KVM: x86: Dirty the dest op page on cmpxchg emulation

Intel SDM says for CMPXCHG: "To simplify the interface to the processor’s bus,
the destination operand receives a write cycle without regard to the result of
the comparison.". This means the destination page should be dirtied.

Fix it to by writing back the original value if cmpxchg failed.

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

Merge tag 'kvm-s390-next-20150122' of git://git./linux/kernel/git/kvms390/linux into kvm-next

KVM: s390: fixes and features for kvm/next (3.20)

1. Generic
- sparse warning (make function static)
- optimize locking
- bugfixes for interrupt injection
- fix MVPG addressing modes

2. hrtimer/wakeup fun
A recent change can cause KVM hangs if adjtime is used in the host.
The hrtimer might wake up too early or too late. Too early is fatal
as vcpu_block will see that the wakeup condition is not met and
sleep again. This CPU might never wake up again.
This series addresses this problem. adjclock slowing down the host
clock will result in too late wakeups. This will require more work.
In addition to that we also change the hrtimer from REALTIME to
MONOTONIC to avoid similar problems with timedatectl set-time.

3. sigp rework
We will move all "slow" sigps to QEMU (protected with a capability that
can be enabled) to avoid several races between concurrent SIGP orders.

4. Optimize the shadow page table
Provide an interface to announce the maximum guest size. The kernel
will use that to make the pagetable 2,3,4 (or theoretically) 5 levels.

5. Provide an interface to set the guest TOD
We now use two vm attributes instead of two oneregs, as oneregs are
vcpu ioctl and we don't want to call them from other threads.

6. Protected key functions
The real HMC allows to enable/disable protected key CPACF functions.
Lets provide an implementation + an interface for QEMU to activate
this the protected key instructions.

Merge tag 'kvm-arm-for-3.20' of git://git./linux/kernel/git/kvmarm/kvmarm into kvm-next

KVM/ARM changes for v3.20 including GICv3 emulation, dirty page logging, added
trace symbols, and adding an explicit VGIC init device control IOCTL.

Conflicts:
arch/arm64/include/asm/kvm_arm.h
arch/arm64/kvm/handle_exit.c

KVM: s390: remove redundant setting of interrupt type

Setting inti->type again is unnecessary here, so let's
remove this.

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

KVM: s390: fix bug in interrupt parameter check

When we convert interrupt data from struct kvm_s390_interrupt to
struct kvm_s390_irq we need to check the data in the input parameter
not the output parameter.

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

KVM: s390: avoid memory leaks if __inject_vm() fails

We have to delete the allocated interrupt info if __inject_vm() fails.

Otherwise user space can keep flooding kvm with floating interrupts and
provoke more and more memory leaks.

Reported-by: Dominik Dingel <dingel@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: Dominik Dingel <dingel@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: David Hildenbrand <dahi@linux.vnet.ibm.com>
Cc: stable@vger.kernel.org # v3.15+
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390/cpacf: Enable/disable protected key functions for kvm guest

Created new KVM device attributes for indicating whether the AES and
DES/TDES protected key functions are available for programs running
on the KVM guest.  The attributes are used to set up the controls in
the guest SIE block that specify whether programs running on the
guest will be given access to the protected key functions available
on the s390 hardware.

Signed-off-by: Tony Krowiak <akrowiak@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: David Hildenbrand <dahi@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Reviewed-by: Michael Mueller <mimu@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
[split MSA4/protected key into two patches]

KVM: s390: Provide guest TOD Clock Get/Set Controls

Provide controls for setting/getting the guest TOD clock based on the VM
attribute interface.

Provide TOD and TOD_HIGH vm attributes on s390 for managing guest Time Of
Day clock value.

TOD_HIGH is presently always set to 0. In the future it will contain a high
order expansion of the tod clock value after it overflows the 64-bits of
the TOD.

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

KVM: s390: trace correct values for set prefix and machine checks

When injecting SIGP set prefix or a machine check, we trace
the values in our per-vcpu local_int data structure instead
of the parameters passed to the function.

Fix this by changing the trace statement to use the correct values.

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

KVM: s390: fix bug in sigp emergency signal injection

Currently we are always setting the wrong bit in the
bitmap for pending emergency signals. Instead of using
emerg.code from the passed in irq parameter, we use the
value in our per-vcpu local_int structure, which is always zero.
That means all emergency signals will have address 0 as parameter.
If two CPUs send a SIGP to the same target, one might be lost.

Let's fix this by using the value from the parameter and
also trace the correct value.

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

KVM: s390: Take addressing mode into account for MVPG interception

The handler for MVPG partial execution interception does not take
the current CPU addressing mode into account yet, so addresses are
always treated as 64-bit addresses. For correct behaviour, we should
properly handle 24-bit and 31-bit addresses, too.

Since MVPG is defined to work with logical addresses, we can simply
use guest_translate_address() to achieve the required behaviour
(since DAT is disabled here, guest_translate_address() skips the MMU
translation and only translates the address via kvm_s390_logical_to_effective()
and kvm_s390_real_to_abs(), which is exactly what we want here).

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

KVM: s390: no need to hold the kvm->mutex for floating interrupts

The kvm mutex was (probably) used to protect against cpu hotplug.
The current code no longer needs to protect against that, as we only
rely on CPU data structures that are guaranteed to be available
if we can access the CPU. (e.g. vcpu_create will put the cpu
in the array AFTER the cpu is ready).

Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
Acked-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Reviewed-by: Jens Freimann <jfrei@linux.vnet.ibm.com>

KVM: s390: forward most SIGP orders to user space

Most SIGP orders are handled partially in kernel and partially in
user space. In order to:
- Get a correct SIGP SET PREFIX handler that informs user space
- Avoid race conditions between concurrently executed SIGP orders
- Serialize SIGP orders per VCPU

We need to handle all "slow" SIGP orders in user space. The remaining
ones to be handled completely in kernel are:
- SENSE
- SENSE RUNNING
- EXTERNAL CALL
- EMERGENCY SIGNAL
- CONDITIONAL EMERGENCY SIGNAL
According to the PoP, they have to be fast. They can be executed
without conflicting to the actions of other pending/concurrently
executing orders (e.g. STOP vs. START).

This patch introduces a new capability that will - when enabled -
forward all but the mentioned SIGP orders to user space. The
instruction counters in the kernel are still updated.

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

KVM: s390: clear the pfault queue if user space sets the invalid token

We need a way to clear the async pfault queue from user space (e.g.
for resets and SIGP SET ARCHITECTURE).

This patch simply clears the queue as soon as user space sets the
invalid pfault token. The definition of the invalid token is moved
to uapi.

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

KVM: s390: only one external call may be pending at a time

Only one external call may be pending at a vcpu at a time. For this
reason, we have to detect whether the SIGP externcal call interpretation
facility is available. If so, all external calls have to be injected
using this mechanism.

SIGP EXTERNAL CALL orders have to return whether another external
call is already pending. This check was missing until now.

SIGP SENSE hasn't returned yet in all conditions whether an external
call was pending.

If a SIGP EXTERNAL CALL irq is to be injected and one is already
pending, -EBUSY is returned.

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

s390/sclp: introduce check for the SIGP Interpretation Facility

This patch introduces the infrastructure to check whether the SIGP
Interpretation Facility is installed on all VCPUs in the configuration.

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

KVM: s390: SIGP SET PREFIX cleanup

This patch cleanes up the the SIGP SET PREFIX code.

A SIGP SET PREFIX irq may only be injected if the target vcpu is
stopped. Let's move the checking code into the injection code and
return -EBUSY if the target vcpu is not stopped.

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

KVM: s390: a VCPU may only stop when no interrupts are left pending

As a SIGP STOP is an interrupt with the least priority, it may only result
in stop of the vcpu when no other interrupts are left pending.

To detect whether a non-stop irq is pending, we need a way to mask out
stop irqs from the general kvm_cpu_has_interrupt() function. For this
reason, the existing function (with an outdated name) is replaced by
kvm_s390_vcpu_has_irq() which allows to mask out pending stop irqs.

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

KVM: s390: handle stop irqs without action_bits

This patch removes the famous action_bits and moves the handling of
SIGP STOP AND STORE STATUS directly into the SIGP STOP interrupt.

The new local interrupt infrastructure is used to track pending stop
requests.

STOP irqs are the only irqs that don't get actively delivered. They
remain pending until the stop function is executed (=stop intercept).

If another STOP irq is already pending, -EBUSY will now be returned
(needed for the SIGP handling code).

Migration of pending SIGP STOP (AND STORE STATUS) orders should now
be supported out of the box.

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

KVM: s390: new parameter for SIGP STOP irqs

In order to get rid of the action_flags and to properly migrate pending SIGP
STOP irqs triggered e.g. by SIGP STOP AND STORE STATUS, we need to remember
whether to store the status when stopping.

For this reason, a new parameter (flags) for the SIGP STOP irq is introduced.
These flags further define details of the requested STOP and can be easily
migrated.

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

KVM: s390: forward hrtimer if guest ckc not pending yet

Patch 0759d0681cae ("KVM: s390: cleanup handle_wait by reusing
kvm_vcpu_block") changed the way pending guest clock comparator
interrupts are detected. It was assumed that as soon as the hrtimer
wakes up, the condition for the guest ckc is satisfied.

This is however only true as long as adjclock() doesn't speed
up the monotonic clock. Reason is that the hrtimer is based on
CLOCK_MONOTONIC, the guest clock comparator detection is based
on the raw TOD clock. If CLOCK_MONOTONIC runs faster than the
TOD clock, the hrtimer wakes the target VCPU up too early and
the target VCPU will not detect any pending interrupts, therefore
going back to sleep. It will never be woken up again because the
hrtimer has finished. The VCPU is stuck.

As a quick fix, we have to forward the hrtimer until the guest
clock comparator is really due, to guarantee properly timed wake
ups.

As the hrtimer callback might be triggered on another cpu, we
have to make sure that the timer is really stopped and not currently
executing the callback on another cpu. This can happen if the vcpu
thread is scheduled onto another physical cpu, but the timer base
is not migrated. So lets use hrtimer_cancel instead of try_to_cancel.

A proper fix might be to introduce a RAW based hrtimer.

Reported-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
Cc: stable@vger.kernel.org
Signed-off-by: David Hildenbrand <dahi@linux.vnet.ibm.com>
Acked-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: base hrtimer on a monotonic clock

The hrtimer that handles the wait with enabled timer interrupts
should not be disturbed by changes of the host time.

This patch changes our hrtimer to be based on a monotonic clock.

Signed-off-by: David Hildenbrand <dahi@linux.vnet.ibm.com>
Acked-by: Cornelia Huck <cornelia.huck@de.ibm.com>
Cc: stable@vger.kernel.org
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: prevent sleep duration underflows in handle_wait()

We sometimes get an underflow for the sleep duration, which most
likely won't result in the short sleep time we wanted.

So let's check for sleep duration underflows and directly continue
to run the guest if we get one.

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

KVM: s390: Allow userspace to limit guest memory size

With commit c6c956b80bdf ("KVM: s390/mm: support gmap page tables with less
than 5 levels") we are able to define a limit for the guest memory size.

As we round up the guest size in respect to the levels of page tables
we get to guest limits of: 2048 MB, 4096 GB, 8192 TB and 16384 PB.
We currently limit the guest size to 16 TB, which means we end up
creating a page table structure supporting guest sizes up to 8192 TB.

This patch introduces an interface that allows userspace to tune
this limit. This may bring performance improvements for small guests.

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

KVM: s390: move vcpu specific initalization to a later point

As we will allow in a later patch to recreate gmaps with new limits,
we need to make sure that vcpus get their reference for that gmap
after they increased the online_vcpu counter, so there is no possible race.

While we are doing this, we also can simplify the vcpu_init function, by
moving ucontrol specifics to an own function.
That way we also start now setting the kvm_valid_regs for the ucontrol path.

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

KVM: s390: make local function static

sparse rightfully complains about
warning: symbol '__inject_extcall' was not declared. Should it be static?

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

KVM: remove unneeded return value of vcpu_postcreate

The return value of kvm_arch_vcpu_postcreate is not checked in its
caller.  This is okay, because only x86 provides vcpu_postcreate right
now and it could only fail if vcpu_load failed.  But that is not
possible during KVM_CREATE_VCPU (kvm_arch_vcpu_load is void, too), so
just get rid of the unchecked return value.

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

Merge branch 'arm64/common-esr-macros' of git://git./linux/kernel/git/mark/linux into kvm-next

ESR_ELx definitions clean-up from Mark Rutland.

* 'arm64/common-esr-macros' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/mark/linux:
  arm64: kvm: decode ESR_ELx.EC when reporting exceptions
  arm64: kvm: remove ESR_EL2_* macros
  arm64: remove ESR_EL1_* macros
  arm64: kvm: move to ESR_ELx macros
  arm64: decode ESR_ELx.EC when reporting exceptions
  arm64: move to ESR_ELx macros
  arm64: introduce common ESR_ELx_* definitions

This is required by the patch "arm/arm64: KVM: add tracing support for
arm64 exit handler" in Christoffer's pull request.

KVM: Remove unused config symbol

The dirty patch logging series introduced both
HAVE_KVM_ARCH_DIRTY_LOG_PROTECT and KVM_GENERIC_DIRTYLOG_READ_PROTECT
config symbols, but only KVM_GENERIC_DIRTYLOG_READ_PROTECT is used.
Just remove the unused one.

(The config symbol was renamed during the development of the patch
series and the old name just creeped in by accident.()

Reported-by: Paul Bolle <pebolle@tiscali.nl>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

arm/arm64: KVM: Fixup incorrect config symbol in comment

A comment in the dirty page logging patch series mentioned incorrectly
spelled config symbols, just fix them up to match the real thing.

Reported-by: Paul Bolle <pebolle@tiscali.nl>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

kvm: Fix CR3_PCID_INVD type on 32-bit

arch/x86/kvm/emulate.c: In function ‘check_cr_write’:
arch/x86/kvm/emulate.c:3552:4: warning: left shift count >= width of type
    rsvd = CR3_L_MODE_RESERVED_BITS & ~CR3_PCID_INVD;

happens because sizeof(UL) on 32-bit is 4 bytes but we shift it 63 bits
to the left.

Signed-off-by: Borislav Petkov <bp@suse.de>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: workaround SuSE's 2.6.16 pvclock vs masterclock issue

SuSE's 2.6.16 kernel fails to boot if the delta between tsc_timestamp
and rdtsc is larger than a given threshold:

 * If we get more than the below threshold into the future, we rerequest
 * the real time from the host again which has only little offset then
 * that we need to adjust using the TSC.
 *
 * For now that threshold is 1/5th of a jiffie. That should be good
 * enough accuracy for completely broken systems, but also give us swing
 * to not call out to the host all the time.
 */
#define PVCLOCK_DELTA_MAX ((1000000000ULL / HZ) / 5)

Disable masterclock support (which increases said delta) in case the
boot vcpu does not use MSR_KVM_SYSTEM_TIME_NEW.

Upstreams kernels which support pvclock vsyscalls (and therefore make
use of PVCLOCK_STABLE_BIT) use MSR_KVM_SYSTEM_TIME_NEW.

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

KVM: fix "Should it be static?" warnings from sparse

arch/x86/kvm/x86.c:495:5: sparse: symbol 'kvm_read_nested_guest_page' was not declared. Should it be static?
arch/x86/kvm/x86.c:646:5: sparse: symbol '__kvm_set_xcr' was not declared. Should it be static?
arch/x86/kvm/x86.c:1183:15: sparse: symbol 'max_tsc_khz' was not declared. Should it be static?
arch/x86/kvm/x86.c:1237:6: sparse: symbol 'kvm_track_tsc_matching' was not declared. Should it be static?

Signed-off-by: Fengguang Wu <fengguang.wu@intel.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

arm/arm64: KVM: force alignment of VGIC dist/CPU/redist addresses

Although the GIC architecture requires us to map the MMIO regions
only at page aligned addresses, we currently do not enforce this from
the kernel side.
Restrict any vGICv2 regions to be 4K aligned and any GICv3 regions
to be 64K aligned. Document this requirement.

Signed-off-by: Andre Przywara <andre.przywara@arm.com>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

arm/arm64: KVM: allow userland to request a virtual GICv3

With all of the GICv3 code in place now we allow userland to ask the
kernel for using a virtual GICv3 in the guest.
Also we provide the necessary support for guests setting the memory
addresses for the virtual distributor and redistributors.
This requires some userland code to make use of that feature and
explicitly ask for a virtual GICv3.
Document that KVM_CREATE_IRQCHIP only works for GICv2, but is
considered legacy and using KVM_CREATE_DEVICE is preferred.

Signed-off-by: Andre Przywara <andre.przywara@arm.com>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

arm/arm64: KVM: enable kernel side of GICv3 emulation

With all the necessary GICv3 emulation code in place, we can now
connect the code to the GICv3 backend in the kernel.
The LR register handling is different depending on the emulated GIC
model, so provide different implementations for each.
Also allow non-v2-compatible GICv3 implementations (which don't
provide MMIO regions for the virtual CPU interface in the DT), but
restrict those hosts to support GICv3 guests only.
If the device tree provides a GICv2 compatible GICV resource entry,
but that one is faulty, just disable the GICv2 emulation and let the
user use at least the GICv3 emulation for guests.
To provide proper support for the legacy KVM_CREATE_IRQCHIP ioctl,
note virtual GICv2 compatibility in struct vgic_params and use it
on creating a VGICv2.

Signed-off-by: Andre Przywara <andre.przywara@arm.com>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

arm64: KVM: add SGI generation register emulation

While the generation of a (virtual) inter-processor interrupt (SGI)
on a GICv2 works by writing to a MMIO register, GICv3 uses the system
register ICC_SGI1R_EL1 to trigger them.
Add a trap handler function that calls the new SGI register handler
in the GICv3 code. As ICC_SRE_EL1.SRE at this point is still always 0,
this will not trap yet, but will only be used later when all the data
structures have been initialized properly.

Signed-off-by: Andre Przywara <andre.przywara@arm.com>
Reviewed-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

arm64: GICv3: introduce symbolic names for GICv3 ICC_SGI1R_EL1 fields

The gic_send_sgi() function used hardcoded bit shift values to
generate the ICC_SGI1R_EL1 register value.
Replace this with symbolic names to allow reusing them later.

Signed-off-by: Andre Przywara <andre.przywara@arm.com>
Reviewed-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

arm/arm64: KVM: add virtual GICv3 distributor emulation

With everything separated and prepared, we implement a model of a
GICv3 distributor and redistributors by using the existing framework
to provide handler functions for each register group.

Currently we limit the emulation to a model enforcing a single
security state, with SRE==1 (forcing system register access) and
ARE==1 (allowing more than 8 VCPUs).

We share some of the functions provided for GICv2 emulation, but take
the different ways of addressing (v)CPUs into account.
Save and restore is currently not implemented.

Similar to the split-off of the GICv2 specific code, the new emulation
code goes into a new file (vgic-v3-emul.c).

Signed-off-by: Andre Przywara <andre.przywara@arm.com>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

arm/arm64: KVM: add opaque private pointer to MMIO data

For a GICv2 there is always only one (v)CPU involved: the one that
does the access. On a GICv3 the access to a CPU redistributor is
memory-mapped, but not banked, so the (v)CPU affected is determined by
looking at the MMIO address region being accessed.
To allow passing the affected CPU into the accessors later, extend
struct kvm_exit_mmio to add an opaque private pointer parameter.
The current GICv2 emulation just does not use it.

Signed-off-by: Andre Przywara <andre.przywara@arm.com>
Acked-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

arm/arm64: KVM: split GICv2 specific emulation code from vgic.c

vgic.c is currently a mixture of generic vGIC emulation code and
functions specific to emulating a GICv2. To ease the addition of
GICv3, split off strictly v2 specific parts into a new file
vgic-v2-emul.c.

Signed-off-by: Andre Przywara <andre.przywara@arm.com>
Acked-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
-------
As the diff isn't always obvious here (and to aid eventual rebases),
here is a list of high-level changes done to the code:
* added new file to respective arm/arm64 Makefiles
* moved GICv2 specific functions to vgic-v2-emul.c:
  - handle_mmio_misc()
  - handle_mmio_set_enable_reg()
  - handle_mmio_clear_enable_reg()
  - handle_mmio_set_pending_reg()
  - handle_mmio_clear_pending_reg()
  - handle_mmio_priority_reg()
  - vgic_get_target_reg()
  - vgic_set_target_reg()
  - handle_mmio_target_reg()
  - handle_mmio_cfg_reg()
  - handle_mmio_sgi_reg()
  - vgic_v2_unqueue_sgi()
  - read_set_clear_sgi_pend_reg()
  - write_set_clear_sgi_pend_reg()
  - handle_mmio_sgi_set()
  - handle_mmio_sgi_clear()
  - vgic_v2_handle_mmio()
  - vgic_get_sgi_sources()
  - vgic_dispatch_sgi()
  - vgic_v2_queue_sgi()
  - vgic_v2_map_resources()
  - vgic_v2_init()
  - vgic_v2_add_sgi_source()
  - vgic_v2_init_model()
  - vgic_v2_init_emulation()
  - handle_cpu_mmio_misc()
  - handle_mmio_abpr()
  - handle_cpu_mmio_ident()
  - vgic_attr_regs_access()
  - vgic_create() (renamed to vgic_v2_create())
  - vgic_destroy() (renamed to vgic_v2_destroy())
  - vgic_has_attr() (renamed to vgic_v2_has_attr())
  - vgic_set_attr() (renamed to vgic_v2_set_attr())
  - vgic_get_attr() (renamed to vgic_v2_get_attr())
  - struct kvm_mmio_range vgic_dist_ranges[]
  - struct kvm_mmio_range vgic_cpu_ranges[]
  - struct kvm_device_ops kvm_arm_vgic_v2_ops {}

Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

arm/arm64: KVM: add vgic.h header file

vgic.c is currently a mixture of generic vGIC emulation code and
functions specific to emulating a GICv2. To ease the addition of
GICv3 later, we create new header file vgic.h, which holds constants
and prototypes of commonly used functions.
Rename some identifiers to avoid name space clutter.
I removed the long-standing comment about using the kvm_io_bus API
to tackle the GIC register ranges, as it wouldn't be a win for us
anymore.

Signed-off-by: Andre Przywara <andre.przywara@arm.com>
Acked-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
-------
As the diff isn't always obvious here (and to aid eventual rebases),
here is a list of high-level changes done to the code:
* moved definitions and prototypes from vgic.c to vgic.h:
  - VGIC_ADDR_UNDEF
  - ACCESS_{READ,WRITE}_*
  - vgic_init()
  - vgic_update_state()
  - vgic_kick_vcpus()
  - vgic_get_vmcr()
  - vgic_set_vmcr()
  - struct mmio_range {} (renamed to struct kvm_mmio_range)
* removed static keyword and exported prototype in vgic.h:
  - vgic_bitmap_get_reg()
  - vgic_bitmap_set_irq_val()
  - vgic_bitmap_get_shared_map()
  - vgic_bytemap_get_reg()
  - vgic_dist_irq_set_pending()
  - vgic_dist_irq_clear_pending()
  - vgic_cpu_irq_clear()
  - vgic_reg_access()
  - handle_mmio_raz_wi()
  - vgic_handle_enable_reg()
  - vgic_handle_set_pending_reg()
  - vgic_handle_clear_pending_reg()
  - vgic_handle_cfg_reg()
  - vgic_unqueue_irqs()
  - find_matching_range() (renamed to vgic_find_range)
  - vgic_handle_mmio_range()
  - vgic_update_state()
  - vgic_get_vmcr()
  - vgic_set_vmcr()
  - vgic_queue_irq()
  - vgic_kick_vcpus()
  - vgic_init()
  - vgic_v2_init_emulation()
  - vgic_has_attr_regs()
  - vgic_set_common_attr()
  - vgic_get_common_attr()
  - vgic_destroy()
  - vgic_create()
* moved functions to vgic.h (static inline):
  - mmio_data_read()
  - mmio_data_write()
  - is_in_range()

Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

arm/arm64: KVM: refactor/wrap vgic_set/get_attr()

vgic_set_attr() and vgic_get_attr() contain both code specific for
the emulated GIC as well as code for the userland facing, generic
part of the GIC.
Split the guest GIC facing code of from the generic part to allow
easier splitting later.

Signed-off-by: Andre Przywara <andre.przywara@arm.com>
Reviewed-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

arm/arm64: KVM: refactor MMIO accessors

The MMIO accessors for GICD_I[CS]ENABLER, GICD_I[CS]PENDR and
GICD_ICFGR behave very similar for GICv2 and GICv3, although the way
the affected VCPU is determined differs.
Since we need them to access the registers from three different
places in the future, we factor out a generic, backend-facing
implementation and use small wrappers in the current GICv2 emulation.
This will ease adding GICv3 accessors later.

Signed-off-by: Andre Przywara <andre.przywara@arm.com>
Reviewed-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

arm/arm64: KVM: make the value of ICC_SRE_EL1 a per-VM variable

ICC_SRE_EL1 is a system register allowing msr/mrs accesses to the
GIC CPU interface for EL1 (guests). Currently we force it to 0, but
for proper GICv3 support we have to allow guests to use it (depending
on their selected virtual GIC model).
So add ICC_SRE_EL1 to the list of saved/restored registers on a
world switch, but actually disallow a guest to change it by only
restoring a fixed, once-initialized value.
This value depends on the GIC model userland has chosen for a guest.

Signed-off-by: Andre Przywara <andre.przywara@arm.com>
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: make the maximum number of vCPUs a per-VM value

Currently the maximum number of vCPUs supported is a global value
limited by the used GIC model. GICv3 will lift this limit, but we
still need to observe it for guests using GICv2.
So the maximum number of vCPUs is per-VM value, depending on the
GIC model the guest uses.
Store and check the value in struct kvm_arch, but keep it down to
8 for now.

Signed-off-by: Andre Przywara <andre.przywara@arm.com>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

arm/arm64: KVM: dont rely on a valid GICH base address

To check whether the vGIC was already initialized, we currently check
the GICH base address for not being NULL. Since with GICv3 we may
get along without this address, lets use the irqchip_in_kernel()
function to detect an already initialized vGIC.

Signed-off-by: Andre Przywara <andre.przywara@arm.com>
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: move kvm_register_device_ops() into vGIC probing

Currently we unconditionally register the GICv2 emulation device
during the host's KVM initialization. Since with GICv3 support we
may end up with only v2 or only v3 or both supported, we move the
registration into the GIC probing function, where we will later know
which combination is valid.

Signed-off-by: Andre Przywara <andre.przywara@arm.com>
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: introduce per-VM ops

Currently we only have one virtual GIC model supported, so all guests
use the same emulation code. With the addition of another model we
end up with different guests using potentially different vGIC models,
so we have to split up some functions to be per VM.
Introduce a vgic_vm_ops struct to hold function pointers for those
functions that are different and provide the necessary code to
initialize them.
Also split up the vgic_init() function to separate out VGIC model
specific functionality into a separate function, which will later be
different for a GICv3 model.

Signed-off-by: Andre Przywara <andre.przywara@arm.com>
Reviewed-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

arm/arm64: KVM: wrap 64 bit MMIO accesses with two 32 bit ones

Some GICv3 registers can and will be accessed as 64 bit registers.
Currently the register handling code can only deal with 32 bit
accesses, so we do two consecutive calls to cover this.

Signed-off-by: Andre Przywara <andre.przywara@arm.com>
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: refactor vgic_handle_mmio() function

Currently we only need to deal with one MMIO region for the GIC
emulation (the GICv2 distributor), but we soon need to extend this.
Refactor the existing code to allow easier addition of different
ranges without code duplication.

Signed-off-by: Andre Przywara <andre.przywara@arm.com>
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: pass down user space provided GIC type into vGIC code

With the introduction of a second emulated GIC model we need to let
userspace specify the GIC model to use for each VM. Pass the
userspace provided value down into the vGIC code and store it there
to differentiate later.

Signed-off-by: Andre Przywara <andre.przywara@arm.com>
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: rework MPIDR assignment and add accessors

The virtual MPIDR registers (containing topology information) for the
guest are currently mapped linearily to the vcpu_id. Improve this
mapping for arm64 by using three levels to not artificially limit the
number of vCPUs.
To help this, change and rename the kvm_vcpu_get_mpidr() function to
mask off the non-affinity bits in the MPIDR register.
Also add an accessor to later allow easier access to a vCPU with a
given MPIDR. Use this new accessor in the PSCI emulation.

Signed-off-by: Andre Przywara <andre.przywara@arm.com>
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>

Optimize TLB flush in kvm_mmu_slot_remove_write_access.

No TLB flush is needed when there's no valid rmap in memory slot.

Signed-off-by: Kai Huang <kai.huang@linux.intel.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

x86: kvm: vmx: Remove some unused functions

Removes some functions that are not used anywhere:
cpu_has_vmx_eptp_writeback() cpu_has_vmx_eptp_uncacheable()

This was partially found by using a static code analysis program called cppcheck.

Signed-off-by: Rickard Strandqvist <rickard_strandqvist@spectrumdigital.se>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: arm/arm64: Enable Dirty Page logging for ARMv8

This patch enables ARMv8 ditry page logging support. Plugs ARMv8 into generic
layer through Kconfig symbol, and drops earlier ARM64 constraints to enable
logging at architecture layer.

Reviewed-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Signed-off-by: Mario Smarduch <m.smarduch@samsung.com>

KVM: arm64: Add HYP interface to flush VM Stage 1/2 TLB entries

This patch adds support for arm64 hyp interface to flush all TLBs associated
with VMID.

Reviewed-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Signed-off-by: Mario Smarduch <m.smarduch@samsung.com>

KVM: arm64: ARMv8 header changes for page logging

This patch adds arm64 helpers to write protect pmds/ptes and retrieve
permissions while logging dirty pages. Also adds prototype to write protect
a memory slot and adds a pmd define to check for read-only pmds.

Reviewed-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Signed-off-by: Mario Smarduch <m.smarduch@samsung.com>

KVM: arm: page logging 2nd stage fault handling

This patch adds support for 2nd stage page fault handling while dirty page
logging. On huge page faults, huge pages are dissolved to normal pages, and
rebuilding of 2nd stage huge pages is blocked. In case migration is
canceled this restriction is removed and huge pages may be rebuilt again.

Signed-off-by: Mario Smarduch <m.smarduch@samsung.com>
Reviewed-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

KVM: arm: dirty logging write protect support

Add support to track dirty pages between user space KVM_GET_DIRTY_LOG ioctl
calls. We call kvm_get_dirty_log_protect() function to do most of the work.

Reviewed-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Reviewed-by: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
Signed-off-by: Mario Smarduch <m.smarduch@samsung.com>

KVM: arm: Add initial dirty page locking support

Add support for initial write protection of VM memslots. This patch
series assumes that huge PUDs will not be used in 2nd stage tables, which is
always valid on ARMv7

Acked-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Signed-off-by: Mario Smarduch <m.smarduch@samsung.com>

KVM: arm: Add ARMv7 API to flush TLBs

This patch adds ARMv7 architecture TLB Flush function.

Acked-by: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
Acked-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Signed-off-by: Mario Smarduch <m.smarduch@samsung.com>

KVM: x86: switch to kvm_get_dirty_log_protect

We now have a generic function that does most of the work of
kvm_vm_ioctl_get_dirty_log, now use it.

Acked-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Signed-off-by: Mario Smarduch <m.smarduch@samsung.com>

KVM: Add generic support for dirty page logging

kvm_get_dirty_log() provides generic handling of dirty bitmap, currently reused
by several architectures. Building on that we intrdoduce
kvm_get_dirty_log_protect() adding write protection to mark these pages dirty
for future write access, before next KVM_GET_DIRTY_LOG ioctl call from user
space.

Reviewed-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Signed-off-by: Mario Smarduch <m.smarduch@samsung.com>

KVM: Add architecture-defined TLB flush support

Allow architectures to override the generic kvm_flush_remote_tlbs()
function via HAVE_KVM_ARCH_TLB_FLUSH_ALL. ARMv7 will need this to
provide its own TLB flush interface.

Reviewed-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Reviewed-by: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
Reviewed-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Signed-off-by: Mario Smarduch <m.smarduch@samsung.com>

arm64: kvm: decode ESR_ELx.EC when reporting exceptions

To aid the developer when something triggers an unexpected exception,
decode the ESR_ELx.EC field when logging an ESR_ELx value using the
newly introduced esr_get_class_string. This doesn't tell the developer
the specifics of the exception encoded in the remaining IL and ISS bits,
but it can be helpful to distinguish between exception classes (e.g.
SError and a data abort) without having to manually decode the field,
which can be tiresome.

Signed-off-by: Mark Rutland <mark.rutland@arm.com>
Acked-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Reviewed-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Cc: Catalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
Cc: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
Cc: Peter Maydell <peter.maydell@linaro.org>
Cc: Will Deacon <will.deacon@arm.com>

arm64: kvm: remove ESR_EL2_* macros

Now that all users have been moved over to the common ESR_ELx_* macros,
remove the redundant ESR_EL2 macros. To maintain compatibility with the
fault handling code shared with 32-bit, the FSC_{FAULT,PERM} macros are
retained as aliases for the common ESR_ELx_FSC_{FAULT,PERM} definitions.

There should be no functional change as a result of this patch.

Signed-off-by: Mark Rutland <mark.rutland@arm.com>
Acked-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Reviewed-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Cc: Catalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
Cc: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
Cc: Peter Maydell <peter.maydell@linaro.org>
Cc: Will Deacon <will.deacon@arm.com>

arm64: remove ESR_EL1_* macros

Now that all users have been moved over to the common ESR_ELx_* macros,
remove the redundant ESR_EL1 macros.

There should be no functional change as a result of this patch.

Signed-off-by: Mark Rutland <mark.rutland@arm.com>
Acked-by: Catalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
Reviewed-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Cc: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
Cc: Peter Maydell <peter.maydell@linaro.org>
Cc: Will Deacon <will.deacon@arm.com>

arm64: kvm: move to ESR_ELx macros

Now that we have common ESR_ELx macros, make use of them in the arm64
KVM code. The addition of <asm/esr.h> to the include path highlighted
badly ordered (i.e. not alphabetical) include lists; these are changed
to alphabetical order.

There should be no functional change as a result of this patch.

Signed-off-by: Mark Rutland <mark.rutland@arm.com>
Reviewed-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Cc: Catalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
Cc: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
Cc: Peter Maydell <peter.maydell@linaro.org>
Cc: Will Deacon <will.deacon@arm.com>

arm64: decode ESR_ELx.EC when reporting exceptions

To aid the developer when something triggers an unexpected exception,
decode the ESR_ELx.EC field when logging an ESR_ELx value. This doesn't
tell the developer the specifics of the exception encoded in the
remaining IL and ISS bits, but it can be helpful to distinguish between
exception classes (e.g. SError and a data abort) without having to
manually decode the field, which can be tiresome.

Signed-off-by: Mark Rutland <mark.rutland@arm.com>
Acked-by: Catalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
Reviewed-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Cc: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
Cc: Peter Maydell <peter.maydell@linaro.org>
Cc: Will Deacon <will.deacon@arm.com>

arm64: move to ESR_ELx macros

Now that we have common ESR_ELx_* macros, move the core arm64 code over
to them.

There should be no functional change as a result of this patch.

Signed-off-by: Mark Rutland <mark.rutland@arm.com>
Acked-by: Catalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
Reviewed-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Cc: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
Cc: Peter Maydell <peter.maydell@linaro.org>
Cc: Will Deacon <will.deacon@arm.com>

arm64: introduce common ESR_ELx_* definitions

Currently we have separate ESR_EL{1,2}_* macros, despite the fact that
the encodings are common. While encodings are architected to refer to
the current EL or a lower EL, the macros refer to particular ELs (e.g.
ESR_ELx_EC_DABT_EL0). Having these duplicate definitions is redundant,
and their naming is misleading.

This patch introduces common ESR_ELx_* macros that can be used in all
cases, in preparation for later patches which will migrate existing
users over. Some additional cleanups are made in the process:

* Suffixes for particular exception levelts (e.g. _EL0, _EL1) are
  replaced with more general _LOW and _CUR suffixes, matching the
  architectural intent.

* ESR_ELx_EC_WFx, rather than ESR_ELx_EC_WFI is introduced, as this
  EC encoding covers traps from both WFE and WFI. Similarly,
  ESR_ELx_WFx_ISS_WFE rather than ESR_ELx_EC_WFI_ISS_WFE is introduced.

* Multi-bit fields are given consistently named _SHIFT and _MASK macros.

* UL() is used for compatiblity with assembly files.

* Comments are added for currently unallocated ESR_ELx.EC encodings.

For fields other than ESR_ELx.EC, macros are only implemented for fields
for which there is already an ESR_EL{1,2}_* macro.

Signed-off-by: Mark Rutland <mark.rutland@arm.com>
Acked-by: Catalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
Reviewed-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>
Cc: Marc Zyngier <marc.zyngier@arm.com>
Cc: Peter Maydell <peter.maydell@linaro.org>
Cc: Will Deacon <will.deacon@arm.com>

ARM: KVM: extend WFI tracepoint to differentiate between wfi and wfe

Currently the trace printk talks about "wfi" only, though the trace
point triggers both on wfi and wfe traps.
Add a parameter to differentiate between the two.

Signed-off-by: Andre Przywara <andre.przywara@arm.com>
Reviewed-by: Wei Huang <wei@redhat.com>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

arm/arm64: KVM: add tracing support for arm64 exit handler

arm64 uses its own copy of exit handler (arm64/kvm/handle_exit.c).
Currently this file doesn't hook up with any trace points. As a result
users might not see certain events (e.g. HVC & WFI) while using ftrace
with arm64 KVM. This patch fixes this issue by adding a new trace file
and defining two trace events (one of which is shared by wfi and wfe)
for arm64. The new trace points are then linked with related functions
in handle_exit.c.

Signed-off-by: Wei Huang <wei@redhat.com>
Signed-off-by: Andre Przywara <andre.przywara@arm.com>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

KVM: arm/arm64: vgic: add init entry to VGIC KVM device

Since the advent of VGIC dynamic initialization, this latter is
initialized quite late on the first vcpu run or "on-demand", when
injecting an IRQ or when the guest sets its registers.

This initialization could be initiated explicitly much earlier
by the users-space, as soon as it has provided the requested
dimensioning parameters.

This patch adds a new entry to the VGIC KVM device that allows
the user to manually request the VGIC init:
- a new KVM_DEV_ARM_VGIC_GRP_CTRL group is introduced.
- Its first attribute is KVM_DEV_ARM_VGIC_CTRL_INIT

The rationale behind introducing a group is to be able to add other
controls later on, if needed.

Signed-off-by: Eric Auger <eric.auger@linaro.org>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

KVM: arm/arm64: vgic: vgic_init returns -ENODEV when no online vcpu

To be more explicit on vgic initialization failure, -ENODEV is
returned by vgic_init when no online vcpus can be found at init.

Signed-off-by: Eric Auger <eric.auger@linaro.org>
Signed-off-by: Christoffer Dall <christoffer.dall@linaro.org>

KVM: x86: #PF error-code on R/W operations is wrong

When emulating an instruction that reads the destination memory operand (i.e.,
instructions without the Mov flag in the emulator), the operand is first read.
If a page-fault is detected in this phase, the error-code which would be
delivered to the VM does not indicate that the access that caused the exception
is a write one. This does not conform with real hardware, and may cause the VM
to enter the page-fault handler twice for no reason (once for read, once for
write).

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

KVM: x86: flush TLB when D bit is manually changed.

When software changes D bit (either from 1 to 0, or 0 to 1), the
corresponding TLB entity in the hardware won't be updated immediately. We
should flush it to guarantee the consistence of D bit between TLB and
MMU page table in memory.  This is especially important when clearing
the D bit, since it may cause false negatives in reporting dirtiness.

Sanity test was done on my machine with Intel processor.

Signed-off-by: Kai Huang <kai.huang@linux.intel.com>
[Check A bit too. - Paolo]
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: allow TSC deadline timer on all hosts

Emulation does not utilize the feature.

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

kvm: x86: Remove kvm_make_request from lapic.c

Adds a function kvm_vcpu_set_pending_timer instead of calling
kvm_make_request in lapic.c.

Signed-off-by: Nicholas Krause <xerofoify@gmail.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: Access to LDT/GDT that wraparound is incorrect

When access to descriptor in LDT/GDT wraparound outside long-mode, the address
of the descriptor should be truncated to 32-bit.  Citing Intel SDM 2.1.1.1
"Global and Local Descriptor Tables in IA-32e Mode": "GDTR and LDTR registers
are expanded to 64-bits wide in both IA-32e sub-modes (64-bit mode and
compatibility mode)."

So in other cases, we need to truncate. Creating new function to return a
pointer to descriptor table to avoid too much code duplication.

Signed-off-by: Nadav Amit <namit@cs.technion.ac.il>
[Wrap 64-bit check with #ifdef CONFIG_X86_64, to avoid a "right shift count
 >= width of type" warning and consequent undefined behavior. - Paolo]
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: Do not set access bit on accessed segments

When segment is loaded, the segment access bit is set unconditionally.  In
fact, it should be set conditionally, based on whether the segment had the
accessed bit set before. In addition, it can improve performance.

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

KVM: x86: POP [ESP] is not emulated correctly

According to Intel SDM: "If the ESP register is used as a base register for
addressing a destination operand in memory, the POP instruction computes the
effective address of the operand after it increments the ESP register."

The current emulation does not behave so. The fix required to waste another
of the precious instruction flags and to check the flag in decode_modrm.

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

KVM: x86: em_call_far should return failure result

Currently, if em_call_far fails it returns success instead of the resulting
error-code. Fix it.

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

KVM: x86: JMP/CALL using call- or task-gate causes exception

The KVM emulator does not emulate JMP and CALL that target a call gate or a
task gate.  This patch does not try to implement these scenario as they are
presumably rare; yet it returns X86EMUL_UNHANDLEABLE error in such cases
instead of generating an exception.

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

KVM: x86: fnstcw and fnstsw may cause spurious exception

Since the operand size of fnstcw and fnstsw is updated during the execution,
the emulation may cause spurious exceptions as it reads the memory beforehand.

Marking these instructions as Mov (since the previous value is ignored) and
DstMem16 to simplify the setting of operand size.

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

KVM: x86: pop sreg accesses only 2 bytes

Although pop sreg updates RSP according to the operand size, only 2 bytes are
read.  The current behavior may result in incorrect #GP or #PF exceptions.

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

KVM: x86: mmu: replace assertions with MMU_WARN_ON, a conditional WARN_ON

This makes the direction of the conditions consistent with code that
is already using WARN_ON.

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

KVM: x86: mmu: remove ASSERT(vcpu)

Because ASSERT is just a printk, these would oops right away.
The assertion thus hardly adds anything.

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

KVM: x86: mmu: remove argument to kvm_init_shadow_mmu and kvm_init_shadow_ept_mmu

The initialization function in mmu.c can always use walk_mmu, which
is known to be vcpu->arch.mmu.  Only init_kvm_nested_mmu is used to
initialize vcpu->arch.nested_mmu.

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

KVM: x86: mmu: do not use return to tail-call functions that return void

This is, pedantically, not valid C.  It also looks weird.

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

KVM: x86: add tracepoint to wait_lapic_expire

Add tracepoint to wait_lapic_expire.

Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>
[Remind reader if early or late. - Paolo]
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: add option to advance tscdeadline hrtimer expiration

For the hrtimer which emulates the tscdeadline timer in the guest,
add an option to advance expiration, and busy spin on VM-entry waiting
for the actual expiration time to elapse.

This allows achieving low latencies in cyclictest (or any scenario
which requires strict timing regarding timer expiration).

Reduces average cyclictest latency from 12us to 8us
on Core i5 desktop.

Note: this option requires tuning to find the appropriate value
for a particular hardware/guest combination. One method is to measure the
average delay between apic_timer_fn and VM-entry.
Another method is to start with 1000ns, and increase the value
in say 500ns increments until avg cyclictest numbers stop decreasing.

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

KVM: x86: add method to test PIR bitmap vector

kvm_x86_ops->test_posted_interrupt() returns true/false depending
whether 'vector' is set.

Next patch makes use of this interface.

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

kvm: x86: vmx: NULL out hwapic_isr_update() in case of !enable_apicv

In most cases calling hwapic_isr_update(), we always check if
kvm_apic_vid_enabled() == 1, but actually,
kvm_apic_vid_enabled()
    -> kvm_x86_ops->vm_has_apicv()
        -> vmx_vm_has_apicv() or '0' in svm case
            -> return enable_apicv && irqchip_in_kernel(kvm)

So its a little cost to recall vmx_vm_has_apicv() inside
hwapic_isr_update(), here just NULL out hwapic_isr_update() in
case of !enable_apicv inside hardware_setup() then make all
related stuffs follow this. Note we don't check this under that
condition of irqchip_in_kernel() since we should make sure
definitely any caller don't work  without in-kernel irqchip.

Signed-off-by: Tiejun Chen <tiejun.chen@intel.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: Remove FIXMEs in emulate.c for the function,task_switch_32

Remove FIXME comments about needing fault addresses to be returned.  These
are propaagated from walk_addr_generic to gva_to_gpa and from there to
ops->read_std and ops->write_std.

Signed-off-by: Nicholas Krause <xerofoify@gmail.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: nVMX: consult PFEC_MASK and PFEC_MATCH when generating #PF VM-exit

When generating #PF VM-exit, check equality:
(PFEC & PFEC_MASK) == PFEC_MATCH
If there is equality, the 14 bit of exception bitmap is used to take decision
about generating #PF VM-exit. If there is inequality, inverted 14 bit is used.

Signed-off-by: Eugene Korenevsky <ekorenevsky@gmail.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: nVMX: Improve nested msr switch checking

This patch improve checks required by Intel Software Developer Manual.
 - SMM MSRs are not allowed.
 - microcode MSRs are not allowed.
 - check x2apic MSRs only when LAPIC is in x2apic mode.
 - MSR switch areas must be aligned to 16 bytes.
 - address of first and last byte in MSR switch areas should not set any bits
   beyond the processor's physical-address width.

Also it adds warning messages on failures during MSR switch. These messages
are useful for people who debug their VMMs in nVMX.

Signed-off-by: Eugene Korenevsky <ekorenevsky@gmail.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: nVMX: Add nested msr load/restore algorithm

Several hypervisors need MSR auto load/restore feature.
We read MSRs from VM-entry MSR load area which specified by L1,
and load them via kvm_set_msr in the nested entry.
When nested exit occurs, we get MSRs via kvm_get_msr, writing
them to L1`s MSR store area. After this, we read MSRs from VM-exit
MSR load area, and load them via kvm_set_msr.

Signed-off-by: Wincy Van <fanwenyi0529@gmail.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

Linux 3.19-rc3