MIPS: KVM: Override guest kernel timer frequency directly

The KVM_HOST_FREQ Kconfig symbol was used by KVM guest kernels to
override the timer frequency calculation to a value based on the host
frequency. Now that the KVM timer emulation is implemented independent
of the host timer frequency and defaults to 100MHz, adjust the working
of CONFIG_KVM_HOST_FREQ to match.

The Kconfig symbol now specifies the guest timer frequency directly, and
has been renamed accordingly to KVM_GUEST_TIMER_FREQ. It now defaults to
100MHz too and the help text is updated to make it clear that a zero
value will allow the normal timer frequency calculation to take place
(based on the emulated RTC).

Signed-off-by: James Hogan <james.hogan@imgtec.com>
Cc: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Cc: Gleb Natapov <gleb@kernel.org>
Cc: kvm@vger.kernel.org
Cc: linux-mips@linux-mips.org
Cc: Sanjay Lal <sanjayl@kymasys.com>
Acked-by: Ralf Baechle <ralf@linux-mips.org>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

MIPS: KVM: Rewrite count/compare timer emulation

Previously the emulation of the CPU timer was just enough to get a Linux
guest running but some shortcuts were taken:
 - The guest timer interrupt was hard coded to always happen every 10 ms
   rather than being timed to when CP0_Count would match CP0_Compare.
 - The guest's CP0_Count register was based on the host's CP0_Count
   register. This isn't very portable and fails on cores without a
   CP_Count register implemented such as Ingenic XBurst. It also meant
   that the guest's CP0_Cause.DC bit to disable the CP0_Count register
   took no effect.
 - The guest's CP0_Count register was emulated by just dividing the
   host's CP0_Count register by 4. This resulted in continuity problems
   when used as a clock source, since when the host CP0_Count overflows
   from 0x7fffffff to 0x80000000, the guest CP0_Count transitions
   discontinuously from 0x1fffffff to 0xe0000000.

Therefore rewrite & fix emulation of the guest timer based on the
monotonic kernel time (i.e. ktime_get()). Internally a 32-bit count_bias
value is added to the frequency scaled nanosecond monotonic time to get
the guest's CP0_Count. The frequency of the timer is initialised to
100MHz and cannot yet be changed, but a later patch will allow the
frequency to be configured via the KVM_{GET,SET}_ONE_REG ioctl
interface.

The timer can now be stopped via the CP0_Cause.DC bit (by the guest or
via the KVM_SET_ONE_REG ioctl interface), at which point the current
CP0_Count is stored and can be read directly. When it is restarted the
bias is recalculated such that the CP0_Count value is continuous.

Due to the nature of hrtimer interrupts any read of the guest's
CP0_Count register while it is running triggers a check for whether the
hrtimer has expired, so that the guest/userland cannot observe the
CP0_Count passing CP0_Compare without queuing a timer interrupt. This is
also taken advantage of when stopping the timer to ensure that a pending
timer interrupt is queued.

This replaces the implementation of:
 - Guest read of CP0_Count
 - Guest write of CP0_Count
 - Guest write of CP0_Compare
 - Guest write of CP0_Cause
 - Guest read of HWR 2 (CC) with RDHWR
 - Host read of CP0_Count via KVM_GET_ONE_REG ioctl interface
 - Host write of CP0_Count via KVM_SET_ONE_REG ioctl interface
 - Host write of CP0_Compare via KVM_SET_ONE_REG ioctl interface
 - Host write of CP0_Cause via KVM_SET_ONE_REG ioctl interface

Signed-off-by: James Hogan <james.hogan@imgtec.com>
Cc: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Cc: Gleb Natapov <gleb@kernel.org>
Cc: kvm@vger.kernel.org
Cc: Ralf Baechle <ralf@linux-mips.org>
Cc: linux-mips@linux-mips.org
Cc: Sanjay Lal <sanjayl@kymasys.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

MIPS: KVM: Migrate hrtimer to follow VCPU

When a VCPU is scheduled in on a different CPU, refresh the hrtimer used
for emulating count/compare so that it gets migrated to the same CPU.

This should prevent a timer interrupt occurring on a different CPU to
where the guest it relates to is running, which would cause the guest
timer interrupt not to be delivered until after the next guest exit.

Signed-off-by: James Hogan <james.hogan@imgtec.com>
Cc: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Cc: Gleb Natapov <gleb@kernel.org>
Cc: kvm@vger.kernel.org
Cc: Ralf Baechle <ralf@linux-mips.org>
Cc: linux-mips@linux-mips.org
Cc: Sanjay Lal <sanjayl@kymasys.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

MIPS: KVM: Fix timer race modifying guest CP0_Cause

The hrtimer callback for guest timer timeouts sets the guest's
CP0_Cause.TI bit to indicate to the guest that a timer interrupt is
pending, however there is no mutual exclusion implemented to prevent
this occurring while the guest's CP0_Cause register is being
read-modify-written elsewhere.

When this occurs the setting of the CP0_Cause.TI bit is undone and the
guest misses the timer interrupt and doesn't reprogram the CP0_Compare
register for the next timeout. Currently another timer interrupt will be
triggered again in another 10ms anyway due to the way timers are
emulated, but after the MIPS timer emulation is fixed this would result
in Linux guest time standing still and the guest scheduler not being
invoked until the guest CP0_Count has looped around again, which at
100MHz takes just under 43 seconds.

Currently this is the only asynchronous modification of guest registers,
therefore it is fixed by adjusting the implementations of the
kvm_set_c0_guest_cause(), kvm_clear_c0_guest_cause(), and
kvm_change_c0_guest_cause() macros which are used for modifying the
guest CP0_Cause register to use ll/sc to ensure atomic modification.
This should work in both UP and SMP cases without requiring interrupts
to be disabled.

Signed-off-by: James Hogan <james.hogan@imgtec.com>
Cc: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Cc: Gleb Natapov <gleb@kernel.org>
Cc: kvm@vger.kernel.org
Cc: Ralf Baechle <ralf@linux-mips.org>
Cc: linux-mips@linux-mips.org
Cc: Sanjay Lal <sanjayl@kymasys.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

MIPS: KVM: Deliver guest interrupts after local_irq_disable()

When about to run the guest, deliver guest interrupts after disabling
host interrupts. This should prevent an hrtimer interrupt from being
handled after delivering guest interrupts, and therefore not delivering
the guest timer interrupt until after the next guest exit.

Signed-off-by: James Hogan <james.hogan@imgtec.com>
Cc: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Cc: Gleb Natapov <gleb@kernel.org>
Cc: kvm@vger.kernel.org
Cc: Ralf Baechle <ralf@linux-mips.org>
Cc: linux-mips@linux-mips.org
Cc: Sanjay Lal <sanjayl@kymasys.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

MIPS: KVM: Add CP0_HWREna KVM register access

Implement KVM_{GET,SET}_ONE_REG ioctl based access to the guest CP0
HWREna register. This is so that userland can save and restore its
value so that RDHWR instructions don't have to be emulated by the guest.

Signed-off-by: James Hogan <james.hogan@imgtec.com>
Cc: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Cc: Gleb Natapov <gleb@kernel.org>
Cc: kvm@vger.kernel.org
Cc: Ralf Baechle <ralf@linux-mips.org>
Cc: linux-mips@linux-mips.org
Cc: David Daney <david.daney@cavium.com>
Cc: Sanjay Lal <sanjayl@kymasys.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

MIPS: KVM: Add CP0_UserLocal KVM register access

Implement KVM_{GET,SET}_ONE_REG ioctl based access to the guest CP0
UserLocal register. This is so that userland can save and restore its
value.

Signed-off-by: James Hogan <james.hogan@imgtec.com>
Cc: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Cc: Gleb Natapov <gleb@kernel.org>
Cc: kvm@vger.kernel.org
Cc: Ralf Baechle <ralf@linux-mips.org>
Cc: linux-mips@linux-mips.org
Cc: David Daney <david.daney@cavium.com>
Cc: Sanjay Lal <sanjayl@kymasys.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

MIPS: KVM: Add CP0_Count/Compare KVM register access

Implement KVM_{GET,SET}_ONE_REG ioctl based access to the guest CP0
Count and Compare registers. These registers are special in that writing
to them has side effects (adjusting the time until the next timer
interrupt) and reading of Count depends on the time. Therefore add a
couple of callbacks so that different implementations (trap & emulate or
VZ) can implement them differently depending on what the hardware
provides.

The trap & emulate versions mostly duplicate what happens when a T&E
guest reads or writes these registers, so it inherits the same
limitations which can be fixed in later patches.

Signed-off-by: James Hogan <james.hogan@imgtec.com>
Cc: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Cc: Gleb Natapov <gleb@kernel.org>
Cc: kvm@vger.kernel.org
Cc: Ralf Baechle <ralf@linux-mips.org>
Cc: linux-mips@linux-mips.org
Cc: David Daney <david.daney@cavium.com>
Cc: Sanjay Lal <sanjayl@kymasys.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

MIPS: KVM: Move KVM_{GET,SET}_ONE_REG definitions into kvm_host.h

Move the KVM_{GET,SET}_ONE_REG MIPS register id definitions out of
kvm_mips.c to kvm_host.h so that they can be shared between multiple
source files. This allows register access to be indirected depending on
the underlying implementation (trap & emulate or VZ).

Signed-off-by: James Hogan <james.hogan@imgtec.com>
Cc: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Cc: Gleb Natapov <gleb@kernel.org>
Cc: kvm@vger.kernel.org
Cc: Ralf Baechle <ralf@linux-mips.org>
Cc: linux-mips@linux-mips.org
Cc: David Daney <david.daney@cavium.com>
Cc: Sanjay Lal <sanjayl@kymasys.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

MIPS: KVM: Add CP0_EPC KVM register access

Contrary to the comment, the guest CP0_EPC register cannot be set via
kvm_regs, since it is distinct from the guest PC. Add the EPC register
to the KVM_{GET,SET}_ONE_REG ioctl interface.

Signed-off-by: James Hogan <james.hogan@imgtec.com>
Cc: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Cc: Gleb Natapov <gleb@kernel.org>
Cc: kvm@vger.kernel.org
Cc: Ralf Baechle <ralf@linux-mips.org>
Cc: linux-mips@linux-mips.org
Cc: David Daney <david.daney@cavium.com>
Cc: Sanjay Lal <sanjayl@kymasys.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

MIPS: KVM: Use tlb_write_random

When MIPS KVM needs to write a TLB entry for the guest it reads the
CP0_Random register, uses it to generate the CP_Index, and writes the
TLB entry using the TLBWI instruction (tlb_write_indexed()).

However there's an instruction for that, TLBWR (tlb_write_random()) so
use that instead.

This happens to also fix an issue with Ingenic XBurst cores where the
same TLB entry is replaced each time preventing forward progress on
stores due to alternating between TLB load misses for the instruction
fetch and TLB store misses.

Signed-off-by: James Hogan <james.hogan@imgtec.com>
Cc: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Cc: Gleb Natapov <gleb@kernel.org>
Cc: kvm@vger.kernel.org
Cc: Ralf Baechle <ralf@linux-mips.org>
Cc: linux-mips@linux-mips.org
Cc: Sanjay Lal <sanjayl@kymasys.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

MIPS: KVM: Use local_flush_icache_range to fix RI on XBurst

MIPS KVM uses mips32_SyncICache to synchronise the icache with the
dcache after dynamically modifying guest instructions or writing guest
exception vector. However this uses rdhwr to get the SYNCI step, which
causes a reserved instruction exception on Ingenic XBurst cores.

It would seem to make more sense to use local_flush_icache_range()
instead which does the same thing but is more portable.

Signed-off-by: James Hogan <james.hogan@imgtec.com>
Cc: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Cc: Gleb Natapov <gleb@kernel.org>
Cc: kvm@vger.kernel.org
Cc: Ralf Baechle <ralf@linux-mips.org>
Cc: linux-mips@linux-mips.org
Cc: Sanjay Lal <sanjayl@kymasys.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

MIPS: Export local_flush_icache_range for KVM

Export the local_flush_icache_range function pointer for GPL modules so
that it can be used by KVM for syncing the icache after binary
translation of trapping instructions.

Signed-off-by: James Hogan <james.hogan@imgtec.com>
Cc: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Cc: Gleb Natapov <gleb@kernel.org>
Cc: kvm@vger.kernel.org
Cc: linux-mips@linux-mips.org
Cc: Sanjay Lal <sanjayl@kymasys.com>
Acked-by: Ralf Baechle <ralf@linux-mips.org>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

MIPS: KVM: Allocate at least 16KB for exception handlers

Each MIPS KVM guest has its own copy of the KVM exception vector. This
contains the TLB refill exception handler at offset 0x000, the general
exception handler at offset 0x180, and interrupt exception handlers at
offset 0x200 in case Cause_IV=1. A common handler is copied to offset
0x2000 and offset 0x3000 is used for temporarily storing k1 during entry
from guest.

However the amount of memory allocated for this purpose is calculated as
0x200 rounded up to the next page boundary, which is insufficient if 4KB
pages are in use. This can lead to the common handler at offset 0x2000
being overwritten and infinitely recursive exceptions on the next exit
from the guest.

Increase the minimum size from 0x200 to 0x4000 to cover the full use of
the page.

Signed-off-by: James Hogan <james.hogan@imgtec.com>
Cc: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Cc: Gleb Natapov <gleb@kernel.org>
Cc: kvm@vger.kernel.org
Cc: Ralf Baechle <ralf@linux-mips.org>
Cc: linux-mips@linux-mips.org
Cc: Sanjay Lal <sanjayl@kymasys.com>
Cc: stable@vger.kernel.org
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

Merge tag 'kvm-s390-20140530' of git://git./linux/kernel/git/kvms390/linux into kvm-next

1. Several minor fixes and cleanups for KVM:
2. Fix flag check for gdb support
3. Remove unnecessary vcpu start
4. Remove code duplication for sigp interrupts
5. Better DAT handling for the TPROT instruction
6. Correct addressing exception for standby memory

KVM: s390: Intercept the tprot instruction

Based on original patch from Jeng-fang (Nick) Wang

When standby memory is specified for a guest Linux, but no virtual memory has
been allocated on the Qemu host backing that guest, the guest memory detection
process encounters a memory access exception which is not thrown from the KVM
handle_tprot() instruction-handler function. The access exception comes from
sie64a returning EFAULT, which then passes an addressing exception to the guest.
Unfortunately this does not the proper PSW fixup (nullifying vs.
suppressing) so the guest will get a fault for the wrong address.

Let's just intercept the tprot instruction all the time to do the right thing
and not go the page fault handler path for standby memory. tprot is only used
by Linux during startup so some exits should be ok.
Without this patch, standby memory cannot be used with KVM.

Signed-off-by: Nick Wang <jfwang@us.ibm.com>
Reviewed-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Tested-by: Matthew Rosato <mjrosato@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: a VCPU is already started when delivering interrupts

This patch removes the start of a VCPU when delivering a RESTART interrupt.
Interrupt delivery is called from kvm_arch_vcpu_ioctl_run. So the VCPU is
already considered started - no need to call kvm_s390_vcpu_start. This function
will early exit anyway.

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

KVM: s390: check the given debug flags, not the set ones

This patch fixes a minor bug when updating the guest debug settings.
We should check the given debug flags, not the already set ones.
Doesn't do any harm but too many (for now unused) flags could be set internally
without error.

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

KVM: s390: clean up interrupt injection in sigp code

We have all the logic to inject interrupts available in
kvm_s390_inject_vcpu(), so let's use it instead of
injecting irqs manually to the list in sigp code.

SIGP stop is special because we have to check the
action_flags before injecting the interrupt. As
the action_flags are not available in kvm_s390_inject_vcpu()
we leave the code for the stop order code untouched for now.

Signed-off-by: Jens Freimann <jfrei@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: David Hildenbrand <dahi@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>

KVM: s390: Enable DAT support for TPROT handler

The TPROT instruction can be used to check the accessability of storage
for any kind of logical addresses. So far, our handler only supported
real addresses. This patch now also enables support for addresses that
have to be translated via DAT first. And while we're at it, change the
code to use the common KVM function gfn_to_hva_prot() to check for the
validity and writability of the memory page.

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

KVM: s390: Add a generic function for translating guest addresses

This patch adds a function for translating logical guest addresses into
physical guest addresses without touching the memory at the given location.

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

MIPS: KVM: remove the stale memory alias support function unalias_gfn

The memory alias support has been removed since a1f4d39500 (KVM: Remove
memory alias support). So remove unalias_gfn from the MIPS port.

Reviewed-by: James Hogan <james.hogan@imgtec.com>
Signed-off-by: Deng-Cheng Zhu <dengcheng.zhu@imgtec.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

arm: Fix compile warning for psci

Commit e71246a23acbc89e9cb4ebf1558d60e65733479f changes psci_init from a
function returning a void to an int, but does not change the non
CONFIG_ARM_PSCI implementation to return a value, which causes a compile
warning.  Just return 0.

Cc: Ashwin Chaugule <ashwin.chaugule@linaro.org>
Cc: Shawn Guo <shawn.guo@freescale.com>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

Merge tag 'kvm-arm-for-3.16' of git://git./linux/kernel/git/kvmarm/kvmarm into kvm-next

Changed for the 3.16 merge window.

This includes KVM support for PSCI v0.2 and also includes generic Linux
support for PSCI v0.2 (on hosts that advertise that feature via their
DT), since the latter depends on headers introduced by the former.

Finally there's a small patch from Marc that enables Cortex-A53 support.

KVM: x86: MOV CR/DR emulation should ignore mod

MOV CR/DR instructions ignore the mod field (in the ModR/M byte). As the SDM
states: "The 2 bits in the mod field are ignored".  Accordingly, the second
operand of these instructions is always a general purpose register.

The current emulator implementation does not do so. If the mod bits do not
equal 3, it expects the second operand to be in memory.

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

KVM: lapic: sync highest ISR to hardware apic on EOI

When Hyper-V enlightenments are in effect, Windows prefers to issue an
Hyper-V MSR write to issue an EOI rather than an x2apic MSR write.
The Hyper-V MSR write is not handled by the processor, and besides
being slower, this also causes bugs with APIC virtualization.  The
reason is that on EOI the processor will modify the highest in-service
interrupt (SVI) field of the VMCS, as explained in section 29.1.4 of
the SDM; every other step in EOI virtualization is already done by
apic_send_eoi or on VM entry, but this one is missing.

We need to do the same, and be careful not to muck with the isr_count
and highest_isr_cache fields that are unused when virtual interrupt
delivery is enabled.

Cc: stable@vger.kernel.org
Reviewed-by: Yang Zhang <yang.z.zhang@intel.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

arm64: KVM: Enable minimalistic support for Cortex-A53

In order to allow KVM to run on Cortex-A53 implementations, wire the
minimal support required.

Signed-off-by: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

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>

ARM: Check if a CPU has gone offline

PSCIv0.2 adds a new function called AFFINITY_INFO, which
can be used to query if a specified CPU has actually gone
offline. Calling this function via cpu_kill ensures that
a CPU has quiesced after a call to cpu_die. This helps
prevent the CPU from doing arbitrary bad things when data
or instructions are clobbered (as happens with kexec)
in the window between a CPU announcing that it is dead
and said CPU leaving the kernel.

Signed-off-by: Ashwin Chaugule <ashwin.chaugule@linaro.org>
Signed-off-by: Mark Rutland <mark.rutland@arm.com>
Reviewed-by: Rob Herring <robh@kernel.org>
Acked-by: Catalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>

Documentation: devicetree: Add new binding for PSCIv0.2

The PSCI v0.2+ spec defines standard values for PSCI function IDs.
Add a new binding entry so that pre v0.2 implementations can
use DT entries for function IDs and v0.2+ implementations use
standard entries as defined by the PSCIv0.2 specification.

Signed-off-by: Ashwin Chaugule <ashwin.chaugule@linaro.org>
Reviewed-by: Mark Rutland <mark.rutland@arm.com>
Acked-by: Rob Herring <robh@kernel.org>
Acked-by: Catalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>

PSCI: Add initial support for PSCIv0.2 functions

The PSCIv0.2 spec defines standard values of function IDs
and introduces a few new functions. Detect version of PSCI
and appropriately select the right PSCI functions.

Signed-off-by: Ashwin Chaugule <ashwin.chaugule@linaro.org>
Reviewed-by: Rob Herring <robh@kernel.org>
Acked-by: Catalin Marinas <catalin.marinas@arm.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>

ARM/ARM64: KVM: Advertise KVM_CAP_ARM_PSCI_0_2 to user space

We have PSCI v0.2 emulation available in KVM ARM/ARM64
hence advertise this to user space (i.e. QEMU or KVMTOOL)
via KVM_CHECK_EXTENSION ioctl.

Signed-off-by: Anup Patel <anup.patel@linaro.org>
Signed-off-by: Pranavkumar Sawargaonkar <pranavkumar@linaro.org>
Acked-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Acked-by: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

ARM/ARM64: KVM: Emulate PSCI v0.2 CPU_SUSPEND

This patch adds emulation of PSCI v0.2 CPU_SUSPEND function call for
KVM ARM/ARM64. This is a CPU-level function call which can suspend
current CPU or current CPU cluster. We don't have VCPU clusters in
KVM so we only suspend the current VCPU.

The CPU_SUSPEND emulation is not tested much because currently there
is no CPUIDLE driver in Linux kernel that uses PSCI CPU_SUSPEND. The
PSCI CPU_SUSPEND implementation in ARM64 kernel was tested using a
Simple CPUIDLE driver which is not published due to unstable DT-bindings
for PSCI.
(For more info, http://lwn.net/Articles/574950/)

For simplicity, we implement CPU_SUSPEND emulation similar to WFI
(Wait-for-interrupt) emulation and we also treat power-down request
to be same as stand-by request. This is consistent with section
5.4.1 and section 5.4.2 of PSCI v0.2 specification.

Signed-off-by: Anup Patel <anup.patel@linaro.org>
Signed-off-by: Pranavkumar Sawargaonkar <pranavkumar@linaro.org>
Acked-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Acked-by: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

ARM/ARM64: KVM: Fix CPU_ON emulation for PSCI v0.2

As-per PSCI v0.2, the source CPU provides physical address of
"entry point" and "context id" for starting a target CPU. Also,
if target CPU is already running then we should return ALREADY_ON.

Current emulation of CPU_ON function does not consider physical
address of "context id" and returns INVALID_PARAMETERS if target
CPU is already running.

This patch updates kvm_psci_vcpu_on() such that it works for both
PSCI v0.1 and PSCI v0.2.

Signed-off-by: Anup Patel <anup.patel@linaro.org>
Signed-off-by: Pranavkumar Sawargaonkar <pranavkumar@linaro.org>
Reviewed-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Acked-by: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

ARM/ARM64: KVM: Emulate PSCI v0.2 MIGRATE_INFO_TYPE and related functions

This patch adds emulation of PSCI v0.2 MIGRATE, MIGRATE_INFO_TYPE, and
MIGRATE_INFO_UP_CPU function calls for KVM ARM/ARM64.

KVM ARM/ARM64 being a hypervisor (and not a Trusted OS), we cannot provide
this functions hence we emulate these functions in following way:
1. MIGRATE - Returns "Not Supported"
2. MIGRATE_INFO_TYPE - Return 2 i.e. Trusted OS is not present
3. MIGRATE_INFO_UP_CPU - Returns "Not Supported"

Signed-off-by: Anup Patel <anup.patel@linaro.org>
Signed-off-by: Pranavkumar Sawargaonkar <pranavkumar@linaro.org>
Reviewed-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Acked-by: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

ARM/ARM64: KVM: Emulate PSCI v0.2 AFFINITY_INFO

This patch adds emulation of PSCI v0.2 AFFINITY_INFO function call
for KVM ARM/ARM64. This is a VCPU-level function call which will be
used to determine current state of given affinity level.

Signed-off-by: Anup Patel <anup.patel@linaro.org>
Signed-off-by: Pranavkumar Sawargaonkar <pranavkumar@linaro.org>
Reviewed-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Acked-by: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

ARM/ARM64: KVM: Emulate PSCI v0.2 SYSTEM_OFF and SYSTEM_RESET

The PSCI v0.2 SYSTEM_OFF and SYSTEM_RESET functions are system-level
functions hence cannot be fully emulated by in-kernel PSCI emulation code.

To tackle this, we forward PSCI v0.2 SYSTEM_OFF and SYSTEM_RESET function
calls from vcpu to user space (i.e. QEMU or KVMTOOL) via kvm_run structure
using KVM_EXIT_SYSTEM_EVENT exit reasons.

Signed-off-by: Anup Patel <anup.patel@linaro.org>
Signed-off-by: Pranavkumar Sawargaonkar <pranavkumar@linaro.org>
Reviewed-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Acked-by: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

KVM: Add KVM_EXIT_SYSTEM_EVENT to user space API header

Currently, we don't have an exit reason to notify user space about
a system-level event (for e.g. system reset or shutdown) triggered
by the VCPU. This patch adds exit reason KVM_EXIT_SYSTEM_EVENT for
this purpose. We can also inform user space about the 'type' and
architecture specific 'flags' of a system-level event using the
kvm_run structure.

This newly added KVM_EXIT_SYSTEM_EVENT will be used by KVM ARM/ARM64
in-kernel PSCI v0.2 support to reset/shutdown VMs.

Signed-off-by: Anup Patel <anup.patel@linaro.org>
Signed-off-by: Pranavkumar Sawargaonkar <pranavkumar@linaro.org>
Reviewed-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Reviewed-by: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

ARM/ARM64: KVM: Make kvm_psci_call() return convention more flexible

Currently, the kvm_psci_call() returns 'true' or 'false' based on whether
the PSCI function call was handled successfully or not. This does not help
us emulate system-level PSCI functions where the actual emulation work will
be done by user space (QEMU or KVMTOOL). Examples of such system-level PSCI
functions are: PSCI v0.2 SYSTEM_OFF and SYSTEM_RESET.

This patch updates kvm_psci_call() to return three types of values:
1) > 0 (success)
2) = 0 (success but exit to user space)
3) < 0 (errors)

Signed-off-by: Anup Patel <anup.patel@linaro.org>
Signed-off-by: Pranavkumar Sawargaonkar <pranavkumar@linaro.org>
Reviewed-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Acked-by: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

KVM: Documentation: Add info regarding KVM_ARM_VCPU_PSCI_0_2 feature

We have in-kernel emulation of PSCI v0.2 in KVM ARM/ARM64. To provide
PSCI v0.2 interface to VCPUs, we have to enable KVM_ARM_VCPU_PSCI_0_2
feature when doing KVM_ARM_VCPU_INIT ioctl.

The patch updates documentation of KVM_ARM_VCPU_INIT ioctl to provide
info regarding KVM_ARM_VCPU_PSCI_0_2 feature.

Signed-off-by: Anup Patel <anup.patel@linaro.org>
Signed-off-by: Pranavkumar Sawargaonkar <pranavkumar@linaro.org>
Acked-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Acked-by: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

ARM/ARM64: KVM: Add base for PSCI v0.2 emulation

Currently, the in-kernel PSCI emulation provides PSCI v0.1 interface to
VCPUs. This patch extends current in-kernel PSCI emulation to provide
PSCI v0.2 interface to VCPUs.

By default, ARM/ARM64 KVM will always provide PSCI v0.1 interface for
keeping the ABI backward-compatible.

To select PSCI v0.2 interface for VCPUs, the user space (i.e. QEMU or
KVMTOOL) will have to set KVM_ARM_VCPU_PSCI_0_2 feature when doing VCPU
init using KVM_ARM_VCPU_INIT ioctl.

Signed-off-by: Anup Patel <anup.patel@linaro.org>
Signed-off-by: Pranavkumar Sawargaonkar <pranavkumar@linaro.org>
Acked-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Acked-by: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

ARM/ARM64: KVM: Add common header for PSCI related defines

We need a common place to share PSCI related defines among ARM kernel,
ARM64 kernel, KVM ARM/ARM64 PSCI emulation, and user space.

We introduce uapi/linux/psci.h for this purpose. This newly added
header will be first used by KVM ARM/ARM64 in-kernel PSCI emulation
and user space (i.e. QEMU or KVMTOOL).

Signed-off-by: Anup Patel <anup.patel@linaro.org>
Signed-off-by: Pranavkumar Sawargaonkar <pranavkumar@linaro.org>
Signed-off-by: Ashwin Chaugule <ashwin.chaugule@linaro.org>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

KVM: Add capability to advertise PSCI v0.2 support

User space (i.e. QEMU or KVMTOOL) should be able to check whether KVM
ARM/ARM64 supports in-kernel PSCI v0.2 emulation. For this purpose, we
define KVM_CAP_ARM_PSCI_0_2 in KVM user space interface header.

Signed-off-by: Anup Patel <anup.patel@linaro.org>
Signed-off-by: Pranavkumar Sawargaonkar <pranavkumar@linaro.org>
Acked-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Acked-by: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

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