KVM: SVM: Report emulated SVM features to userspace

This patch implements the reporting of the emulated SVM
features to userspace instead of the real hardware
capabilities. Every real hardware capability needs emulation
in nested svm so the old behavior was broken.

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

KVM: x86: Add callback to let modules decide over some supported cpuid bits

This patch adds the get_supported_cpuid callback to
kvm_x86_ops. It will be used in do_cpuid_ent to delegate the
decission about some supported cpuid bits to the
architecture modules.

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

KVM: SVM: Propagate nested entry failure into guest hypervisor

This patch implements propagation of a failes guest vmrun
back into the guest instead of killing the whole guest.

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

KVM: SVM: Sync cr0 and cr3 to kvm state before nested handling

This patch syncs cr0 and cr3 from the vmcb to the kvm state
before nested intercept handling is done. This allows to
simplify the vmexit path.

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

KVM: SVM: Make sure rip is synced to vmcb before nested vmexit

This patch fixes a bug where a nested guest always went over
the same instruction because the rip was not advanced on a
nested vmexit.

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

KVM: SVM: Fix nested nmi handling

The patch introducing nested nmi handling had a bug. The
check does not belong to enable_nmi_window but must be in
nmi_allowed. This patch fixes this.

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

Merge remote branch 'tip/perf/core'

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

KVM: Remove test-before-set optimization for dirty bits

As Avi pointed out, testing bit part in mark_page_dirty() was important
in the days of shadow paging, but currently EPT and NPT has already become
common and the chance of faulting a page more that once per iteration is
small. So let's remove the test bit to avoid extra access.

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

KVM: Document mmu

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

KVM: VMX: free vpid when fail to create vcpu

Fix bug of the exception path, free allocated vpid when fail
to create vcpu.

Signed-off-by: Lai Jiangshan <laijs@cn.fujitsu.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: PPC: Enable native paired singles

When we're on a paired single capable host, we can just always enable
paired singles and expose them to the guest directly.

This approach breaks when multiple VMs run and access PS concurrently,
but this should suffice until we get a proper framework for it in Linux.

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

KVM: PPC: Find HTAB ourselves

For KVM we need to find the location of the HTAB. We can either rely
on internal data structures of the kernel or ask the hardware.

Ben issued complaints about the internal data structure method, so
let's switch it to our own inquiry of the HTAB. Now we're fully
independend :-).

CC: Benjamin Herrenschmidt <benh@kernel.crashing.org>
Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: PPC: Fix Book3S_64 Host MMU debug output

We have some debug output in Book3S_64. Some of that was invalid though,
partially not even compiling because it accessed incorrect variables.

So let's fix that up, making debugging more fun again.

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

KVM: PPC: Set VSID_PR also for Book3S_64

Book3S_64 didn't set VSID_PR when we're in PR=1. This lead to pretty bad
behavior when searching for the shadow segment, as part of the code relied
on VSID_PR being set.

This patch fixes booting Book3S_64 guests.

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

KVM: PPC: Be more informative on BUG

We have a condition in the ppc64 host mmu code that should never occur.
Unfortunately, it just did happen to me and I was rather puzzled on why,
because BUG_ON doesn't tell me anything useful.

So let's add some more debug output in case this goes wrong. Also change
BUG to WARN, since I don't want to reboot every time I mess something up.

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

KVM: PPC: Make Alignment interrupts work again

In the process of merging Book3S_32 and 64 I somehow ended up having the
alignment interrupt handler take last_inst, but the fetching code not
fetching it. So we ended up with stale last_inst values.

Let's just enable last_inst fetching for alignment interrupts too.

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

KVM: PPC: Improve split mode

When in split mode, instruction relocation and data relocation are not equal.

So far we implemented this mode by reserving a special pseudo-VSID for the
two cases and flushing all PTEs when going into split mode, which is slow.

Unfortunately 32bit Linux and Mac OS X use split mode extensively. So to not
slow down things too much, I came up with a different idea: Mark the split
mode with a bit in the VSID and then treat it like any other segment.

This means we can just flush the shadow segment cache, but keep the PTEs
intact. I verified that this works with ppc32 Linux and Mac OS X 10.4
guests and does speed them up.

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

KVM: PPC: Make Performance Counters work

When we get a performance counter interrupt we need to route it on to the
Linux handler after we got out of the guest context. We also need to tell
our handling code that this particular interrupt doesn't need treatment.

So let's add those two bits in, making perf work while having a KVM guest
running.

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

KVM: PPC: Convert u64 -> ulong

There are some pieces in the code that I overlooked that still use
u64s instead of longs. This slows down 32 bit hosts unnecessarily, so
let's just move them to ulong.

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

KVM: PPC: Enable Book3S_32 KVM building

Now that we have all the bits and pieces in place, let's enable building
of the Book3S_32 target.

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

KVM: PPC: Add KVM intercept handlers

When an interrupt occurs we don't know yet if we're in guest context or
in host context. When in guest context, KVM needs to handle it.

So let's pull the same trick we did on Book3S_64: Just add a macro to
determine if we're in guest context or not and if so jump on to KVM code.

CC: Benjamin Herrenschmidt <benh@kernel.crashing.org>
Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>
Acked-by: Benjamin Herrenschmidt <benh@kernel.crashing.org>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: PPC: Check max IRQ prio

We have a define on what the highest bit of IRQ priorities is. So we can
just as well use it in the bit checking code and avoid invalid IRQ values
to be triggered.

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

PPC: Export SWITCH_FRAME_SIZE

We need the SWITCH_FRAME_SIZE define on Book3S_32 now too.
So let's export it unconditionally.

CC: Benjamin Herrenschmidt <benh@kernel.crashing.org>
Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>
Acked-by: Benjamin Herrenschmidt <benh@kernel.crashing.org>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: PPC: Export MMU variables

Our shadow MMU code needs to know where the HTAB is located and how
big it is. So we need some variables from the kernel exported to
module space if KVM is built as a module.

CC: Benjamin Herrenschmidt <benh@kernel.crashing.org>
Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>
Acked-by: Benjamin Herrenschmidt <benh@kernel.crashing.org>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: PPC: Add Book3S compatibility code

Some code we had so far required defines and had code that was completely
Book3S_64 specific. Since we now opened book3s.c to Book3S_32 too, we need
to take care of these pieces.

So let's add some minor code where it makes sense to not go the Book3S_64
code paths and add compat defines on others.

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

KVM: PPC: Emulate segment fault

Book3S_32 doesn't know about segment faults. It only knows about page faults.
So in order to know that we didn't map a segment, we need to fake segment
faults.

We do this by setting invalid segment registers to an invalid VSID and then
check for that VSID on normal page faults.

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

KVM: PPC: Add SVCPU to Book3S_32

We need to keep the pointer to the shadow vcpu somewhere accessible from
within really early interrupt code. The best fit I found was the thread
struct, as that resides in an SPRG.

So let's put a pointer to the shadow vcpu in the thread struct and add
an asm-offset so we can find it.

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

KVM: PPC: Remove fetch fail code

When instruction fetch failed, the inline function hook automatically
detects that and starts the internal guest memory load function. So
whenever we access kvmppc_get_last_inst(), we're sure the result is sane.

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

KVM: PPC: Release clean pages as clean

When we mapped a page as read-only, we can just release it as clean to
KVM's page claim mechanisms, because we're pretty sure it hasn't been
touched.

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

KVM: PPC: Make SLB switching code the new segment framework

We just introduced generic segment switching code that only needs to call
small macros to do the actual switching, but keeps most of the entry / exit
code generic.

So let's move the SLB switching code over to use this new mechanism.

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

KVM: PPC: Make highmem code generic

Since we now have several fields in the shadow VCPU, we also change
the internal calling convention between the different entry/exit code
layers.

Let's reflect that in the IR=1 code and make sure we use "long" defines
for long field access.

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

KVM: PPC: Make real mode handler generic

The real mode handler code was originally writen for 64 bit Book3S only.
But since we not add 32 bit functionality too, we need to make some tweaks
to it.

This patch basically combines using the "long" access defines and using
fields from the shadow VCPU we just moved there.

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

KVM: PPC: Extract MMU init

The host shadow mmu code needs to get initialized. It needs to fetch a
segment it can use to put shadow PTEs into.

That initialization code was in generic code, which is icky. Let's move
it over to the respective MMU file.

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

KVM: PPC: Use now shadowed vcpu fields

The shadow vcpu now contains some fields we don't use from the vcpu anymore.
Access to them happens using inline functions that happily use the shadow
vcpu fields.

So let's now ifdef them out to booke only and add asm-offsets.

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

PPC: Add STLU

For assembly code there are several "long" load and store defines already.
The one that's missing is the typical stack store, stdu/stwu.

So let's add that define as well, making my KVM code happy.

CC: Benjamin Herrenschmidt <benh@kernel.crashing.org>
Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>
Acked-by: Benjamin Herrenschmidt <benh@kernel.crashing.org>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: PPC: Use CONFIG_PPC_BOOK3S define

Upstream recently added a new name for PPC64: Book3S_64.

So instead of using CONFIG_PPC64 we should use CONFIG_PPC_BOOK3S consotently.
That makes understanding the code easier (I hope).

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

KVM: PPC: Use KVM_BOOK3S_HANDLER

So far we had a lot of conditional code on CONFIG_KVM_BOOK3S_64_HANDLER.
As we're moving towards common code between 32 and 64 bits, most of
these ifdefs can be moved to a more generic term define, called
CONFIG_KVM_BOOK3S_HANDLER.

This patch adds the new generic config option and moves ifdefs over.

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

KVM: PPC: Improve indirect svcpu accessors

We already have some inline fuctions we use to access vcpu or svcpu structs,
depending on whether we're on booke or book3s. Since we just put a few more
registers into the svcpu, we also need to make sure the respective callbacks
are available and get used.

So this patch moves direct use of the now in the svcpu struct fields to
inline function calls. While at it, it also moves the definition of those
inline function calls to respective header files for booke and book3s,
greatly improving readability.

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

KVM: PPC: Add fields to shadow vcpu

After a lot of thought on how to make the entry / exit code easier,
I figured it'd be clever to put even more register state into the
shadow vcpu. That way we have more registers available to use, making
the code easier to read.

So this patch adds a few new fields to that shadow vcpu. Later on we
will remove the originals from the vcpu and paca.

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

KVM: PPC: Add kvm_book3s_32.h

In analogy to the 64 bit specific header file, this is the 32 bit
pendant. With this in place we can just always call to_svcpu and
be assured we get the right pointer anywhere.

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

KVM: PPC: Add kvm_book3s_64.h

In the process of generalizing as much code as possible, I also moved
the shadow vcpu code together to a generic book3s file. Unfortunately
the location of the shadow vcpu is different on 32 and 64 bit, so we
need a wrapper function to tell us where it is.

That sounded like a perfect fit for a subarch specific header file.
Here we can put anything that needs to be different between those two.

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

PPC: Split context init/destroy functions

We need to reserve a context from KVM to make sure we have our own
segment space. While we did that split for Book3S_64 already, 32 bit
is still outstanding.

So let's split it now.

Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>
Acked-by: Benjamin Herrenschmidt <benh@kernel.crashing.org>
CC: Benjamin Herrenschmidt <benh@kernel.crashing.org>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: PPC: Add generic segment switching code

This is the code that will later be used instead of book3s_64_slb.S. It
does the last step of guest entry and the first generic steps of guest
exiting, once we have determined the interrupt is a KVM interrupt.

It also reads the last used instruction from the guest virtual address
space if necessary, to speed up that path.

The new thing about this file is that it makes use of generic long load
and store functions and calls a macro to fill in the actual segment
switching code. That still needs to be done differently for book3s_32 and
book3s_64.

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

KVM: PPC: Add SR swapping code

Later in this series we will move the current segment switch code to
generic code and make that call hooks for the specific sub-archs (32
vs. 64 bit). This is the hook for 32 bits.

It enabled the entry and exit code to swap segment registers with
values from the shadow cpu structure.

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

KVM: PPC: Add host MMU Support

In order to support 32 bit Book3S, we need to add code to enable our
shadow MMU to actually add shadow PTEs. This is the module enabling
that support.

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

KVM: PPC: Name generic 64-bit code generic

We have quite some code that can be used by Book3S_32 and Book3S_64 alike,
so let's call it "Book3S" instead of "Book3S_64", so we can later on
use it from the 32 bit port too.

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

KVM: MMU: cleanup for function unaccount_shadowed()

Since gfn is not changed in the for loop, we do not need to call
gfn_to_memslot_unaliased() under the loop, and it is safe to move
it out.

Signed-off-by: Wei Yongjun <yjwei@cn.fujitsu.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: Get rid of dead function gva_to_page()

Nobody use gva_to_page() anymore, get rid of it.

Signed-off-by: Gui Jianfeng <guijianfeng@cn.fujitsu.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: MMU: Remove unused varialbe in rmap_next()

Remove unused varialbe in rmap_next()

Signed-off-by: Gui Jianfeng <guijianfeng@cn.fujitsu.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: MMU: Make use of is_large_pte() in walker

Make use of is_large_pte() instead of checking PT_PAGE_SIZE_MASK
bit directly.

Signed-off-by: Gui Jianfeng <guijianfeng@cn.fujitsu.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: MMU: Move sync_page() first pte address calculation out of loop

Move first pte address calculation out of loop to save some cycles.

Signed-off-by: Gui Jianfeng <guijianfeng@cn.fujitsu.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: do not call hardware_disable() on CPU_UP_CANCELED

When CPU_UP_CANCELED, hardware_enable() has not been called at the CPU
which is going up because raw_notifier_call_chain(CPU_ONLINE)
has not been called for this cpu.

Drop the handling for CPU_UP_CANCELED.

Signed-off-by: Lai Jiangshan <laijs@cn.fujitsu.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: MMU: Drop cr4.pge from shadow page role

Since commit bf47a760f66ad, we no longer handle ptes with the global bit
set specially, so there is no reason to distinguish between shadow pages
created with cr4.gpe set and clear.

Such tracking is expensive when the guest toggles cr4.pge, so drop it.

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

KVM: use the correct RCU API for PROVE_RCU=y

The RCU/SRCU API have already changed for proving RCU usage.

I got the following dmesg when PROVE_RCU=y because we used incorrect API.
This patch coverts rcu_deference() to srcu_dereference() or family API.

===================================================
[ INFO: suspicious rcu_dereference_check() usage. ]
---------------------------------------------------
arch/x86/kvm/mmu.c:3020 invoked rcu_dereference_check() without protection!

other info that might help us debug this:

rcu_scheduler_active = 1, debug_locks = 0
2 locks held by qemu-system-x86/8550:
 #0:  (&kvm->slots_lock){+.+.+.}, at: [<ffffffffa011a6ac>] kvm_set_memory_region+0x29/0x50 [kvm]
 #1:  (&(&kvm->mmu_lock)->rlock){+.+...}, at: [<ffffffffa012262d>] kvm_arch_commit_memory_region+0xa6/0xe2 [kvm]

stack backtrace:
Pid: 8550, comm: qemu-system-x86 Not tainted 2.6.34-rc4-tip-01028-g939eab1 #27
Call Trace:
 [<ffffffff8106c59e>] lockdep_rcu_dereference+0xaa/0xb3
 [<ffffffffa012f6c1>] kvm_mmu_calculate_mmu_pages+0x44/0x7d [kvm]
 [<ffffffffa012263e>] kvm_arch_commit_memory_region+0xb7/0xe2 [kvm]
 [<ffffffffa011a5d7>] __kvm_set_memory_region+0x636/0x6e2 [kvm]
 [<ffffffffa011a6ba>] kvm_set_memory_region+0x37/0x50 [kvm]
 [<ffffffffa015e956>] vmx_set_tss_addr+0x46/0x5a [kvm_intel]
 [<ffffffffa0126592>] kvm_arch_vm_ioctl+0x17a/0xcf8 [kvm]
 [<ffffffff810a8692>] ? unlock_page+0x27/0x2c
 [<ffffffff810bf879>] ? __do_fault+0x3a9/0x3e1
 [<ffffffffa011b12f>] kvm_vm_ioctl+0x364/0x38d [kvm]
 [<ffffffff81060cfa>] ? up_read+0x23/0x3d
 [<ffffffff810f3587>] vfs_ioctl+0x32/0xa6
 [<ffffffff810f3b19>] do_vfs_ioctl+0x495/0x4db
 [<ffffffff810e6b2f>] ? fget_light+0xc2/0x241
 [<ffffffff810e416c>] ? do_sys_open+0x104/0x116
 [<ffffffff81382d6d>] ? retint_swapgs+0xe/0x13
 [<ffffffff810f3ba6>] sys_ioctl+0x47/0x6a
 [<ffffffff810021db>] system_call_fastpath+0x16/0x1b

Signed-off-by: Lai Jiangshan <laijs@cn.fujitsu.com>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

Merge branch 'perf'

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

KVM: MMU: cleanup for hlist walk restart

Quote from Avi:

|Just change the assignment to a 'goto restart;' please,
|I don't like playing with list_for_each internals.

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

KVM: prevent spurious exit to userspace during task switch emulation.

If kvm_task_switch() fails code exits to userspace without specifying
exit reason, so the previous exit reason is reused by userspace. Fix
this by specifying exit reason correctly.

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

KVM: MMU: remove unused parameter in mmu_parent_walk()

'vcpu' is unused, remove it

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

KVM: MMU: reduce 'struct kvm_mmu_page' size

Define 'multimapped' as 'bool'.

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

KVM: MMU: remove unused struct kvm_unsync_walk

Remove 'struct kvm_unsync_walk' since it's not used.

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

KVM: fix emulator_task_switch() return value.

emulator_task_switch() should return -1 for failure and 0 for success to
the caller, just like x86_emulate_insn() does.

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

KVM: MMU: Replace role.glevels with role.cr4_pae

There is no real distinction between glevels=3 and glevels=4; both have
exactly the same format and the code is treated exactly the same way.  Drop
role.glevels and replace is with role.cr4_pae (which is meaningful).  This
simplifies the code a bit.

As a side effect, it allows sharing shadow page tables between pae and
longmode guest page tables at the same guest page.

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

KVM: x86: Push potential exception error code on task switches

When a fault triggers a task switch, the error code, if existent, has to
be pushed on the new task's stack. Implement the missing bits.

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

KVM: x86: Terminate early if task_switch_16/32 failed

Stop the switch immediately if task_switch_16/32 returned an error. Only
if that step succeeded, the switch should actually take place and update
any register states.

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

KVM: x86: get rid of mmu_only parameter in emulator_write_emulated()

We can call kvm_mmu_pte_write() directly from
emulator_cmpxchg_emulated() instead of passing mmu_only down to
emulator_write_emulated_onepage() and call it there.

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

KVM: limit the number of pages per memory slot

This patch limits the number of pages per memory slot to make
us free from extra care about type issues.

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

KVM: move DR register access handling into generic code

Currently both SVM and VMX have their own DR handling code. Move it to
x86.c.

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

KVM: SVM: implement NEXTRIPsave SVM feature

On SVM we set the instruction length of skipped instructions
to hard-coded, well known values, which could be wrong when (bogus,
but valid) prefixes (REX, segment override) are used.
Newer AMD processors (Fam10h 45nm and better, aka. PhenomII or
AthlonII) have an explicit NEXTRIP field in the VMCB containing the
desired information.
Since it is cheap to do so, we use this field to override the guessed
value on newer processors.
A fix for older CPUs would be rather expensive, as it would require
to fetch and partially decode the instruction. As the problem is not
a security issue and needs special, handcrafted code to trigger
(no compiler will ever generate such code), I omit a fix for older
CPUs.
If someone is interested, I have both a patch for these CPUs as well as
demo code triggering this issue: It segfaults under KVM, but runs
perfectly on native Linux.

Signed-off-by: Andre Przywara <andre.przywara@amd.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: Fix MAXPHYADDR calculation when cpuid does not support it

MAXPHYADDR is derived from cpuid 0x80000008, but when that isn't present, we
get some random value.

Fix by checking first that cpuid 0x80000008 is supported.

Acked-by: Pekka Enberg <penberg@cs.helsinki.fi>
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: Trace emulated instructions

Log emulated instructions in ftrace, especially if they failed.

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

KVM: x86 emulator: Don't overwrite decode cache

Currently if we an instruction spans a page boundary, when we fetch the
second half we overwrite the first half.  This prevents us from tracing
the full instruction opcodes.

Fix by appending the second half to the first.

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

KVM: PPC: Add dequeue for external on BookE

Commit a0abee86af2d1f048dbe99d2bcc4a2cefe685617 introduced unsetting of the
IRQ line from userspace. This added a new core specific callback that I
apparently forgot to add for BookE.

So let's add the callback for BookE as well, making it build again.

Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>
Signed-off-by: Marcelo Tosatti <mtosatti@redhat.com>

KVM: MMU: remove unnecessary NX check in walk_addr

After is_rsvd_bits_set() checks, EFER.NXE must be enabled if NX bit is seted

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

KVM: MMU: remove unused field

kvm_mmu_page.oos_link is not used, so remove it

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

KVM: MMU: cleanup/fix mmu audit code

This patch does:
- 'sp' parameter in inspect_spte_fn() is not used, so remove it
- fix 'kvm' and 'slots' is not defined in count_rmaps()
- fix a bug in inspect_spte_has_rmap()

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

KVM: PPC: Don't export Book3S symbols on BookE

Book3S knows how to convert floats to doubles and vice versa. BookE doesn't.
So let's make sure we don't export them on BookE.

This fixes a link error on BookE with CONFIG_KVM=y.

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

KVM: PPC: Only use QPRs when available

BookE KVM doesn't know about QPRs, so let's not try to access then.

This fixes a build error on BookE KVM.

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

KVM: Document replacements for KVM_EXIT_HYPERCALL

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

KVM: PPC: Disable MSR_FEx for Cell hosts

Cell can't handle MSR_FE0 and MSR_FE1 too well. It gets dog slow.
So let's just override the guest whenever we see one of the two and mask them
out. See commit ddf5f75a16b3e7460ffee881795aa168dffcd0cf for reference.

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

KVM: PPC: Make bools bitfields

Bool defaults to at least byte width. We usually only want to waste a single
bit on this. So let's move all the bool values to bitfields, potentially
saving memory.

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

KVM: PPC: Use ULL for big numbers

Some constants were bigger than ints. Let's mark them as such so we don't
accidently truncate them.

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

KVM: PPC: Add check if pte was mapped secondary

Some HTAB providers (namely the PS3) ignore the SECONDARY flag. They
just put an entry in the htab as secondary when they see fit.

So we need to check the return value of htab_insert to remember the
correct slot id so we can actually invalidate the entry again.

Fixes KVM on the PS3.

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

KVM: PPC: Add emulation for dcba

Mac OS X uses the dcba instruction. According to the specification it doesn't
guarantee any functionality, so let's just emulate it as nop.

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

KVM: PPC: Fix dcbz emulation

On most systems we need to emulate dcbz when running 32 bit guests. So
far we've been rather slack, not giving correct DSISR values to the guest.

This patch makes the emulation more accurate, introducing a difference
between "page not mapped" and "write protection fault". While at it, it
also speeds up dcbz emulation by an order of magnitude by using kmap.

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

KVM: PPC: Make build work without CONFIG_VSX/ALTIVEC

The FPU/Altivec/VSX enablement also brought access to some structure
elements that are only defined when the respective config options
are enabled.

Unfortuately I forgot to check for the config options at some places,
so let's do that now.

Unbreaks the build when CONFIG_VSX is not set.

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

KVM: PPC: Add OSI hypercall interface

MOL uses its own hypercall interface to call back into userspace when
the guest wants to do something.

So let's implement that as an exit reason, specify it with a CAP and
only really use it when userspace wants us to.

The only user of it so far is MOL.

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

KVM: Add support for enabling capabilities per-vcpu

Some times we don't want all capabilities to be available to all
our vcpus. One example for that is the OSI interface, implemented
in the next patch.

In order to have a generic mechanism in how to enable capabilities
individually, this patch introduces a new ioctl that can be used
for this purpose. That way features we don't want in all guests or
userspace configurations can just not be enabled and we're good.

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

KVM: PPC: Implement alignment interrupt

Mac OS X has some applications - namely the Finder - that require alignment
interrupts to work properly. So we need to implement them.

But the spec for 970 and 750 also looks different. While 750 requires the
DSISR and DAR fields to reflect some instruction bits (DSISR) and the fault
address (DAR), the 970 declares this as an optional feature. So we need
to reconstruct DSISR and DAR manually.

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

KVM: PPC: Implement emulation for lbzux and lhax

We get MMIOs with the weirdest instructions. But every time we do,
we need to improve our emulator to implement them.

So let's do that - this time it's lbzux and lhax's round.

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

KVM: PPC: Make XER load 32 bit

We have a 32 bit value in the PACA to store XER in. We also do an stw
when storing XER in there. But then we load it with ld, completely
screwing it up on every entry.

Welcome to the Big Endian world.

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

KVM: PPC: Implement BAT reads

BATs can't only be written to, you can also read them out!
So let's implement emulation for reading BAT values again.

While at it, I also made BAT setting flush the segment cache,
so we're absolutely sure there's no MMU state left when writing
BATs.

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

KVM: PPC: Implement mfsr emulation

We emulate the mfsrin instruction already, that passes the SR number
in a register value. But we lacked support for mfsr that encoded the
SR number in the opcode.

So let's implement it.

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

KVM: PPC: Load VCPU for register fetching

When trying to read or store vcpu register data, we should also make
sure the vcpu is actually loaded, so we're 100% sure we get the correct
values.

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

KVM: PPC: Don't reload FPU with invalid values

When the guest activates the FPU, we load it up. That's fine when
it wasn't activated before on the host, but if it was we end up
reloading FPU values from last time the FPU was deactivated on the
host without writing the proper values back to the vcpu struct.

This patch checks if the FPU is enabled already and if so just doesn't
bother activating it, making FPU operations survive guest context switches.

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

KVM: PPC: Split instruction reading out

The current check_ext function reads the instruction and then does
the checking. Let's split the reading out so we can reuse it for
different functions.

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

KVM: PPC: Book3S_32 guest MMU fixes

This patch makes the VSID of mapped pages always reflecting all special cases
we have, like split mode.

It also changes the tlbie mask to 0x0ffff000 according to the spec. The mask
we used before was incorrect.

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

KVM: PPC: Make DSISR 32 bits wide

DSISR is only defined as 32 bits wide. So let's reflect that in the
structs too.

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

KVM: PPC: Allow userspace to unset the IRQ line

Userspace can tell us that it wants to trigger an interrupt. But
so far it can't tell us that it wants to stop triggering one.

So let's interpret the parameter to the ioctl that we have anyways
to tell us if we want to raise or lower the interrupt line.

Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>
v2 -> v3:

 - Add CAP for unset irq
Signed-off-by: Avi Kivity <avi@redhat.com>

KVM: PPC: Ensure split mode works

On PowerPC we can go into MMU Split Mode. That means that either
data relocation is on but instruction relocation is off or vice
versa.

That mode didn't work properly, as we weren't always flushing
entries when going into a new split mode, potentially mapping
different code or data that we're supposed to.

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

KVM: Document KVM_SET_TSS_ADDR

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