KVM: VMX: add module parameter to avoid trapping HLT instructions (v5)

In certain use-cases, we want to allocate guests fixed time slices where idle
guest cycles leave the machine idling.  There are many approaches to achieve
this but the most direct is to simply avoid trapping the HLT instruction which
lets the guest directly execute the instruction putting the processor to sleep.

Introduce this as a module-level option for kvm-vmx.ko since if you do this
for one guest, you probably want to do it for all.

Signed-off-by: Anthony Liguori <aliguori@us.ibm.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: SVM: Implement Flush-By-Asid feature

This patch adds the new flush-by-asid of upcoming AMD
processors to the KVM-AMD module.

Signed-off-by: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: SVM: Use svm_flush_tlb instead of force_new_asid

This patch replaces all calls to force_new_asid which are
intended to flush the guest-tlb by the more appropriate
function svm_flush_tlb. As a side-effect the force_new_asid
function is removed.

Signed-off-by: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: SVM: Remove flush_guest_tlb function

This function is unused and there is svm_flush_tlb which
does the same. So this function can be removed.

Signed-off-by: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: MMU: retry #PF for softmmu

Retry #PF for softmmu only when the current vcpu has the same cr3 as the time
when #PF occurs

Signed-off-by: Xiao Guangrong <xiaoguangrong@cn.fujitsu.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: MMU: fix accessed bit set on prefault path

Retry #PF is the speculative path, so don't set the accessed bit

Signed-off-by: Xiao Guangrong <xiaoguangrong@cn.fujitsu.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: MMU: rename 'no_apf' to 'prefault'

It's the speculative path if 'no_apf = 1' and we will specially handle this
speculative path in the later patch, so 'prefault' is better to fit the sense.

Signed-off-by: Xiao Guangrong <xiaoguangrong@cn.fujitsu.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: SVM: Add clean-bit for LBR state

This patch implements the clean-bit for all LBR related
state. This includes the debugctl, br_from, br_to,
last_excp_from, and last_excp_to msrs.

Signed-off-by: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: SVM: Add clean-bit for CR2 register

This patch implements the clean-bit for the cr2 register in
the vmcb.

Signed-off-by: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: SVM: Add clean-bit for Segements and CPL

This patch implements the clean-bit defined for the cs, ds,
ss, an es segemnts and the current cpl saved in the vmcb.

Signed-off-by: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: SVM: Add clean-bit for GDT and IDT

This patch implements the clean-bit for the base and limit
of the gdt and idt in the vmcb.

Signed-off-by: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: SVM: Add clean-bit for DR6 and DR7

This patch implements the clean-bit for the dr6 and dr7
debug registers in the vmcb.

Signed-off-by: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: SVM: Add clean-bit for control registers

This patch implements the CRx clean-bit for the vmcb. This
bit covers cr0, cr3, cr4, and efer.

Signed-off-by: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: SVM: Add clean-bit for NPT state

This patch implements the clean-bit for all nested paging
related state in the vmcb.

Signed-off-by: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: SVM: Add clean-bit for interrupt state

This patch implements the clean-bit for all interrupt
related state in the vmcb. This corresponds to vmcb offset
0x60-0x67.

Signed-off-by: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: SVM: Add clean-bit for the ASID

This patch implements the clean-bit for the asid in the
vmcb.

Signed-off-by: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: SVM: Add clean-bit for IOPM_BASE and MSRPM_BASE

This patch adds the clean bit for the physical addresses of
the MSRPM and the IOPM. It does not need to be set in the
code because the only place where these values are changed
is the nested-svm vmrun and vmexit path. These functions
already mark the complete VMCB as dirty.

Signed-off-by: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: SVM: Add clean-bit for intercetps, tsc-offset and pause filter count

This patch adds the clean-bit for intercepts-vectors, the
TSC offset and the pause-filter count to the appropriate
places. The IO and MSR permission bitmaps are not subject to
this bit.

Signed-off-by: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: SVM: Add clean-bits infrastructure code

This patch adds the infrastructure for the implementation of
the individual clean-bits.

Signed-off-by: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: MMU: Avoid dropping accessed bit while removing write access

One more "KVM: MMU: Don't drop accessed bit while updating an spte."

Sptes are accessed by both kvm and hardware.
This patch uses update_spte() to fix the way of removing write access.

Signed-off-by: Takuya Yoshikawa <yoshikawa.takuya@oss.ntt.co.jp>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: VMX: Return 0 from a failed VMREAD

If we execute VMREAD during reboot we'll just skip over it.  Instead of
returning garbage, return 0, which has a much smaller chance of confusing
the code.  Otherwise we risk a flood of debug printk()s which block the
reboot process if a serial console or netconsole is enabled.

Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: Don't spin on virt instruction faults during reboot

Since vmx blocks INIT signals, we disable virtualization extensions during
reboot.  This leads to virtualization instructions faulting; we trap these
faults and spin while the reboot continues.

Unfortunately spinning on a non-preemptible kernel may block a task that
reboot depends on; this causes the reboot to hang.

Fix by skipping over the instruction and hoping for the best.

Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: SVM: Use get_host_vmcb function in svm_get_msr for TSC

This patch replaces the open-coded vmcb-selection for the
TSC calculation with the new get_host_vmcb helper function
introduced in this patchset.

Signed-off-by: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: SVM: Add manipulation functions for misc intercepts

This patch wraps changes to the misc intercepts of SVM
into seperate functions to abstract nested-svm better and
prepare the implementation of the vmcb-clean-bits feature.

Signed-off-by: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: SVM: Add manipulation functions for exception intercepts

This patch wraps changes to the exception intercepts of SVM
into seperate functions to abstract nested-svm better and
prepare the implementation of the vmcb-clean-bits feature.

Signed-off-by: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: SVM: Add manipulation functions for DRx intercepts

This patch wraps changes to the DRx intercepts of SVM into
seperate functions to abstract nested-svm better and prepare
the implementation of the vmcb-clean-bits feature.

Signed-off-by: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: SVM: Add manipulation functions for CRx intercepts

This patch wraps changes to the CRx intercepts of SVM into
seperate functions to abstract nested-svm better and prepare
the implementation of the vmcb-clean-bits feature.

Signed-off-by: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: SVM: Add function to recalculate intercept masks

This patch adds a function to recalculate the effective
intercepts masks when the vcpu is in guest-mode and either
the host or the guest intercept masks change.

Signed-off-by: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: X86: Don't report L2 emulation failures to user-space

This patch prevents that emulation failures which result
from emulating an instruction for an L2-Guest results in
being reported to userspace.
Without this patch a malicious L2-Guest would be able to
kill the L1 by triggering a race-condition between an vmexit
and the instruction emulator.
With this patch the L2 will most likely only kill itself in
this situation.

Signed-off-by: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: SVM: Make Use of the generic guest-mode functions

This patch replaces the is_nested logic in the SVM module
with the generic notion of guest-mode.

Signed-off-by: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: X86: Introduce generic guest-mode representation

This patch introduces a generic representation of guest-mode
fpr a vcpu. This currently only exists in the SVM code.
Having this representation generic will help making the
non-svm code aware of nesting when this is necessary.

Signed-off-by: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: Pull extra page fault information into struct x86_exception

Currently page fault cr2 and nesting infomation are carried outside
the fault data structure.  Instead they are placed in the vcpu struct,
which results in confusion as global variables are manipulated instead
of passing parameters.

Fix this issue by adding address and nested fields to struct x86_exception,
so this struct can carry all information associated with a fault.

Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>
Tested-by: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
Tested-by: Gleb Natapov <gleb@redhat.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: Push struct x86_exception into walk_addr()

Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: Push struct x86_exception info the various gva_to_gpa variants

Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: x86 emulator: simplify exception generation

Immediately after we generate an exception, we want a X86EMUL_PROPAGATE_FAULT
constant, so return it from the generation functions.

Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: x86 emulator: tighen up ->read_std() and ->write_std() error checks

Instead of checking for X86EMUL_PROPAGATE_FAULT, check for any error,
making the callers more reliable.

Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: x86 emulator: drop dead pf injection in emulate_popf()

If rc == X86EMUL_PROPAGATE_FAULT, we would have returned earlier.

Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: x86 emulator: make emulator memory callbacks return full exception

This way, they can return #GP, not just #PF.

Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: x86 emulator: introduce struct x86_exception to communicate faults

Introduce a structure that can contain an exception to be passed back
to main kvm code.

Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: MMU: delay flush all tlbs on sync_page path

Quote from Avi:
| I don't think we need to flush immediately; set a "tlb dirty" bit somewhere
| that is cleareded when we flush the tlb.  kvm_mmu_notifier_invalidate_page()
| can consult the bit and force a flush if set.

Signed-off-by: Xiao Guangrong <xiaoguangrong@cn.fujitsu.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: MMU: abstract invalid guest pte mapping

Introduce a common function to map invalid gpte

Signed-off-by: Xiao Guangrong <xiaoguangrong@cn.fujitsu.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: MMU: remove 'clear_unsync' parameter

Remove it since we can judge it by using sp->unsync

Signed-off-by: Xiao Guangrong <xiaoguangrong@cn.fujitsu.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: MMU: rename 'reset_host_protection' to 'host_writable'

Rename it to fit its sense better

Signed-off-by: Lai Jiangshan <laijs@cn.fujitsu.com>
Signed-off-by: Xiao Guangrong <xiaoguangrong@cn.fujitsu.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: MMU: don't drop spte if overwrite it from W to RO

We just need flush tlb if overwrite a writable spte with a read-only one.

And we should move this operation to set_spte() for sync_page path

Signed-off-by: Xiao Guangrong <xiaoguangrong@cn.fujitsu.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: MMU: fix forgot flush tlbs on sync_page path

We should flush all tlbs after drop spte on sync_page path since

Quote from Avi:
| sync_page
| drop_spte
| kvm_mmu_notifier_invalidate_page
| kvm_unmap_rmapp
| spte doesn't exist -> no flush
| page is freed
| guest can write into freed page?

KVM-Stable-Tag.
Signed-off-by: Xiao Guangrong <xiaoguangrong@cn.fujitsu.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: PPC: Fix compile warning

KVM compilation fails with the following warning:

include/linux/kvm_host.h: In function 'kvm_irq_routing_update':
include/linux/kvm_host.h:679:2: error: 'struct kvm' has no member named 'irq_routing'

That function is only used and reasonable to have on systems that implement
an in-kernel interrupt chip. PPC doesn't.

Fix by #ifdef'ing it out when no irqchip is available.

Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: Add instruction-set-specific exit qualifications to kvm_exit trace

The exit reason alone is insufficient to understand exactly why an exit
occured; add ISA-specific trace parameters for additional information.

Because fetching these parameters is expensive on vmx, and because these
parameters are fetched even if tracing is disabled, we fetch the
parameters via a callback instead of as traditional trace arguments.

Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: Record instruction set in kvm_exit tracepoint

exit_reason's meaning depend on the instruction set; record it so a trace
taken on one machine can be interpreted on another.

Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: fast-path msi injection with irqfd

Store irq routing table pointer in the irqfd object,
and use that to inject MSI directly without bouncing out to
a kernel thread.

While we touch this structure, rearrange irqfd fields to make fastpath
better packed for better cache utilization.

This also adds some comments about locking rules and rcu usage in code.

Some notes on the design:
- Use pointer into the rt instead of copying an entry,
  to make it possible to use rcu, thus side-stepping
  locking complexities.  We also save some memory this way.
- Old workqueue code is still used for level irqs.
  I don't think we DTRT with level anyway, however,
  it seems easier to keep the code around as
  it has been thought through and debugged, and fix level later than
  rip out and re-instate it later.

Signed-off-by: Michael S. Tsirkin <mst@redhat.com>
Acked-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>
Acked-by: Gregory Haskins <ghaskins@novell.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: VMX: Fold __vmx_vcpu_run() into vmx_vcpu_run()

cea15c2 ("KVM: Move KVM context switch into own function") split vmx_vcpu_run()
to prevent multiple copies of the context switch from being generated (causing
problems due to a label).  This patch folds them back together again and adds
the __noclone attribute to prevent the label from being duplicated.

Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: x86 emulator: do not perform address calculations on linear addresses

Linear addresses are supposed to already have segment checks performed on them;
if we play with these addresses the checks become invalid.

Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: x86 emulator: preserve an operand's segment identity

Currently the x86 emulator converts the segment register associated with
an operand into a segment base which is added into the operand address.
This loss of information results in us not doing segment limit checks properly.

Replace struct operand's addr.mem field by a segmented_address structure
which holds both the effetive address and segment.  This will allow us to
do the limit check at the point of access.

Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: x86 emulator: drop DPRINTF()

Failed emulation is reported via a tracepoint; the cmps printk is pointless.

Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: x86 emulator: drop unused #ifndef __KERNEL__

Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: VMX: Inform user about INTEL_TXT dependency

Inform user to either disable TXT in the BIOS or do TXT launch
with tboot before enabling KVM since some BIOSes do not set
FEATURE_CONTROL_VMXON_ENABLED_OUTSIDE_SMX bit when TXT is enabled.

Signed-off-by: Shane Wang <shane.wang@intel.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: rename hardware_[dis|en]able() to *_nolock() and add locking wrappers

The naming convension of hardware_[dis|en]able family is little bit confusing
because only hardware_[dis|en]able_all are using _nolock suffix.

Renaming current hardware_[dis|en]able() to *_nolock() and using
hardware_[dis|en]able() as wrapper functions which take kvm_lock for them
reduces extra confusion.

Signed-off-by: Takuya Yoshikawa <yoshikawa.takuya@oss.ntt.co.jp>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: take kvm_lock for hardware_disable() during cpu hotplug

In kvm_cpu_hotplug(), only CPU_STARTING case is protected by kvm_lock.
This patch adds missing protection for CPU_DYING case.

Signed-off-by: Takuya Yoshikawa <yoshikawa.takuya@oss.ntt.co.jp>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: MMU: don't mark spte notrap if reserved bit set

If reserved bit is set, we need inject the #PF with PFEC.RSVD=1,
but shadow_notrap_nonpresent_pte injects #PF with PFEC.RSVD=0 only

Signed-off-by: Xiao Guangrong <xiaoguangrong@cn.fujitsu.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: Document device assigment API

Adds API documentation for KVM_[DE]ASSIGN_PCI_DEVICE,
KVM_[DE]ASSIGN_DEV_IRQ, KVM_SET_GSI_ROUTING, KVM_ASSIGN_SET_MSIX_NR, and
KVM_ASSIGN_SET_MSIX_ENTRY.

Acked-by: Alex Williamson <alex.williamson@redhat.com>
Acked-by: Michael S. Tsirkin <mst@redhat.com>
Signed-off-by: Jan Kiszka <jan.kiszka@siemens.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: Clean up kvm_vm_ioctl_assigned_device

Any arch not supporting device assigment will also not build
assigned-dev.c. So testing for KVM_CAP_DEVICE_DEASSIGNMENT is pointless.
KVM_CAP_ASSIGN_DEV_IRQ is unconditinally set. Moreover, add a default
case for dispatching the ioctl.

Acked-by: Alex Williamson <alex.williamson@redhat.com>
Acked-by: Michael S. Tsirkin <mst@redhat.com>
Signed-off-by: Jan Kiszka <jan.kiszka@siemens.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: Save/restore state of assigned PCI device

The guest may change states that pci_reset_function does not touch. So
we better save/restore the assigned device across guest usage.

Acked-by: Alex Williamson <alex.williamson@redhat.com>
Acked-by: Michael S. Tsirkin <mst@redhat.com>
Signed-off-by: Jan Kiszka <jan.kiszka@siemens.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: Refactor IRQ names of assigned devices

Cosmetic change, but it helps to correlate IRQs with PCI devices.

Acked-by: Alex Williamson <alex.williamson@redhat.com>
Acked-by: Michael S. Tsirkin <mst@redhat.com>
Signed-off-by: Jan Kiszka <jan.kiszka@siemens.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: Switch assigned device IRQ forwarding to threaded handler

This improves the IRQ forwarding for assigned devices: By using the
kernel's threaded IRQ scheme, we can get rid of the latency-prone work
queue and simplify the code in the same run.

Moreover, we no longer have to hold assigned_dev_lock while raising the
guest IRQ, which can be a lenghty operation as we may have to iterate
over all VCPUs. The lock is now only used for synchronizing masking vs.
unmasking of INTx-type IRQs, thus is renames to intx_lock.

Acked-by: Alex Williamson <alex.williamson@redhat.com>
Acked-by: Michael S. Tsirkin <mst@redhat.com>
Signed-off-by: Jan Kiszka <jan.kiszka@siemens.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: Clear assigned guest IRQ on release

When we deassign a guest IRQ, clear the potentially asserted guest line.
There might be no chance for the guest to do this, specifically if we
switch from INTx to MSI mode.

Acked-by: Alex Williamson <alex.williamson@redhat.com>
Acked-by: Michael S. Tsirkin <mst@redhat.com>
Signed-off-by: Jan Kiszka <jan.kiszka@siemens.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: Mask KVM_GET_SUPPORTED_CPUID data with Linux cpuid info

This allows Linux to mask cpuid bits if, for example, nx is enabled on only
some cpus.

Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: SVM: Replace svm_has() by standard Linux cpuid accessors

Instead of querying cpuid directly, use the Linux accessors (boot_cpu_has,
etc.).  This allows the things like the clearcpuid kernel command line to
work (when it's fixed wrt scattered cpuid bits).

Acked-by: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: MMU: fix apf prefault if nested guest is enabled

If apf is generated in L2 guest and is completed in L1 guest, it will
prefault this apf in L1 guest's mmu context.

Signed-off-by: Xiao Guangrong <xiaoguangrong@cn.fujitsu.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: MMU: support apf for nonpaing guest

Let's support apf for nonpaing guest

Signed-off-by: Xiao Guangrong <xiaoguangrong@cn.fujitsu.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: MMU: clear apfs if page state is changed

If CR0.PG is changed, the page fault cann't be avoid when the prefault address
is accessed later

And it also fix a bug: it can retry a page enabled #PF in page disabled context
if mmu is shadow page

This idear is from Gleb Natapov

Signed-off-by: Xiao Guangrong <xiaoguangrong@cn.fujitsu.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: MMU: fix missing post sync audit

Add AUDIT_POST_SYNC audit for long mode shadow page

Signed-off-by: Xiao Guangrong <xiaoguangrong@cn.fujitsu.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: Clean up vm creation and release

IA64 support forces us to abstract the allocation of the kvm structure.
But instead of mixing this up with arch-specific initialization and
doing the same on destruction, split both steps. This allows to move
generic destruction calls into generic code.

It also fixes error clean-up on failures of kvm_create_vm for IA64.

Signed-off-by: Jan Kiszka <jan.kiszka@siemens.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: x86: Makefile clean up

Changed makefile to use the ccflags-y option instead of EXTRA_CFLAGS.

Signed-off-by: Tracey Dent <tdent48227@gmail.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: remove unused function declaration

Remove the declaration of kvm_mmu_set_base_ptes()

Signed-off-by: Xiao Guangrong <xiaoguangrong@cn.fujitsu.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: Refactor srcu struct release on early errors

Signed-off-by: Jan Kiszka <jan.kiszka@siemens.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: VMX: Disallow NMI while blocked by STI

While not mandated by the spec, Linux relies on NMI being blocked by an
IF-enabling STI.  VMX also refuses to enter a guest in this state, at
least on some implementations.

Disallow NMI while blocked by STI by checking for the condition, and
requesting an interrupt window exit if it occurs.

Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: fix the race while wakeup all pv guest

In kvm_async_pf_wakeup_all(), we add a dummy apf to vcpu->async_pf.done
without holding vcpu->async_pf.lock, it will break if we are handling apfs
at this time.

Also use 'list_empty_careful()' instead of 'list_empty()'

Signed-off-by: Xiao Guangrong <xiaoguangrong@cn.fujitsu.com>
Acked-by: Gleb Natapov <gleb@redhat.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: handle more completed apfs if possible

If it's no need to inject async #PF to PV guest we can handle
more completed apfs at one time, so we can retry guest #PF
as early as possible

Signed-off-by: Xiao Guangrong <xiaoguangrong@cn.fujitsu.com>
Acked-by: Gleb Natapov <gleb@redhat.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: avoid unnecessary wait for a async pf

In current code, it checks async pf completion out of the wait context,
like this:

if (vcpu->arch.mp_state == KVM_MP_STATE_RUNNABLE &&
    !vcpu->arch.apf.halted)
r = vcpu_enter_guest(vcpu);
else {
......
kvm_vcpu_block(vcpu)
 ^- waiting until 'async_pf.done' is not empty
}

kvm_check_async_pf_completion(vcpu)
 ^- delete list from async_pf.done

So, if we check aysnc pf completion first, it can be blocked at
kvm_vcpu_block

Fixed by mark the vcpu is unhalted in kvm_check_async_pf_completion()
path

Signed-off-by: Xiao Guangrong <xiaoguangrong@cn.fujitsu.com>
Acked-by: Gleb Natapov <gleb@redhat.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: fix searching async gfn in kvm_async_pf_gfn_slot

Don't search later slots if the slot is empty

Acked-by: Gleb Natapov <gleb@redhat.com>
Signed-off-by: Xiao Guangrong <xiaoguangrong@cn.fujitsu.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: cleanup async_pf tracepoints

Use 'DECLARE_EVENT_CLASS' to cleanup async_pf tracepoints

Acked-by: Gleb Natapov <gleb@redhat.com>
Signed-off-by: Xiao Guangrong <xiaoguangrong@cn.fujitsu.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: fix tracing kvm_try_async_get_page

Tracing 'async' and *pfn is useless, since 'async' is always true,
and '*pfn' is always "fault_pfn'

We can trace 'gva' and 'gfn' instead, it can help us to see the
life-cycle of an async_pf

Signed-off-by: Xiao Guangrong <xiaoguangrong@cn.fujitsu.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: replace vmalloc and memset with vzalloc

Let's use newly introduced vzalloc().

Signed-off-by: Takuya Yoshikawa <yoshikawa.takuya@oss.ntt.co.jp>
Signed-off-by: Jesper Juhl <jj@chaosbits.net>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: handle exit due to INVD in VMX

Currently the exit is unhandled, so guest halts with error if it tries
to execute INVD instruction. Call into emulator when INVD instruction
is executed by a guest instead. This instruction is not needed by ordinary
guests, but firmware (like OpenBIOS) use it and fail.

Signed-off-by: Gleb Natapov <gleb@redhat.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: x86: Avoid issuing wbinvd twice

Micro optimization to avoid calling wbinvd twice on the CPU that has to
emulate it. As we might be preempted between smp_call_function_many and
the local wbinvd, the cache might be filled again so that real work
could be done uselessly.

Signed-off-by: Jan Kiszka <jan.kiszka@siemens.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: get rid of warning within kvm_dev_ioctl_create_vm

Fixes this:

  CC      arch/s390/kvm/../../../virt/kvm/kvm_main.o
arch/s390/kvm/../../../virt/kvm/kvm_main.c: In function 'kvm_dev_ioctl_create_vm':
arch/s390/kvm/../../../virt/kvm/kvm_main.c:1828:10: warning: unused variable 'r'

Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: add cast within kvm_clear_guest_page to fix warning

Fixes this:

  CC      arch/s390/kvm/../../../virt/kvm/kvm_main.o
arch/s390/kvm/../../../virt/kvm/kvm_main.c: In function 'kvm_clear_guest_page':
arch/s390/kvm/../../../virt/kvm/kvm_main.c:1224:2: warning: passing argument 3 of 'kvm_write_guest_page' makes pointer from integer without a cast
arch/s390/kvm/../../../virt/kvm/kvm_main.c:1185:5: note: expected 'const void *' but argument is of type 'long unsigned int'

Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: use kmalloc() for small dirty bitmaps

Currently we are using vmalloc() for all dirty bitmaps even if
they are small enough, say less than K bytes.

We use kmalloc() if dirty bitmap size is less than or equal to
PAGE_SIZE so that we can avoid vmalloc area usage for VGA.

This will also make the logging start/stop faster.

Signed-off-by: Takuya Yoshikawa <yoshikawa.takuya@oss.ntt.co.jp>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: pre-allocate one more dirty bitmap to avoid vmalloc()

Currently x86's kvm_vm_ioctl_get_dirty_log() needs to allocate a bitmap by
vmalloc() which will be used in the next logging and this has been causing
bad effect to VGA and live-migration: vmalloc() consumes extra systime,
triggers tlb flush, etc.

This patch resolves this issue by pre-allocating one more bitmap and switching
between two bitmaps during dirty logging.

Performance improvement:
  I measured performance for the case of VGA update by trace-cmd.
  The result was 1.5 times faster than the original one.

  In the case of live migration, the improvement ratio depends on the workload
  and the guest memory size. In general, the larger the memory size is the more
  benefits we get.

Note:
  This does not change other architectures's logic but the allocation size
  becomes twice. This will increase the actual memory consumption only when
  the new size changes the number of pages allocated by vmalloc().

Signed-off-by: Takuya Yoshikawa <yoshikawa.takuya@oss.ntt.co.jp>
Signed-off-by: Fernando Luis Vazquez Cao <fernando@oss.ntt.co.jp>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: introduce wrapper functions for creating/destroying dirty bitmaps

This makes it easy to change the way of allocating/freeing dirty bitmaps.

Signed-off-by: Takuya Yoshikawa <yoshikawa.takuya@oss.ntt.co.jp>
Signed-off-by: Fernando Luis Vazquez Cao <fernando@oss.ntt.co.jp>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: x86: trace "exit to userspace" event

Add tracepoint for userspace exit.

Signed-off-by: Gleb Natapov <gleb@redhat.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: propagate fault r/w information to gup(), allow read-only memory

As suggested by Andrea, pass r/w error code to gup(), upgrading read fault
to writable if host pte allows it.

Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: MMU: flush TLBs on writable -> read-only spte overwrite

This can happen in the following scenario:

vcpu0 vcpu1
read fault
gup(.write=0)
gup(.write=1)
reuse swap cache, no COW
set writable spte
use writable spte
set read-only spte

Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: MMU: remove kvm_mmu_set_base_ptes

Unused.

Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: VMX: remove setting of shadow_base_ptes for EPT

The EPT present/writable bits use the same position as normal
pagetable bits.

Since direct_map passes ACC_ALL to mmu_set_spte, thus always setting
the writable bit on sptes, use the generic PT_PRESENT shadow_base_pte.

Also pass present/writable error code information from EPT violation
to generic pagefault handler.

Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: Avoid double interrupt injection with vapic

After an interrupt injection, the PPR changes, and we have to reflect that
into the vapic.  This causes a KVM_REQ_EVENT to be set, which causes the
whole interrupt injection routine to be run again (harmlessly).

Optimize by only setting KVM_REQ_EVENT if the ppr was lowered; otherwise
there is no chance that a new injection is needed.

Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: SVM: Fold save_host_msrs() and load_host_msrs() into their callers

This abstraction only serves to obfuscate.  Remove.

Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: SVM: Move fs/gs/ldt save/restore to heavyweight exit path

ldt is never used in the kernel context; same goes for fs (x86_64) and gs
(i386).  So save/restore them in the heavyweight exit path instead
of the lightweight path.

By itself, this doesn't buy us much, but it paves the way for moving vmload
and vmsave to the heavyweight exit path, since they modify the same registers.

[jan: fix copy/pase mistake on i386]

Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>
Signed-off-by: Jan Kiszka <jan.kiszka@siemens.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: SVM: Move svm->host_gs_base into a separate structure

More members will join it soon.

Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: SVM: Move guest register save out of interrupts disabled section

Saving guest registers is just a memory copy, and does not need to be in the
critical section.  Move outside the critical section to improve latency a
bit.

Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: x86: Add missing inline tag to kvm_read_and_reset_pf_reason

May otherwise generates build warnings about unused
kvm_read_and_reset_pf_reason if included without CONFIG_KVM_GUEST
enabled.

Signed-off-by: Jan Kiszka <jan.kiszka@siemens.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>