kvm: selftests: add vcpu support for aarch64

This code adds VM and VCPU setup code for the VM_MODE_FLAT48PG mode.
The VM_MODE_FLAT48PG isn't yet fully supportable, as it defines the
guest physical address limit as 52-bits, and KVM currently only
supports guests with up to 40-bit physical addresses (see
KVM_PHYS_SHIFT). VM_MODE_FLAT48PG will work fine, though, as long as
no >= 40-bit physical addresses are used.

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

kvm: selftests: add virt mem support for aarch64

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

kvm: selftests: add vm_phy_pages_alloc

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

kvm: selftests: tidy up kvm_util

Tidy up kvm-util code: code/comment formatting, remove unused code,
and move x86 specific code out. We also move vcpu_dump() out of
common code, because not all arches (AArch64) have KVM_GET_REGS.

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

kvm: selftests: add cscope make target

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

kvm: selftests: move arch-specific files to arch-specific locations

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

kvm: selftests: introduce ucall

Rework the guest exit to userspace code to generalize the concept
into what it is, a "hypercall to userspace", and provide two
implementations of it: the PortIO version currently used, but only
useable by x86, and an MMIO version that other architectures (except
s390) can use.

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

kvm: selftests: vcpu_setup: set cr4.osfxsr

Guest code may want to call functions that have variable arguments.
To do so, we either need to compile with -mno-sse or enable SSE in
the VCPUs. As it should be pretty safe to turn on the feature, and
-mno-sse would make linking test code with standard libraries
difficult, we choose the feature enabling.

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

KVM: LAPIC: Tune lapic_timer_advance_ns automatically

In cloud environment, lapic_timer_advance_ns is needed to be tuned for every CPU
generations, and every host kernel versions(the kvm-unit-tests/tscdeadline_latency.flat
is 5700 cycles for upstream kernel and 9600 cycles for our 3.10 product kernel,
both preemption_timer=N, Skylake server).

This patch adds the capability to automatically tune lapic_timer_advance_ns
step by step, the initial value is 1000ns as 'commit d0659d946be0 ("KVM: x86:
add option to advance tscdeadline hrtimer expiration")' recommended, it will be
reduced when it is too early, and increased when it is too late. The guest_tsc
and tsc_deadline are hard to equal, so we assume we are done when the delta
is within a small scope e.g. 100 cycles. This patch reduces latency
(kvm-unit-tests/tscdeadline_latency, busy waits, preemption_timer enabled)
from ~2600 cyles to ~1200 cyles on our Skylake server.

Cc: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Cc: Radim Krčmář <rkrcmar@redhat.com>
Cc: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Signed-off-by: Wanpeng Li <wanpengli@tencent.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: nVMX: Do not flush TLB on L1<->L2 transitions if L1 uses VPID and EPT

If L1 uses VPID, it expects TLB to not be flushed on L1<->L2
transitions. However, code currently flushes TLB nonetheless if we
didn't allocate a vpid02 for L2. As in this case,
vmcs02->vpid == vmcs01->vpid == vmx->vpid.

But, if L1 uses EPT, TLB entires populated by L2 are tagged with EPTP02
while TLB entries populated by L1 are tagged with EPTP01.
Therefore, we can also avoid TLB flush if L1 uses VPID and EPT.

Reviewed-by: Mihai Carabas <mihai.carabas@oracle.com>
Reviewed-by: Darren Kenny <darren.kenny@oracle.com>
Reviewed-by: Nikita Leshenko <nikita.leshchenko@oracle.com>
Signed-off-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: nVMX: Flush linear and combined mappings on VPID02 related flushes

All VPID12s used on a given L1 vCPU is translated to a single
VPID02 (vmx->nested.vpid02 or vmx->vpid). Therefore, on L1->L2 VMEntry,
we need to invalidate linear and combined mappings tagged by
VPID02 in case L1 uses VPID and vmcs12->vpid was changed since
last L1->L2 VMEntry.

However, current code invalidates the wrong mappings as it calls
__vmx_flush_tlb() with invalidate_gpa parameter set to true which will
result in invalidating combined and guest-physical mappings tagged with
active EPTP which is EPTP01.

Similarly, INVVPID emulation have the exact same issue.

Fix both issues by just setting invalidate_gpa parameter to false which
will result in invalidating linear and combined mappings tagged with
given VPID02 as required.

Reviewed-by: Nikita Leshenko <nikita.leshchenko@oracle.com>
Reviewed-by: Mark Kanda <mark.kanda@oracle.com>
Signed-off-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: nVMX: Use correct VPID02 when emulating L1 INVVPID

In case L0 didn't allocate vmx->nested.vpid02 for L2,
vmcs02->vpid is set to vmx->vpid.
Consider this case when emulating L1 INVVPID in L0.

Reviewed-by: Nikita Leshenko <nikita.leshchenko@oracle.com>
Reviewed-by: Mark Kanda <mark.kanda@oracle.com>
Signed-off-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: nVMX: Flush TLB entries tagged by dest EPTP on L1<->L2 transitions

If L1 and L2 share VPID (because L1 don't use VPID or we haven't allocated
a vpid02), we need to flush TLB on L1<->L2 transitions.

Before this patch, this TLB flushing was done by vmx_flush_tlb().
If L0 use EPT, this will translate into INVEPT(active_eptp);
However, if L1 use EPT, in L1->L2 VMEntry, active EPTP is EPTP01 but
TLB entries populated by L2 are tagged with EPTP02.
Therefore we should delay vmx_flush_tlb() until active_eptp is EPTP02.

To achieve this, instead of directly calling vmx_flush_tlb() we request
it to be called by KVM_REQ_TLB_FLUSH which is evaluated after
KVM_REQ_LOAD_CR3 which sets the active_eptp to EPTP02 as required.

Similarly, on L2->L1 VMExit, active EPTP is EPTP02 but TLB entries
populated by L1 are tagged with EPTP01 and therefore we should delay
vmx_flush_tlb() until active_eptp is EPTP01.

Reviewed-by: Mihai Carabas <mihai.carabas@oracle.com>
Reviewed-by: Darren Kenny <darren.kenny@oracle.com>
Reviewed-by: Nikita Leshenko <nikita.leshchenko@oracle.com>
Signed-off-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: vmx: rename KVM_GUEST_CR0_MASK tp KVM_VM_CR0_ALWAYS_OFF

The KVM_GUEST_CR0_MASK macro tracks CR0 bits that are forced to zero
by the VMX architecture, i.e. CR0.{NW,CD} must always be zero in the
hardware CR0 post-VMXON.  Rename the macro to clarify its purpose,
be consistent with KVM_VM_CR0_ALWAYS_ON and avoid confusion with the
CR0_GUEST_HOST_MASK field.

Signed-off-by: Sean Christopherson <sean.j.christopherson@intel.com>
Reviewed-by: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

Merge tag 'kvm-s390-next-4.20-2' of git://git./linux/kernel/git/kvms390/linux into HEAD

KVM: s390/vfio-ap: Fixes and enhancements for vfio-ap

- add tracing
- fix a locking bug
- make local functions and data static

Merge tag 'kvm-ppc-next-4.20-1' of git://git./linux/kernel/git/paulus/powerpc into HEAD

PPC KVM update for 4.20.

The major new feature here is nested HV KVM support.  This allows the
HV KVM module to load inside a radix guest on POWER9 and run radix
guests underneath it.  These nested guests can run in supervisor mode
and don't require any additional instructions to be emulated, unlike
with PR KVM, and so performance is much better than with PR KVM, and
is very close to the performance of a non-nested guest.  A nested
hypervisor (a guest with nested guests) can be migrated to another
host and will bring all its nested guests along with it.  A nested
guest can also itself run guests, and so on down to any desired depth
of nesting.

Apart from that there are a series of updates for IOMMU handling from
Alexey Kardashevskiy, a "one VM per core" mode for HV KVM for
security-paranoid applications, and a small fix for PR KVM.

KVM: PPC: Book3S HV: Add NO_HASH flag to GET_SMMU_INFO ioctl result

This adds a KVM_PPC_NO_HASH flag to the flags field of the
kvm_ppc_smmu_info struct, and arranges for it to be set when
running as a nested hypervisor, as an unambiguous indication
to userspace that HPT guests are not supported.  Reporting the
KVM_CAP_PPC_MMU_HASH_V3 capability as false could be taken as
indicating only that the new HPT features in ISA V3.0 are not
supported, leaving it ambiguous whether pre-V3.0 HPT features
are supported.

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>

KVM: PPC: Book3S HV: Add a VM capability to enable nested virtualization

With this, userspace can enable a KVM-HV guest to run nested guests
under it.

The administrator can control whether any nested guests can be run;
setting the "nested" module parameter to false prevents any guests
becoming nested hypervisors (that is, any attempt to enable the nested
capability on a guest will fail).  Guests which are already nested
hypervisors will continue to be so.

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>

Merge remote-tracking branch 'remotes/powerpc/topic/ppc-kvm' into kvm-ppc-next

This merges in the "ppc-kvm" topic branch of the powerpc tree to get a
series of commits that touch both general arch/powerpc code and KVM
code.  These commits will be merged both via the KVM tree and the
powerpc tree.

Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>

KVM: PPC: Book3S HV: Add nested shadow page tables to debugfs

This adds a list of valid shadow PTEs for each nested guest to
the 'radix' file for the guest in debugfs.  This can be useful for
debugging.

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Book3S HV: Allow HV module to load without hypervisor mode

With this, the KVM-HV module can be loaded in a guest running under
KVM-HV, and if the hypervisor supports nested virtualization, this
guest can now act as a nested hypervisor and run nested guests.

This also adds some checks to inform userspace that HPT guests are not
supported by nested hypervisors (by returning false for the
KVM_CAP_PPC_MMU_HASH_V3 capability), and to prevent userspace from
configuring a guest to use HPT mode.

Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Book3S HV: Handle differing endianness for H_ENTER_NESTED

The hcall H_ENTER_NESTED takes two parameters: the address in L1 guest
memory of a hv_regs struct and the address of a pt_regs struct.  The
hcall requests the L0 hypervisor to use the register values in these
structs to run a L2 guest and to return the exit state of the L2 guest
in these structs.  These are in the endianness of the L1 guest, rather
than being always big-endian as is usually the case for PAPR
hypercalls.

This is convenient because it means that the L1 guest can pass the
address of the regs field in its kvm_vcpu_arch struct.  This also
improves performance slightly by avoiding the need for two copies of
the pt_regs struct.

When reading/writing these structures, this patch handles the case
where the endianness of the L1 guest differs from that of the L0
hypervisor, by byteswapping the structures after reading and before
writing them back.

Since all the fields of the pt_regs are of the same type, i.e.,
unsigned long, we treat it as an array of unsigned longs.  The fields
of struct hv_guest_state are not all the same, so its fields are
byteswapped individually.

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Suraj Jitindar Singh <sjitindarsingh@gmail.com>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Book3S HV: Sanitise hv_regs on nested guest entry

restore_hv_regs() is used to copy the hv_regs L1 wants to set to run the
nested (L2) guest into the vcpu structure. We need to sanitise these
values to ensure we don't let the L1 guest hypervisor do things we don't
want it to.

We don't let data address watchpoints or completed instruction address
breakpoints be set to match in hypervisor state.

We also don't let L1 enable features in the hypervisor facility status
and control register (HFSCR) for L2 which we have disabled for L1. That
is L2 will get the subset of features which the L0 hypervisor has
enabled for L1 and the features L1 wants to enable for L2. This could
mean we give L1 a hypervisor facility unavailable interrupt for a
facility it thinks it has enabled, however it shouldn't have enabled a
facility it itself doesn't have for the L2 guest.

We sanitise the registers when copying in the L2 hv_regs. We don't need
to sanitise when copying back the L1 hv_regs since these shouldn't be
able to contain invalid values as they're just what was copied out.

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Suraj Jitindar Singh <sjitindarsingh@gmail.com>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Book3S HV: Add one-reg interface to virtual PTCR register

This adds a one-reg register identifier which can be used to read and
set the virtual PTCR for the guest.  This register identifies the
address and size of the virtual partition table for the guest, which
contains information about the nested guests under this guest.

Migrating this value is the only extra requirement for migrating a
guest which has nested guests (assuming of course that the destination
host supports nested virtualization in the kvm-hv module).

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Book3S HV: Don't access HFSCR, LPIDR or LPCR when running nested

When running as a nested hypervisor, this avoids reading hypervisor
privileged registers (specifically HFSCR, LPIDR and LPCR) at startup;
instead reasonable default values are used.  This also avoids writing
LPIDR in the single-vcpu entry/exit path.

Also, this removes the check for CPU_FTR_HVMODE in kvmppc_mmu_hv_init()
since its only caller already checks this.

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Book3S HV: Invalidate TLB when nested vcpu moves physical cpu

This is only done at level 0, since only level 0 knows which physical
CPU a vcpu is running on.  This does for nested guests what L0 already
did for its own guests, which is to flush the TLB on a pCPU when it
goes to run a vCPU there, and there is another vCPU in the same VM
which previously ran on this pCPU and has now started to run on another
pCPU.  This is to handle the situation where the other vCPU touched
a mapping, moved to another pCPU and did a tlbiel (local-only tlbie)
on that new pCPU and thus left behind a stale TLB entry on this pCPU.

This introduces a limit on the the vcpu_token values used in the
H_ENTER_NESTED hcall -- they must now be less than NR_CPUS.

[paulus@ozlabs.org - made prev_cpu array be short[] to reduce
 memory consumption.]

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Suraj Jitindar Singh <sjitindarsingh@gmail.com>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Book3S HV: Use hypercalls for TLB invalidation when nested

This adds code to call the H_TLB_INVALIDATE hypercall when running as
a guest, in the cases where we need to invalidate TLBs (or other MMU
caches) as part of managing the mappings for a nested guest.  Calling
H_TLB_INVALIDATE lets the nested hypervisor inform the parent
hypervisor about changes to partition-scoped page tables or the
partition table without needing to do hypervisor-privileged tlbie
instructions.

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Book3S HV: Implement H_TLB_INVALIDATE hcall

When running a nested (L2) guest the guest (L1) hypervisor will use
the H_TLB_INVALIDATE hcall when it needs to change the partition
scoped page tables or the partition table which it manages.  It will
use this hcall in the situations where it would use a partition-scoped
tlbie instruction if it were running in hypervisor mode.

The H_TLB_INVALIDATE hcall can invalidate different scopes:

Invalidate TLB for a given target address:
- This invalidates a single L2 -> L1 pte
- We need to invalidate any L2 -> L0 shadow_pgtable ptes which map the L2
  address space which is being invalidated. This is because a single
  L2 -> L1 pte may have been mapped with more than one pte in the
  L2 -> L0 page tables.

Invalidate the entire TLB for a given LPID or for all LPIDs:
- Invalidate the entire shadow_pgtable for a given nested guest, or
  for all nested guests.

Invalidate the PWC (page walk cache) for a given LPID or for all LPIDs:
- We don't cache the PWC, so nothing to do.

Invalidate the entire TLB, PWC and partition table for a given/all LPIDs:
- Here we re-read the partition table entry and remove the nested state
  for any nested guest for which the first doubleword of the partition
  table entry is now zero.

The H_TLB_INVALIDATE hcall takes as parameters the tlbie instruction
word (of which only the RIC, PRS and R fields are used), the rS value
(giving the lpid, where required) and the rB value (giving the IS, AP
and EPN values).

[paulus@ozlabs.org - adapted to having the partition table in guest
memory, added the H_TLB_INVALIDATE implementation, removed tlbie
instruction emulation, reworded the commit message.]

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Suraj Jitindar Singh <sjitindarsingh@gmail.com>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Book3S HV: Introduce rmap to track nested guest mappings

When a host (L0) page which is mapped into a (L1) guest is in turn
mapped through to a nested (L2) guest we keep a reverse mapping (rmap)
so that these mappings can be retrieved later.

Whenever we create an entry in a shadow_pgtable for a nested guest we
create a corresponding rmap entry and add it to the list for the
L1 guest memslot at the index of the L1 guest page it maps. This means
at the L1 guest memslot we end up with lists of rmaps.

When we are notified of a host page being invalidated which has been
mapped through to a (L1) guest, we can then walk the rmap list for that
guest page, and find and invalidate all of the corresponding
shadow_pgtable entries.

In order to reduce memory consumption, we compress the information for
each rmap entry down to 52 bits -- 12 bits for the LPID and 40 bits
for the guest real page frame number -- which will fit in a single
unsigned long.  To avoid a scenario where a guest can trigger
unbounded memory allocations, we scan the list when adding an entry to
see if there is already an entry with the contents we need.  This can
occur, because we don't ever remove entries from the middle of a list.

A struct nested guest rmap is a list pointer and an rmap entry;
----------------
| next pointer |
----------------
| rmap entry   |
----------------

Thus the rmap pointer for each guest frame number in the memslot can be
either NULL, a single entry, or a pointer to a list of nested rmap entries.

gfn  memslot rmap array
  -------------------------
 0 | NULL | (no rmap entry)
  -------------------------
 1 | single rmap entry | (rmap entry with low bit set)
  -------------------------
 2 | list head pointer | (list of rmap entries)
  -------------------------

The final entry always has the lowest bit set and is stored in the next
pointer of the last list entry, or as a single rmap entry.
With a list of rmap entries looking like;

----------------- ----------------- -------------------------
| list head ptr | ----> | next pointer | ----> | single rmap entry |
----------------- ----------------- -------------------------
| rmap entry | | rmap entry |
----------------- -------------------------

Signed-off-by: Suraj Jitindar Singh <sjitindarsingh@gmail.com>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Book3S HV: Handle page fault for a nested guest

Consider a normal (L1) guest running under the main hypervisor (L0),
and then a nested guest (L2) running under the L1 guest which is acting
as a nested hypervisor. L0 has page tables to map the address space for
L1 providing the translation from L1 real address -> L0 real address;

L1
|
| (L1 -> L0)
|
----> L0

There are also page tables in L1 used to map the address space for L2
providing the translation from L2 real address -> L1 read address. Since
the hardware can only walk a single level of page table, we need to
maintain in L0 a "shadow_pgtable" for L2 which provides the translation
from L2 real address -> L0 real address. Which looks like;

L2 L2
| |
| (L2 -> L1) |
| |
----> L1 | (L2 -> L0)
      | |
      | (L1 -> L0) |
      | |
      ----> L0 --------> L0

When a page fault occurs while running a nested (L2) guest we need to
insert a pte into this "shadow_pgtable" for the L2 -> L0 mapping. To
do this we need to:

1. Walk the pgtable in L1 memory to find the L2 -> L1 mapping, and
   provide a page fault to L1 if this mapping doesn't exist.
2. Use our L1 -> L0 pgtable to convert this L1 address to an L0 address,
   or try to insert a pte for that mapping if it doesn't exist.
3. Now we have a L2 -> L0 mapping, insert this into our shadow_pgtable

Once this mapping exists we can take rc faults when hardware is unable
to automatically set the reference and change bits in the pte. On these
we need to:

1. Check the rc bits on the L2 -> L1 pte match, and otherwise reflect
   the fault down to L1.
2. Set the rc bits in the L1 -> L0 pte which corresponds to the same
   host page.
3. Set the rc bits in the L2 -> L0 pte.

As we reuse a large number of functions in book3s_64_mmu_radix.c for
this we also needed to refactor a number of these functions to take
an lpid parameter so that the correct lpid is used for tlb invalidations.
The functionality however has remained the same.

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Suraj Jitindar Singh <sjitindarsingh@gmail.com>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Book3S HV: Handle hypercalls correctly when nested

When we are running as a nested hypervisor, we use a hypercall to
enter the guest rather than code in book3s_hv_rmhandlers.S.  This means
that the hypercall handlers listed in hcall_real_table never get called.
There are some hypercalls that are handled there and not in
kvmppc_pseries_do_hcall(), which therefore won't get processed for
a nested guest.

To fix this, we add cases to kvmppc_pseries_do_hcall() to handle those
hypercalls, with the following exceptions:

- The HPT hypercalls (H_ENTER, H_REMOVE, etc.) are not handled because
  we only support radix mode for nested guests.

- H_CEDE has to be handled specially because the cede logic in
  kvmhv_run_single_vcpu assumes that it has been processed by the time
  that kvmhv_p9_guest_entry() returns.  Therefore we put a special
  case for H_CEDE in kvmhv_p9_guest_entry().

For the XICS hypercalls, if real-mode processing is enabled, then the
virtual-mode handlers assume that they are being called only to finish
up the operation.  Therefore we turn off the real-mode flag in the XICS
code when running as a nested hypervisor.

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Book3S HV: Use XICS hypercalls when running as a nested hypervisor

This adds code to call the H_IPI and H_EOI hypercalls when we are
running as a nested hypervisor (i.e. without the CPU_FTR_HVMODE cpu
feature) and we would otherwise access the XICS interrupt controller
directly or via an OPAL call.

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Book3S HV: Nested guest entry via hypercall

This adds a new hypercall, H_ENTER_NESTED, which is used by a nested
hypervisor to enter one of its nested guests.  The hypercall supplies
register values in two structs.  Those values are copied by the level 0
(L0) hypervisor (the one which is running in hypervisor mode) into the
vcpu struct of the L1 guest, and then the guest is run until an
interrupt or error occurs which needs to be reported to L1 via the
hypercall return value.

Currently this assumes that the L0 and L1 hypervisors are the same
endianness, and the structs passed as arguments are in native
endianness.  If they are of different endianness, the version number
check will fail and the hcall will be rejected.

Nested hypervisors do not support indep_threads_mode=N, so this adds
code to print a warning message if the administrator has set
indep_threads_mode=N, and treat it as Y.

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Book3S HV: Framework and hcall stubs for nested virtualization

This starts the process of adding the code to support nested HV-style
virtualization.  It defines a new H_SET_PARTITION_TABLE hypercall which
a nested hypervisor can use to set the base address and size of a
partition table in its memory (analogous to the PTCR register).
On the host (level 0 hypervisor) side, the H_SET_PARTITION_TABLE
hypercall from the guest is handled by code that saves the virtual
PTCR value for the guest.

This also adds code for creating and destroying nested guests and for
reading the partition table entry for a nested guest from L1 memory.
Each nested guest has its own shadow LPID value, different in general
from the LPID value used by the nested hypervisor to refer to it.  The
shadow LPID value is allocated at nested guest creation time.

Nested hypervisor functionality is only available for a radix guest,
which therefore means a radix host on a POWER9 (or later) processor.

Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Book3S HV: Use kvmppc_unmap_pte() in kvm_unmap_radix()

kvmppc_unmap_pte() does a sequence of operations that are open-coded in
kvm_unmap_radix().  This extends kvmppc_unmap_pte() a little so that it
can be used by kvm_unmap_radix(), and makes kvm_unmap_radix() call it.

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Book3S HV: Refactor radix page fault handler

The radix page fault handler accounts for all cases, including just
needing to insert a pte.  This breaks it up into separate functions for
the two main cases; setting rc and inserting a pte.

This allows us to make the setting of rc and inserting of a pte
generic for any pgtable, not specific to the one for this guest.

[paulus@ozlabs.org - reduced diffs from previous code]

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Suraj Jitindar Singh <sjitindarsingh@gmail.com>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Book3S HV: Make kvmppc_mmu_radix_xlate process/partition table agnostic

kvmppc_mmu_radix_xlate() is used to translate an effective address
through the process tables. The process table and partition tables have
identical layout. Exploit this fact to make the kvmppc_mmu_radix_xlate()
function able to translate either an effective address through the
process tables or a guest real address through the partition tables.

[paulus@ozlabs.org - reduced diffs from previous code]

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Suraj Jitindar Singh <sjitindarsingh@gmail.com>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Book3S HV: Clear partition table entry on vm teardown

When destroying a VM we return the LPID to the pool, however we never
zero the partition table entry. This is instead done when we reallocate
the LPID.

Zero the partition table entry on VM teardown before returning the LPID
to the pool. This means if we were running as a nested hypervisor the
real hypervisor could use this to determine when it can free resources.

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Suraj Jitindar Singh <sjitindarsingh@gmail.com>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Use ccr field in pt_regs struct embedded in vcpu struct

When the 'regs' field was added to struct kvm_vcpu_arch, the code
was changed to use several of the fields inside regs (e.g., gpr, lr,
etc.) but not the ccr field, because the ccr field in struct pt_regs
is 64 bits on 64-bit platforms, but the cr field in kvm_vcpu_arch is
only 32 bits.  This changes the code to use the regs.ccr field
instead of cr, and changes the assembly code on 64-bit platforms to
use 64-bit loads and stores instead of 32-bit ones.

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Book3S HV: Add a debugfs file to dump radix mappings

This adds a file called 'radix' in the debugfs directory for the
guest, which when read gives all of the valid leaf PTEs in the
partition-scoped radix tree for a radix guest, in human-readable
format.  It is analogous to the existing 'htab' file which dumps
the HPT entries for a HPT guest.

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Book3S HV: Handle hypervisor instruction faults better

Currently the code for handling hypervisor instruction page faults
passes 0 for the flags indicating the type of fault, which is OK in
the usual case that the page is not mapped in the partition-scoped
page tables.  However, there are other causes for hypervisor
instruction page faults, such as not being to update a reference
(R) or change (C) bit.  The cause is indicated in bits in HSRR1,
including a bit which indicates that the fault is due to not being
able to write to a page (for example to update an R or C bit).
Not handling these other kinds of faults correctly can lead to a
loop of continual faults without forward progress in the guest.

In order to handle these faults better, this patch constructs a
"DSISR-like" value from the bits which DSISR and SRR1 (for a HISI)
have in common, and passes it to kvmppc_book3s_hv_page_fault() so
that it knows what caused the fault.

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Book3S HV: Streamlined guest entry/exit path on P9 for radix guests

This creates an alternative guest entry/exit path which is used for
radix guests on POWER9 systems when we have indep_threads_mode=Y.  In
these circumstances there is exactly one vcpu per vcore and there is
no coordination required between vcpus or vcores; the vcpu can enter
the guest without needing to synchronize with anything else.

The new fast path is implemented almost entirely in C in book3s_hv.c
and runs with the MMU on until the guest is entered.  On guest exit
we use the existing path until the point where we are committed to
exiting the guest (as distinct from handling an interrupt in the
low-level code and returning to the guest) and we have pulled the
guest context from the XIVE.  At that point we check a flag in the
stack frame to see whether we came in via the old path and the new
path; if we came in via the new path then we go back to C code to do
the rest of the process of saving the guest context and restoring the
host context.

The C code is split into separate functions for handling the
OS-accessible state and the hypervisor state, with the idea that the
latter can be replaced by a hypercall when we implement nested
virtualization.

Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
[mpe: Fix CONFIG_ALTIVEC=n build]
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Book3S HV: Call kvmppc_handle_exit_hv() with vcore unlocked

Currently kvmppc_handle_exit_hv() is called with the vcore lock held
because it is called within a for_each_runnable_thread loop.
However, we already unlock the vcore within kvmppc_handle_exit_hv()
under certain circumstances, and this is safe because (a) any vcpus
that become runnable and are added to the runnable set by
kvmppc_run_vcpu() have their vcpu->arch.trap == 0 and can't actually
run in the guest (because the vcore state is VCORE_EXITING), and
(b) for_each_runnable_thread is safe against addition or removal
of vcpus from the runnable set.

Therefore, in order to simplify things for following patches, let's
drop the vcore lock in the for_each_runnable_thread loop, so
kvmppc_handle_exit_hv() gets called without the vcore lock held.

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Book3S: Rework TM save/restore code and make it C-callable

This adds a parameter to __kvmppc_save_tm and __kvmppc_restore_tm
which allows the caller to indicate whether it wants the nonvolatile
register state to be preserved across the call, as required by the C
calling conventions.  This parameter being non-zero also causes the
MSR bits that enable TM, FP, VMX and VSX to be preserved.  The
condition register and DSCR are now always preserved.

With this, kvmppc_save_tm_hv and kvmppc_restore_tm_hv can be called
from C code provided the 3rd parameter is non-zero.  So that these
functions can be called from modules, they now include code to set
the TOC pointer (r2) on entry, as they can call other built-in C
functions which will assume the TOC to have been set.

Also, the fake suspend code in kvmppc_save_tm_hv is modified here to
assume that treclaim in fake-suspend state does not modify any registers,
which is the case on POWER9.  This enables the code to be simplified
quite a bit.

_kvmppc_save_tm_pr and _kvmppc_restore_tm_pr become much simpler with
this change, since they now only need to save and restore TAR and pass
1 for the 3rd argument to __kvmppc_{save,restore}_tm.

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Book3S HV: Simplify real-mode interrupt handling

This streamlines the first part of the code that handles a hypervisor
interrupt that occurred in the guest.  With this, all of the real-mode
handling that occurs is done before the "guest_exit_cont" label; once
we get to that label we are committed to exiting to host virtual mode.
Thus the machine check and HMI real-mode handling is moved before that
label.

Also, the code to handle external interrupts is moved out of line, as
is the code that calls kvmppc_realmode_hmi_handler().

Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Book3S HV: Extract PMU save/restore operations as C-callable functions

This pulls out the assembler code that is responsible for saving and
restoring the PMU state for the host and guest into separate functions
so they can be used from an alternate entry path.  The calling
convention is made compatible with C.

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Reviewed-by: Madhavan Srinivasan <maddy@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Book3S HV: Move interrupt delivery on guest entry to C code

This is based on a patch by Suraj Jitindar Singh.

This moves the code in book3s_hv_rmhandlers.S that generates an
external, decrementer or privileged doorbell interrupt just before
entering the guest to C code in book3s_hv_builtin.c.  This is to
make future maintenance and modification easier.  The algorithm
expressed in the C code is almost identical to the previous
algorithm.

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Book3S HV: Remove left-over code in XICS-on-XIVE emulation

This removes code that clears the external interrupt pending bit in
the pending_exceptions bitmap.  This is left over from an earlier
iteration of the code where this bit was set when an escalation
interrupt arrived in order to wake the vcpu from cede.  Currently
we set the vcpu->arch.irq_pending flag instead for this purpose.
Therefore there is no need to do anything with the pending_exceptions
bitmap.

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Book3S: Simplify external interrupt handling

Currently we use two bits in the vcpu pending_exceptions bitmap to
indicate that an external interrupt is pending for the guest, one
for "one-shot" interrupts that are cleared when delivered, and one
for interrupts that persist until cleared by an explicit action of
the OS (e.g. an acknowledge to an interrupt controller).  The
BOOK3S_IRQPRIO_EXTERNAL bit is used for one-shot interrupt requests
and BOOK3S_IRQPRIO_EXTERNAL_LEVEL is used for persisting interrupts.

In practice BOOK3S_IRQPRIO_EXTERNAL never gets used, because our
Book3S platforms generally, and pseries in particular, expect
external interrupt requests to persist until they are acknowledged
at the interrupt controller.  That combined with the confusion
introduced by having two bits for what is essentially the same thing
makes it attractive to simplify things by only using one bit.  This
patch does that.

With this patch there is only BOOK3S_IRQPRIO_EXTERNAL, and by default
it has the semantics of a persisting interrupt.  In order to avoid
breaking the ABI, we introduce a new "external_oneshot" flag which
preserves the behaviour of the KVM_INTERRUPT ioctl with the
KVM_INTERRUPT_SET argument.

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

powerpc: Turn off CPU_FTR_P9_TM_HV_ASSIST in non-hypervisor mode

When doing nested virtualization, it is only necessary to do the
transactional memory hypervisor assist at level 0, that is, when
we are in hypervisor mode.  Nested hypervisors can just use the TM
facilities as architected.  Therefore we should clear the
CPU_FTR_P9_TM_HV_ASSIST bit when we are not in hypervisor mode,
along with the CPU_FTR_HVMODE bit.

Doing this will not change anything at this stage because the only
code that tests CPU_FTR_P9_TM_HV_ASSIST is in HV KVM, which currently
can only be used when when CPU_FTR_HVMODE is set.

Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Remove redundand permission bits removal

The kvmppc_gpa_to_ua() helper itself takes care of the permission
bits in the TCE and yet every single caller removes them.

This changes semantics of kvmppc_gpa_to_ua() so it takes TCEs
(which are GPAs + TCE permission bits) to make the callers simpler.

This should cause no behavioural change.

Signed-off-by: Alexey Kardashevskiy <aik@ozlabs.ru>
Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Propagate errors to the guest when failed instead of ignoring

At the moment if the PUT_TCE{_INDIRECT} handlers fail to update
the hardware tables, we print a warning once, clear the entry and
continue. This is so as at the time the assumption was that if
a VFIO device is hotplugged into the guest, and the userspace replays
virtual DMA mappings (i.e. TCEs) to the hardware tables and if this fails,
then there is nothing useful we can do about it.

However the assumption is not valid as these handlers are not called for
TCE replay (VFIO ioctl interface is used for that) and these handlers
are for new TCEs.

This returns an error to the guest if there is a request which cannot be
processed. By now the only possible failure must be H_TOO_HARD.

Signed-off-by: Alexey Kardashevskiy <aik@ozlabs.ru>
Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Validate TCEs against preregistered memory page sizes

The userspace can request an arbitrary supported page size for a DMA
window and this works fine as long as the mapped memory is backed with
the pages of the same or bigger size; if this is not the case,
mm_iommu_ua_to_hpa{_rm}() fail and tables do not populated with
dangerously incorrect TCEs.

However since it is quite easy to misconfigure the KVM and we do not do
reverts to all changes made to TCE tables if an error happens in a middle,
we better do the acceptable page size validation before we even touch
the tables.

This enhances kvmppc_tce_validate() to check the hardware IOMMU page sizes
against the preregistered memory page sizes.

Since the new check uses real/virtual mode helpers, this renames
kvmppc_tce_validate() to kvmppc_rm_tce_validate() to handle the real mode
case and mirrors it for the virtual mode under the old name. The real
mode handler is not used for the virtual mode as:
1. it uses _lockless() list traversing primitives instead of RCU;
2. realmode's mm_iommu_ua_to_hpa_rm() uses vmalloc_to_phys() which
virtual mode does not have to use and since on POWER9+radix only virtual
mode handlers actually work, we do not want to slow down that path even
a bit.

This removes EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_tce_validate) as the validators
are static now.

From now on the attempts on mapping IOMMU pages bigger than allowed
will result in KVM exit.

Signed-off-by: Alexey Kardashevskiy <aik@ozlabs.ru>
Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
[mpe: Fix KVM_HV=n build]
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

Merge branch 'apv11' of git://git./linux/kernel/git/kvms390/linux into kernelorgnext

s390: vfio-ap: make local functions and data static

no functional change, just hygiene.

Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cohuck@redhat.com>
Reviewed-by: David Hildenbrand <david@redhat.com>

s390: vfio-ap: setup APCB mask using KVM dedicated function

We replace the vfio_ap_mdev_copy_masks() by the new
kvm_arch_crypto_set_masks() to be able to use the standard
KVM tracing system.

Signed-off-by: Pierre Morel <pmorel@linux.ibm.com>
Message-Id: <1538728270-10340-3-git-send-email-pmorel@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cohuck@redhat.com>
Reviewed-by: David Hildenbrand <david@redhat.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: Tracing APCB changes

kvm_arch_crypto_set_masks is a new function to centralize
the setup the APCB masks inside the CRYCB SIE satellite.

To trace APCB mask changes, we add KVM_EVENT() tracing to
both kvm_arch_crypto_set_masks and kvm_arch_crypto_clear_masks.

Signed-off-by: Pierre Morel <pmorel@linux.ibm.com>
Message-Id: <1538728270-10340-2-git-send-email-pmorel@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cohuck@redhat.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: fix locking for crypto setting error path

We need to unlock the kvm->lock mutex in the error case.

Reported-by: smatch
Fixes: 37940fb0b6a2c4bf101 ("KVM: s390: device attrs to enable/disable AP interpretation")
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
Reviewed-by: Janosch Frank <frankja@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Pierre Morel <pmorel@linux.ibm.com>
Reviewed-by: David Hildenbrand <david@redhat.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cohuck@redhat.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: PPC: Book3S HV: Provide mode where all vCPUs on a core must be the same VM

This adds a mode where the vcore scheduling logic in HV KVM limits itself
to scheduling only virtual cores from the same VM on any given physical
core.  This is enabled via a new module parameter on the kvm-hv module
called "one_vm_per_core".  For this to work on POWER9, it is necessary to
set indep_threads_mode=N.  (On POWER8, hardware limitations mean that KVM
is never in independent threads mode, regardless of the indep_threads_mode
setting.)

Thus the settings needed for this to work are:

1. The host is in SMT1 mode.
2. On POWER8, the host is not in 2-way or 4-way static split-core mode.
3. On POWER9, the indep_threads_mode parameter is N.
4. The one_vm_per_core parameter is Y.

With these settings, KVM can run up to 4 vcpus on a core at the same
time on POWER9, or up to 8 vcpus on POWER8 (depending on the guest
threading mode), and will ensure that all of the vcpus belong to the
same VM.

This is intended for use in security-conscious settings where users are
concerned about possible side-channel attacks between threads which could
perhaps enable one VM to attack another VM on the same core, or the host.

Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>

KVM: PPC: Book3S PR: Exiting split hack mode needs to fixup both PC and LR

When an OS (currently only classic Mac OS) is running in KVM-PR and makes a
linked jump from code with split hack addressing enabled into code that does
not, LR is not correctly updated and reflects the previously munged PC.

To fix this, this patch undoes the address munge when exiting split
hack mode so that code relying on LR being a proper address will now
execute. This does not affect OS X or other operating systems running
on KVM-PR.

Signed-off-by: Cameron Kaiser <spectre@floodgap.com>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@ozlabs.org>

Merge tag 'kvm-s390-next-4.20-1' of git://git./linux/kernel/git/kvms390/linux into HEAD

KVM: s390: Features for 4.20
- Initial version of AP crypto virtualization via vfio-mdev
- Set the host program identifier
- Optimize page table locking

kvm: nVMX: fix entry with pending interrupt if APICv is enabled

Commit b5861e5cf2fcf83031ea3e26b0a69d887adf7d21 introduced a check on
the interrupt-window and NMI-window CPU execution controls in order to
inject an external interrupt vmexit before the first guest instruction
executes.  However, when APIC virtualization is enabled the host does not
need a vmexit in order to inject an interrupt at the next interrupt window;
instead, it just places the interrupt vector in RVI and the processor will
inject it as soon as possible.  Therefore, on machines with APICv it is
not enough to check the CPU execution controls: the same scenario can also
happen if RVI>vPPR.

Fixes: b5861e5cf2fcf83031ea3e26b0a69d887adf7d21
Reviewed-by: Nikita Leshchenko <nikita.leshchenko@oracle.com>
Cc: Sean Christopherson <sean.j.christopherson@intel.com>
Cc: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Cc: Radim Krčmář <rkrcmar@redhat.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: VMX: hide flexpriority from guest when disabled at the module level

As of commit 8d860bbeedef ("kvm: vmx: Basic APIC virtualization controls
have three settings"), KVM will disable VIRTUALIZE_APIC_ACCESSES when
a nested guest writes APIC_BASE MSR and kvm-intel.flexpriority=0,
whereas previously KVM would allow a nested guest to enable
VIRTUALIZE_APIC_ACCESSES so long as it's supported in hardware.  That is,
KVM now advertises VIRTUALIZE_APIC_ACCESSES to a guest but doesn't
(always) allow setting it when kvm-intel.flexpriority=0, and may even
initially allow the control and then clear it when the nested guest
writes APIC_BASE MSR, which is decidedly odd even if it doesn't cause
functional issues.

Hide the control completely when the module parameter is cleared.

reported-by: Sean Christopherson <sean.j.christopherson@intel.com>
Fixes: 8d860bbeedef ("kvm: vmx: Basic APIC virtualization controls have three settings")
Cc: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Cc: stable@vger.kernel.org
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: VMX: check for existence of secondary exec controls before accessing

Return early from vmx_set_virtual_apic_mode() if the processor doesn't
support VIRTUALIZE_APIC_ACCESSES or VIRTUALIZE_X2APIC_MODE, both of
which reside in SECONDARY_VM_EXEC_CONTROL.  This eliminates warnings
due to VMWRITEs to SECONDARY_VM_EXEC_CONTROL (VMCS field 401e) failing
on processors without secondary exec controls.

Remove the similar check for TPR shadowing as it is incorporated in the
flexpriority_enabled check and the APIC-related code in
vmx_update_msr_bitmap() is further gated by VIRTUALIZE_X2APIC_MODE.

Reported-by: Gerhard Wiesinger <redhat@wiesinger.com>
Fixes: 8d860bbeedef ("kvm: vmx: Basic APIC virtualization controls have three settings")
Cc: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Cc: stable@vger.kernel.org
Signed-off-by: Sean Christopherson <sean.j.christopherson@intel.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: PPC: Inform the userspace about TCE update failures

We return H_TOO_HARD from TCE update handlers when we think that
the next handler (realmode -> virtual mode -> user mode) has a chance to
handle the request; H_HARDWARE/H_CLOSED otherwise.

This changes the handlers to return H_TOO_HARD on every error giving
the userspace an opportunity to handle any request or at least log
them all.

Signed-off-by: Alexey Kardashevskiy <aik@ozlabs.ru>
Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

KVM: PPC: Validate all tces before updating tables

The KVM TCE handlers are written in a way so they fail when either
something went horribly wrong or the userspace did some obvious mistake
such as passing a misaligned address.

We are going to enhance the TCE checker to fail on attempts to map bigger
IOMMU page than the underlying pinned memory so let's valitate TCE
beforehand.

This should cause no behavioral change.

Signed-off-by: Alexey Kardashevskiy <aik@ozlabs.ru>
Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: Michael Ellerman <mpe@ellerman.id.au>

Merge branch 'kvm-ppc-fixes' of paulus/powerpc into topic/ppc-kvm

Some commits we'd like to share between the powerpc and kvm-ppc tree for
next have dependencies on commits that went into 4.19 via the
kvm-ppc-fixes branch and weren't merged before 4.19-rc3, which is our
base commit.

So merge the kvm-ppc-fixes branch into topic/ppc-kvm.

KVM: x86: fix L1TF's MMIO GFN calculation

One defense against L1TF in KVM is to always set the upper five bits
of the *legal* physical address in the SPTEs for non-present and
reserved SPTEs, e.g. MMIO SPTEs.  In the MMIO case, the GFN of the
MMIO SPTE may overlap with the upper five bits that are being usurped
to defend against L1TF.  To preserve the GFN, the bits of the GFN that
overlap with the repurposed bits are shifted left into the reserved
bits, i.e. the GFN in the SPTE will be split into high and low parts.
When retrieving the GFN from the MMIO SPTE, e.g. to check for an MMIO
access, get_mmio_spte_gfn() unshifts the affected bits and restores
the original GFN for comparison.  Unfortunately, get_mmio_spte_gfn()
neglects to mask off the reserved bits in the SPTE that were used to
store the upper chunk of the GFN.  As a result, KVM fails to detect
MMIO accesses whose GPA overlaps the repurprosed bits, which in turn
causes guest panics and hangs.

Fix the bug by generating a mask that covers the lower chunk of the
GFN, i.e. the bits that aren't shifted by the L1TF mitigation.  The
alternative approach would be to explicitly zero the five reserved
bits that are used to store the upper chunk of the GFN, but that
requires additional run-time computation and makes an already-ugly
bit of code even more inscrutable.

I considered adding a WARN_ON_ONCE(low_phys_bits-1 <= PAGE_SHIFT) to
warn if GENMASK_ULL() generated a nonsensical value, but that seemed
silly since that would mean a system that supports VMX has less than
18 bits of physical address space...

Reported-by: Sakari Ailus <sakari.ailus@iki.fi>
Fixes: d9b47449c1a1 ("kvm: x86: Set highest physical address bits in non-present/reserved SPTEs")
Cc: Junaid Shahid <junaids@google.com>
Cc: Jim Mattson <jmattson@google.com>
Cc: stable@vger.kernel.org
Reviewed-by: Junaid Shahid <junaids@google.com>
Tested-by: Sakari Ailus <sakari.ailus@linux.intel.com>
Signed-off-by: Sean Christopherson <sean.j.christopherson@intel.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

tools/kvm_stat: cut down decimal places in update interval dialog

We currently display the default number of decimal places for floats in
_show_set_update_interval(), which is quite pointless. Cutting down to a
single decimal place.

Signed-off-by: Stefan Raspl <raspl@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: nVMX: Fix emulation of VM_ENTRY_LOAD_BNDCFGS

L2 IA32_BNDCFGS should be updated with vmcs12->guest_bndcfgs only
when VM_ENTRY_LOAD_BNDCFGS is specified in vmcs12->vm_entry_controls.

Otherwise, L2 IA32_BNDCFGS should be set to vmcs01->guest_bndcfgs which
is L1 IA32_BNDCFGS.

Reviewed-by: Nikita Leshchenko <nikita.leshchenko@oracle.com>
Reviewed-by: Darren Kenny <darren.kenny@oracle.com>
Signed-off-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: x86: Do not use kvm_x86_ops->mpx_supported() directly

Commit a87036add092 ("KVM: x86: disable MPX if host did not enable
MPX XSAVE features") introduced kvm_mpx_supported() to return true
iff MPX is enabled in the host.

However, that commit seems to have missed replacing some calls to
kvm_x86_ops->mpx_supported() to kvm_mpx_supported().

Complete original commit by replacing remaining calls to
kvm_mpx_supported().

Fixes: a87036add092 ("KVM: x86: disable MPX if host did not enable
MPX XSAVE features")

Suggested-by: Sean Christopherson <sean.j.christopherson@intel.com>
Signed-off-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

KVM: nVMX: Do not expose MPX VMX controls when guest MPX disabled

Before this commit, KVM exposes MPX VMX controls to L1 guest only based
on if KVM and host processor supports MPX virtualization.
However, these controls should be exposed to guest only in case guest
vCPU supports MPX.

Without this change, a L1 guest running with kernel which don't have
commit 691bd4340bef ("kvm: vmx: allow host to access guest
MSR_IA32_BNDCFGS") asserts in QEMU on the following:
qemu-kvm: error: failed to set MSR 0xd90 to 0x0
qemu-kvm: .../qemu-2.10.0/target/i386/kvm.c:1801 kvm_put_msrs:
Assertion 'ret == cpu->kvm_msr_buf->nmsrs failed'
This is because L1 KVM kvm_init_msr_list() will see that
vmx_mpx_supported() (As it only checks MPX VMX controls support) and
therefore KVM_GET_MSR_INDEX_LIST IOCTL will include MSR_IA32_BNDCFGS.
However, later when L1 will attempt to set this MSR via KVM_SET_MSRS
IOCTL, it will fail because !guest_cpuid_has_mpx(vcpu).

Therefore, fix the issue by exposing MPX VMX controls to L1 guest only
when vCPU supports MPX.

Fixes: 36be0b9deb23 ("KVM: x86: Add nested virtualization support for MPX")

Reported-by: Eyal Moscovici <eyal.moscovici@oracle.com>
Reviewed-by: Nikita Leshchenko <nikita.leshchenko@oracle.com>
Reviewed-by: Darren Kenny <darren.kenny@oracle.com>
Signed-off-by: Liran Alon <liran.alon@oracle.com>
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>

Merge branch 'apv11' of git://git./linux/kernel/git/kvms390/linux into kernelorgnext

s390/mm: optimize locking without huge pages in gmap_pmd_op_walk()

Right now we temporarily take the page table lock in
gmap_pmd_op_walk() even though we know we won't need it (if we can
never have 1mb pages mapped into the gmap).

Let's make this a special case, so gmap_protect_range() and
gmap_sync_dirty_log_pmd() will not take the lock when huge pages are
not allowed.

gmap_protect_range() is called quite frequently for managing shadow
page tables in vSIE environments.

Signed-off-by: David Hildenbrand <david@redhat.com>
Reviewed-by: Janosch Frank <frankja@linux.ibm.com>
Message-Id: <20180806155407.15252-1-david@redhat.com>
Signed-off-by: Janosch Frank <frankja@linux.ibm.com>

KVM: s390: set host program identifier

A host program identifier (HPID) provides information regarding the
underlying host environment. A level-2 (VM) guest will have an HPID
denoting Linux/KVM, which is set during VCPU setup. A level-3 (VM on a
VM) and beyond guest will have an HPID denoting KVM vSIE, which is set
for all shadow control blocks, overriding the original value of the
HPID.

Signed-off-by: Collin Walling <walling@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Janosch Frank <frankja@linux.ibm.com>
Message-Id: <1535734279-10204-4-git-send-email-walling@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

s390: doc: detailed specifications for AP virtualization

This patch provides documentation describing the AP architecture and
design concepts behind the virtualization of AP devices. It also
includes an example of how to configure AP devices for exclusive
use of KVM guests.

Signed-off-by: Tony Krowiak <akrowiak@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Halil Pasic <pasic@linux.ibm.com>
Message-Id: <20180925231641.4954-27-akrowiak@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: CPU model support for AP virtualization

Introduces two new CPU model facilities to support
AP virtualization for KVM guests:

1. AP Query Configuration Information (QCI) facility is installed.

   This is indicated by setting facilities bit 12 for
   the guest. The kernel will not enable this facility
   for the guest if it is not set on the host.

   If this facility is not set for the KVM guest, then only
   APQNs with an APQI less than 16 will be used by a Linux
   guest regardless of the matrix configuration for the virtual
   machine. This is a limitation of the Linux AP bus.

2. AP Facilities Test facility (APFT) is installed.

   This is indicated by setting facilities bit 15 for
   the guest. The kernel will not enable this facility for
   the guest if it is not set on the host.

   If this facility is not set for the KVM guest, then no
   AP devices will be available to the guest regardless of
   the guest's matrix configuration for the virtual
   machine. This is a limitation of the Linux AP bus.

Signed-off-by: Tony Krowiak <akrowiak@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
Reviewed-by: Halil Pasic <pasic@linux.ibm.com>
Reviewed-by: David Hildenbrand <david@redhat.com>
Tested-by: Michael Mueller <mimu@linux.ibm.com>
Tested-by: Farhan Ali <alifm@linux.ibm.com>
Acked-by: Cornelia Huck <cohuck@redhat.com>
Message-Id: <20180925231641.4954-26-akrowiak@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: device attrs to enable/disable AP interpretation

Introduces two new VM crypto device attributes (KVM_S390_VM_CRYPTO)
to enable or disable AP instruction interpretation from userspace
via the KVM_SET_DEVICE_ATTR ioctl:

* The KVM_S390_VM_CRYPTO_ENABLE_APIE attribute enables hardware
  interpretation of AP instructions executed on the guest.

* The KVM_S390_VM_CRYPTO_DISABLE_APIE attribute disables hardware
  interpretation of AP instructions executed on the guest. In this
  case the instructions will be intercepted and pass through to
  the guest.

Signed-off-by: Tony Krowiak <akrowiak@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cohuck@redhat.com>
Message-Id: <20180925231641.4954-25-akrowiak@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: vsie: allow guest FORMAT-0 CRYCB on host FORMAT-2

When the guest schedules a SIE with a FORMAT-0 CRYCB,
we are able to schedule it in the host with a FORMAT-2
CRYCB if the host uses FORMAT-2

Signed-off-by: Pierre Morel <pmorel@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Tony Krowiak <akrowiak@linux.ibm.com>
Message-Id: <20180925231641.4954-24-akrowiak@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: vsie: allow guest FORMAT-1 CRYCB on host FORMAT-2

When the guest schedules a SIE with a CRYCB FORMAT-1 CRYCB,
we are able to schedule it in the host with a FORMAT-2 CRYCB
if the host uses FORMAT-2.

Signed-off-by: Pierre Morel <pmorel@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Tony Krowiak <akrowiak@linux.ibm.com>
Message-Id: <20180925231641.4954-23-akrowiak@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: vsie: allow guest FORMAT-0 CRYCB on host FORMAT-1

When the guest schedules a SIE with a FORMAT-0 CRYCB,
we are able to schedule it in the host with a FORMAT-1
CRYCB if the host uses FORMAT-1 or FORMAT-0.

Signed-off-by: Pierre Morel <pmorel@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Tony Krowiak <akrowiak@linux.ibm.com>
Message-Id: <20180925231641.4954-22-akrowiak@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: vsie: allow CRYCB FORMAT-0

When the host and the guest both use a FORMAT-0 CRYCB,
we copy the guest's FORMAT-0 APCB to a shadow CRYCB
for use by vSIE.

Signed-off-by: Pierre Morel <pmorel@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Tony Krowiak <akrowiak@linux.ibm.com>
Message-Id: <20180925231641.4954-21-akrowiak@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: vsie: allow CRYCB FORMAT-1

When the host and guest both use a FORMAT-1 CRYCB, we copy
the guest's FORMAT-0 APCB to a shadow CRYCB for use by
vSIE.

Signed-off-by: Pierre Morel <pmorel@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Tony Krowiak <akrowiak@linux.ibm.com>
Message-Id: <20180925231641.4954-20-akrowiak@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: vsie: Allow CRYCB FORMAT-2

When the guest and the host both use CRYCB FORMAT-2,
we copy the guest's FORMAT-1 APCB to a FORMAT-1
shadow APCB.

This patch also cleans up the shadow_crycb() function.

Signed-off-by: Pierre Morel <pmorel@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Tony Krowiak <akrowiak@linux.ibm.com>
Message-Id: <20180925231641.4954-19-akrowiak@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: vsie: Make use of CRYCB FORMAT2 clear

The comment preceding the shadow_crycb function is
misleading, we effectively accept FORMAT2 CRYCB in the
guest.

When using FORMAT2 in the host we do not need to or with
FORMAT1.

Signed-off-by: Pierre Morel <pmorel@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Tony Krowiak <akrowiak@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Janosch Frank <frankja@linux.ibm.com>
Reviewed-by: David Hildenbrand <david@redhat.com>
Message-Id: <20180925231641.4954-18-akrowiak@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: vsie: Do the CRYCB validation first

We need to handle the validity checks for the crycb, no matter what the
settings for the keywrappings are. So lets move the keywrapping checks
after we have done the validy checks.

Signed-off-by: Pierre Morel <pmorel@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Tony Krowiak <akrowiak@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Janosch Frank <frankja@linux.ibm.com>
Reviewed-by: David Hildenbrand <david@redhat.com>
Message-Id: <20180925231641.4954-17-akrowiak@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: Clear Crypto Control Block when using vSIE

When we clear the Crypto Control Block (CRYCB) used by a guest
level 2, the vSIE shadow CRYCB for guest level 3 must be updated
before the guest uses it.

We achieve this by using the KVM_REQ_VSIE_RESTART synchronous
request for each vCPU belonging to the guest to force the reload
of the shadow CRYCB before rerunning the guest level 3.

Signed-off-by: Pierre Morel <pmorel@linux.ibm.com>
Signed-off-by: Tony Krowiak <akrowiak@linux.ibm.com>
Message-Id: <20180925231641.4954-16-akrowiak@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

s390: vfio-ap: implement VFIO_DEVICE_RESET ioctl

Implements the VFIO_DEVICE_RESET ioctl. This ioctl zeroizes
all of the AP queues assigned to the guest.

Signed-off-by: Tony Krowiak <akrowiak@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Halil Pasic <pasic@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Pierre Morel <pmorel@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cohuck@redhat.com>
Tested-by: Michael Mueller <mimu@linux.ibm.com>
Tested-by: Farhan Ali <alifm@linux.ibm.com>
Tested-by: Pierre Morel <pmorel@linux.ibm.com>
Message-Id: <20180925231641.4954-15-akrowiak@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

s390: vfio-ap: zeroize the AP queues

Let's call PAPQ(ZAPQ) to zeroize a queue for each queue configured
for a mediated matrix device when it is released.

Zeroizing a queue resets the queue, clears all pending
messages for the queue entries and disables adapter interruptions
associated with the queue.

Signed-off-by: Tony Krowiak <akrowiak@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Halil Pasic <pasic@linux.ibm.com>
Tested-by: Michael Mueller <mimu@linux.ibm.com>
Tested-by: Farhan Ali <alifm@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cohuck@redhat.com>
Message-Id: <20180925231641.4954-14-akrowiak@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

s390: vfio-ap: implement VFIO_DEVICE_GET_INFO ioctl

Adds support for the VFIO_DEVICE_GET_INFO ioctl to the VFIO
AP Matrix device driver. This is a minimal implementation,
as vfio-ap does not use I/O regions.

Signed-off-by: Tony Krowiak <akrowiak@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Pierre Morel <pmorel@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cohuck@redhat.com>
Acked-by: Halil Pasic <pasic@linux.ibm.com>
Tested-by: Michael Mueller <mimu@linux.ibm.com>
Tested-by: Farhan Ali <alifm@linux.ibm.com>
Tested-by: Pierre Morel <pmorel@linux.ibm.com>
Message-Id: <20180925231641.4954-13-akrowiak@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

s390: vfio-ap: implement mediated device open callback

Implements the open callback on the mediated matrix device.
The function registers a group notifier to receive notification
of the VFIO_GROUP_NOTIFY_SET_KVM event. When notified,
the vfio_ap device driver will get access to the guest's
kvm structure. The open callback must ensure that only one
mediated device shall be opened per guest.

Signed-off-by: Tony Krowiak <akrowiak@linux.ibm.com>
Acked-by: Halil Pasic <pasic@linux.ibm.com>
Tested-by: Michael Mueller <mimu@linux.ibm.com>
Tested-by: Farhan Ali <alifm@linux.ibm.com>
Tested-by: Pierre Morel <pmorel@linux.ibm.com>
Acked-by: Pierre Morel <pmorel@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cohuck@redhat.com>
Message-Id: <20180925231641.4954-12-akrowiak@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: interface to clear CRYCB masks

Introduces a new KVM function to clear the APCB0 and APCB1 in the guest's
CRYCB. This effectively clears all bits of the APM, AQM and ADM masks
configured for the guest. The VCPUs are taken out of SIE to ensure the
VCPUs do not get out of sync.

Signed-off-by: Tony Krowiak <akrowiak@linux.ibm.com>
Acked-by: Halil Pasic <pasic@linux.ibm.com>
Tested-by: Michael Mueller <mimu@linux.ibm.com>
Tested-by: Farhan Ali <alifm@linux.ibm.com>
Tested-by: Pierre Morel <pmorel@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cohuck@redhat.com>
Message-Id: <20180925231641.4954-11-akrowiak@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

s390: vfio-ap: sysfs interface to view matrix mdev matrix

Provides a sysfs interface to view the AP matrix configured for the
mediated matrix device.

The relevant sysfs structures are:

/sys/devices/vfio_ap/matrix/
...... [mdev_supported_types]
......... [vfio_ap-passthrough]
............ [devices]
...............[$uuid]
.................. matrix

To view the matrix configured for the mediated matrix device,
print the matrix file:

cat matrix

Below are examples of the output from the above command:

Example 1: Adapters and domains assigned
Assignments:
Adapters 5 and 6
Domains 4 and 71 (0x47)

Output
05.0004
05.0047
06.0004
06.0047

Examples 2: Only adapters assigned
Assignments:
Adapters 5 and 6

Output:
05.
06.

Examples 3: Only domains assigned
Assignments:
Domains 4 and 71 (0x47)

Output:
.0004
.0047

Signed-off-by: Tony Krowiak <akrowiak@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Halil Pasic <pasic@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cohuck@redhat.com>
Tested-by: Michael Mueller <mimu@linux.ibm.com>
Tested-by: Farhan Ali <alifm@linux.ibm.com>
Tested-by: Pierre Morel <pmorel@linux.ibm.com>
Message-Id: <20180925231641.4954-10-akrowiak@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

s390: vfio-ap: sysfs interfaces to configure control domains

Provides the sysfs interfaces for:

1. Assigning AP control domains to the mediated matrix device

2. Unassigning AP control domains from a mediated matrix device

3. Displaying the control domains assigned to a mediated matrix
   device

The IDs of the AP control domains assigned to the mediated matrix
device are stored in an AP domain mask (ADM). The bits in the ADM,
from most significant to least significant bit, correspond to
AP domain numbers 0 to 255. On some systems, the maximum allowable
domain number may be less than 255 - depending upon the host's
AP configuration - and assignment may be rejected if the input
domain ID exceeds the limit.

When a control domain is assigned, the bit corresponding its domain
ID will be set in the ADM. Likewise, when a domain is unassigned,
the bit corresponding to its domain ID will be cleared in the ADM.

The relevant sysfs structures are:

/sys/devices/vfio_ap/matrix/
...... [mdev_supported_types]
......... [vfio_ap-passthrough]
............ [devices]
...............[$uuid]
.................. assign_control_domain
.................. unassign_control_domain

To assign a control domain to the $uuid mediated matrix device's
ADM, write its domain number to the assign_control_domain file.
To unassign a domain, write its domain number to the
unassign_control_domain file. The domain number is specified
using conventional semantics: If it begins with 0x the number
will be parsed as a hexadecimal (case insensitive) number;
if it begins with 0, it is parsed as an octal number;
otherwise, it will be parsed as a decimal number.

For example, to assign control domain 173 (0xad) to the mediated
matrix device $uuid:

echo 173 > assign_control_domain

or

echo 0255 > assign_control_domain

or

echo 0xad > assign_control_domain

To unassign control domain 173 (0xad):

echo 173 > unassign_control_domain

or

echo 0255 > unassign_control_domain

or

echo 0xad > unassign_control_domain

The assignment will be rejected if the APQI exceeds the maximum
value for an AP domain:
  * If the AP Extended Addressing (APXA) facility is installed,
    the max value is 255
  * Else the max value is 15

Signed-off-by: Tony Krowiak <akrowiak@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Halil Pasic <pasic@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cohuck@redhat.com>
Tested-by: Michael Mueller <mimu@linux.ibm.com>
Tested-by: Farhan Ali <alifm@linux.ibm.com>
Tested-by: Pierre Morel <pmorel@linux.ibm.com>
Message-Id: <20180925231641.4954-9-akrowiak@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

s390: vfio-ap: sysfs interfaces to configure domains

Introduces two new sysfs attributes for the VFIO mediated
matrix device for assigning AP domains to and unassigning
AP domains from a mediated matrix device. The IDs of the
AP domains assigned to the mediated matrix device will be
stored in an AP queue mask (AQM).

The bits in the AQM, from most significant to least
significant bit, correspond to AP queue index (APQI) 0 to
255 (note that an APQI is synonymous with with a domain ID).
On some systems, the maximum allowable domain number may be
less than 255 - depending upon the host's AP configuration -
and assignment may be rejected if the input domain ID exceeds
the limit.

When a domain is assigned, the bit corresponding to the APQI
will be set in the AQM. Likewise, when a domain is unassigned,
the bit corresponding to the APQI will be cleared from the AQM.

In order to successfully assign a domain, the APQNs derived from
the domain ID being assigned and the adapter numbers of all
adapters previously assigned:

1. Must be bound to the vfio_ap device driver.

2. Must not be assigned to any other mediated matrix device.

If there are no adapters assigned to the mdev, then there must
be an AP queue bound to the vfio_ap device driver with an
APQN containing the domain ID (i.e., APQI), otherwise all
adapters subsequently assigned will fail because there will be no
AP queues bound with an APQN containing the APQI.

Assigning or un-assigning an AP domain will also be rejected if
a guest using the mediated matrix device is running.

The relevant sysfs structures are:

/sys/devices/vfio_ap/matrix/
...... [mdev_supported_types]
......... [vfio_ap-passthrough]
............ [devices]
...............[$uuid]
.................. assign_domain
.................. unassign_domain

To assign a domain to the $uuid mediated matrix device,
write the domain's ID to the assign_domain file. To
unassign a domain, write the domain's ID to the
unassign_domain file. The ID is specified using
conventional semantics: If it begins with 0x, the number
will be parsed as a hexadecimal (case insensitive) number;
if it begins with 0, it will be parsed as an octal number;
otherwise, it will be parsed as a decimal number.

For example, to assign domain 173 (0xad) to the mediated matrix
device $uuid:

echo 173 > assign_domain

or

echo 0255 > assign_domain

or

echo 0xad > assign_domain

To unassign domain 173 (0xad):

echo 173 > unassign_domain

or

echo 0255 > unassign_domain

or

echo 0xad > unassign_domain

Signed-off-by: Tony Krowiak <akrowiak@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Halil Pasic <pasic@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cohuck@redhat.com>
Tested-by: Michael Mueller <mimu@linux.ibm.com>
Tested-by: Farhan Ali <alifm@linux.ibm.com>
Tested-by: Pierre Morel <pmorel@linux.ibm.com>
Message-Id: <20180925231641.4954-8-akrowiak@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

s390: vfio-ap: sysfs interfaces to configure adapters

Introduces two new sysfs attributes for the VFIO mediated
matrix device for assigning AP adapters to and unassigning
AP adapters from a mediated matrix device. The IDs of the
AP adapters assigned to the mediated matrix device will be
stored in an AP mask (APM).

The bits in the APM, from most significant to least significant
bit, correspond to AP adapter IDs (APID) 0 to 255. On
some systems, the maximum allowable adapter number may be less
than 255 - depending upon the host's AP configuration - and
assignment may be rejected if the input adapter ID exceeds the
limit.

When an adapter is assigned, the bit corresponding to the APID
will be set in the APM. Likewise, when an adapter is
unassigned, the bit corresponding to the APID will be cleared
from the APM.

In order to successfully assign an adapter, the APQNs derived from
the adapter ID being assigned and the queue indexes of all domains
previously assigned:

1. Must be bound to the vfio_ap device driver.

2. Must not be assigned to any other mediated matrix device

If there are no domains assigned to the mdev, then there must
be an AP queue bound to the vfio_ap device driver with an
APQN containing the APID, otherwise all domains
subsequently assigned will fail because there will be no
AP queues bound with an APQN containing the adapter ID.

Assigning or un-assigning an AP adapter will be rejected if
a guest using the mediated matrix device is running.

The relevant sysfs structures are:

/sys/devices/vfio_ap/matrix/
...... [mdev_supported_types]
......... [vfio_ap-passthrough]
............ [devices]
...............[$uuid]
.................. assign_adapter
.................. unassign_adapter

To assign an adapter to the $uuid mediated matrix device's APM,
write the APID to the assign_adapter file. To unassign an adapter,
write the APID to the unassign_adapter file. The APID is specified
using conventional semantics: If it begins with 0x the number will
be parsed as a hexadecimal number; if it begins with a 0 the number
will be parsed as an octal number; otherwise, it will be parsed as a
decimal number.

For example, to assign adapter 173 (0xad) to the mediated matrix
device $uuid:

echo 173 > assign_adapter

or

echo 0xad > assign_adapter

or

echo 0255 > assign_adapter

To unassign adapter 173 (0xad):

echo 173 > unassign_adapter

or

echo 0xad > unassign_adapter

or

echo 0255 > unassign_adapter

Signed-off-by: Tony Krowiak <akrowiak@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Halil Pasic <pasic@linux.ibm.com>
Tested-by: Michael Mueller <mimu@linux.ibm.com>
Tested-by: Farhan Ali <alifm@linux.ibm.com>
Tested-by: Pierre Morel <pmorel@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cohuck@redhat.com>
Message-Id: <20180925231641.4954-7-akrowiak@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

s390: vfio-ap: register matrix device with VFIO mdev framework

Registers the matrix device created by the VFIO AP device
driver with the VFIO mediated device framework.
Registering the matrix device will create the sysfs
structures needed to create mediated matrix devices
each of which will be used to configure the AP matrix
for a guest and connect it to the VFIO AP device driver.

Registering the matrix device with the VFIO mediated device
framework will create the following sysfs structures:

/sys/devices/vfio_ap/matrix/
...... [mdev_supported_types]
......... [vfio_ap-passthrough]
............ create

To create a mediated device for the AP matrix device, write a UUID
to the create file:

uuidgen > create

A symbolic link to the mediated device's directory will be created in the
devices subdirectory named after the generated $uuid:

/sys/devices/vfio_ap/matrix/
...... [mdev_supported_types]
......... [vfio_ap-passthrough]
............ [devices]
............... [$uuid]

A symbolic link to the mediated device will also be created
in the vfio_ap matrix's directory:

/sys/devices/vfio_ap/matrix/[$uuid]

Signed-off-by: Tony Krowiak <akrowiak@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Halil Pasic <pasic@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cohuck@redhat.com>
Tested-by: Michael Mueller <mimu@linux.ibm.com>
Tested-by: Farhan Ali <alifm@linux.ibm.com>
Message-Id: <20180925231641.4954-6-akrowiak@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

s390: vfio-ap: base implementation of VFIO AP device driver

Introduces a new AP device driver. This device driver
is built on the VFIO mediated device framework. The framework
provides sysfs interfaces that facilitate passthrough
access by guests to devices installed on the linux host.

The VFIO AP device driver will serve two purposes:

1. Provide the interfaces to reserve AP devices for exclusive
   use by KVM guests. This is accomplished by unbinding the
   devices to be reserved for guest usage from the zcrypt
   device driver and binding them to the VFIO AP device driver.

2. Implements the functions, callbacks and sysfs attribute
   interfaces required to create one or more VFIO mediated
   devices each of which will be used to configure the AP
   matrix for a guest and serve as a file descriptor
   for facilitating communication between QEMU and the
   VFIO AP device driver.

When the VFIO AP device driver is initialized:

* It registers with the AP bus for control of type 10 (CEX4
  and newer) AP queue devices. This limitation was imposed
  due to:

  1. A desire to keep the code as simple as possible;

  2. Some older models are no longer supported by the kernel
     and others are getting close to end of service.

  3. A lack of older systems on which to test older devices.

  The probe and remove callbacks will be provided to support
  the binding/unbinding of AP queue devices to/from the VFIO
  AP device driver.

* Creates a matrix device, /sys/devices/vfio_ap/matrix,
  to serve as the parent of the mediated devices created, one
  for each guest, and to hold the APQNs of the AP devices bound to
  the VFIO AP device driver.

Signed-off-by: Tony Krowiak <akrowiak@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Halil Pasic <pasic@linux.ibm.com>
Tested-by: Michael Mueller <mimu@linux.ibm.com>
Tested-by: Farhan Ali <alifm@linux.ibm.com>
Acked-by: David Hildenbrand <david@redhat.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cohuck@redhat.com>
Message-Id: <20180925231641.4954-5-akrowiak@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: refactor crypto initialization

This patch refactors the code that initializes and sets up the
crypto configuration for a guest. The following changes are
implemented via this patch:

1. Introduces a flag indicating AP instructions executed on
   the guest shall be interpreted by the firmware. This flag
   is used to set a bit in the guest's state description
   indicating AP instructions are to be interpreted.

2. Replace code implementing AP interfaces with code supplied
   by the AP bus to query the AP configuration.

Signed-off-by: Tony Krowiak <akrowiak@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Halil Pasic <pasic@linux.ibm.com>
Acked-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
Acked-by: Janosch Frank <frankja@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cohuck@redhat.com>
Tested-by: Michael Mueller <mimu@linux.ibm.com>
Tested-by: Farhan Ali <alifm@linux.ibm.com>
Message-Id: <20180925231641.4954-4-akrowiak@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>

KVM: s390: introduce and use KVM_REQ_VSIE_RESTART

When we change the crycb (or execution controls), we also have to make sure
that the vSIE shadow datastructures properly consider the changed
values before rerunning the vSIE. We can achieve that by simply using a
VCPU request now.

This has to be a synchronous request (== handled before entering the
(v)SIE again).

The request will make sure that the vSIE handler is left, and that the
request will be processed (NOP), therefore forcing a reload of all
vSIE data (including rebuilding the crycb) when re-entering the vSIE
interception handler the next time.

Signed-off-by: David Hildenbrand <david@redhat.com>
Signed-off-by: Tony Krowiak <akrowiak@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Pierre Morel <pmorel@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Cornelia Huck <cohuck@redhat.com>
Reviewed-by: Janosch Frank <frankja@linux.ibm.com>
Reviewed-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
Message-Id: <20180925231641.4954-3-akrowiak@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>