
when having multiple CPUs.  This is caused by the  synchronize_rcu and
the HZ=100 of s390.  By changing the code to use a private srcu we can
speed things up.  This patch reduces the boot time till mounting root
from 8 to 2 seconds on my s390 guest with 100 disks.

Uses of hlist_for_each_entry_rcu, hlist_add_head_rcu, hlist_del_init_rcu
are fine because they do not have lockdep checks (hlist_for_each_entry_rcu
uses rcu_dereference_raw rather than rcu_dereference, and write-sides
do not do rcu lockdep at all).

Note that we're hardly relying on the "sleepable" part of srcu.  We just
want SRCU's faster detection of grace periods.

Testing was done by Andrew Theurer using netperf tests STREAM, MAERTS
and RR.  The difference between results "before" and "after" the patch
has mean -0.2% and standard deviation 0.6%.  Using a paired t-test on the
data points says that there is a 2.5% probability that the patch is the
cause of the performance difference (rather than a random fluctuation).

(Restricting the t-test to RR, which is the most likely to be affected,
changes the numbers to respectively -0.3% mean, 0.7% stdev, and 8%
probability that the numbers actually say something about the patch.
The probability increases mostly because there are fewer data points).

Cc: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>
Cc: Michael S. Tsirkin <mst@redhat.com>
Tested-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com> # s390
Reviewed-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

Merge tag 'kvm-s390-20140429' of git://git./linux/kernel/git/kvms390/linux into kvm-next

1. Guest handling fixes
The handling of MVPG, PFMF and Test Block is fixed to better follow
the architecture. None of these fixes is critical for any current
Linux guests, but let's play safe.

2. Optimization for single CPU guests
We can enable the IBS facility if only one VCPU is running (!STOPPED
state). We also enable this optimization for guest > 1 VCPU as soon
as all but one VCPU is in stopped state. Thus will help guests that
have tools like cpuplugd (from s390-utils) that do dynamic offline/
online of CPUs.

3. NOTES
There is one non-s390 change in include/linux/kvm_host.h that
introduces 2 defines for VCPU requests:
define KVM_REQ_ENABLE_IBS        23
define KVM_REQ_DISABLE_IBS       24

KVM: x86: expose invariant tsc cpuid bit (v2)

Invariant TSC is a property of TSC, no additional
support code necessary.

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

KVM: s390: enable IBS for single running VCPUs

This patch enables the IBS facility when a single VCPU is running.
The facility is dynamically turned on/off as soon as other VCPUs
enter/leave the stopped state.

When this facility is operating, some instructions can be executed
faster for single-cpu guests.

Signed-off-by: David Hildenbrand <dahi@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: Dominik Dingel <dingel@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: introduce kvm_s390_vcpu_{start,stop}

This patch introduces two new functions to set/clear the CPUSTAT_STOPPED bit and
makes use of it at all applicable places. These functions prepare the additional
execution of code when starting/stopping a vcpu.

The CPUSTAT_STOPPED bit should not be touched outside of these functions.

Signed-off-by: David Hildenbrand <dahi@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: Add low-address protection to TEST BLOCK

TEST BLOCK is also subject to the low-address protection, so we need
to check the destination address in our handler.

Signed-off-by: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: Fixes for PFMF

Add a check for low-address protection to the PFMF handler and
convert real-addresses to absolute if necessary, as it is defined
in the Principles of Operations specification.

Signed-off-by: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: Add a function for checking the low-address protection

The s390 architecture has a special protection mechanism that can
be used to prevent write access to the vital data in the low-core
memory area. This patch adds a new helper function that can be used
to check for such write accesses and in case of protection, it also
sets up the exception data accordingly.

Signed-off-by: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: Handle MVPG partial execution interception

When the guest executes the MVPG instruction with DAT disabled,
and the source or destination page is not mapped in the host,
the so-called partial execution interception occurs. We need to
handle this event by setting up a mapping for the corresponding
user pages.

Signed-off-by: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: async_pf: change async_pf_execute() to use get_user_pages(tsk => NULL)

async_pf_execute() passes tsk == current to gup(), this is doesn't
hurt but unnecessary and misleading. "tsk" is only used to account
the number of faults and current is the random workqueue thread.

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

KVM: async_pf: kill the unnecessary use_mm/unuse_mm async_pf_execute()

async_pf_execute() has no reasons to adopt apf->mm, gup(current, mm)
should work just fine even if current has another or NULL ->mm.

Recently kvm_async_page_present_sync() was added insedie the "use_mm"
section, but it seems that it doesn't need current->mm too.

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

KVM: MMU: flush tlb out of mmu lock when write-protect the sptes

Now we can flush all the TLBs out of the mmu lock without TLB corruption when
write-proect the sptes, it is because:
- we have marked large sptes readonly instead of dropping them that means we
  just change the spte from writable to readonly so that we only need to care
  the case of changing spte from present to present (changing the spte from
  present to nonpresent will flush all the TLBs immediately), in other words,
  the only case we need to care is mmu_spte_update()

- in mmu_spte_update(), we haved checked
  SPTE_HOST_WRITEABLE | PTE_MMU_WRITEABLE instead of PT_WRITABLE_MASK, that
  means it does not depend on PT_WRITABLE_MASK anymore

Acked-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>
Signed-off-by: Xiao Guangrong <xiaoguangrong@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: MMU: flush tlb if the spte can be locklessly modified

Relax the tlb flush condition since we will write-protect the spte out of mmu
lock. Note lockless write-protection only marks the writable spte to readonly
and the spte can be writable only if both SPTE_HOST_WRITEABLE and
SPTE_MMU_WRITEABLE are set (that are tested by spte_is_locklessly_modifiable)

This patch is used to avoid this kind of race:

      VCPU 0                         VCPU 1
lockless wirte protection:
      set spte.w = 0
                                 lock mmu-lock

                                 write protection the spte to sync shadow page,
                                 see spte.w = 0, then without flush tlb

 unlock mmu-lock

                                 !!! At this point, the shadow page can still be
                                     writable due to the corrupt tlb entry
     Flush all TLB

Reviewed-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>
Signed-off-by: Xiao Guangrong <xiaoguangrong@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: MMU: lazily drop large spte

Currently, kvm zaps the large spte if write-protected is needed, the later
read can fault on that spte. Actually, we can make the large spte readonly
instead of making them un-present, the page fault caused by read access can
be avoided

The idea is from Avi:
| As I mentioned before, write-protecting a large spte is a good idea,
| since it moves some work from protect-time to fault-time, so it reduces
| jitter.  This removes the need for the return value.

This version has fixed the issue reported in 6b73a9606, the reason of that
issue is that fast_page_fault() directly sets the readonly large spte to
writable but only dirty the first page into the dirty-bitmap that means
other pages are missed. Fixed it by only the normal sptes (on the
PT_PAGE_TABLE_LEVEL level) can be fast fixed

Reviewed-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>
Signed-off-by: Xiao Guangrong <xiaoguangrong@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: MMU: properly check last spte in fast_page_fault()

Using sp->role.level instead of @level since @level is not got from the
page table hierarchy

There is no issue in current code since the fast page fault currently only
fixes the fault caused by dirty-log that is always on the last level
(level = 1)

This patch makes the code more readable and avoids potential issue in the
further development

Reviewed-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>
Signed-off-by: Xiao Guangrong <xiaoguangrong@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

Revert "KVM: Simplify kvm->tlbs_dirty handling"

This reverts commit 5befdc385ddb2d5ae8995ad89004529a3acf58fc.

Since we will allow flush tlb out of mmu-lock in the later
patch

Signed-off-by: Xiao Guangrong <xiaoguangrong@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: x86: Processor mode may be determined incorrectly

If EFER.LMA is off, cs.l does not determine execution mode.
Currently, the emulation engine assumes differently.

Signed-off-by: Nadav Amit <namit@cs.technion.ac.il>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: x86: IN instruction emulation should ignore REP-prefix

The IN instruction is not be affected by REP-prefix as INS is.  Therefore, the
emulation should ignore the REP prefix as well.  The current emulator
implementation tries to perform writeback when IN instruction with REP-prefix
is emulated. This causes it to perform wrong memory write or spurious #GP
exception to be injected to the guest.

Signed-off-by: Nadav Amit <namit@cs.technion.ac.il>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: x86: Fix CR3 reserved bits

According to Intel specifications, PAE and non-PAE does not have any reserved
bits.  In long-mode, regardless to PCIDE, only the high bits (above the
physical address) are reserved.

Signed-off-by: Nadav Amit <namit@cs.technion.ac.il>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: x86: Fix wrong/stuck PMU when guest does not use PMI

If a guest enables a performance counter but does not enable PMI, the
hypervisor currently does not reprogram the performance counter once it
overflows.  As a result the host performance counter is kept with the original
sampling period which was configured according to the value of the guest's
counter when the counter was enabled.

Such behaviour can cause very bad consequences. The most distrubing one can
cause the guest not to make any progress at all, and keep exiting due to host
PMI before any guest instructions is exeucted. This situation occurs when the
performance counter holds a very high value when the guest enables the
performance counter. As a result the host's sampling period is configured to be
very short. The host then never reconfigures the sampling period and get stuck
at entry->PMI->exit loop. We encountered such a scenario in our experiments.

The solution is to reprogram the counter even if the guest does not use PMI.

Signed-off-by: Nadav Amit <namit@cs.technion.ac.il>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: nVMX: Advertise support for interrupt acknowledgement

Some Type 1 hypervisors such as XEN won't enable VMX without it present

Signed-off-by: Bandan Das <bsd@redhat.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: nVMX: Ack and write vector info to intr_info if L1 asks us to

This feature emulates the "Acknowledge interrupt on exit" behavior.
We can safely emulate it for L1 to run L2 even if L0 itself has it
disabled (to run L1).

Signed-off-by: Bandan Das <bsd@redhat.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: nVMX: Don't advertise single context invalidation for invept

For single context invalidation, we fall through to global
invalidation in handle_invept() except for one case - when
the operand supplied by L1 is different from what we have in
vmcs12. However, typically hypervisors will only call invept
for the currently loaded eptp, so the condition will
never be true.

Signed-off-by: Bandan Das <bsd@redhat.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: VMX: Advance rip to after an ICEBP instruction

When entering an exception after an ICEBP, the saved instruction
pointer should point to after the instruction.

This fixes the bug here: https://bugs.launchpad.net/qemu/+bug/1119686

Signed-off-by: Huw Davies <huw@codeweavers.com>
Reviewed-by: Jan Kiszka <jan.kiszka@siemens.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

Merge tag 'kvm-s390-20140422' of git://git./linux/kernel/git/kvms390/linux into queue

Lazy storage key handling
-------------------------
Linux does not use the ACC and F bits of the storage key. Newer Linux
versions also do not use the storage keys for dirty and reference
tracking. We can optimize the guest handling for those guests for faults
as well as page-in and page-out by simply not caring about the guest
visible storage key. We trap guest storage key instruction to enable
those keys only on demand.

Migration bitmap

Until now s390 never provided a proper dirty bitmap.  Let's provide a
proper migration bitmap for s390. We also change the user dirty tracking
to a fault based mechanism. This makes the host completely independent
from the storage keys. Long term this will allow us to back guest memory
with large pages.

per-VM device attributes
------------------------
To avoid the introduction of new ioctls, let's provide the
attribute semanantic also on the VM-"device".

Userspace controlled CMMA
-------------------------
The CMMA assist is changed from "always on" to "on if requested" via
per-VM device attributes. In addition a callback to reset all usage
states is provided.

Proper guest DAT handling for intercepts
----------------------------------------
While instructions handled by SIE take care of all addressing aspects,
KVM/s390 currently does not care about guest address translation of
intercepts. This worked out fine, because
- the s390 Linux kernel has a 1:1 mapping between kernel virtual<->real
 for all pages up to memory size
- intercepts happen only for a small amount of cases
- all of these intercepts happen to be in the kernel text for current
  distros

Of course we need to be better for other intercepts, kernel modules etc.
We provide the infrastructure and rework all in-kernel intercepts to work
on logical addresses (paging etc) instead of real ones. The code has
been running internally for several months now, so it is time for going
public.

GDB support
-----------
We provide breakpoints, single stepping and watchpoints.

Fixes/Cleanups
--------------
- Improve program check delivery
- Factor out the handling of transactional memory  on program checks
- Use the existing define __LC_PGM_TDB
- Several cleanups in the lowcore structure
- Documentation

NOTES
-----
- All patches touching base s390 are either ACKed or written by the s390
  maintainers
- One base KVM patch "KVM: add kvm_is_error_gpa() helper"
- One patch introduces the notion of VM device attributes

Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>
Conflicts:
include/uapi/linux/kvm.h

KVM: s390: Factor out handle_itdb to handle TX aborts

Factor out the new function handle_itdb(), which copies the ITDB into
guest lowcore to fully handle a TX abort.

Signed-off-by: Michael Mueller <mimu@linux.vnet.ibm.com>
Acked-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: replace TDB_ADDR by __LC_PGM_TDB

The generically assembled low core labels already contain the
address for the TDB.

Signed-off-by: Michael Mueller <mimu@linux.vnet.ibm.com>
Acked-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: Drop pending interrupts on guest exit

On hard exits (abort, sigkill) we have have some kvm_s390_interrupt_info
structures hanging around. Delete those on exit to avoid memory leaks.

Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
CC: stable@vger.kernel.org
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>

KVM: s390: no timer interrupts when single-stepping a guest

When a guest is single-stepped, we want to disable timer interrupts. Otherwise,
the guest will continuously execute the external interrupt handler and make
debugging of code where timer interrupts are enabled almost impossible.

The delivery of timer interrupts can be enforced in such sections by setting a
breakpoint and continuing execution.

In order to disable timer interrupts, they are disabled in the control register
of the guest just before SIE entry and are suppressed in the interrupt
check/delivery methods.

Signed-off-by: David Hildenbrand <dahi@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: move timer interrupt checks into own functions

This patch moves the checks for enabled timer (clock-comparator) interrupts and pending
timer interrupts into own functions, making the code better readable and easier to
maintain.

The method kvm_cpu_has_pending_timer is filled with life.

Signed-off-by: David Hildenbrand <dahi@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>