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

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

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

x86: fix page fault tracing when KVM guest support enabled

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

KVM: x86: get CPL from SS.DPL

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

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

So this patch:

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

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

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

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

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

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

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

KVM: x86: drop set_rflags callback

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

KVM: s390: split SIE state guest prefix field

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

 - kvm_s390_get_prefix()
 - kvm_s390_set_prefix()

to access the prefix per vcpu.

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

s390/sclp: add sclp_get_ibc function

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

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

KVM: s390: interpretive execution of SIGP EXTERNAL CALL

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

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

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

KVM: s390: Use intercept_insn decoder in trace event

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

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

KVM: s390: decoder of SIE intercepted instructions

This patch adds a new decoder of SIE intercepted instructions.

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

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

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

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

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

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

KVM: s390: add sie exit reasons tables

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

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

KVM: s390: Improved MVPG partial execution handler

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

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

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

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

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

KVM: s390: Avoid endless loops of specification exceptions

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

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

KVM: s390: Improve is_valid_psw()

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

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

KVM: s390: correct locking for s390_enable_skey

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

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

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

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

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

kvm: x86: emulate monitor and mwait instructions as nop

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

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

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

kvm/x86: implement hv EOI assist

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

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

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

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

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

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

KVM: vmx: handle_dr does not handle RSP correctly

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

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

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

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

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

KVM: nVMX: fail on invalid vmclear/vmptrld pointer

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

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

KVM: nVMX: additional checks on vmxon region

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

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

KVM: nVMX: rearrange get_vmx_mem_address

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

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

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

1. Fixes an error return code for the breakpoint setup

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

KVM: s390: Fix external interrupt interception

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

kvm/irqchip: Speed up KVM_SET_GSI_ROUTING

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

KVM: s390: enable IBS for single running VCPUs

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

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

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

KVM: s390: introduce kvm_s390_vcpu_{start,stop}

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

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

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

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

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

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

KVM: s390: Fixes for PFMF

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

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

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

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

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

KVM: s390: Handle MVPG partial execution interception

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

This patch is used to avoid this kind of race:

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

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

 unlock mmu-lock

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

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

KVM: MMU: lazily drop large spte

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Revert "KVM: Simplify kvm->tlbs_dirty handling"

This reverts commit 5befdc385ddb2d5ae8995ad89004529a3acf58fc.

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

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

KVM: x86: Processor mode may be determined incorrectly

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

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

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

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

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

KVM: x86: Fix CR3 reserved bits

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

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

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

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

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

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

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

KVM: nVMX: Advertise support for interrupt acknowledgement

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

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

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

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

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

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

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

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

KVM: VMX: Advance rip to after an ICEBP instruction

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

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

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

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

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

Migration bitmap

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

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

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

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

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

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

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

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

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

KVM: s390: Factor out handle_itdb to handle TX aborts

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

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

KVM: s390: replace TDB_ADDR by __LC_PGM_TDB

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

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

KVM: s390: Drop pending interrupts on guest exit

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

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

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

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

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

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

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

KVM: s390: move timer interrupt checks into own functions

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

The method kvm_cpu_has_pending_timer is filled with life.

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

KVM: s390: add documentation for diag 501

Added documentation for diag 501, stating that no subfunctions are provided and
no parameters are used.

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: hardware support for guest debugging

This patch adds support to debug the guest using the PER facility on s390.
Single-stepping, hardware breakpoints and hardware watchpoints are supported. In
order to use the PER facility of the guest without it noticing it, the control
registers of the guest have to be patched and access to them has to be
intercepted(stctl, stctg, lctl, lctlg).

All PER program interrupts have to be intercepted and only the relevant PER
interrupts for the guest have to be given back. Special care has to be taken
about repeated exits on the same hardware breakpoint. The intervention of the
host in the guests PER configuration is not fully transparent. PER instruction
nullification can not be used by the guest and too many storage alteration
events may be reported to the guest (if it is activated for special address
ranges only) when the host concurrently debugging it.

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

KVM: s390: kernel header addition for guest debugging

This patch adds the structs to the kernel headers needed to pass information
from/to userspace in order to debug a guest on s390 with hardware support.

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

KVM: s390: emulate stctl and stctg

Introduce the methods to emulate the stctl and stctg instruction. Added tracing
code.

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

KVM: s390: deliver program irq parameters and use correct ilc

When a program interrupt was to be delivered until now, no program interrupt
parameters were stored in the low-core of the target vcpu.

This patch enables the delivery of those program interrupt parameters, takes
care of concurrent PER events which can be injected in addition to any program
interrupt and uses the correct instruction length code (depending on the
interception code) for the injection of program interrupts.

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

KVM: s390: extract irq parameters of intercepted program irqs

Whenever a program interrupt is intercepted, some parameters are stored in the
sie control block. These parameters have to be extracted in order to be
reinjected correctly. This patch also takes care of intercepted PER events which
can occurr in addition to any program interrupt.

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

s390: add fields to lowcore definition

This patch adds fields which are currently missing but needed for the correct
injection of interrupts.

This is based on a patch by David Hildenbrand

Signed-off-by: Jens Freimann <jfrei@linux.vnet.ibm.com>
Acked-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

s390: rename and split lowcore field per_perc_atmid

per_perc_atmid is currently a two-byte field that combines two
fields, the PER code and the PER Addressing-and-Translation-Mode
Identification (ATMID)

Let's make them accessible indepently and also rename per_cause to
per_code.

Signed-off-by: Jens Freimann <jfrei@linux.vnet.ibm.com>
Acked-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

s390: fix name of lowcore field at offset 0xa3

According to the Principles of Operation, at offset 0xA3
in the lowcore we have the "Architectural-Mode identification",
not an "access identification".

Signed-off-by: Jens Freimann <jfrei@linux.vnet.ibm.com>
Acked-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: cleanup kvm_s390_real_to_abs()

Add kerneldoc comment to kvm_s390_real_to_abs() and change the code
so it matches the coding style of the rest of gaccess.h.

Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: remove old guest access functions

Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: convert handle_stsi()

Convert handle_stsi() to new guest access functions.

Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: convert handle lctl[g]()

Convert handle lctl[g]() to new guest access functions.

Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: convert handle_stidp()

Convert handle_stidp() to new guest access functions.

Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: convert handle_lpsw[e]()

Convert handle_lpsw[e]() to new guest access functions.

Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: reinject io interrupt on tpi failure

The tpi instruction should be suppressed on addressing and protection
exceptions, so we need to re-inject the dequeued io interrupt in that
case.

Signed-off-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: convert handle_tpi()

Convert handle_tpi() to new guest access functions.

The code now sets up a structure which is copied with a single call to
guest space instead of issuing several separate guest access calls.
This is necessary since the to be copied data may cross a page boundary.
If a protection exception happens while accessing any of the pages, the
instruction is suppressed and may not have modified any memory contents.

Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: convert handle_test_block()

Convert handle_test_block() to new guest access functions.

Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: convert handle_store_cpu_address()

Convert handle_store_cpu_address() to new guest access functions.

Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: convert handle_store_prefix()

Convert handle_store_prefix() to new guest access functions.

Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: convert handle_set_clock()

Convert handle_set_clock() to new guest access functions.

Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: convert __sigp_set_prefix()/handle_set_prefix()

Convert __sigp_set_prefix() and handle_set_prefix() to new guest
access functions.

Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: convert kvm_s390_store_status_unloaded()

Convert kvm_s390_store_status_unloaded() to new guest access functions.

Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: convert handle_prog()

Convert handle_prog() to new guest access functions.
Also make the code a bit more readable and look at the return code
of write_guest_lc() which was missing before.

Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: convert pfault code

Convert pfault code to new guest access functions.

Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Reviewed-by: Dominik Dingel <dingel@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: convert handle_stfl()

Convert handle_stfl() to new guest access functions.

Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: convert local irqs in  __do_deliver_interrupt()

Convert local irqs in __do_deliver_interrupt() to new guest
access functions.

Signed-off-by: Jens Freimann <jfrei@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: convert __do_deliver_interrupt()

Convert __do_deliver_interrupt() to new guest access functions.

Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: make use of ipte lock

Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390/sclp: correctly set eca siif bit

Check if siif is available before setting.

Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: add architecture compliant guest access functions

The new guest memory access function write_guest() and read_guest() can be
used to access guest memory in an architecture compliant way.
These functions will look at the vcpu's PSW and select the correct address
space for memory access and also perform correct address wrap around.
In case DAT is turned on, page tables will be walked otherwise access will
happen to real or absolute memory.

Any access exception will be recognized and exception data will be stored
in the vcpu's kvm_vcpu_arch.pgm member. Subsequently an exception can be
injected if necessary.

Missing are:
- key protection checks
- access register mode support
- program event recording support

This patch also adds write_guest_real(), read_guest_real(),
write_guest_absolute() and read_guest_absolute() guest functions which can
be used to access real and absolute storage. These functions currently do
not perform any access checks, since there is no use case (yet?).

Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: add lowcore access functions

put_guest_lc, read_guest_lc and write_guest_lc are guest access
functions which shall only be used to access the lowcore of a vcpu.
These functions should be used for e.g. interrupt handlers where no
guest memory access protection facilities, like key or low address
protection, are applicable.

At a later point guest vcpu lowcore access should happen via pinned
prefix pages, so that these pages can be accessed directly via the
kernel mapping. All of these *_lc functions can be removed then.

Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Reviewed-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 'pgm' member to kvm_vcpu_arch and helper function

Add a 'struct kvm_s390_pgm_info pgm' member to kvm_vcpu_arch. This
structure will be used if during instruction emulation in the context
of a vcpu exception data needs to be stored somewhere.

Also add a helper function kvm_s390_inject_prog_cond() which can inject
vcpu's last exception if needed.

Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: add kvm_s390_logical_to_effective() helper

Add kvm_s390_logical_to_effective() helper which converts a guest vcpu's
logical storage address to a guest vcpu effective address by applying the
rules of the vcpu's addressing mode defined by PSW bits 31 and 32
(extendended and basic addressing mode).
Depending on the vcpu's addressing mode the upper 40 bits (24 bit addressing
mode), 33 bits (31 bit addressing mode) or no bits (64 bit addressing mode)
will be zeroed and the remaining bits will be returned.

Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

s390/ctl_reg: add union type for control register 0

Add 'union ctlreg0_bits' to easily allow setting and testing bits of
control register 0 bits.
This patch only adds the bits needed for the new guest access functions.
Other bits and control registers can be added when needed.

Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Reviewed-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>

s390/ptrace: add struct psw and accessor function

Introduce a 'struct psw' which makes it easier to decode and test if
certain bits in a psw are set or are not set.
In addition also add a 'psw_bits()' helper define which allows to
directly modify and test a psw_t structure. E.g.

psw_t psw;
psw_bits(psw).t = 1; /* set dat bit */

Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Reviewed-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: export test_vfacility()

Make test_vfacility() available for other files. This is needed for the
new guest access functions, which test if certain facilities are available
for a guest.

Signed-off-by: Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>