target/s390x/kvm.c

   1 /*
   2  * QEMU S390x KVM implementation
   3  *
   4  * Copyright (c) 2009 Alexander Graf <[email protected]>
   5  * Copyright IBM Corp. 2012
   6  *
   7  * This library is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * Contributions after 2012-10-29 are licensed under the terms of the
  18  * GNU GPL, version 2 or (at your option) any later version.
  19  *
  20  * You should have received a copy of the GNU (Lesser) General Public
  21  * License along with this library; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  22  */
  23
  24 #include "qemu/osdep.h"
  25 #include <sys/ioctl.h>
  26
  27 #include <linux/kvm.h>
  28 #include <asm/ptrace.h>
  29
  30 #include "qemu-common.h"
  31 #include "cpu.h"
  32 #include "internal.h"
  33 #include "kvm_s390x.h"
  34 #include "qapi/error.h"
  35 #include "qemu/error-report.h"
  36 #include "qemu/timer.h"
  37 #include "sysemu/sysemu.h"
  38 #include "sysemu/hw_accel.h"
  39 #include "hw/hw.h"
  40 #include "sysemu/device_tree.h"
  41 #include "exec/gdbstub.h"
  42 #include "exec/address-spaces.h"
  43 #include "trace.h"
  44 #include "qapi-event.h"
  45 #include "hw/s390x/s390-pci-inst.h"
  46 #include "hw/s390x/s390-pci-bus.h"
  47 #include "hw/s390x/ipl.h"
  48 #include "hw/s390x/ebcdic.h"
  49 #include "exec/memattrs.h"
  50 #include "hw/s390x/s390-virtio-ccw.h"
  51 #include "hw/s390x/s390-virtio-hcall.h"
  52
  53 #ifndef DEBUG_KVM
  54 #define DEBUG_KVM  0
  55 #endif
  56
  57 #define DPRINTF(fmt, ...) do {                \
  58     if (DEBUG_KVM) {                          \
  59         fprintf(stderr, fmt, ## __VA_ARGS__); \
  60     }                                         \
  61 } while (0)
  62
  63 #define kvm_vm_check_mem_attr(s, attr) \
  64     kvm_vm_check_attr(s, KVM_S390_VM_MEM_CTRL, attr)
  65
  66 #define IPA0_DIAG                       0x8300
  67 #define IPA0_SIGP                       0xae00
  68 #define IPA0_B2                         0xb200
  69 #define IPA0_B9                         0xb900
  70 #define IPA0_EB                         0xeb00
  71 #define IPA0_E3                         0xe300
  72
  73 #define PRIV_B2_SCLP_CALL               0x20
  74 #define PRIV_B2_CSCH                    0x30
  75 #define PRIV_B2_HSCH                    0x31
  76 #define PRIV_B2_MSCH                    0x32
  77 #define PRIV_B2_SSCH                    0x33
  78 #define PRIV_B2_STSCH                   0x34
  79 #define PRIV_B2_TSCH                    0x35
  80 #define PRIV_B2_TPI                     0x36
  81 #define PRIV_B2_SAL                     0x37
  82 #define PRIV_B2_RSCH                    0x38
  83 #define PRIV_B2_STCRW                   0x39
  84 #define PRIV_B2_STCPS                   0x3a
  85 #define PRIV_B2_RCHP                    0x3b
  86 #define PRIV_B2_SCHM                    0x3c
  87 #define PRIV_B2_CHSC                    0x5f
  88 #define PRIV_B2_SIGA                    0x74
  89 #define PRIV_B2_XSCH                    0x76
  90
  91 #define PRIV_EB_SQBS                    0x8a
  92 #define PRIV_EB_PCISTB                  0xd0
  93 #define PRIV_EB_SIC                     0xd1
  94
  95 #define PRIV_B9_EQBS                    0x9c
  96 #define PRIV_B9_CLP                     0xa0
  97 #define PRIV_B9_PCISTG                  0xd0
  98 #define PRIV_B9_PCILG                   0xd2
  99 #define PRIV_B9_RPCIT                   0xd3
 100
 101 #define PRIV_E3_MPCIFC                  0xd0
 102 #define PRIV_E3_STPCIFC                 0xd4
 103
 104 #define DIAG_TIMEREVENT                 0x288
 105 #define DIAG_IPL                        0x308
 106 #define DIAG_KVM_HYPERCALL              0x500
 107 #define DIAG_KVM_BREAKPOINT             0x501
 108
 109 #define ICPT_INSTRUCTION                0x04
 110 #define ICPT_PROGRAM                    0x08
 111 #define ICPT_EXT_INT                    0x14
 112 #define ICPT_WAITPSW                    0x1c
 113 #define ICPT_SOFT_INTERCEPT             0x24
 114 #define ICPT_CPU_STOP                   0x28
 115 #define ICPT_OPEREXC                    0x2c
 116 #define ICPT_IO                         0x40
 117
 118 #define NR_LOCAL_IRQS 32
 119 /*
 120  * Needs to be big enough to contain max_cpus emergency signals
 121  * and in addition NR_LOCAL_IRQS interrupts
 122  */
 123 #define VCPU_IRQ_BUF_SIZE (sizeof(struct kvm_s390_irq) * \
 124                            (max_cpus + NR_LOCAL_IRQS))
 125
 126 static CPUWatchpoint hw_watchpoint;
 127 /*
 128  * We don't use a list because this structure is also used to transmit the
 129  * hardware breakpoints to the kernel.
 130  */
 131 static struct kvm_hw_breakpoint *hw_breakpoints;
 132 static int nb_hw_breakpoints;
 133
 134 const KVMCapabilityInfo kvm_arch_required_capabilities[] = {
 135     KVM_CAP_LAST_INFO
 136 };
 137
 138 static int cap_sync_regs;
 139 static int cap_async_pf;
 140 static int cap_mem_op;
 141 static int cap_s390_irq;
 142 static int cap_ri;
 143 static int cap_gs;
 144
 145 static int active_cmma;
 146
 147 static void *legacy_s390_alloc(size_t size, uint64_t *align);
 148
 149 static int kvm_s390_query_mem_limit(uint64_t *memory_limit)
 150 {
 151     struct kvm_device_attr attr = {
 152         .group = KVM_S390_VM_MEM_CTRL,
 153         .attr = KVM_S390_VM_MEM_LIMIT_SIZE,
 154         .addr = (uint64_t) memory_limit,
 155     };
 156
 157     return kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_GET_DEVICE_ATTR, &attr);
 158 }
 159
 160 int kvm_s390_set_mem_limit(uint64_t new_limit, uint64_t *hw_limit)
 161 {
 162     int rc;
 163
 164     struct kvm_device_attr attr = {
 165         .group = KVM_S390_VM_MEM_CTRL,
 166         .attr = KVM_S390_VM_MEM_LIMIT_SIZE,
 167         .addr = (uint64_t) &new_limit,
 168     };
 169
 170     if (!kvm_vm_check_mem_attr(kvm_state, KVM_S390_VM_MEM_LIMIT_SIZE)) {
 171         return 0;
 172     }
 173
 174     rc = kvm_s390_query_mem_limit(hw_limit);
 175     if (rc) {
 176         return rc;
 177     } else if (*hw_limit < new_limit) {
 178         return -E2BIG;
 179     }
 180
 181     return kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_SET_DEVICE_ATTR, &attr);
 182 }
 183
 184 int kvm_s390_cmma_active(void)
 185 {
 186     return active_cmma;
 187 }
 188
 189 static bool kvm_s390_cmma_available(void)
 190 {
 191     static bool initialized, value;
 192
 193     if (!initialized) {
 194         initialized = true;
 195         value = kvm_vm_check_mem_attr(kvm_state, KVM_S390_VM_MEM_ENABLE_CMMA) &&
 196                 kvm_vm_check_mem_attr(kvm_state, KVM_S390_VM_MEM_CLR_CMMA);
 197     }
 198     return value;
 199 }
 200
 201 void kvm_s390_cmma_reset(void)
 202 {
 203     int rc;
 204     struct kvm_device_attr attr = {
 205         .group = KVM_S390_VM_MEM_CTRL,
 206         .attr = KVM_S390_VM_MEM_CLR_CMMA,
 207     };
 208
 209     if (!kvm_s390_cmma_active()) {
 210         return;
 211     }
 212
 213     rc = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_SET_DEVICE_ATTR, &attr);
 214     trace_kvm_clear_cmma(rc);
 215 }
 216
 217 static void kvm_s390_enable_cmma(void)
 218 {
 219     int rc;
 220     struct kvm_device_attr attr = {
 221         .group = KVM_S390_VM_MEM_CTRL,
 222         .attr = KVM_S390_VM_MEM_ENABLE_CMMA,
 223     };
 224
 225     if (mem_path) {
 226         warn_report("CMM will not be enabled because it is not "
 227                     "compatible with hugetlbfs.");
 228         return;
 229     }
 230     rc = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_SET_DEVICE_ATTR, &attr);
 231     active_cmma = !rc;
 232     trace_kvm_enable_cmma(rc);
 233 }
 234
 235 static void kvm_s390_set_attr(uint64_t attr)
 236 {
 237     struct kvm_device_attr attribute = {
 238         .group = KVM_S390_VM_CRYPTO,
 239         .attr  = attr,
 240     };
 241
 242     int ret = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_SET_DEVICE_ATTR, &attribute);
 243
 244     if (ret) {
 245         error_report("Failed to set crypto device attribute %lu: %s",
 246                      attr, strerror(-ret));
 247     }
 248 }
 249
 250 static void kvm_s390_init_aes_kw(void)
 251 {
 252     uint64_t attr = KVM_S390_VM_CRYPTO_DISABLE_AES_KW;
 253
 254     if (object_property_get_bool(OBJECT(qdev_get_machine()), "aes-key-wrap",
 255                                  NULL)) {
 256             attr = KVM_S390_VM_CRYPTO_ENABLE_AES_KW;
 257     }
 258
 259     if (kvm_vm_check_attr(kvm_state, KVM_S390_VM_CRYPTO, attr)) {
 260             kvm_s390_set_attr(attr);
 261     }
 262 }
 263
 264 static void kvm_s390_init_dea_kw(void)
 265 {
 266     uint64_t attr = KVM_S390_VM_CRYPTO_DISABLE_DEA_KW;
 267
 268     if (object_property_get_bool(OBJECT(qdev_get_machine()), "dea-key-wrap",
 269                                  NULL)) {
 270             attr = KVM_S390_VM_CRYPTO_ENABLE_DEA_KW;
 271     }
 272
 273     if (kvm_vm_check_attr(kvm_state, KVM_S390_VM_CRYPTO, attr)) {
 274             kvm_s390_set_attr(attr);
 275     }
 276 }
 277
 278 void kvm_s390_crypto_reset(void)
 279 {
 280     if (s390_has_feat(S390_FEAT_MSA_EXT_3)) {
 281         kvm_s390_init_aes_kw();
 282         kvm_s390_init_dea_kw();
 283     }
 284 }
 285
 286 int kvm_arch_init(MachineState *ms, KVMState *s)
 287 {
 288     MachineClass *mc = MACHINE_GET_CLASS(ms);
 289
 290     mc->default_cpu_type = S390_CPU_TYPE_NAME("host");
 291     cap_sync_regs = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_SYNC_REGS);
 292     cap_async_pf = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_ASYNC_PF);
 293     cap_mem_op = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_S390_MEM_OP);
 294     cap_s390_irq = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_S390_INJECT_IRQ);
 295
 296     if (!kvm_check_extension(s, KVM_CAP_S390_GMAP)
 297         || !kvm_check_extension(s, KVM_CAP_S390_COW)) {
 298         phys_mem_set_alloc(legacy_s390_alloc);
 299     }
 300
 301     kvm_vm_enable_cap(s, KVM_CAP_S390_USER_SIGP, 0);
 302     kvm_vm_enable_cap(s, KVM_CAP_S390_VECTOR_REGISTERS, 0);
 303     kvm_vm_enable_cap(s, KVM_CAP_S390_USER_STSI, 0);
 304     if (ri_allowed()) {
 305         if (kvm_vm_enable_cap(s, KVM_CAP_S390_RI, 0) == 0) {
 306             cap_ri = 1;
 307         }
 308     }
 309     if (cpu_model_allowed()) {
 310         if (kvm_vm_enable_cap(s, KVM_CAP_S390_GS, 0) == 0) {
 311             cap_gs = 1;
 312         }
 313     }
 314
 315     /*
 316      * The migration interface for ais was introduced with kernel 4.13
 317      * but the capability itself had been active since 4.12. As migration
 318      * support is considered necessary let's disable ais in the 2.10
 319      * machine.
 320      */
 321     /* kvm_vm_enable_cap(s, KVM_CAP_S390_AIS, 0); */
 322
 323     return 0;
 324 }
 325
 326 int kvm_arch_irqchip_create(MachineState *ms, KVMState *s)
 327 {
 328     return 0;
 329 }
 330
 331 unsigned long kvm_arch_vcpu_id(CPUState *cpu)
 332 {
 333     return cpu->cpu_index;
 334 }
 335
 336 int kvm_arch_init_vcpu(CPUState *cs)
 337 {
 338     S390CPU *cpu = S390_CPU(cs);
 339     kvm_s390_set_cpu_state(cpu, cpu->env.cpu_state);
 340     cpu->irqstate = g_malloc0(VCPU_IRQ_BUF_SIZE);
 341     return 0;
 342 }
 343
 344 void kvm_s390_reset_vcpu(S390CPU *cpu)
 345 {
 346     CPUState *cs = CPU(cpu);
 347
 348     /* The initial reset call is needed here to reset in-kernel
 349      * vcpu data that we can't access directly from QEMU
 350      * (i.e. with older kernels which don't support sync_regs/ONE_REG).
 351      * Before this ioctl cpu_synchronize_state() is called in common kvm
 352      * code (kvm-all) */
 353     if (kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_S390_INITIAL_RESET, NULL)) {
 354         error_report("Initial CPU reset failed on CPU %i", cs->cpu_index);
 355     }
 356 }
 357
 358 static int can_sync_regs(CPUState *cs, int regs)
 359 {
 360     return cap_sync_regs && (cs->kvm_run->kvm_valid_regs & regs) == regs;
 361 }
 362
 363 int kvm_arch_put_registers(CPUState *cs, int level)
 364 {
 365     S390CPU *cpu = S390_CPU(cs);
 366     CPUS390XState *env = &cpu->env;
 367     struct kvm_sregs sregs;
 368     struct kvm_regs regs;
 369     struct kvm_fpu fpu = {};
 370     int r;
 371     int i;
 372
 373     /* always save the PSW  and the GPRS*/
 374     cs->kvm_run->psw_addr = env->psw.addr;
 375     cs->kvm_run->psw_mask = env->psw.mask;
 376
 377     if (can_sync_regs(cs, KVM_SYNC_GPRS)) {
 378         for (i = 0; i < 16; i++) {
 379             cs->kvm_run->s.regs.gprs[i] = env->regs[i];
 380             cs->kvm_run->kvm_dirty_regs |= KVM_SYNC_GPRS;
 381         }
 382     } else {
 383         for (i = 0; i < 16; i++) {
 384             regs.gprs[i] = env->regs[i];
 385         }
 386         r = kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_SET_REGS, &regs);
 387         if (r < 0) {
 388             return r;
 389         }
 390     }
 391
 392     if (can_sync_regs(cs, KVM_SYNC_VRS)) {
 393         for (i = 0; i < 32; i++) {
 394             cs->kvm_run->s.regs.vrs[i][0] = env->vregs[i][0].ll;
 395             cs->kvm_run->s.regs.vrs[i][1] = env->vregs[i][1].ll;
 396         }
 397         cs->kvm_run->s.regs.fpc = env->fpc;
 398         cs->kvm_run->kvm_dirty_regs |= KVM_SYNC_VRS;
 399     } else if (can_sync_regs(cs, KVM_SYNC_FPRS)) {
 400         for (i = 0; i < 16; i++) {
 401             cs->kvm_run->s.regs.fprs[i] = get_freg(env, i)->ll;
 402         }
 403         cs->kvm_run->s.regs.fpc = env->fpc;
 404         cs->kvm_run->kvm_dirty_regs |= KVM_SYNC_FPRS;
 405     } else {
 406         /* Floating point */
 407         for (i = 0; i < 16; i++) {
 408             fpu.fprs[i] = get_freg(env, i)->ll;
 409         }
 410         fpu.fpc = env->fpc;
 411
 412         r = kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_SET_FPU, &fpu);
 413         if (r < 0) {
 414             return r;
 415         }
 416     }
 417
 418     /* Do we need to save more than that? */
 419     if (level == KVM_PUT_RUNTIME_STATE) {
 420         return 0;
 421     }
 422
 423     if (can_sync_regs(cs, KVM_SYNC_ARCH0)) {
 424         cs->kvm_run->s.regs.cputm = env->cputm;
 425         cs->kvm_run->s.regs.ckc = env->ckc;
 426         cs->kvm_run->s.regs.todpr = env->todpr;
 427         cs->kvm_run->s.regs.gbea = env->gbea;
 428         cs->kvm_run->s.regs.pp = env->pp;
 429         cs->kvm_run->kvm_dirty_regs |= KVM_SYNC_ARCH0;
 430     } else {
 431         /*
 432          * These ONE_REGS are not protected by a capability. As they are only
 433          * necessary for migration we just trace a possible error, but don't
 434          * return with an error return code.
 435          */
 436         kvm_set_one_reg(cs, KVM_REG_S390_CPU_TIMER, &env->cputm);
 437         kvm_set_one_reg(cs, KVM_REG_S390_CLOCK_COMP, &env->ckc);
 438         kvm_set_one_reg(cs, KVM_REG_S390_TODPR, &env->todpr);
 439         kvm_set_one_reg(cs, KVM_REG_S390_GBEA, &env->gbea);
 440         kvm_set_one_reg(cs, KVM_REG_S390_PP, &env->pp);
 441     }
 442
 443     if (can_sync_regs(cs, KVM_SYNC_RICCB)) {
 444         memcpy(cs->kvm_run->s.regs.riccb, env->riccb, 64);
 445         cs->kvm_run->kvm_dirty_regs |= KVM_SYNC_RICCB;
 446     }
 447
 448     /* pfault parameters */
 449     if (can_sync_regs(cs, KVM_SYNC_PFAULT)) {
 450         cs->kvm_run->s.regs.pft = env->pfault_token;
 451         cs->kvm_run->s.regs.pfs = env->pfault_select;
 452         cs->kvm_run->s.regs.pfc = env->pfault_compare;
 453         cs->kvm_run->kvm_dirty_regs |= KVM_SYNC_PFAULT;
 454     } else if (cap_async_pf) {
 455         r = kvm_set_one_reg(cs, KVM_REG_S390_PFTOKEN, &env->pfault_token);
 456         if (r < 0) {
 457             return r;
 458         }
 459         r = kvm_set_one_reg(cs, KVM_REG_S390_PFCOMPARE, &env->pfault_compare);
 460         if (r < 0) {
 461             return r;
 462         }
 463         r = kvm_set_one_reg(cs, KVM_REG_S390_PFSELECT, &env->pfault_select);
 464         if (r < 0) {
 465             return r;
 466         }
 467     }
 468
 469     /* access registers and control registers*/
 470     if (can_sync_regs(cs, KVM_SYNC_ACRS | KVM_SYNC_CRS)) {
 471         for (i = 0; i < 16; i++) {
 472             cs->kvm_run->s.regs.acrs[i] = env->aregs[i];
 473             cs->kvm_run->s.regs.crs[i] = env->cregs[i];
 474         }
 475         cs->kvm_run->kvm_dirty_regs |= KVM_SYNC_ACRS;
 476         cs->kvm_run->kvm_dirty_regs |= KVM_SYNC_CRS;
 477     } else {
 478         for (i = 0; i < 16; i++) {
 479             sregs.acrs[i] = env->aregs[i];
 480             sregs.crs[i] = env->cregs[i];
 481         }
 482         r = kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_SET_SREGS, &sregs);
 483         if (r < 0) {
 484             return r;
 485         }
 486     }
 487
 488     if (can_sync_regs(cs, KVM_SYNC_GSCB)) {
 489         memcpy(cs->kvm_run->s.regs.gscb, env->gscb, 32);
 490         cs->kvm_run->kvm_dirty_regs |= KVM_SYNC_GSCB;
 491     }
 492
 493     if (can_sync_regs(cs, KVM_SYNC_BPBC)) {
 494         cs->kvm_run->s.regs.bpbc = env->bpbc;
 495         cs->kvm_run->kvm_dirty_regs |= KVM_SYNC_BPBC;
 496     }
 497
 498     /* Finally the prefix */
 499     if (can_sync_regs(cs, KVM_SYNC_PREFIX)) {
 500         cs->kvm_run->s.regs.prefix = env->psa;
 501         cs->kvm_run->kvm_dirty_regs |= KVM_SYNC_PREFIX;
 502     } else {
 503         /* prefix is only supported via sync regs */
 504     }
 505     return 0;
 506 }
 507
 508 int kvm_arch_get_registers(CPUState *cs)
 509 {
 510     S390CPU *cpu = S390_CPU(cs);
 511     CPUS390XState *env = &cpu->env;
 512     struct kvm_sregs sregs;
 513     struct kvm_regs regs;
 514     struct kvm_fpu fpu;
 515     int i, r;
 516
 517     /* get the PSW */
 518     env->psw.addr = cs->kvm_run->psw_addr;
 519     env->psw.mask = cs->kvm_run->psw_mask;
 520
 521     /* the GPRS */
 522     if (can_sync_regs(cs, KVM_SYNC_GPRS)) {
 523         for (i = 0; i < 16; i++) {
 524             env->regs[i] = cs->kvm_run->s.regs.gprs[i];
 525         }
 526     } else {
 527         r = kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_GET_REGS, &regs);
 528         if (r < 0) {
 529             return r;
 530         }
 531          for (i = 0; i < 16; i++) {
 532             env->regs[i] = regs.gprs[i];
 533         }
 534     }
 535
 536     /* The ACRS and CRS */
 537     if (can_sync_regs(cs, KVM_SYNC_ACRS | KVM_SYNC_CRS)) {
 538         for (i = 0; i < 16; i++) {
 539             env->aregs[i] = cs->kvm_run->s.regs.acrs[i];
 540             env->cregs[i] = cs->kvm_run->s.regs.crs[i];
 541         }
 542     } else {
 543         r = kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_GET_SREGS, &sregs);
 544         if (r < 0) {
 545             return r;
 546         }
 547          for (i = 0; i < 16; i++) {
 548             env->aregs[i] = sregs.acrs[i];
 549             env->cregs[i] = sregs.crs[i];
 550         }
 551     }
 552
 553     /* Floating point and vector registers */
 554     if (can_sync_regs(cs, KVM_SYNC_VRS)) {
 555         for (i = 0; i < 32; i++) {
 556             env->vregs[i][0].ll = cs->kvm_run->s.regs.vrs[i][0];
 557             env->vregs[i][1].ll = cs->kvm_run->s.regs.vrs[i][1];
 558         }
 559         env->fpc = cs->kvm_run->s.regs.fpc;
 560     } else if (can_sync_regs(cs, KVM_SYNC_FPRS)) {
 561         for (i = 0; i < 16; i++) {
 562             get_freg(env, i)->ll = cs->kvm_run->s.regs.fprs[i];
 563         }
 564         env->fpc = cs->kvm_run->s.regs.fpc;
 565     } else {
 566         r = kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_GET_FPU, &fpu);
 567         if (r < 0) {
 568             return r;
 569         }
 570         for (i = 0; i < 16; i++) {
 571             get_freg(env, i)->ll = fpu.fprs[i];
 572         }
 573         env->fpc = fpu.fpc;
 574     }
 575
 576     /* The prefix */
 577     if (can_sync_regs(cs, KVM_SYNC_PREFIX)) {
 578         env->psa = cs->kvm_run->s.regs.prefix;
 579     }
 580
 581     if (can_sync_regs(cs, KVM_SYNC_ARCH0)) {
 582         env->cputm = cs->kvm_run->s.regs.cputm;
 583         env->ckc = cs->kvm_run->s.regs.ckc;
 584         env->todpr = cs->kvm_run->s.regs.todpr;
 585         env->gbea = cs->kvm_run->s.regs.gbea;
 586         env->pp = cs->kvm_run->s.regs.pp;
 587     } else {
 588         /*
 589          * These ONE_REGS are not protected by a capability. As they are only
 590          * necessary for migration we just trace a possible error, but don't
 591          * return with an error return code.
 592          */
 593         kvm_get_one_reg(cs, KVM_REG_S390_CPU_TIMER, &env->cputm);
 594         kvm_get_one_reg(cs, KVM_REG_S390_CLOCK_COMP, &env->ckc);
 595         kvm_get_one_reg(cs, KVM_REG_S390_TODPR, &env->todpr);
 596         kvm_get_one_reg(cs, KVM_REG_S390_GBEA, &env->gbea);
 597         kvm_get_one_reg(cs, KVM_REG_S390_PP, &env->pp);
 598     }
 599
 600     if (can_sync_regs(cs, KVM_SYNC_RICCB)) {
 601         memcpy(env->riccb, cs->kvm_run->s.regs.riccb, 64);
 602     }
 603
 604     if (can_sync_regs(cs, KVM_SYNC_GSCB)) {
 605         memcpy(env->gscb, cs->kvm_run->s.regs.gscb, 32);
 606     }
 607
 608     if (can_sync_regs(cs, KVM_SYNC_BPBC)) {
 609         env->bpbc = cs->kvm_run->s.regs.bpbc;
 610     }
 611
 612     /* pfault parameters */
 613     if (can_sync_regs(cs, KVM_SYNC_PFAULT)) {
 614         env->pfault_token = cs->kvm_run->s.regs.pft;
 615         env->pfault_select = cs->kvm_run->s.regs.pfs;
 616         env->pfault_compare = cs->kvm_run->s.regs.pfc;
 617     } else if (cap_async_pf) {
 618         r = kvm_get_one_reg(cs, KVM_REG_S390_PFTOKEN, &env->pfault_token);
 619         if (r < 0) {
 620             return r;
 621         }
 622         r = kvm_get_one_reg(cs, KVM_REG_S390_PFCOMPARE, &env->pfault_compare);
 623         if (r < 0) {
 624             return r;
 625         }
 626         r = kvm_get_one_reg(cs, KVM_REG_S390_PFSELECT, &env->pfault_select);
 627         if (r < 0) {
 628             return r;
 629         }
 630     }
 631
 632     return 0;
 633 }
 634
 635 int kvm_s390_get_clock(uint8_t *tod_high, uint64_t *tod_low)
 636 {
 637     int r;
 638     struct kvm_device_attr attr = {
 639         .group = KVM_S390_VM_TOD,
 640         .attr = KVM_S390_VM_TOD_LOW,
 641         .addr = (uint64_t)tod_low,
 642     };
 643
 644     r = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_GET_DEVICE_ATTR, &attr);
 645     if (r) {
 646         return r;
 647     }
 648
 649     attr.attr = KVM_S390_VM_TOD_HIGH;
 650     attr.addr = (uint64_t)tod_high;
 651     return kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_GET_DEVICE_ATTR, &attr);
 652 }
 653
 654 int kvm_s390_get_clock_ext(uint8_t *tod_high, uint64_t *tod_low)
 655 {
 656     int r;
 657     struct kvm_s390_vm_tod_clock gtod;
 658     struct kvm_device_attr attr = {
 659         .group = KVM_S390_VM_TOD,
 660         .attr = KVM_S390_VM_TOD_EXT,
 661         .addr = (uint64_t)&gtod,
 662     };
 663
 664     r = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_GET_DEVICE_ATTR, &attr);
 665     *tod_high = gtod.epoch_idx;
 666     *tod_low  = gtod.tod;
 667
 668     return r;
 669 }
 670
 671 int kvm_s390_set_clock(uint8_t *tod_high, uint64_t *tod_low)
 672 {
 673     int r;
 674     struct kvm_device_attr attr = {
 675         .group = KVM_S390_VM_TOD,
 676         .attr = KVM_S390_VM_TOD_LOW,
 677         .addr = (uint64_t)tod_low,
 678     };
 679
 680     r = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_SET_DEVICE_ATTR, &attr);
 681     if (r) {
 682         return r;
 683     }
 684
 685     attr.attr = KVM_S390_VM_TOD_HIGH;
 686     attr.addr = (uint64_t)tod_high;
 687     return kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_SET_DEVICE_ATTR, &attr);
 688 }
 689
 690 int kvm_s390_set_clock_ext(uint8_t *tod_high, uint64_t *tod_low)
 691 {
 692     struct kvm_s390_vm_tod_clock gtod = {
 693         .epoch_idx = *tod_high,
 694         .tod  = *tod_low,
 695     };
 696     struct kvm_device_attr attr = {
 697         .group = KVM_S390_VM_TOD,
 698         .attr = KVM_S390_VM_TOD_EXT,
 699         .addr = (uint64_t)&gtod,
 700     };
 701
 702     return kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_SET_DEVICE_ATTR, &attr);
 703 }
 704
 705 /**
 706  * kvm_s390_mem_op:
 707  * @addr:      the logical start address in guest memory
 708  * @ar:        the access register number
 709  * @hostbuf:   buffer in host memory. NULL = do only checks w/o copying
 710  * @len:       length that should be transferred
 711  * @is_write:  true = write, false = read
 712  * Returns:    0 on success, non-zero if an exception or error occurred
 713  *
 714  * Use KVM ioctl to read/write from/to guest memory. An access exception
 715  * is injected into the vCPU in case of translation errors.
 716  */
 717 int kvm_s390_mem_op(S390CPU *cpu, vaddr addr, uint8_t ar, void *hostbuf,
 718                     int len, bool is_write)
 719 {
 720     struct kvm_s390_mem_op mem_op = {
 721         .gaddr = addr,
 722         .flags = KVM_S390_MEMOP_F_INJECT_EXCEPTION,
 723         .size = len,
 724         .op = is_write ? KVM_S390_MEMOP_LOGICAL_WRITE
 725                        : KVM_S390_MEMOP_LOGICAL_READ,
 726         .buf = (uint64_t)hostbuf,
 727         .ar = ar,
 728     };
 729     int ret;
 730
 731     if (!cap_mem_op) {
 732         return -ENOSYS;
 733     }
 734     if (!hostbuf) {
 735         mem_op.flags |= KVM_S390_MEMOP_F_CHECK_ONLY;
 736     }
 737
 738     ret = kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_S390_MEM_OP, &mem_op);
 739     if (ret < 0) {
 740         error_printf("KVM_S390_MEM_OP failed: %s\n", strerror(-ret));
 741     }
 742     return ret;
 743 }
 744
 745 /*
 746  * Legacy layout for s390:
 747  * Older S390 KVM requires the topmost vma of the RAM to be
 748  * smaller than an system defined value, which is at least 256GB.
 749  * Larger systems have larger values. We put the guest between
 750  * the end of data segment (system break) and this value. We
 751  * use 32GB as a base to have enough room for the system break
 752  * to grow. We also have to use MAP parameters that avoid
 753  * read-only mapping of guest pages.
 754  */
 755 static void *legacy_s390_alloc(size_t size, uint64_t *align)
 756 {
 757     void *mem;
 758
 759     mem = mmap((void *) 0x800000000ULL, size,
 760                PROT_EXEC|PROT_READ|PROT_WRITE,
 761                MAP_SHARED | MAP_ANONYMOUS | MAP_FIXED, -1, 0);
 762     return mem == MAP_FAILED ? NULL : mem;
 763 }
 764
 765 static uint8_t const *sw_bp_inst;
 766 static uint8_t sw_bp_ilen;
 767
 768 static void determine_sw_breakpoint_instr(void)
 769 {
 770         /* DIAG 501 is used for sw breakpoints with old kernels */
 771         static const uint8_t diag_501[] = {0x83, 0x24, 0x05, 0x01};
 772         /* Instruction 0x0000 is used for sw breakpoints with recent kernels */
 773         static const uint8_t instr_0x0000[] = {0x00, 0x00};
 774
 775         if (sw_bp_inst) {
 776             return;
 777         }
 778         if (kvm_vm_enable_cap(kvm_state, KVM_CAP_S390_USER_INSTR0, 0)) {
 779             sw_bp_inst = diag_501;
 780             sw_bp_ilen = sizeof(diag_501);
 781             DPRINTF("KVM: will use 4-byte sw breakpoints.\n");
 782         } else {
 783             sw_bp_inst = instr_0x0000;
 784             sw_bp_ilen = sizeof(instr_0x0000);
 785             DPRINTF("KVM: will use 2-byte sw breakpoints.\n");
 786         }
 787 }
 788
 789 int kvm_arch_insert_sw_breakpoint(CPUState *cs, struct kvm_sw_breakpoint *bp)
 790 {
 791     determine_sw_breakpoint_instr();
 792
 793     if (cpu_memory_rw_debug(cs, bp->pc, (uint8_t *)&bp->saved_insn,
 794                             sw_bp_ilen, 0) ||
 795         cpu_memory_rw_debug(cs, bp->pc, (uint8_t *)sw_bp_inst, sw_bp_ilen, 1)) {
 796         return -EINVAL;
 797     }
 798     return 0;
 799 }
 800
 801 int kvm_arch_remove_sw_breakpoint(CPUState *cs, struct kvm_sw_breakpoint *bp)
 802 {
 803     uint8_t t[MAX_ILEN];
 804
 805     if (cpu_memory_rw_debug(cs, bp->pc, t, sw_bp_ilen, 0)) {
 806         return -EINVAL;
 807     } else if (memcmp(t, sw_bp_inst, sw_bp_ilen)) {
 808         return -EINVAL;
 809     } else if (cpu_memory_rw_debug(cs, bp->pc, (uint8_t *)&bp->saved_insn,
 810                                    sw_bp_ilen, 1)) {
 811         return -EINVAL;
 812     }
 813
 814     return 0;
 815 }
 816
 817 static struct kvm_hw_breakpoint *find_hw_breakpoint(target_ulong addr,
 818                                                     int len, int type)
 819 {
 820     int n;
 821
 822     for (n = 0; n < nb_hw_breakpoints; n++) {
 823         if (hw_breakpoints[n].addr == addr && hw_breakpoints[n].type == type &&
 824             (hw_breakpoints[n].len == len || len == -1)) {
 825             return &hw_breakpoints[n];
 826         }
 827     }
 828
 829     return NULL;
 830 }
 831
 832 static int insert_hw_breakpoint(target_ulong addr, int len, int type)
 833 {
 834     int size;
 835
 836     if (find_hw_breakpoint(addr, len, type)) {
 837         return -EEXIST;
 838     }
 839
 840     size = (nb_hw_breakpoints + 1) * sizeof(struct kvm_hw_breakpoint);
 841
 842     if (!hw_breakpoints) {
 843         nb_hw_breakpoints = 0;
 844         hw_breakpoints = (struct kvm_hw_breakpoint *)g_try_malloc(size);
 845     } else {
 846         hw_breakpoints =
 847             (struct kvm_hw_breakpoint *)g_try_realloc(hw_breakpoints, size);
 848     }
 849
 850     if (!hw_breakpoints) {
 851         nb_hw_breakpoints = 0;
 852         return -ENOMEM;
 853     }
 854
 855     hw_breakpoints[nb_hw_breakpoints].addr = addr;
 856     hw_breakpoints[nb_hw_breakpoints].len = len;
 857     hw_breakpoints[nb_hw_breakpoints].type = type;
 858
 859     nb_hw_breakpoints++;
 860
 861     return 0;
 862 }
 863
 864 int kvm_arch_insert_hw_breakpoint(target_ulong addr,
 865                                   target_ulong len, int type)
 866 {
 867     switch (type) {
 868     case GDB_BREAKPOINT_HW:
 869         type = KVM_HW_BP;
 870         break;
 871     case GDB_WATCHPOINT_WRITE:
 872         if (len < 1) {
 873             return -EINVAL;
 874         }
 875         type = KVM_HW_WP_WRITE;
 876         break;
 877     default:
 878         return -ENOSYS;
 879     }
 880     return insert_hw_breakpoint(addr, len, type);
 881 }
 882
 883 int kvm_arch_remove_hw_breakpoint(target_ulong addr,
 884                                   target_ulong len, int type)
 885 {
 886     int size;
 887     struct kvm_hw_breakpoint *bp = find_hw_breakpoint(addr, len, type);
 888
 889     if (bp == NULL) {
 890         return -ENOENT;
 891     }
 892
 893     nb_hw_breakpoints--;
 894     if (nb_hw_breakpoints > 0) {
 895         /*
 896          * In order to trim the array, move the last element to the position to
 897          * be removed - if necessary.
 898          */
 899         if (bp != &hw_breakpoints[nb_hw_breakpoints]) {
 900             *bp = hw_breakpoints[nb_hw_breakpoints];
 901         }
 902         size = nb_hw_breakpoints * sizeof(struct kvm_hw_breakpoint);
 903         hw_breakpoints =
 904              (struct kvm_hw_breakpoint *)g_realloc(hw_breakpoints, size);
 905     } else {
 906         g_free(hw_breakpoints);
 907         hw_breakpoints = NULL;
 908     }
 909
 910     return 0;
 911 }
 912
 913 void kvm_arch_remove_all_hw_breakpoints(void)
 914 {
 915     nb_hw_breakpoints = 0;
 916     g_free(hw_breakpoints);
 917     hw_breakpoints = NULL;
 918 }
 919
 920 void kvm_arch_update_guest_debug(CPUState *cpu, struct kvm_guest_debug *dbg)
 921 {
 922     int i;
 923
 924     if (nb_hw_breakpoints > 0) {
 925         dbg->arch.nr_hw_bp = nb_hw_breakpoints;
 926         dbg->arch.hw_bp = hw_breakpoints;
 927
 928         for (i = 0; i < nb_hw_breakpoints; ++i) {
 929             hw_breakpoints[i].phys_addr = s390_cpu_get_phys_addr_debug(cpu,
 930                                                        hw_breakpoints[i].addr);
 931         }
 932         dbg->control |= KVM_GUESTDBG_ENABLE | KVM_GUESTDBG_USE_HW_BP;
 933     } else {
 934         dbg->arch.nr_hw_bp = 0;
 935         dbg->arch.hw_bp = NULL;
 936     }
 937 }
 938
 939 void kvm_arch_pre_run(CPUState *cpu, struct kvm_run *run)
 940 {
 941 }
 942
 943 MemTxAttrs kvm_arch_post_run(CPUState *cs, struct kvm_run *run)
 944 {
 945     return MEMTXATTRS_UNSPECIFIED;
 946 }
 947
 948 int kvm_arch_process_async_events(CPUState *cs)
 949 {
 950     return cs->halted;
 951 }
 952
 953 static int s390_kvm_irq_to_interrupt(struct kvm_s390_irq *irq,
 954                                      struct kvm_s390_interrupt *interrupt)
 955 {
 956     int r = 0;
 957
 958     interrupt->type = irq->type;
 959     switch (irq->type) {
 960     case KVM_S390_INT_VIRTIO:
 961         interrupt->parm = irq->u.ext.ext_params;
 962         /* fall through */
 963     case KVM_S390_INT_PFAULT_INIT:
 964     case KVM_S390_INT_PFAULT_DONE:
 965         interrupt->parm64 = irq->u.ext.ext_params2;
 966         break;
 967     case KVM_S390_PROGRAM_INT:
 968         interrupt->parm = irq->u.pgm.code;
 969         break;
 970     case KVM_S390_SIGP_SET_PREFIX:
 971         interrupt->parm = irq->u.prefix.address;
 972         break;
 973     case KVM_S390_INT_SERVICE:
 974         interrupt->parm = irq->u.ext.ext_params;
 975         break;
 976     case KVM_S390_MCHK:
 977         interrupt->parm = irq->u.mchk.cr14;
 978         interrupt->parm64 = irq->u.mchk.mcic;
 979         break;
 980     case KVM_S390_INT_EXTERNAL_CALL:
 981         interrupt->parm = irq->u.extcall.code;
 982         break;
 983     case KVM_S390_INT_EMERGENCY:
 984         interrupt->parm = irq->u.emerg.code;
 985         break;
 986     case KVM_S390_SIGP_STOP:
 987     case KVM_S390_RESTART:
 988         break; /* These types have no parameters */
 989     case KVM_S390_INT_IO_MIN...KVM_S390_INT_IO_MAX:
 990         interrupt->parm = irq->u.io.subchannel_id << 16;
 991         interrupt->parm |= irq->u.io.subchannel_nr;
 992         interrupt->parm64 = (uint64_t)irq->u.io.io_int_parm << 32;
 993         interrupt->parm64 |= irq->u.io.io_int_word;
 994         break;
 995     default:
 996         r = -EINVAL;
 997         break;
 998     }
 999     return r;
1000 }
1001
1002 static void inject_vcpu_irq_legacy(CPUState *cs, struct kvm_s390_irq *irq)
1003 {
1004     struct kvm_s390_interrupt kvmint = {};
1005     int r;
1006
1007     r = s390_kvm_irq_to_interrupt(irq, &kvmint);
1008     if (r < 0) {
1009         fprintf(stderr, "%s called with bogus interrupt\n", __func__);
1010         exit(1);
1011     }
1012
1013     r = kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_S390_INTERRUPT, &kvmint);
1014     if (r < 0) {
1015         fprintf(stderr, "KVM failed to inject interrupt\n");
1016         exit(1);
1017     }
1018 }
1019
1020 void kvm_s390_vcpu_interrupt(S390CPU *cpu, struct kvm_s390_irq *irq)
1021 {
1022     CPUState *cs = CPU(cpu);
1023     int r;
1024
1025     if (cap_s390_irq) {
1026         r = kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_S390_IRQ, irq);
1027         if (!r) {
1028             return;
1029         }
1030         error_report("KVM failed to inject interrupt %llx", irq->type);
1031         exit(1);
1032     }
1033
1034     inject_vcpu_irq_legacy(cs, irq);
1035 }
1036
1037 void kvm_s390_floating_interrupt_legacy(struct kvm_s390_irq *irq)
1038 {
1039     struct kvm_s390_interrupt kvmint = {};
1040     int r;
1041
1042     r = s390_kvm_irq_to_interrupt(irq, &kvmint);
1043     if (r < 0) {
1044         fprintf(stderr, "%s called with bogus interrupt\n", __func__);
1045         exit(1);
1046     }
1047
1048     r = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_S390_INTERRUPT, &kvmint);
1049     if (r < 0) {
1050         fprintf(stderr, "KVM failed to inject interrupt\n");
1051         exit(1);
1052     }
1053 }
1054
1055 void kvm_s390_program_interrupt(S390CPU *cpu, uint16_t code)
1056 {
1057     struct kvm_s390_irq irq = {
1058         .type = KVM_S390_PROGRAM_INT,
1059         .u.pgm.code = code,
1060     };
1061
1062     kvm_s390_vcpu_interrupt(cpu, &irq);
1063 }
1064
1065 void kvm_s390_access_exception(S390CPU *cpu, uint16_t code, uint64_t te_code)
1066 {
1067     struct kvm_s390_irq irq = {
1068         .type = KVM_S390_PROGRAM_INT,
1069         .u.pgm.code = code,
1070         .u.pgm.trans_exc_code = te_code,
1071         .u.pgm.exc_access_id = te_code & 3,
1072     };
1073
1074     kvm_s390_vcpu_interrupt(cpu, &irq);
1075 }
1076
1077 static int kvm_sclp_service_call(S390CPU *cpu, struct kvm_run *run,
1078                                  uint16_t ipbh0)
1079 {
1080     CPUS390XState *env = &cpu->env;
1081     uint64_t sccb;
1082     uint32_t code;
1083     int r = 0;
1084
1085     cpu_synchronize_state(CPU(cpu));
1086     sccb = env->regs[ipbh0 & 0xf];
1087     code = env->regs[(ipbh0 & 0xf0) >> 4];
1088
1089     r = sclp_service_call(env, sccb, code);
1090     if (r < 0) {
1091         kvm_s390_program_interrupt(cpu, -r);
1092     } else {
1093         setcc(cpu, r);
1094     }
1095
1096     return 0;
1097 }
1098
1099 static int handle_b2(S390CPU *cpu, struct kvm_run *run, uint8_t ipa1)
1100 {
1101     CPUS390XState *env = &cpu->env;
1102     int rc = 0;
1103     uint16_t ipbh0 = (run->s390_sieic.ipb & 0xffff0000) >> 16;
1104
1105     cpu_synchronize_state(CPU(cpu));
1106
1107     switch (ipa1) {
1108     case PRIV_B2_XSCH:
1109         ioinst_handle_xsch(cpu, env->regs[1], RA_IGNORED);
1110         break;
1111     case PRIV_B2_CSCH:
1112         ioinst_handle_csch(cpu, env->regs[1], RA_IGNORED);
1113         break;
1114     case PRIV_B2_HSCH:
1115         ioinst_handle_hsch(cpu, env->regs[1], RA_IGNORED);
1116         break;
1117     case PRIV_B2_MSCH:
1118         ioinst_handle_msch(cpu, env->regs[1], run->s390_sieic.ipb, RA_IGNORED);
1119         break;
1120     case PRIV_B2_SSCH:
1121         ioinst_handle_ssch(cpu, env->regs[1], run->s390_sieic.ipb, RA_IGNORED);
1122         break;
1123     case PRIV_B2_STCRW:
1124         ioinst_handle_stcrw(cpu, run->s390_sieic.ipb, RA_IGNORED);
1125         break;
1126     case PRIV_B2_STSCH:
1127         ioinst_handle_stsch(cpu, env->regs[1], run->s390_sieic.ipb, RA_IGNORED);
1128         break;
1129     case PRIV_B2_TSCH:
1130         /* We should only get tsch via KVM_EXIT_S390_TSCH. */
1131         fprintf(stderr, "Spurious tsch intercept\n");
1132         break;
1133     case PRIV_B2_CHSC:
1134         ioinst_handle_chsc(cpu, run->s390_sieic.ipb, RA_IGNORED);
1135         break;
1136     case PRIV_B2_TPI:
1137         /* This should have been handled by kvm already. */
1138         fprintf(stderr, "Spurious tpi intercept\n");
1139         break;
1140     case PRIV_B2_SCHM:
1141         ioinst_handle_schm(cpu, env->regs[1], env->regs[2],
1142                            run->s390_sieic.ipb, RA_IGNORED);
1143         break;
1144     case PRIV_B2_RSCH:
1145         ioinst_handle_rsch(cpu, env->regs[1], RA_IGNORED);
1146         break;
1147     case PRIV_B2_RCHP:
1148         ioinst_handle_rchp(cpu, env->regs[1], RA_IGNORED);
1149         break;
1150     case PRIV_B2_STCPS:
1151         /* We do not provide this instruction, it is suppressed. */
1152         break;
1153     case PRIV_B2_SAL:
1154         ioinst_handle_sal(cpu, env->regs[1], RA_IGNORED);
1155         break;
1156     case PRIV_B2_SIGA:
1157         /* Not provided, set CC = 3 for subchannel not operational */
1158         setcc(cpu, 3);
1159         break;
1160     case PRIV_B2_SCLP_CALL:
1161         rc = kvm_sclp_service_call(cpu, run, ipbh0);
1162         break;
1163     default:
1164         rc = -1;
1165         DPRINTF("KVM: unhandled PRIV: 0xb2%x\n", ipa1);
1166         break;
1167     }
1168
1169     return rc;
1170 }
1171
1172 static uint64_t get_base_disp_rxy(S390CPU *cpu, struct kvm_run *run,
1173                                   uint8_t *ar)
1174 {
1175     CPUS390XState *env = &cpu->env;
1176     uint32_t x2 = (run->s390_sieic.ipa & 0x000f);
1177     uint32_t base2 = run->s390_sieic.ipb >> 28;
1178     uint32_t disp2 = ((run->s390_sieic.ipb & 0x0fff0000) >> 16) +
1179                      ((run->s390_sieic.ipb & 0xff00) << 4);
1180
1181     if (disp2 & 0x80000) {
1182         disp2 += 0xfff00000;
1183     }
1184     if (ar) {
1185         *ar = base2;
1186     }
1187
1188     return (base2 ? env->regs[base2] : 0) +
1189            (x2 ? env->regs[x2] : 0) + (long)(int)disp2;
1190 }
1191
1192 static uint64_t get_base_disp_rsy(S390CPU *cpu, struct kvm_run *run,
1193                                   uint8_t *ar)
1194 {
1195     CPUS390XState *env = &cpu->env;
1196     uint32_t base2 = run->s390_sieic.ipb >> 28;
1197     uint32_t disp2 = ((run->s390_sieic.ipb & 0x0fff0000) >> 16) +
1198                      ((run->s390_sieic.ipb & 0xff00) << 4);
1199
1200     if (disp2 & 0x80000) {
1201         disp2 += 0xfff00000;
1202     }
1203     if (ar) {
1204         *ar = base2;
1205     }
1206
1207     return (base2 ? env->regs[base2] : 0) + (long)(int)disp2;
1208 }
1209
1210 static int kvm_clp_service_call(S390CPU *cpu, struct kvm_run *run)
1211 {
1212     uint8_t r2 = (run->s390_sieic.ipb & 0x000f0000) >> 16;
1213
1214     if (s390_has_feat(S390_FEAT_ZPCI)) {
1215         return clp_service_call(cpu, r2, RA_IGNORED);
1216     } else {
1217         return -1;
1218     }
1219 }
1220
1221 static int kvm_pcilg_service_call(S390CPU *cpu, struct kvm_run *run)
1222 {
1223     uint8_t r1 = (run->s390_sieic.ipb & 0x00f00000) >> 20;
1224     uint8_t r2 = (run->s390_sieic.ipb & 0x000f0000) >> 16;
1225
1226     if (s390_has_feat(S390_FEAT_ZPCI)) {
1227         return pcilg_service_call(cpu, r1, r2, RA_IGNORED);
1228     } else {
1229         return -1;
1230     }
1231 }
1232
1233 static int kvm_pcistg_service_call(S390CPU *cpu, struct kvm_run *run)
1234 {
1235     uint8_t r1 = (run->s390_sieic.ipb & 0x00f00000) >> 20;
1236     uint8_t r2 = (run->s390_sieic.ipb & 0x000f0000) >> 16;
1237
1238     if (s390_has_feat(S390_FEAT_ZPCI)) {
1239         return pcistg_service_call(cpu, r1, r2, RA_IGNORED);
1240     } else {
1241         return -1;
1242     }
1243 }
1244
1245 static int kvm_stpcifc_service_call(S390CPU *cpu, struct kvm_run *run)
1246 {
1247     uint8_t r1 = (run->s390_sieic.ipa & 0x00f0) >> 4;
1248     uint64_t fiba;
1249     uint8_t ar;
1250
1251     if (s390_has_feat(S390_FEAT_ZPCI)) {
1252         cpu_synchronize_state(CPU(cpu));
1253         fiba = get_base_disp_rxy(cpu, run, &ar);
1254
1255         return stpcifc_service_call(cpu, r1, fiba, ar, RA_IGNORED);
1256     } else {
1257         return -1;
1258     }
1259 }
1260
1261 static int kvm_sic_service_call(S390CPU *cpu, struct kvm_run *run)
1262 {
1263     CPUS390XState *env = &cpu->env;
1264     uint8_t r1 = (run->s390_sieic.ipa & 0x00f0) >> 4;
1265     uint8_t r3 = run->s390_sieic.ipa & 0x000f;
1266     uint8_t isc;
1267     uint16_t mode;
1268     int r;
1269
1270     cpu_synchronize_state(CPU(cpu));
1271     mode = env->regs[r1] & 0xffff;
1272     isc = (env->regs[r3] >> 27) & 0x7;
1273     r = css_do_sic(env, isc, mode);
1274     if (r) {
1275         kvm_s390_program_interrupt(cpu, -r);
1276     }
1277
1278     return 0;
1279 }
1280
1281 static int kvm_rpcit_service_call(S390CPU *cpu, struct kvm_run *run)
1282 {
1283     uint8_t r1 = (run->s390_sieic.ipb & 0x00f00000) >> 20;
1284     uint8_t r2 = (run->s390_sieic.ipb & 0x000f0000) >> 16;
1285
1286     if (s390_has_feat(S390_FEAT_ZPCI)) {
1287         return rpcit_service_call(cpu, r1, r2, RA_IGNORED);
1288     } else {
1289         return -1;
1290     }
1291 }
1292
1293 static int kvm_pcistb_service_call(S390CPU *cpu, struct kvm_run *run)
1294 {
1295     uint8_t r1 = (run->s390_sieic.ipa & 0x00f0) >> 4;
1296     uint8_t r3 = run->s390_sieic.ipa & 0x000f;
1297     uint64_t gaddr;
1298     uint8_t ar;
1299
1300     if (s390_has_feat(S390_FEAT_ZPCI)) {
1301         cpu_synchronize_state(CPU(cpu));
1302         gaddr = get_base_disp_rsy(cpu, run, &ar);
1303
1304         return pcistb_service_call(cpu, r1, r3, gaddr, ar, RA_IGNORED);
1305     } else {
1306         return -1;
1307     }
1308 }
1309
1310 static int kvm_mpcifc_service_call(S390CPU *cpu, struct kvm_run *run)
1311 {
1312     uint8_t r1 = (run->s390_sieic.ipa & 0x00f0) >> 4;
1313     uint64_t fiba;
1314     uint8_t ar;
1315
1316     if (s390_has_feat(S390_FEAT_ZPCI)) {
1317         cpu_synchronize_state(CPU(cpu));
1318         fiba = get_base_disp_rxy(cpu, run, &ar);
1319
1320         return mpcifc_service_call(cpu, r1, fiba, ar, RA_IGNORED);
1321     } else {
1322         return -1;
1323     }
1324 }
1325
1326 static int handle_b9(S390CPU *cpu, struct kvm_run *run, uint8_t ipa1)
1327 {
1328     int r = 0;
1329
1330     switch (ipa1) {
1331     case PRIV_B9_CLP:
1332         r = kvm_clp_service_call(cpu, run);
1333         break;
1334     case PRIV_B9_PCISTG:
1335         r = kvm_pcistg_service_call(cpu, run);
1336         break;
1337     case PRIV_B9_PCILG:
1338         r = kvm_pcilg_service_call(cpu, run);
1339         break;
1340     case PRIV_B9_RPCIT:
1341         r = kvm_rpcit_service_call(cpu, run);
1342         break;
1343     case PRIV_B9_EQBS:
1344         /* just inject exception */
1345         r = -1;
1346         break;
1347     default:
1348         r = -1;
1349         DPRINTF("KVM: unhandled PRIV: 0xb9%x\n", ipa1);
1350         break;
1351     }
1352
1353     return r;
1354 }
1355
1356 static int handle_eb(S390CPU *cpu, struct kvm_run *run, uint8_t ipbl)
1357 {
1358     int r = 0;
1359
1360     switch (ipbl) {
1361     case PRIV_EB_PCISTB:
1362         r = kvm_pcistb_service_call(cpu, run);
1363         break;
1364     case PRIV_EB_SIC:
1365         r = kvm_sic_service_call(cpu, run);
1366         break;
1367     case PRIV_EB_SQBS:
1368         /* just inject exception */
1369         r = -1;
1370         break;
1371     default:
1372         r = -1;
1373         DPRINTF("KVM: unhandled PRIV: 0xeb%x\n", ipbl);
1374         break;
1375     }
1376
1377     return r;
1378 }
1379
1380 static int handle_e3(S390CPU *cpu, struct kvm_run *run, uint8_t ipbl)
1381 {
1382     int r = 0;
1383
1384     switch (ipbl) {
1385     case PRIV_E3_MPCIFC:
1386         r = kvm_mpcifc_service_call(cpu, run);
1387         break;
1388     case PRIV_E3_STPCIFC:
1389         r = kvm_stpcifc_service_call(cpu, run);
1390         break;
1391     default:
1392         r = -1;
1393         DPRINTF("KVM: unhandled PRIV: 0xe3%x\n", ipbl);
1394         break;
1395     }
1396
1397     return r;
1398 }
1399
1400 static int handle_hypercall(S390CPU *cpu, struct kvm_run *run)
1401 {
1402     CPUS390XState *env = &cpu->env;
1403     int ret;
1404
1405     cpu_synchronize_state(CPU(cpu));
1406     ret = s390_virtio_hypercall(env);
1407     if (ret == -EINVAL) {
1408         kvm_s390_program_interrupt(cpu, PGM_SPECIFICATION);
1409         return 0;
1410     }
1411
1412     return ret;
1413 }
1414
1415 static void kvm_handle_diag_288(S390CPU *cpu, struct kvm_run *run)
1416 {
1417     uint64_t r1, r3;
1418     int rc;
1419
1420     cpu_synchronize_state(CPU(cpu));
1421     r1 = (run->s390_sieic.ipa & 0x00f0) >> 4;
1422     r3 = run->s390_sieic.ipa & 0x000f;
1423     rc = handle_diag_288(&cpu->env, r1, r3);
1424     if (rc) {
1425         kvm_s390_program_interrupt(cpu, PGM_SPECIFICATION);
1426     }
1427 }
1428
1429 static void kvm_handle_diag_308(S390CPU *cpu, struct kvm_run *run)
1430 {
1431     uint64_t r1, r3;
1432
1433     cpu_synchronize_state(CPU(cpu));
1434     r1 = (run->s390_sieic.ipa & 0x00f0) >> 4;
1435     r3 = run->s390_sieic.ipa & 0x000f;
1436     handle_diag_308(&cpu->env, r1, r3, RA_IGNORED);
1437 }
1438
1439 static int handle_sw_breakpoint(S390CPU *cpu, struct kvm_run *run)
1440 {
1441     CPUS390XState *env = &cpu->env;
1442     unsigned long pc;
1443
1444     cpu_synchronize_state(CPU(cpu));
1445
1446     pc = env->psw.addr - sw_bp_ilen;
1447     if (kvm_find_sw_breakpoint(CPU(cpu), pc)) {
1448         env->psw.addr = pc;
1449         return EXCP_DEBUG;
1450     }
1451
1452     return -ENOENT;
1453 }
1454
1455 #define DIAG_KVM_CODE_MASK 0x000000000000ffff
1456
1457 static int handle_diag(S390CPU *cpu, struct kvm_run *run, uint32_t ipb)
1458 {
1459     int r = 0;
1460     uint16_t func_code;
1461
1462     /*
1463      * For any diagnose call we support, bits 48-63 of the resulting
1464      * address specify the function code; the remainder is ignored.
1465      */
1466     func_code = decode_basedisp_rs(&cpu->env, ipb, NULL) & DIAG_KVM_CODE_MASK;
1467     switch (func_code) {
1468     case DIAG_TIMEREVENT:
1469         kvm_handle_diag_288(cpu, run);
1470         break;
1471     case DIAG_IPL:
1472         kvm_handle_diag_308(cpu, run);
1473         break;
1474     case DIAG_KVM_HYPERCALL:
1475         r = handle_hypercall(cpu, run);
1476         break;
1477     case DIAG_KVM_BREAKPOINT:
1478         r = handle_sw_breakpoint(cpu, run);
1479         break;
1480     default:
1481         DPRINTF("KVM: unknown DIAG: 0x%x\n", func_code);
1482         kvm_s390_program_interrupt(cpu, PGM_SPECIFICATION);
1483         break;
1484     }
1485
1486     return r;
1487 }
1488
1489 static int kvm_s390_handle_sigp(S390CPU *cpu, uint8_t ipa1, uint32_t ipb)
1490 {
1491     CPUS390XState *env = &cpu->env;
1492     const uint8_t r1 = ipa1 >> 4;
1493     const uint8_t r3 = ipa1 & 0x0f;
1494     int ret;
1495     uint8_t order;
1496
1497     cpu_synchronize_state(CPU(cpu));
1498
1499     /* get order code */
1500     order = decode_basedisp_rs(env, ipb, NULL) & SIGP_ORDER_MASK;
1501
1502     ret = handle_sigp(env, order, r1, r3);
1503     setcc(cpu, ret);
1504     return 0;
1505 }
1506
1507 static int handle_instruction(S390CPU *cpu, struct kvm_run *run)
1508 {
1509     unsigned int ipa0 = (run->s390_sieic.ipa & 0xff00);
1510     uint8_t ipa1 = run->s390_sieic.ipa & 0x00ff;
1511     int r = -1;
1512
1513     DPRINTF("handle_instruction 0x%x 0x%x\n",
1514             run->s390_sieic.ipa, run->s390_sieic.ipb);
1515     switch (ipa0) {
1516     case IPA0_B2:
1517         r = handle_b2(cpu, run, ipa1);
1518         break;
1519     case IPA0_B9:
1520         r = handle_b9(cpu, run, ipa1);
1521         break;
1522     case IPA0_EB:
1523         r = handle_eb(cpu, run, run->s390_sieic.ipb & 0xff);
1524         break;
1525     case IPA0_E3:
1526         r = handle_e3(cpu, run, run->s390_sieic.ipb & 0xff);
1527         break;
1528     case IPA0_DIAG:
1529         r = handle_diag(cpu, run, run->s390_sieic.ipb);
1530         break;
1531     case IPA0_SIGP:
1532         r = kvm_s390_handle_sigp(cpu, ipa1, run->s390_sieic.ipb);
1533         break;
1534     }
1535
1536     if (r < 0) {
1537         r = 0;
1538         kvm_s390_program_interrupt(cpu, PGM_OPERATION);
1539     }
1540
1541     return r;
1542 }
1543
1544 static void unmanageable_intercept(S390CPU *cpu, const char *str, int pswoffset)
1545 {
1546     CPUState *cs = CPU(cpu);
1547
1548     error_report("Unmanageable %s! CPU%i new PSW: 0x%016lx:%016lx",
1549                  str, cs->cpu_index, ldq_phys(cs->as, cpu->env.psa + pswoffset),
1550                  ldq_phys(cs->as, cpu->env.psa + pswoffset + 8));
1551     s390_cpu_halt(cpu);
1552     qemu_system_guest_panicked(NULL);
1553 }
1554
1555 /* try to detect pgm check loops */
1556 static int handle_oper_loop(S390CPU *cpu, struct kvm_run *run)
1557 {
1558     CPUState *cs = CPU(cpu);
1559     PSW oldpsw, newpsw;
1560
1561     cpu_synchronize_state(cs);
1562     newpsw.mask = ldq_phys(cs->as, cpu->env.psa +
1563                            offsetof(LowCore, program_new_psw));
1564     newpsw.addr = ldq_phys(cs->as, cpu->env.psa +
1565                            offsetof(LowCore, program_new_psw) + 8);
1566     oldpsw.mask  = run->psw_mask;
1567     oldpsw.addr  = run->psw_addr;
1568     /*
1569      * Avoid endless loops of operation exceptions, if the pgm new
1570      * PSW will cause a new operation exception.
1571      * The heuristic checks if the pgm new psw is within 6 bytes before
1572      * the faulting psw address (with same DAT, AS settings) and the
1573      * new psw is not a wait psw and the fault was not triggered by
1574      * problem state. In that case go into crashed state.
1575      */
1576
1577     if (oldpsw.addr - newpsw.addr <= 6 &&
1578         !(newpsw.mask & PSW_MASK_WAIT) &&
1579         !(oldpsw.mask & PSW_MASK_PSTATE) &&
1580         (newpsw.mask & PSW_MASK_ASC) == (oldpsw.mask & PSW_MASK_ASC) &&
1581         (newpsw.mask & PSW_MASK_DAT) == (oldpsw.mask & PSW_MASK_DAT)) {
1582         unmanageable_intercept(cpu, "operation exception loop",
1583                                offsetof(LowCore, program_new_psw));
1584         return EXCP_HALTED;
1585     }
1586     return 0;
1587 }
1588
1589 static int handle_intercept(S390CPU *cpu)
1590 {
1591     CPUState *cs = CPU(cpu);
1592     struct kvm_run *run = cs->kvm_run;
1593     int icpt_code = run->s390_sieic.icptcode;
1594     int r = 0;
1595
1596     DPRINTF("intercept: 0x%x (at 0x%lx)\n", icpt_code,
1597             (long)cs->kvm_run->psw_addr);
1598     switch (icpt_code) {
1599         case ICPT_INSTRUCTION:
1600             r = handle_instruction(cpu, run);
1601             break;
1602         case ICPT_PROGRAM:
1603             unmanageable_intercept(cpu, "program interrupt",
1604                                    offsetof(LowCore, program_new_psw));
1605             r = EXCP_HALTED;
1606             break;
1607         case ICPT_EXT_INT:
1608             unmanageable_intercept(cpu, "external interrupt",
1609                                    offsetof(LowCore, external_new_psw));
1610             r = EXCP_HALTED;
1611             break;
1612         case ICPT_WAITPSW:
1613             /* disabled wait, since enabled wait is handled in kernel */
1614             cpu_synchronize_state(cs);
1615             s390_handle_wait(cpu);
1616             r = EXCP_HALTED;
1617             break;
1618         case ICPT_CPU_STOP:
1619             do_stop_interrupt(&cpu->env);
1620             r = EXCP_HALTED;
1621             break;
1622         case ICPT_OPEREXC:
1623             /* check for break points */
1624             r = handle_sw_breakpoint(cpu, run);
1625             if (r == -ENOENT) {
1626                 /* Then check for potential pgm check loops */
1627                 r = handle_oper_loop(cpu, run);
1628                 if (r == 0) {
1629                     kvm_s390_program_interrupt(cpu, PGM_OPERATION);
1630                 }
1631             }
1632             break;
1633         case ICPT_SOFT_INTERCEPT:
1634             fprintf(stderr, "KVM unimplemented icpt SOFT\n");
1635             exit(1);
1636             break;
1637         case ICPT_IO:
1638             fprintf(stderr, "KVM unimplemented icpt IO\n");
1639             exit(1);
1640             break;
1641         default:
1642             fprintf(stderr, "Unknown intercept code: %d\n", icpt_code);
1643             exit(1);
1644             break;
1645     }
1646
1647     return r;
1648 }
1649
1650 static int handle_tsch(S390CPU *cpu)
1651 {
1652     CPUState *cs = CPU(cpu);
1653     struct kvm_run *run = cs->kvm_run;
1654     int ret;
1655
1656     cpu_synchronize_state(cs);
1657
1658     ret = ioinst_handle_tsch(cpu, cpu->env.regs[1], run->s390_tsch.ipb,
1659                              RA_IGNORED);
1660     if (ret < 0) {
1661         /*
1662          * Failure.
1663          * If an I/O interrupt had been dequeued, we have to reinject it.
1664          */
1665         if (run->s390_tsch.dequeued) {
1666             s390_io_interrupt(run->s390_tsch.subchannel_id,
1667                               run->s390_tsch.subchannel_nr,
1668                               run->s390_tsch.io_int_parm,
1669                               run->s390_tsch.io_int_word);
1670         }
1671         ret = 0;
1672     }
1673     return ret;
1674 }
1675
1676 static void insert_stsi_3_2_2(S390CPU *cpu, __u64 addr, uint8_t ar)
1677 {
1678     SysIB_322 sysib;
1679     int del;
1680
1681     if (s390_cpu_virt_mem_read(cpu, addr, ar, &sysib, sizeof(sysib))) {
1682         return;
1683     }
1684     /* Shift the stack of Extended Names to prepare for our own data */
1685     memmove(&sysib.ext_names[1], &sysib.ext_names[0],
1686             sizeof(sysib.ext_names[0]) * (sysib.count - 1));
1687     /* First virt level, that doesn't provide Ext Names delimits stack. It is
1688      * assumed it's not capable of managing Extended Names for lower levels.
1689      */
1690     for (del = 1; del < sysib.count; del++) {
1691         if (!sysib.vm[del].ext_name_encoding || !sysib.ext_names[del][0]) {
1692             break;
1693         }
1694     }
1695     if (del < sysib.count) {
1696         memset(sysib.ext_names[del], 0,
1697                sizeof(sysib.ext_names[0]) * (sysib.count - del));
1698     }
1699     /* Insert short machine name in EBCDIC, padded with blanks */
1700     if (qemu_name) {
1701         memset(sysib.vm[0].name, 0x40, sizeof(sysib.vm[0].name));
1702         ebcdic_put(sysib.vm[0].name, qemu_name, MIN(sizeof(sysib.vm[0].name),
1703                                                     strlen(qemu_name)));
1704     }
1705     sysib.vm[0].ext_name_encoding = 2; /* 2 = UTF-8 */
1706     memset(sysib.ext_names[0], 0, sizeof(sysib.ext_names[0]));
1707     /* If hypervisor specifies zero Extended Name in STSI322 SYSIB, it's
1708      * considered by s390 as not capable of providing any Extended Name.
1709      * Therefore if no name was specified on qemu invocation, we go with the
1710      * same "KVMguest" default, which KVM has filled into short name field.
1711      */
1712     if (qemu_name) {
1713         strncpy((char *)sysib.ext_names[0], qemu_name,
1714                 sizeof(sysib.ext_names[0]));
1715     } else {
1716         strcpy((char *)sysib.ext_names[0], "KVMguest");
1717     }
1718     /* Insert UUID */
1719     memcpy(sysib.vm[0].uuid, &qemu_uuid, sizeof(sysib.vm[0].uuid));
1720
1721     s390_cpu_virt_mem_write(cpu, addr, ar, &sysib, sizeof(sysib));
1722 }
1723
1724 static int handle_stsi(S390CPU *cpu)
1725 {
1726     CPUState *cs = CPU(cpu);
1727     struct kvm_run *run = cs->kvm_run;
1728
1729     switch (run->s390_stsi.fc) {
1730     case 3:
1731         if (run->s390_stsi.sel1 != 2 || run->s390_stsi.sel2 != 2) {
1732             return 0;
1733         }
1734         /* Only sysib 3.2.2 needs post-handling for now. */
1735         insert_stsi_3_2_2(cpu, run->s390_stsi.addr, run->s390_stsi.ar);
1736         return 0;
1737     default:
1738         return 0;
1739     }
1740 }
1741
1742 static int kvm_arch_handle_debug_exit(S390CPU *cpu)
1743 {
1744     CPUState *cs = CPU(cpu);
1745     struct kvm_run *run = cs->kvm_run;
1746
1747     int ret = 0;
1748     struct kvm_debug_exit_arch *arch_info = &run->debug.arch;
1749
1750     switch (arch_info->type) {
1751     case KVM_HW_WP_WRITE:
1752         if (find_hw_breakpoint(arch_info->addr, -1, arch_info->type)) {
1753             cs->watchpoint_hit = &hw_watchpoint;
1754             hw_watchpoint.vaddr = arch_info->addr;
1755             hw_watchpoint.flags = BP_MEM_WRITE;
1756             ret = EXCP_DEBUG;
1757         }
1758         break;
1759     case KVM_HW_BP:
1760         if (find_hw_breakpoint(arch_info->addr, -1, arch_info->type)) {
1761             ret = EXCP_DEBUG;
1762         }
1763         break;
1764     case KVM_SINGLESTEP:
1765         if (cs->singlestep_enabled) {
1766             ret = EXCP_DEBUG;
1767         }
1768         break;
1769     default:
1770         ret = -ENOSYS;
1771     }
1772
1773     return ret;
1774 }
1775
1776 int kvm_arch_handle_exit(CPUState *cs, struct kvm_run *run)
1777 {
1778     S390CPU *cpu = S390_CPU(cs);
1779     int ret = 0;
1780
1781     qemu_mutex_lock_iothread();
1782
1783     switch (run->exit_reason) {
1784         case KVM_EXIT_S390_SIEIC:
1785             ret = handle_intercept(cpu);
1786             break;
1787         case KVM_EXIT_S390_RESET:
1788             s390_reipl_request();
1789             break;
1790         case KVM_EXIT_S390_TSCH:
1791             ret = handle_tsch(cpu);
1792             break;
1793         case KVM_EXIT_S390_STSI:
1794             ret = handle_stsi(cpu);
1795             break;
1796         case KVM_EXIT_DEBUG:
1797             ret = kvm_arch_handle_debug_exit(cpu);
1798             break;
1799         default:
1800             fprintf(stderr, "Unknown KVM exit: %d\n", run->exit_reason);
1801             break;
1802     }
1803     qemu_mutex_unlock_iothread();
1804
1805     if (ret == 0) {
1806         ret = EXCP_INTERRUPT;
1807     }
1808     return ret;
1809 }
1810
1811 bool kvm_arch_stop_on_emulation_error(CPUState *cpu)
1812 {
1813     return true;
1814 }
1815
1816 void kvm_s390_enable_css_support(S390CPU *cpu)
1817 {
1818     int r;
1819
1820     /* Activate host kernel channel subsystem support. */
1821     r = kvm_vcpu_enable_cap(CPU(cpu), KVM_CAP_S390_CSS_SUPPORT, 0);
1822     assert(r == 0);
1823 }
1824
1825 void kvm_arch_init_irq_routing(KVMState *s)
1826 {
1827     /*
1828      * Note that while irqchip capabilities generally imply that cpustates
1829      * are handled in-kernel, it is not true for s390 (yet); therefore, we
1830      * have to override the common code kvm_halt_in_kernel_allowed setting.
1831      */
1832     if (kvm_check_extension(s, KVM_CAP_IRQ_ROUTING)) {
1833         kvm_gsi_routing_allowed = true;
1834         kvm_halt_in_kernel_allowed = false;
1835     }
1836 }
1837
1838 int kvm_s390_assign_subch_ioeventfd(EventNotifier *notifier, uint32_t sch,
1839                                     int vq, bool assign)
1840 {
1841     struct kvm_ioeventfd kick = {
1842         .flags = KVM_IOEVENTFD_FLAG_VIRTIO_CCW_NOTIFY |
1843         KVM_IOEVENTFD_FLAG_DATAMATCH,
1844         .fd = event_notifier_get_fd(notifier),
1845         .datamatch = vq,
1846         .addr = sch,
1847         .len = 8,
1848     };
1849     if (!kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_IOEVENTFD)) {
1850         return -ENOSYS;
1851     }
1852     if (!assign) {
1853         kick.flags |= KVM_IOEVENTFD_FLAG_DEASSIGN;
1854     }
1855     return kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_IOEVENTFD, &kick);
1856 }
1857
1858 int kvm_s390_get_memslot_count(void)
1859 {
1860     return kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_NR_MEMSLOTS);
1861 }
1862
1863 int kvm_s390_get_ri(void)
1864 {
1865     return cap_ri;
1866 }
1867
1868 int kvm_s390_get_gs(void)
1869 {
1870     return cap_gs;
1871 }
1872
1873 int kvm_s390_set_cpu_state(S390CPU *cpu, uint8_t cpu_state)
1874 {
1875     struct kvm_mp_state mp_state = {};
1876     int ret;
1877
1878     /* the kvm part might not have been initialized yet */
1879     if (CPU(cpu)->kvm_state == NULL) {
1880         return 0;
1881     }
1882
1883     switch (cpu_state) {
1884     case CPU_STATE_STOPPED:
1885         mp_state.mp_state = KVM_MP_STATE_STOPPED;
1886         break;
1887     case CPU_STATE_CHECK_STOP:
1888         mp_state.mp_state = KVM_MP_STATE_CHECK_STOP;
1889         break;
1890     case CPU_STATE_OPERATING:
1891         mp_state.mp_state = KVM_MP_STATE_OPERATING;
1892         break;
1893     case CPU_STATE_LOAD:
1894         mp_state.mp_state = KVM_MP_STATE_LOAD;
1895         break;
1896     default:
1897         error_report("Requested CPU state is not a valid S390 CPU state: %u",
1898                      cpu_state);
1899         exit(1);
1900     }
1901
1902     ret = kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_SET_MP_STATE, &mp_state);
1903     if (ret) {
1904         trace_kvm_failed_cpu_state_set(CPU(cpu)->cpu_index, cpu_state,
1905                                        strerror(-ret));
1906     }
1907
1908     return ret;
1909 }
1910
1911 void kvm_s390_vcpu_interrupt_pre_save(S390CPU *cpu)
1912 {
1913     struct kvm_s390_irq_state irq_state = {
1914         .buf = (uint64_t) cpu->irqstate,
1915         .len = VCPU_IRQ_BUF_SIZE,
1916     };
1917     CPUState *cs = CPU(cpu);
1918     int32_t bytes;
1919
1920     if (!kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_S390_IRQ_STATE)) {
1921         return;
1922     }
1923
1924     bytes = kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_S390_GET_IRQ_STATE, &irq_state);
1925     if (bytes < 0) {
1926         cpu->irqstate_saved_size = 0;
1927         error_report("Migration of interrupt state failed");
1928         return;
1929     }
1930
1931     cpu->irqstate_saved_size = bytes;
1932 }
1933
1934 int kvm_s390_vcpu_interrupt_post_load(S390CPU *cpu)
1935 {
1936     CPUState *cs = CPU(cpu);
1937     struct kvm_s390_irq_state irq_state = {
1938         .buf = (uint64_t) cpu->irqstate,
1939         .len = cpu->irqstate_saved_size,
1940     };
1941     int r;
1942
1943     if (cpu->irqstate_saved_size == 0) {
1944         return 0;
1945     }
1946
1947     if (!kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_S390_IRQ_STATE)) {
1948         return -ENOSYS;
1949     }
1950
1951     r = kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_S390_SET_IRQ_STATE, &irq_state);
1952     if (r) {
1953         error_report("Setting interrupt state failed %d", r);
1954     }
1955     return r;
1956 }
1957
1958 int kvm_arch_fixup_msi_route(struct kvm_irq_routing_entry *route,
1959                              uint64_t address, uint32_t data, PCIDevice *dev)
1960 {
1961     S390PCIBusDevice *pbdev;
1962     uint32_t vec = data & ZPCI_MSI_VEC_MASK;
1963
1964     if (!dev) {
1965         DPRINTF("add_msi_route no pci device\n");
1966         return -ENODEV;
1967     }
1968
1969     pbdev = s390_pci_find_dev_by_target(s390_get_phb(), DEVICE(dev)->id);
1970     if (!pbdev) {
1971         DPRINTF("add_msi_route no zpci device\n");
1972         return -ENODEV;
1973     }
1974
1975     route->type = KVM_IRQ_ROUTING_S390_ADAPTER;
1976     route->flags = 0;
1977     route->u.adapter.summary_addr = pbdev->routes.adapter.summary_addr;
1978     route->u.adapter.ind_addr = pbdev->routes.adapter.ind_addr;
1979     route->u.adapter.summary_offset = pbdev->routes.adapter.summary_offset;
1980     route->u.adapter.ind_offset = pbdev->routes.adapter.ind_offset + vec;
1981     route->u.adapter.adapter_id = pbdev->routes.adapter.adapter_id;
1982     return 0;
1983 }
1984
1985 int kvm_arch_add_msi_route_post(struct kvm_irq_routing_entry *route,
1986                                 int vector, PCIDevice *dev)
1987 {
1988     return 0;
1989 }
1990
1991 int kvm_arch_release_virq_post(int virq)
1992 {
1993     return 0;
1994 }
1995
1996 int kvm_arch_msi_data_to_gsi(uint32_t data)
1997 {
1998     abort();
1999 }
2000
2001 static int query_cpu_subfunc(S390FeatBitmap features)
2002 {
2003     struct kvm_s390_vm_cpu_subfunc prop;
2004     struct kvm_device_attr attr = {
2005         .group = KVM_S390_VM_CPU_MODEL,
2006         .attr = KVM_S390_VM_CPU_MACHINE_SUBFUNC,
2007         .addr = (uint64_t) &prop,
2008     };
2009     int rc;
2010
2011     rc = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_GET_DEVICE_ATTR, &attr);
2012     if (rc) {
2013         return  rc;
2014     }
2015
2016     /*
2017      * We're going to add all subfunctions now, if the corresponding feature
2018      * is available that unlocks the query functions.
2019      */
2020     s390_add_from_feat_block(features, S390_FEAT_TYPE_PLO, prop.plo);
2021     if (test_bit(S390_FEAT_TOD_CLOCK_STEERING, features)) {
2022         s390_add_from_feat_block(features, S390_FEAT_TYPE_PTFF, prop.ptff);
2023     }
2024     if (test_bit(S390_FEAT_MSA, features)) {
2025         s390_add_from_feat_block(features, S390_FEAT_TYPE_KMAC, prop.kmac);
2026         s390_add_from_feat_block(features, S390_FEAT_TYPE_KMC, prop.kmc);
2027         s390_add_from_feat_block(features, S390_FEAT_TYPE_KM, prop.km);
2028         s390_add_from_feat_block(features, S390_FEAT_TYPE_KIMD, prop.kimd);
2029         s390_add_from_feat_block(features, S390_FEAT_TYPE_KLMD, prop.klmd);
2030     }
2031     if (test_bit(S390_FEAT_MSA_EXT_3, features)) {
2032         s390_add_from_feat_block(features, S390_FEAT_TYPE_PCKMO, prop.pckmo);
2033     }
2034     if (test_bit(S390_FEAT_MSA_EXT_4, features)) {
2035         s390_add_from_feat_block(features, S390_FEAT_TYPE_KMCTR, prop.kmctr);
2036         s390_add_from_feat_block(features, S390_FEAT_TYPE_KMF, prop.kmf);
2037         s390_add_from_feat_block(features, S390_FEAT_TYPE_KMO, prop.kmo);
2038         s390_add_from_feat_block(features, S390_FEAT_TYPE_PCC, prop.pcc);
2039     }
2040     if (test_bit(S390_FEAT_MSA_EXT_5, features)) {
2041         s390_add_from_feat_block(features, S390_FEAT_TYPE_PPNO, prop.ppno);
2042     }
2043     if (test_bit(S390_FEAT_MSA_EXT_8, features)) {
2044         s390_add_from_feat_block(features, S390_FEAT_TYPE_KMA, prop.kma);
2045     }
2046     return 0;
2047 }
2048
2049 static int configure_cpu_subfunc(const S390FeatBitmap features)
2050 {
2051     struct kvm_s390_vm_cpu_subfunc prop = {};
2052     struct kvm_device_attr attr = {
2053         .group = KVM_S390_VM_CPU_MODEL,
2054         .attr = KVM_S390_VM_CPU_PROCESSOR_SUBFUNC,
2055         .addr = (uint64_t) &prop,
2056     };
2057
2058     if (!kvm_vm_check_attr(kvm_state, KVM_S390_VM_CPU_MODEL,
2059                            KVM_S390_VM_CPU_PROCESSOR_SUBFUNC)) {
2060         /* hardware support might be missing, IBC will handle most of this */
2061         return 0;
2062     }
2063
2064     s390_fill_feat_block(features, S390_FEAT_TYPE_PLO, prop.plo);
2065     if (test_bit(S390_FEAT_TOD_CLOCK_STEERING, features)) {
2066         s390_fill_feat_block(features, S390_FEAT_TYPE_PTFF, prop.ptff);
2067     }
2068     if (test_bit(S390_FEAT_MSA, features)) {
2069         s390_fill_feat_block(features, S390_FEAT_TYPE_KMAC, prop.kmac);
2070         s390_fill_feat_block(features, S390_FEAT_TYPE_KMC, prop.kmc);
2071         s390_fill_feat_block(features, S390_FEAT_TYPE_KM, prop.km);
2072         s390_fill_feat_block(features, S390_FEAT_TYPE_KIMD, prop.kimd);
2073         s390_fill_feat_block(features, S390_FEAT_TYPE_KLMD, prop.klmd);
2074     }
2075     if (test_bit(S390_FEAT_MSA_EXT_3, features)) {
2076         s390_fill_feat_block(features, S390_FEAT_TYPE_PCKMO, prop.pckmo);
2077     }
2078     if (test_bit(S390_FEAT_MSA_EXT_4, features)) {
2079         s390_fill_feat_block(features, S390_FEAT_TYPE_KMCTR, prop.kmctr);
2080         s390_fill_feat_block(features, S390_FEAT_TYPE_KMF, prop.kmf);
2081         s390_fill_feat_block(features, S390_FEAT_TYPE_KMO, prop.kmo);
2082         s390_fill_feat_block(features, S390_FEAT_TYPE_PCC, prop.pcc);
2083     }
2084     if (test_bit(S390_FEAT_MSA_EXT_5, features)) {
2085         s390_fill_feat_block(features, S390_FEAT_TYPE_PPNO, prop.ppno);
2086     }
2087     if (test_bit(S390_FEAT_MSA_EXT_8, features)) {
2088         s390_fill_feat_block(features, S390_FEAT_TYPE_KMA, prop.kma);
2089     }
2090     return kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_SET_DEVICE_ATTR, &attr);
2091 }
2092
2093 static int kvm_to_feat[][2] = {
2094     { KVM_S390_VM_CPU_FEAT_ESOP, S390_FEAT_ESOP },
2095     { KVM_S390_VM_CPU_FEAT_SIEF2, S390_FEAT_SIE_F2 },
2096     { KVM_S390_VM_CPU_FEAT_64BSCAO , S390_FEAT_SIE_64BSCAO },
2097     { KVM_S390_VM_CPU_FEAT_SIIF, S390_FEAT_SIE_SIIF },
2098     { KVM_S390_VM_CPU_FEAT_GPERE, S390_FEAT_SIE_GPERE },
2099     { KVM_S390_VM_CPU_FEAT_GSLS, S390_FEAT_SIE_GSLS },
2100     { KVM_S390_VM_CPU_FEAT_IB, S390_FEAT_SIE_IB },
2101     { KVM_S390_VM_CPU_FEAT_CEI, S390_FEAT_SIE_CEI },
2102     { KVM_S390_VM_CPU_FEAT_IBS, S390_FEAT_SIE_IBS },
2103     { KVM_S390_VM_CPU_FEAT_SKEY, S390_FEAT_SIE_SKEY },
2104     { KVM_S390_VM_CPU_FEAT_CMMA, S390_FEAT_SIE_CMMA },
2105     { KVM_S390_VM_CPU_FEAT_PFMFI, S390_FEAT_SIE_PFMFI},
2106     { KVM_S390_VM_CPU_FEAT_SIGPIF, S390_FEAT_SIE_SIGPIF},
2107     { KVM_S390_VM_CPU_FEAT_KSS, S390_FEAT_SIE_KSS},
2108 };
2109
2110 static int query_cpu_feat(S390FeatBitmap features)
2111 {
2112     struct kvm_s390_vm_cpu_feat prop;
2113     struct kvm_device_attr attr = {
2114         .group = KVM_S390_VM_CPU_MODEL,
2115         .attr = KVM_S390_VM_CPU_MACHINE_FEAT,
2116         .addr = (uint64_t) &prop,
2117     };
2118     int rc;
2119     int i;
2120
2121     rc = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_GET_DEVICE_ATTR, &attr);
2122     if (rc) {
2123         return  rc;
2124     }
2125
2126     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(kvm_to_feat); i++) {
2127         if (test_be_bit(kvm_to_feat[i][0], (uint8_t *) prop.feat)) {
2128             set_bit(kvm_to_feat[i][1], features);
2129         }
2130     }
2131     return 0;
2132 }
2133
2134 static int configure_cpu_feat(const S390FeatBitmap features)
2135 {
2136     struct kvm_s390_vm_cpu_feat prop = {};
2137     struct kvm_device_attr attr = {
2138         .group = KVM_S390_VM_CPU_MODEL,
2139         .attr = KVM_S390_VM_CPU_PROCESSOR_FEAT,
2140         .addr = (uint64_t) &prop,
2141     };
2142     int i;
2143
2144     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(kvm_to_feat); i++) {
2145         if (test_bit(kvm_to_feat[i][1], features)) {
2146             set_be_bit(kvm_to_feat[i][0], (uint8_t *) prop.feat);
2147         }
2148     }
2149     return kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_SET_DEVICE_ATTR, &attr);
2150 }
2151
2152 bool kvm_s390_cpu_models_supported(void)
2153 {
2154     if (!cpu_model_allowed()) {
2155         /* compatibility machines interfere with the cpu model */
2156         return false;
2157     }
2158     return kvm_vm_check_attr(kvm_state, KVM_S390_VM_CPU_MODEL,
2159                              KVM_S390_VM_CPU_MACHINE) &&
2160            kvm_vm_check_attr(kvm_state, KVM_S390_VM_CPU_MODEL,
2161                              KVM_S390_VM_CPU_PROCESSOR) &&
2162            kvm_vm_check_attr(kvm_state, KVM_S390_VM_CPU_MODEL,
2163                              KVM_S390_VM_CPU_MACHINE_FEAT) &&
2164            kvm_vm_check_attr(kvm_state, KVM_S390_VM_CPU_MODEL,
2165                              KVM_S390_VM_CPU_PROCESSOR_FEAT) &&
2166            kvm_vm_check_attr(kvm_state, KVM_S390_VM_CPU_MODEL,
2167                              KVM_S390_VM_CPU_MACHINE_SUBFUNC);
2168 }
2169
2170 void kvm_s390_get_host_cpu_model(S390CPUModel *model, Error **errp)
2171 {
2172     struct kvm_s390_vm_cpu_machine prop = {};
2173     struct kvm_device_attr attr = {
2174         .group = KVM_S390_VM_CPU_MODEL,
2175         .attr = KVM_S390_VM_CPU_MACHINE,
2176         .addr = (uint64_t) &prop,
2177     };
2178     uint16_t unblocked_ibc = 0, cpu_type = 0;
2179     int rc;
2180
2181     memset(model, 0, sizeof(*model));
2182
2183     if (!kvm_s390_cpu_models_supported()) {
2184         error_setg(errp, "KVM doesn't support CPU models");
2185         return;
2186     }
2187
2188     /* query the basic cpu model properties */
2189     rc = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_GET_DEVICE_ATTR, &attr);
2190     if (rc) {
2191         error_setg(errp, "KVM: Error querying host CPU model: %d", rc);
2192         return;
2193     }
2194
2195     cpu_type = cpuid_type(prop.cpuid);
2196     if (has_ibc(prop.ibc)) {
2197         model->lowest_ibc = lowest_ibc(prop.ibc);
2198         unblocked_ibc = unblocked_ibc(prop.ibc);
2199     }
2200     model->cpu_id = cpuid_id(prop.cpuid);
2201     model->cpu_id_format = cpuid_format(prop.cpuid);
2202     model->cpu_ver = 0xff;
2203
2204     /* get supported cpu features indicated via STFL(E) */
2205     s390_add_from_feat_block(model->features, S390_FEAT_TYPE_STFL,
2206                              (uint8_t *) prop.fac_mask);
2207     /* dat-enhancement facility 2 has no bit but was introduced with stfle */
2208     if (test_bit(S390_FEAT_STFLE, model->features)) {
2209         set_bit(S390_FEAT_DAT_ENH_2, model->features);
2210     }
2211     /* get supported cpu features indicated e.g. via SCLP */
2212     rc = query_cpu_feat(model->features);
2213     if (rc) {
2214         error_setg(errp, "KVM: Error querying CPU features: %d", rc);
2215         return;
2216     }
2217     /* get supported cpu subfunctions indicated via query / test bit */
2218     rc = query_cpu_subfunc(model->features);
2219     if (rc) {
2220         error_setg(errp, "KVM: Error querying CPU subfunctions: %d", rc);
2221         return;
2222     }
2223
2224     /* PTFF subfunctions might be indicated although kernel support missing */
2225     if (!test_bit(S390_FEAT_MULTIPLE_EPOCH, model->features)) {
2226         clear_bit(S390_FEAT_PTFF_QSIE, model->features);
2227         clear_bit(S390_FEAT_PTFF_QTOUE, model->features);
2228         clear_bit(S390_FEAT_PTFF_STOE, model->features);
2229         clear_bit(S390_FEAT_PTFF_STOUE, model->features);
2230     }
2231
2232     /* with cpu model support, CMM is only indicated if really available */
2233     if (kvm_s390_cmma_available()) {
2234         set_bit(S390_FEAT_CMM, model->features);
2235     } else {
2236         /* no cmm -> no cmm nt */
2237         clear_bit(S390_FEAT_CMM_NT, model->features);
2238     }
2239
2240     /* bpb needs kernel support for migration, VSIE and reset */
2241     if (!kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_S390_BPB)) {
2242         clear_bit(S390_FEAT_BPB, model->features);
2243     }
2244
2245     /* We emulate a zPCI bus and AEN, therefore we don't need HW support */
2246     if (pci_available) {
2247         set_bit(S390_FEAT_ZPCI, model->features);
2248     }
2249     set_bit(S390_FEAT_ADAPTER_EVENT_NOTIFICATION, model->features);
2250
2251     if (s390_known_cpu_type(cpu_type)) {
2252         /* we want the exact model, even if some features are missing */
2253         model->def = s390_find_cpu_def(cpu_type, ibc_gen(unblocked_ibc),
2254                                        ibc_ec_ga(unblocked_ibc), NULL);
2255     } else {
2256         /* model unknown, e.g. too new - search using features */
2257         model->def = s390_find_cpu_def(0, ibc_gen(unblocked_ibc),
2258                                        ibc_ec_ga(unblocked_ibc),
2259                                        model->features);
2260     }
2261     if (!model->def) {
2262         error_setg(errp, "KVM: host CPU model could not be identified");
2263         return;
2264     }
2265     /* strip of features that are not part of the maximum model */
2266     bitmap_and(model->features, model->features, model->def->full_feat,
2267                S390_FEAT_MAX);
2268 }
2269
2270 void kvm_s390_apply_cpu_model(const S390CPUModel *model, Error **errp)
2271 {
2272     struct kvm_s390_vm_cpu_processor prop  = {
2273         .fac_list = { 0 },
2274     };
2275     struct kvm_device_attr attr = {
2276         .group = KVM_S390_VM_CPU_MODEL,
2277         .attr = KVM_S390_VM_CPU_PROCESSOR,
2278         .addr = (uint64_t) &prop,
2279     };
2280     int rc;
2281
2282     if (!model) {
2283         /* compatibility handling if cpu models are disabled */
2284         if (kvm_s390_cmma_available()) {
2285             kvm_s390_enable_cmma();
2286         }
2287         return;
2288     }
2289     if (!kvm_s390_cpu_models_supported()) {
2290         error_setg(errp, "KVM doesn't support CPU models");
2291         return;
2292     }
2293     prop.cpuid = s390_cpuid_from_cpu_model(model);
2294     prop.ibc = s390_ibc_from_cpu_model(model);
2295     /* configure cpu features indicated via STFL(e) */
2296     s390_fill_feat_block(model->features, S390_FEAT_TYPE_STFL,
2297                          (uint8_t *) prop.fac_list);
2298     rc = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_SET_DEVICE_ATTR, &attr);
2299     if (rc) {
2300         error_setg(errp, "KVM: Error configuring the CPU model: %d", rc);
2301         return;
2302     }
2303     /* configure cpu features indicated e.g. via SCLP */
2304     rc = configure_cpu_feat(model->features);
2305     if (rc) {
2306         error_setg(errp, "KVM: Error configuring CPU features: %d", rc);
2307         return;
2308     }
2309     /* configure cpu subfunctions indicated via query / test bit */
2310     rc = configure_cpu_subfunc(model->features);
2311     if (rc) {
2312         error_setg(errp, "KVM: Error configuring CPU subfunctions: %d", rc);
2313         return;
2314     }
2315     /* enable CMM via CMMA */
2316     if (test_bit(S390_FEAT_CMM, model->features)) {
2317         kvm_s390_enable_cmma();
2318     }
2319 }
2320
2321 void kvm_s390_restart_interrupt(S390CPU *cpu)
2322 {
2323     struct kvm_s390_irq irq = {
2324         .type = KVM_S390_RESTART,
2325     };
2326
2327     kvm_s390_vcpu_interrupt(cpu, &irq);
2328 }
2329
2330 void kvm_s390_stop_interrupt(S390CPU *cpu)
2331 {
2332     struct kvm_s390_irq irq = {
2333         .type = KVM_S390_SIGP_STOP,
2334     };
2335
2336     kvm_s390_vcpu_interrupt(cpu, &irq);
2337 }