arch/s390/kvm/vsie.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * kvm nested virtualization support for s390x
   4  *
   5  * Copyright IBM Corp. 2016, 2018
   6  *
   7  *    Author(s): David Hildenbrand <dahi@linux.vnet.ibm.com>
   8  */
   9 #include <linux/vmalloc.h>
  10 #include <linux/kvm_host.h>
  11 #include <linux/bug.h>
  12 #include <linux/list.h>
  13 #include <linux/bitmap.h>
  14 #include <linux/sched/signal.h>
  15
  16 #include <asm/gmap.h>
  17 #include <asm/mmu_context.h>
  18 #include <asm/sclp.h>
  19 #include <asm/nmi.h>
  20 #include <asm/dis.h>
  21 #include "kvm-s390.h"
  22 #include "gaccess.h"
  23
  24 struct vsie_page {
  25         struct kvm_s390_sie_block scb_s;        /* 0x0000 */
  26         /*
  27          * the backup info for machine check. ensure it's at
  28          * the same offset as that in struct sie_page!
  29          */
  30         struct mcck_volatile_info mcck_info;    /* 0x0200 */
  31         /*
  32          * The pinned original scb. Be aware that other VCPUs can modify
  33          * it while we read from it. Values that are used for conditions or
  34          * are reused conditionally, should be accessed via READ_ONCE.
  35          */
  36         struct kvm_s390_sie_block *scb_o;       /* 0x0218 */
  37         /* the shadow gmap in use by the vsie_page */
  38         struct gmap *gmap;                      /* 0x0220 */
  39         /* address of the last reported fault to guest2 */
  40         unsigned long fault_addr;               /* 0x0228 */
  41         /* calculated guest addresses of satellite control blocks */
  42         gpa_t sca_gpa;                          /* 0x0230 */
  43         gpa_t itdba_gpa;                        /* 0x0238 */
  44         gpa_t gvrd_gpa;                         /* 0x0240 */
  45         gpa_t riccbd_gpa;                       /* 0x0248 */
  46         gpa_t sdnx_gpa;                         /* 0x0250 */
  47         __u8 reserved[0x0700 - 0x0258];         /* 0x0258 */
  48         struct kvm_s390_crypto_cb crycb;        /* 0x0700 */
  49         __u8 fac[S390_ARCH_FAC_LIST_SIZE_BYTE]; /* 0x0800 */
  50 };
  51
  52 /* trigger a validity icpt for the given scb */
  53 static int set_validity_icpt(struct kvm_s390_sie_block *scb,
  54                              __u16 reason_code)
  55 {
  56         scb->ipa = 0x1000;
  57         scb->ipb = ((__u32) reason_code) << 16;
  58         scb->icptcode = ICPT_VALIDITY;
  59         return 1;
  60 }
  61
  62 /* mark the prefix as unmapped, this will block the VSIE */
  63 static void prefix_unmapped(struct vsie_page *vsie_page)
  64 {
  65         atomic_or(PROG_REQUEST, &vsie_page->scb_s.prog20);
  66 }
  67
  68 /* mark the prefix as unmapped and wait until the VSIE has been left */
  69 static void prefix_unmapped_sync(struct vsie_page *vsie_page)
  70 {
  71         prefix_unmapped(vsie_page);
  72         if (vsie_page->scb_s.prog0c & PROG_IN_SIE)
  73                 atomic_or(CPUSTAT_STOP_INT, &vsie_page->scb_s.cpuflags);
  74         while (vsie_page->scb_s.prog0c & PROG_IN_SIE)
  75                 cpu_relax();
  76 }
  77
  78 /* mark the prefix as mapped, this will allow the VSIE to run */
  79 static void prefix_mapped(struct vsie_page *vsie_page)
  80 {
  81         atomic_andnot(PROG_REQUEST, &vsie_page->scb_s.prog20);
  82 }
  83
  84 /* test if the prefix is mapped into the gmap shadow */
  85 static int prefix_is_mapped(struct vsie_page *vsie_page)
  86 {
  87         return !(atomic_read(&vsie_page->scb_s.prog20) & PROG_REQUEST);
  88 }
  89
  90 /* copy the updated intervention request bits into the shadow scb */
  91 static void update_intervention_requests(struct vsie_page *vsie_page)
  92 {
  93         const int bits = CPUSTAT_STOP_INT | CPUSTAT_IO_INT | CPUSTAT_EXT_INT;
  94         int cpuflags;
  95
  96         cpuflags = atomic_read(&vsie_page->scb_o->cpuflags);
  97         atomic_andnot(bits, &vsie_page->scb_s.cpuflags);
  98         atomic_or(cpuflags & bits, &vsie_page->scb_s.cpuflags);
  99 }
 100
 101 /* shadow (filter and validate) the cpuflags  */
 102 static int prepare_cpuflags(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vsie_page *vsie_page)
 103 {
 104         struct kvm_s390_sie_block *scb_s = &vsie_page->scb_s;
 105         struct kvm_s390_sie_block *scb_o = vsie_page->scb_o;
 106         int newflags, cpuflags = atomic_read(&scb_o->cpuflags);
 107
 108         /* we don't allow ESA/390 guests */
 109         if (!(cpuflags & CPUSTAT_ZARCH))
 110                 return set_validity_icpt(scb_s, 0x0001U);
 111
 112         if (cpuflags & (CPUSTAT_RRF | CPUSTAT_MCDS))
 113                 return set_validity_icpt(scb_s, 0x0001U);
 114         else if (cpuflags & (CPUSTAT_SLSV | CPUSTAT_SLSR))
 115                 return set_validity_icpt(scb_s, 0x0007U);
 116
 117         /* intervention requests will be set later */
 118         newflags = CPUSTAT_ZARCH;
 119         if (cpuflags & CPUSTAT_GED && test_kvm_facility(vcpu->kvm, 8))
 120                 newflags |= CPUSTAT_GED;
 121         if (cpuflags & CPUSTAT_GED2 && test_kvm_facility(vcpu->kvm, 78)) {
 122                 if (cpuflags & CPUSTAT_GED)
 123                         return set_validity_icpt(scb_s, 0x0001U);
 124                 newflags |= CPUSTAT_GED2;
 125         }
 126         if (test_kvm_cpu_feat(vcpu->kvm, KVM_S390_VM_CPU_FEAT_GPERE))
 127                 newflags |= cpuflags & CPUSTAT_P;
 128         if (test_kvm_cpu_feat(vcpu->kvm, KVM_S390_VM_CPU_FEAT_GSLS))
 129                 newflags |= cpuflags & CPUSTAT_SM;
 130         if (test_kvm_cpu_feat(vcpu->kvm, KVM_S390_VM_CPU_FEAT_IBS))
 131                 newflags |= cpuflags & CPUSTAT_IBS;
 132         if (test_kvm_cpu_feat(vcpu->kvm, KVM_S390_VM_CPU_FEAT_KSS))
 133                 newflags |= cpuflags & CPUSTAT_KSS;
 134
 135         atomic_set(&scb_s->cpuflags, newflags);
 136         return 0;
 137 }
 138
 139 /*
 140  * Create a shadow copy of the crycb block and setup key wrapping, if
 141  * requested for guest 3 and enabled for guest 2.
 142  *
 143  * We only accept format-1 (no AP in g2), but convert it into format-2
 144  * There is nothing to do for format-0.
 145  *
 146  * Returns: - 0 if shadowed or nothing to do
 147  *          - > 0 if control has to be given to guest 2
 148  */
 149 static int shadow_crycb(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vsie_page *vsie_page)
 150 {
 151         struct kvm_s390_sie_block *scb_s = &vsie_page->scb_s;
 152         struct kvm_s390_sie_block *scb_o = vsie_page->scb_o;
 153         const uint32_t crycbd_o = READ_ONCE(scb_o->crycbd);
 154         const u32 crycb_addr = crycbd_o & 0x7ffffff8U;
 155         unsigned long *b1, *b2;
 156         u8 ecb3_flags;
 157
 158         scb_s->crycbd = 0;
 159         if (!(crycbd_o & vcpu->arch.sie_block->crycbd & CRYCB_FORMAT1))
 160                 return 0;
 161         /* format-1 is supported with message-security-assist extension 3 */
 162         if (!test_kvm_facility(vcpu->kvm, 76))
 163                 return 0;
 164         /* we may only allow it if enabled for guest 2 */
 165         ecb3_flags = scb_o->ecb3 & vcpu->arch.sie_block->ecb3 &
 166                      (ECB3_AES | ECB3_DEA);
 167         if (!ecb3_flags)
 168                 return 0;
 169
 170         if ((crycb_addr & PAGE_MASK) != ((crycb_addr + 128) & PAGE_MASK))
 171                 return set_validity_icpt(scb_s, 0x003CU);
 172         else if (!crycb_addr)
 173                 return set_validity_icpt(scb_s, 0x0039U);
 174
 175         /* copy only the wrapping keys */
 176         if (read_guest_real(vcpu, crycb_addr + 72,
 177                             vsie_page->crycb.dea_wrapping_key_mask, 56))
 178                 return set_validity_icpt(scb_s, 0x0035U);
 179
 180         scb_s->ecb3 |= ecb3_flags;
 181         scb_s->crycbd = ((__u32)(__u64) &vsie_page->crycb) | CRYCB_FORMAT1 |
 182                         CRYCB_FORMAT2;
 183
 184         /* xor both blocks in one run */
 185         b1 = (unsigned long *) vsie_page->crycb.dea_wrapping_key_mask;
 186         b2 = (unsigned long *)
 187                             vcpu->kvm->arch.crypto.crycb->dea_wrapping_key_mask;
 188         /* as 56%8 == 0, bitmap_xor won't overwrite any data */
 189         bitmap_xor(b1, b1, b2, BITS_PER_BYTE * 56);
 190         return 0;
 191 }
 192
 193 /* shadow (round up/down) the ibc to avoid validity icpt */
 194 static void prepare_ibc(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vsie_page *vsie_page)
 195 {
 196         struct kvm_s390_sie_block *scb_s = &vsie_page->scb_s;
 197         struct kvm_s390_sie_block *scb_o = vsie_page->scb_o;
 198         /* READ_ONCE does not work on bitfields - use a temporary variable */
 199         const uint32_t __new_ibc = scb_o->ibc;
 200         const uint32_t new_ibc = READ_ONCE(__new_ibc) & 0x0fffU;
 201         __u64 min_ibc = (sclp.ibc >> 16) & 0x0fffU;
 202
 203         scb_s->ibc = 0;
 204         /* ibc installed in g2 and requested for g3 */
 205         if (vcpu->kvm->arch.model.ibc && new_ibc) {
 206                 scb_s->ibc = new_ibc;
 207                 /* takte care of the minimum ibc level of the machine */
 208                 if (scb_s->ibc < min_ibc)
 209                         scb_s->ibc = min_ibc;
 210                 /* take care of the maximum ibc level set for the guest */
 211                 if (scb_s->ibc > vcpu->kvm->arch.model.ibc)
 212                         scb_s->ibc = vcpu->kvm->arch.model.ibc;
 213         }
 214 }
 215
 216 /* unshadow the scb, copying parameters back to the real scb */
 217 static void unshadow_scb(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vsie_page *vsie_page)
 218 {
 219         struct kvm_s390_sie_block *scb_s = &vsie_page->scb_s;
 220         struct kvm_s390_sie_block *scb_o = vsie_page->scb_o;
 221
 222         /* interception */
 223         scb_o->icptcode = scb_s->icptcode;
 224         scb_o->icptstatus = scb_s->icptstatus;
 225         scb_o->ipa = scb_s->ipa;
 226         scb_o->ipb = scb_s->ipb;
 227         scb_o->gbea = scb_s->gbea;
 228
 229         /* timer */
 230         scb_o->cputm = scb_s->cputm;
 231         scb_o->ckc = scb_s->ckc;
 232         scb_o->todpr = scb_s->todpr;
 233
 234         /* guest state */
 235         scb_o->gpsw = scb_s->gpsw;
 236         scb_o->gg14 = scb_s->gg14;
 237         scb_o->gg15 = scb_s->gg15;
 238         memcpy(scb_o->gcr, scb_s->gcr, 128);
 239         scb_o->pp = scb_s->pp;
 240
 241         /* branch prediction */
 242         if (test_kvm_facility(vcpu->kvm, 82)) {
 243                 scb_o->fpf &= ~FPF_BPBC;
 244                 scb_o->fpf |= scb_s->fpf & FPF_BPBC;
 245         }
 246
 247         /* interrupt intercept */
 248         switch (scb_s->icptcode) {
 249         case ICPT_PROGI:
 250         case ICPT_INSTPROGI:
 251         case ICPT_EXTINT:
 252                 memcpy((void *)((u64)scb_o + 0xc0),
 253                        (void *)((u64)scb_s + 0xc0), 0xf0 - 0xc0);
 254                 break;
 255         case ICPT_PARTEXEC:
 256                 /* MVPG only */
 257                 memcpy((void *)((u64)scb_o + 0xc0),
 258                        (void *)((u64)scb_s + 0xc0), 0xd0 - 0xc0);
 259                 break;
 260         }
 261
 262         if (scb_s->ihcpu != 0xffffU)
 263                 scb_o->ihcpu = scb_s->ihcpu;
 264 }
 265
 266 /*
 267  * Setup the shadow scb by copying and checking the relevant parts of the g2
 268  * provided scb.
 269  *
 270  * Returns: - 0 if the scb has been shadowed
 271  *          - > 0 if control has to be given to guest 2
 272  */
 273 static int shadow_scb(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vsie_page *vsie_page)
 274 {
 275         struct kvm_s390_sie_block *scb_o = vsie_page->scb_o;
 276         struct kvm_s390_sie_block *scb_s = &vsie_page->scb_s;
 277         /* READ_ONCE does not work on bitfields - use a temporary variable */
 278         const uint32_t __new_prefix = scb_o->prefix;
 279         const uint32_t new_prefix = READ_ONCE(__new_prefix);
 280         const bool wants_tx = READ_ONCE(scb_o->ecb) & ECB_TE;
 281         bool had_tx = scb_s->ecb & ECB_TE;
 282         unsigned long new_mso = 0;
 283         int rc;
 284
 285         /* make sure we don't have any leftovers when reusing the scb */
 286         scb_s->icptcode = 0;
 287         scb_s->eca = 0;
 288         scb_s->ecb = 0;
 289         scb_s->ecb2 = 0;
 290         scb_s->ecb3 = 0;
 291         scb_s->ecd = 0;
 292         scb_s->fac = 0;
 293         scb_s->fpf = 0;
 294
 295         rc = prepare_cpuflags(vcpu, vsie_page);
 296         if (rc)
 297                 goto out;
 298
 299         /* timer */
 300         scb_s->cputm = scb_o->cputm;
 301         scb_s->ckc = scb_o->ckc;
 302         scb_s->todpr = scb_o->todpr;
 303         scb_s->epoch = scb_o->epoch;
 304
 305         /* guest state */
 306         scb_s->gpsw = scb_o->gpsw;
 307         scb_s->gg14 = scb_o->gg14;
 308         scb_s->gg15 = scb_o->gg15;
 309         memcpy(scb_s->gcr, scb_o->gcr, 128);
 310         scb_s->pp = scb_o->pp;
 311
 312         /* interception / execution handling */
 313         scb_s->gbea = scb_o->gbea;
 314         scb_s->lctl = scb_o->lctl;
 315         scb_s->svcc = scb_o->svcc;
 316         scb_s->ictl = scb_o->ictl;
 317         /*
 318          * SKEY handling functions can't deal with false setting of PTE invalid
 319          * bits. Therefore we cannot provide interpretation and would later
 320          * have to provide own emulation handlers.
 321          */
 322         if (!(atomic_read(&scb_s->cpuflags) & CPUSTAT_KSS))
 323                 scb_s->ictl |= ICTL_ISKE | ICTL_SSKE | ICTL_RRBE;
 324
 325         scb_s->icpua = scb_o->icpua;
 326
 327         if (!(atomic_read(&scb_s->cpuflags) & CPUSTAT_SM))
 328                 new_mso = READ_ONCE(scb_o->mso) & 0xfffffffffff00000UL;
 329         /* if the hva of the prefix changes, we have to remap the prefix */
 330         if (scb_s->mso != new_mso || scb_s->prefix != new_prefix)
 331                 prefix_unmapped(vsie_page);
 332          /* SIE will do mso/msl validity and exception checks for us */
 333         scb_s->msl = scb_o->msl & 0xfffffffffff00000UL;
 334         scb_s->mso = new_mso;
 335         scb_s->prefix = new_prefix;
 336
 337         /* We have to definetly flush the tlb if this scb never ran */
 338         if (scb_s->ihcpu != 0xffffU)
 339                 scb_s->ihcpu = scb_o->ihcpu;
 340
 341         /* MVPG and Protection Exception Interpretation are always available */
 342         scb_s->eca |= scb_o->eca & (ECA_MVPGI | ECA_PROTEXCI);
 343         /* Host-protection-interruption introduced with ESOP */
 344         if (test_kvm_cpu_feat(vcpu->kvm, KVM_S390_VM_CPU_FEAT_ESOP))
 345                 scb_s->ecb |= scb_o->ecb & ECB_HOSTPROTINT;
 346         /* transactional execution */
 347         if (test_kvm_facility(vcpu->kvm, 73) && wants_tx) {
 348                 /* remap the prefix is tx is toggled on */
 349                 if (!had_tx)
 350                         prefix_unmapped(vsie_page);
 351                 scb_s->ecb |= ECB_TE;
 352         }
 353         /* branch prediction */
 354         if (test_kvm_facility(vcpu->kvm, 82))
 355                 scb_s->fpf |= scb_o->fpf & FPF_BPBC;
 356         /* SIMD */
 357         if (test_kvm_facility(vcpu->kvm, 129)) {
 358                 scb_s->eca |= scb_o->eca & ECA_VX;
 359                 scb_s->ecd |= scb_o->ecd & ECD_HOSTREGMGMT;
 360         }
 361         /* Run-time-Instrumentation */
 362         if (test_kvm_facility(vcpu->kvm, 64))
 363                 scb_s->ecb3 |= scb_o->ecb3 & ECB3_RI;
 364         /* Instruction Execution Prevention */
 365         if (test_kvm_facility(vcpu->kvm, 130))
 366                 scb_s->ecb2 |= scb_o->ecb2 & ECB2_IEP;
 367         /* Guarded Storage */
 368         if (test_kvm_facility(vcpu->kvm, 133)) {
 369                 scb_s->ecb |= scb_o->ecb & ECB_GS;
 370                 scb_s->ecd |= scb_o->ecd & ECD_HOSTREGMGMT;
 371         }
 372         if (test_kvm_cpu_feat(vcpu->kvm, KVM_S390_VM_CPU_FEAT_SIIF))
 373                 scb_s->eca |= scb_o->eca & ECA_SII;
 374         if (test_kvm_cpu_feat(vcpu->kvm, KVM_S390_VM_CPU_FEAT_IB))
 375                 scb_s->eca |= scb_o->eca & ECA_IB;
 376         if (test_kvm_cpu_feat(vcpu->kvm, KVM_S390_VM_CPU_FEAT_CEI))
 377                 scb_s->eca |= scb_o->eca & ECA_CEI;
 378         /* Epoch Extension */
 379         if (test_kvm_facility(vcpu->kvm, 139))
 380                 scb_s->ecd |= scb_o->ecd & ECD_MEF;
 381
 382         /* etoken */
 383         if (test_kvm_facility(vcpu->kvm, 156))
 384                 scb_s->ecd |= scb_o->ecd & ECD_ETOKENF;
 385
 386         prepare_ibc(vcpu, vsie_page);
 387         rc = shadow_crycb(vcpu, vsie_page);
 388 out:
 389         if (rc)
 390                 unshadow_scb(vcpu, vsie_page);
 391         return rc;
 392 }
 393
 394 void kvm_s390_vsie_gmap_notifier(struct gmap *gmap, unsigned long start,
 395                                  unsigned long end)
 396 {
 397         struct kvm *kvm = gmap->private;
 398         struct vsie_page *cur;
 399         unsigned long prefix;
 400         struct page *page;
 401         int i;
 402
 403         if (!gmap_is_shadow(gmap))
 404                 return;
 405         if (start >= 1UL << 31)
 406                 /* We are only interested in prefix pages */
 407                 return;
 408
 409         /*
 410          * Only new shadow blocks are added to the list during runtime,
 411          * therefore we can safely reference them all the time.
 412          */
 413         for (i = 0; i < kvm->arch.vsie.page_count; i++) {
 414                 page = READ_ONCE(kvm->arch.vsie.pages[i]);
 415                 if (!page)
 416                         continue;
 417                 cur = page_to_virt(page);
 418                 if (READ_ONCE(cur->gmap) != gmap)
 419                         continue;
 420                 prefix = cur->scb_s.prefix << GUEST_PREFIX_SHIFT;
 421                 /* with mso/msl, the prefix lies at an offset */
 422                 prefix += cur->scb_s.mso;
 423                 if (prefix <= end && start <= prefix + 2 * PAGE_SIZE - 1)
 424                         prefix_unmapped_sync(cur);
 425         }
 426 }
 427
 428 /*
 429  * Map the first prefix page and if tx is enabled also the second prefix page.
 430  *
 431  * The prefix will be protected, a gmap notifier will inform about unmaps.
 432  * The shadow scb must not be executed until the prefix is remapped, this is
 433  * guaranteed by properly handling PROG_REQUEST.
 434  *
 435  * Returns: - 0 on if successfully mapped or already mapped
 436  *          - > 0 if control has to be given to guest 2
 437  *          - -EAGAIN if the caller can retry immediately
 438  *          - -ENOMEM if out of memory
 439  */
 440 static int map_prefix(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vsie_page *vsie_page)
 441 {
 442         struct kvm_s390_sie_block *scb_s = &vsie_page->scb_s;
 443         u64 prefix = scb_s->prefix << GUEST_PREFIX_SHIFT;
 444         int rc;
 445
 446         if (prefix_is_mapped(vsie_page))
 447                 return 0;
 448
 449         /* mark it as mapped so we can catch any concurrent unmappers */
 450         prefix_mapped(vsie_page);
 451
 452         /* with mso/msl, the prefix lies at offset *mso* */
 453         prefix += scb_s->mso;
 454
 455         rc = kvm_s390_shadow_fault(vcpu, vsie_page->gmap, prefix);
 456         if (!rc && (scb_s->ecb & ECB_TE))
 457                 rc = kvm_s390_shadow_fault(vcpu, vsie_page->gmap,
 458                                            prefix + PAGE_SIZE);
 459         /*
 460          * We don't have to mprotect, we will be called for all unshadows.
 461          * SIE will detect if protection applies and trigger a validity.
 462          */
 463         if (rc)
 464                 prefix_unmapped(vsie_page);
 465         if (rc > 0 || rc == -EFAULT)
 466                 rc = set_validity_icpt(scb_s, 0x0037U);
 467         return rc;
 468 }
 469
 470 /*
 471  * Pin the guest page given by gpa and set hpa to the pinned host address.
 472  * Will always be pinned writable.
 473  *
 474  * Returns: - 0 on success
 475  *          - -EINVAL if the gpa is not valid guest storage
 476  */
 477 static int pin_guest_page(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, hpa_t *hpa)
 478 {
 479         struct page *page;
 480
 481         page = gfn_to_page(kvm, gpa_to_gfn(gpa));
 482         if (is_error_page(page))
 483                 return -EINVAL;
 484         *hpa = (hpa_t) page_to_virt(page) + (gpa & ~PAGE_MASK);
 485         return 0;
 486 }
 487
 488 /* Unpins a page previously pinned via pin_guest_page, marking it as dirty. */
 489 static void unpin_guest_page(struct kvm *kvm, gpa_t gpa, hpa_t hpa)
 490 {
 491         kvm_release_pfn_dirty(hpa >> PAGE_SHIFT);
 492         /* mark the page always as dirty for migration */
 493         mark_page_dirty(kvm, gpa_to_gfn(gpa));
 494 }
 495
 496 /* unpin all blocks previously pinned by pin_blocks(), marking them dirty */
 497 static void unpin_blocks(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vsie_page *vsie_page)
 498 {
 499         struct kvm_s390_sie_block *scb_s = &vsie_page->scb_s;
 500         hpa_t hpa;
 501
 502         hpa = (u64) scb_s->scaoh << 32 | scb_s->scaol;
 503         if (hpa) {
 504                 unpin_guest_page(vcpu->kvm, vsie_page->sca_gpa, hpa);
 505                 vsie_page->sca_gpa = 0;
 506                 scb_s->scaol = 0;
 507                 scb_s->scaoh = 0;
 508         }
 509
 510         hpa = scb_s->itdba;
 511         if (hpa) {
 512                 unpin_guest_page(vcpu->kvm, vsie_page->itdba_gpa, hpa);
 513                 vsie_page->itdba_gpa = 0;
 514                 scb_s->itdba = 0;
 515         }
 516
 517         hpa = scb_s->gvrd;
 518         if (hpa) {
 519                 unpin_guest_page(vcpu->kvm, vsie_page->gvrd_gpa, hpa);
 520                 vsie_page->gvrd_gpa = 0;
 521                 scb_s->gvrd = 0;
 522         }
 523
 524         hpa = scb_s->riccbd;
 525         if (hpa) {
 526                 unpin_guest_page(vcpu->kvm, vsie_page->riccbd_gpa, hpa);
 527                 vsie_page->riccbd_gpa = 0;
 528                 scb_s->riccbd = 0;
 529         }
 530
 531         hpa = scb_s->sdnxo;
 532         if (hpa) {
 533                 unpin_guest_page(vcpu->kvm, vsie_page->sdnx_gpa, hpa);
 534                 vsie_page->sdnx_gpa = 0;
 535                 scb_s->sdnxo = 0;
 536         }
 537 }
 538
 539 /*
 540  * Instead of shadowing some blocks, we can simply forward them because the
 541  * addresses in the scb are 64 bit long.
 542  *
 543  * This works as long as the data lies in one page. If blocks ever exceed one
 544  * page, we have to fall back to shadowing.
 545  *
 546  * As we reuse the sca, the vcpu pointers contained in it are invalid. We must
 547  * therefore not enable any facilities that access these pointers (e.g. SIGPIF).
 548  *
 549  * Returns: - 0 if all blocks were pinned.
 550  *          - > 0 if control has to be given to guest 2
 551  *          - -ENOMEM if out of memory
 552  */
 553 static int pin_blocks(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vsie_page *vsie_page)
 554 {
 555         struct kvm_s390_sie_block *scb_o = vsie_page->scb_o;
 556         struct kvm_s390_sie_block *scb_s = &vsie_page->scb_s;
 557         hpa_t hpa;
 558         gpa_t gpa;
 559         int rc = 0;
 560
 561         gpa = READ_ONCE(scb_o->scaol) & ~0xfUL;
 562         if (test_kvm_cpu_feat(vcpu->kvm, KVM_S390_VM_CPU_FEAT_64BSCAO))
 563                 gpa |= (u64) READ_ONCE(scb_o->scaoh) << 32;
 564         if (gpa) {
 565                 if (gpa < 2 * PAGE_SIZE)
 566                         rc = set_validity_icpt(scb_s, 0x0038U);
 567                 else if ((gpa & ~0x1fffUL) == kvm_s390_get_prefix(vcpu))
 568                         rc = set_validity_icpt(scb_s, 0x0011U);
 569                 else if ((gpa & PAGE_MASK) !=
 570                          ((gpa + sizeof(struct bsca_block) - 1) & PAGE_MASK))
 571                         rc = set_validity_icpt(scb_s, 0x003bU);
 572                 if (!rc) {
 573                         rc = pin_guest_page(vcpu->kvm, gpa, &hpa);
 574                         if (rc)
 575                                 rc = set_validity_icpt(scb_s, 0x0034U);
 576                 }
 577                 if (rc)
 578                         goto unpin;
 579                 vsie_page->sca_gpa = gpa;
 580                 scb_s->scaoh = (u32)((u64)hpa >> 32);
 581                 scb_s->scaol = (u32)(u64)hpa;
 582         }
 583
 584         gpa = READ_ONCE(scb_o->itdba) & ~0xffUL;
 585         if (gpa && (scb_s->ecb & ECB_TE)) {
 586                 if (gpa < 2 * PAGE_SIZE) {
 587                         rc = set_validity_icpt(scb_s, 0x0080U);
 588                         goto unpin;
 589                 }
 590                 /* 256 bytes cannot cross page boundaries */
 591                 rc = pin_guest_page(vcpu->kvm, gpa, &hpa);
 592                 if (rc) {
 593                         rc = set_validity_icpt(scb_s, 0x0080U);
 594                         goto unpin;
 595                 }
 596                 vsie_page->itdba_gpa = gpa;
 597                 scb_s->itdba = hpa;
 598         }
 599
 600         gpa = READ_ONCE(scb_o->gvrd) & ~0x1ffUL;
 601         if (gpa && (scb_s->eca & ECA_VX) && !(scb_s->ecd & ECD_HOSTREGMGMT)) {
 602                 if (gpa < 2 * PAGE_SIZE) {
 603                         rc = set_validity_icpt(scb_s, 0x1310U);
 604                         goto unpin;
 605                 }
 606                 /*
 607                  * 512 bytes vector registers cannot cross page boundaries
 608                  * if this block gets bigger, we have to shadow it.
 609                  */
 610                 rc = pin_guest_page(vcpu->kvm, gpa, &hpa);
 611                 if (rc) {
 612                         rc = set_validity_icpt(scb_s, 0x1310U);
 613                         goto unpin;
 614                 }
 615                 vsie_page->gvrd_gpa = gpa;
 616                 scb_s->gvrd = hpa;
 617         }
 618
 619         gpa = READ_ONCE(scb_o->riccbd) & ~0x3fUL;
 620         if (gpa && (scb_s->ecb3 & ECB3_RI)) {
 621                 if (gpa < 2 * PAGE_SIZE) {
 622                         rc = set_validity_icpt(scb_s, 0x0043U);
 623                         goto unpin;
 624                 }
 625                 /* 64 bytes cannot cross page boundaries */
 626                 rc = pin_guest_page(vcpu->kvm, gpa, &hpa);
 627                 if (rc) {
 628                         rc = set_validity_icpt(scb_s, 0x0043U);
 629                         goto unpin;
 630                 }
 631                 /* Validity 0x0044 will be checked by SIE */
 632                 vsie_page->riccbd_gpa = gpa;
 633                 scb_s->riccbd = hpa;
 634         }
 635         if (((scb_s->ecb & ECB_GS) && !(scb_s->ecd & ECD_HOSTREGMGMT)) ||
 636             (scb_s->ecd & ECD_ETOKENF)) {
 637                 unsigned long sdnxc;
 638
 639                 gpa = READ_ONCE(scb_o->sdnxo) & ~0xfUL;
 640                 sdnxc = READ_ONCE(scb_o->sdnxo) & 0xfUL;
 641                 if (!gpa || gpa < 2 * PAGE_SIZE) {
 642                         rc = set_validity_icpt(scb_s, 0x10b0U);
 643                         goto unpin;
 644                 }
 645                 if (sdnxc < 6 || sdnxc > 12) {
 646                         rc = set_validity_icpt(scb_s, 0x10b1U);
 647                         goto unpin;
 648                 }
 649                 if (gpa & ((1 << sdnxc) - 1)) {
 650                         rc = set_validity_icpt(scb_s, 0x10b2U);
 651                         goto unpin;
 652                 }
 653                 /* Due to alignment rules (checked above) this cannot
 654                  * cross page boundaries
 655                  */
 656                 rc = pin_guest_page(vcpu->kvm, gpa, &hpa);
 657                 if (rc) {
 658                         rc = set_validity_icpt(scb_s, 0x10b0U);
 659                         goto unpin;
 660                 }
 661                 vsie_page->sdnx_gpa = gpa;
 662                 scb_s->sdnxo = hpa | sdnxc;
 663         }
 664         return 0;
 665 unpin:
 666         unpin_blocks(vcpu, vsie_page);
 667         return rc;
 668 }
 669
 670 /* unpin the scb provided by guest 2, marking it as dirty */
 671 static void unpin_scb(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vsie_page *vsie_page,
 672                       gpa_t gpa)
 673 {
 674         hpa_t hpa = (hpa_t) vsie_page->scb_o;
 675
 676         if (hpa)
 677                 unpin_guest_page(vcpu->kvm, gpa, hpa);
 678         vsie_page->scb_o = NULL;
 679 }
 680
 681 /*
 682  * Pin the scb at gpa provided by guest 2 at vsie_page->scb_o.
 683  *
 684  * Returns: - 0 if the scb was pinned.
 685  *          - > 0 if control has to be given to guest 2
 686  */
 687 static int pin_scb(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vsie_page *vsie_page,
 688                    gpa_t gpa)
 689 {
 690         hpa_t hpa;
 691         int rc;
 692
 693         rc = pin_guest_page(vcpu->kvm, gpa, &hpa);
 694         if (rc) {
 695                 rc = kvm_s390_inject_program_int(vcpu, PGM_ADDRESSING);
 696                 WARN_ON_ONCE(rc);
 697                 return 1;
 698         }
 699         vsie_page->scb_o = (struct kvm_s390_sie_block *) hpa;
 700         return 0;
 701 }
 702
 703 /*
 704  * Inject a fault into guest 2.
 705  *
 706  * Returns: - > 0 if control has to be given to guest 2
 707  *            < 0 if an error occurred during injection.
 708  */
 709 static int inject_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, __u16 code, __u64 vaddr,
 710                         bool write_flag)
 711 {
 712         struct kvm_s390_pgm_info pgm = {
 713                 .code = code,
 714                 .trans_exc_code =
 715                         /* 0-51: virtual address */
 716                         (vaddr & 0xfffffffffffff000UL) |
 717                         /* 52-53: store / fetch */
 718                         (((unsigned int) !write_flag) + 1) << 10,
 719                         /* 62-63: asce id (alway primary == 0) */
 720                 .exc_access_id = 0, /* always primary */
 721                 .op_access_id = 0, /* not MVPG */
 722         };
 723         int rc;
 724
 725         if (code == PGM_PROTECTION)
 726                 pgm.trans_exc_code |= 0x4UL;
 727
 728         rc = kvm_s390_inject_prog_irq(vcpu, &pgm);
 729         return rc ? rc : 1;
 730 }
 731
 732 /*
 733  * Handle a fault during vsie execution on a gmap shadow.
 734  *
 735  * Returns: - 0 if the fault was resolved
 736  *          - > 0 if control has to be given to guest 2
 737  *          - < 0 if an error occurred
 738  */
 739 static int handle_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vsie_page *vsie_page)
 740 {
 741         int rc;
 742
 743         if (current->thread.gmap_int_code == PGM_PROTECTION)
 744                 /* we can directly forward all protection exceptions */
 745                 return inject_fault(vcpu, PGM_PROTECTION,
 746                                     current->thread.gmap_addr, 1);
 747
 748         rc = kvm_s390_shadow_fault(vcpu, vsie_page->gmap,
 749                                    current->thread.gmap_addr);
 750         if (rc > 0) {
 751                 rc = inject_fault(vcpu, rc,
 752                                   current->thread.gmap_addr,
 753                                   current->thread.gmap_write_flag);
 754                 if (rc >= 0)
 755                         vsie_page->fault_addr = current->thread.gmap_addr;
 756         }
 757         return rc;
 758 }
 759
 760 /*
 761  * Retry the previous fault that required guest 2 intervention. This avoids
 762  * one superfluous SIE re-entry and direct exit.
 763  *
 764  * Will ignore any errors. The next SIE fault will do proper fault handling.
 765  */
 766 static void handle_last_fault(struct kvm_vcpu *vcpu,
 767                               struct vsie_page *vsie_page)
 768 {
 769         if (vsie_page->fault_addr)
 770                 kvm_s390_shadow_fault(vcpu, vsie_page->gmap,
 771                                       vsie_page->fault_addr);
 772         vsie_page->fault_addr = 0;
 773 }
 774
 775 static inline void clear_vsie_icpt(struct vsie_page *vsie_page)
 776 {
 777         vsie_page->scb_s.icptcode = 0;
 778 }
 779
 780 /* rewind the psw and clear the vsie icpt, so we can retry execution */
 781 static void retry_vsie_icpt(struct vsie_page *vsie_page)
 782 {
 783         struct kvm_s390_sie_block *scb_s = &vsie_page->scb_s;
 784         int ilen = insn_length(scb_s->ipa >> 8);
 785
 786         /* take care of EXECUTE instructions */
 787         if (scb_s->icptstatus & 1) {
 788                 ilen = (scb_s->icptstatus >> 4) & 0x6;
 789                 if (!ilen)
 790                         ilen = 4;
 791         }
 792         scb_s->gpsw.addr = __rewind_psw(scb_s->gpsw, ilen);
 793         clear_vsie_icpt(vsie_page);
 794 }
 795
 796 /*
 797  * Try to shadow + enable the guest 2 provided facility list.
 798  * Retry instruction execution if enabled for and provided by guest 2.
 799  *
 800  * Returns: - 0 if handled (retry or guest 2 icpt)
 801  *          - > 0 if control has to be given to guest 2
 802  */
 803 static int handle_stfle(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vsie_page *vsie_page)
 804 {
 805         struct kvm_s390_sie_block *scb_s = &vsie_page->scb_s;
 806         __u32 fac = READ_ONCE(vsie_page->scb_o->fac) & 0x7ffffff8U;
 807
 808         if (fac && test_kvm_facility(vcpu->kvm, 7)) {
 809                 retry_vsie_icpt(vsie_page);
 810                 if (read_guest_real(vcpu, fac, &vsie_page->fac,
 811                                     sizeof(vsie_page->fac)))
 812                         return set_validity_icpt(scb_s, 0x1090U);
 813                 scb_s->fac = (__u32)(__u64) &vsie_page->fac;
 814         }
 815         return 0;
 816 }
 817
 818 /*
 819  * Run the vsie on a shadow scb and a shadow gmap, without any further
 820  * sanity checks, handling SIE faults.
 821  *
 822  * Returns: - 0 everything went fine
 823  *          - > 0 if control has to be given to guest 2
 824  *          - < 0 if an error occurred
 825  */
 826 static int do_vsie_run(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vsie_page *vsie_page)
 827         __releases(vcpu->kvm->srcu)
 828         __acquires(vcpu->kvm->srcu)
 829 {
 830         struct kvm_s390_sie_block *scb_s = &vsie_page->scb_s;
 831         struct kvm_s390_sie_block *scb_o = vsie_page->scb_o;
 832         int guest_bp_isolation;
 833         int rc = 0;
 834
 835         handle_last_fault(vcpu, vsie_page);
 836
 837         if (need_resched())
 838                 schedule();
 839         if (test_cpu_flag(CIF_MCCK_PENDING))
 840                 s390_handle_mcck();
 841
 842         srcu_read_unlock(&vcpu->kvm->srcu, vcpu->srcu_idx);
 843
 844         /* save current guest state of bp isolation override */
 845         guest_bp_isolation = test_thread_flag(TIF_ISOLATE_BP_GUEST);
 846
 847         /*
 848          * The guest is running with BPBC, so we have to force it on for our
 849          * nested guest. This is done by enabling BPBC globally, so the BPBC
 850          * control in the SCB (which the nested guest can modify) is simply
 851          * ignored.
 852          */
 853         if (test_kvm_facility(vcpu->kvm, 82) &&
 854             vcpu->arch.sie_block->fpf & FPF_BPBC)
 855                 set_thread_flag(TIF_ISOLATE_BP_GUEST);
 856
 857         local_irq_disable();
 858         guest_enter_irqoff();
 859         local_irq_enable();
 860
 861         /*
 862          * Simulate a SIE entry of the VCPU (see sie64a), so VCPU blocking
 863          * and VCPU requests also hinder the vSIE from running and lead
 864          * to an immediate exit. kvm_s390_vsie_kick() has to be used to
 865          * also kick the vSIE.
 866          */
 867         vcpu->arch.sie_block->prog0c |= PROG_IN_SIE;
 868         barrier();
 869         if (!kvm_s390_vcpu_sie_inhibited(vcpu))
 870                 rc = sie64a(scb_s, vcpu->run->s.regs.gprs);
 871         barrier();
 872         vcpu->arch.sie_block->prog0c &= ~PROG_IN_SIE;
 873
 874         local_irq_disable();
 875         guest_exit_irqoff();
 876         local_irq_enable();
 877
 878         /* restore guest state for bp isolation override */
 879         if (!guest_bp_isolation)
 880                 clear_thread_flag(TIF_ISOLATE_BP_GUEST);
 881
 882         vcpu->srcu_idx = srcu_read_lock(&vcpu->kvm->srcu);
 883
 884         if (rc == -EINTR) {
 885                 VCPU_EVENT(vcpu, 3, "%s", "machine check");
 886                 kvm_s390_reinject_machine_check(vcpu, &vsie_page->mcck_info);
 887                 return 0;
 888         }
 889
 890         if (rc > 0)
 891                 rc = 0; /* we could still have an icpt */
 892         else if (rc == -EFAULT)
 893                 return handle_fault(vcpu, vsie_page);
 894
 895         switch (scb_s->icptcode) {
 896         case ICPT_INST:
 897                 if (scb_s->ipa == 0xb2b0)
 898                         rc = handle_stfle(vcpu, vsie_page);
 899                 break;
 900         case ICPT_STOP:
 901                 /* stop not requested by g2 - must have been a kick */
 902                 if (!(atomic_read(&scb_o->cpuflags) & CPUSTAT_STOP_INT))
 903                         clear_vsie_icpt(vsie_page);
 904                 break;
 905         case ICPT_VALIDITY:
 906                 if ((scb_s->ipa & 0xf000) != 0xf000)
 907                         scb_s->ipa += 0x1000;
 908                 break;
 909         }
 910         return rc;
 911 }
 912
 913 static void release_gmap_shadow(struct vsie_page *vsie_page)
 914 {
 915         if (vsie_page->gmap)
 916                 gmap_put(vsie_page->gmap);
 917         WRITE_ONCE(vsie_page->gmap, NULL);
 918         prefix_unmapped(vsie_page);
 919 }
 920
 921 static int acquire_gmap_shadow(struct kvm_vcpu *vcpu,
 922                                struct vsie_page *vsie_page)
 923 {
 924         unsigned long asce;
 925         union ctlreg0 cr0;
 926         struct gmap *gmap;
 927         int edat;
 928
 929         asce = vcpu->arch.sie_block->gcr[1];
 930         cr0.val = vcpu->arch.sie_block->gcr[0];
 931         edat = cr0.edat && test_kvm_facility(vcpu->kvm, 8);
 932         edat += edat && test_kvm_facility(vcpu->kvm, 78);
 933
 934         /*
 935          * ASCE or EDAT could have changed since last icpt, or the gmap
 936          * we're holding has been unshadowed. If the gmap is still valid,
 937          * we can safely reuse it.
 938          */
 939         if (vsie_page->gmap && gmap_shadow_valid(vsie_page->gmap, asce, edat))
 940                 return 0;
 941
 942         /* release the old shadow - if any, and mark the prefix as unmapped */
 943         release_gmap_shadow(vsie_page);
 944         gmap = gmap_shadow(vcpu->arch.gmap, asce, edat);
 945         if (IS_ERR(gmap))
 946                 return PTR_ERR(gmap);
 947         gmap->private = vcpu->kvm;
 948         WRITE_ONCE(vsie_page->gmap, gmap);
 949         return 0;
 950 }
 951
 952 /*
 953  * Register the shadow scb at the VCPU, e.g. for kicking out of vsie.
 954  */
 955 static void register_shadow_scb(struct kvm_vcpu *vcpu,
 956                                 struct vsie_page *vsie_page)
 957 {
 958         struct kvm_s390_sie_block *scb_s = &vsie_page->scb_s;
 959
 960         WRITE_ONCE(vcpu->arch.vsie_block, &vsie_page->scb_s);
 961         /*
 962          * External calls have to lead to a kick of the vcpu and
 963          * therefore the vsie -> Simulate Wait state.
 964          */
 965         kvm_s390_set_cpuflags(vcpu, CPUSTAT_WAIT);
 966         /*
 967          * We have to adjust the g3 epoch by the g2 epoch. The epoch will
 968          * automatically be adjusted on tod clock changes via kvm_sync_clock.
 969          */
 970         preempt_disable();
 971         scb_s->epoch += vcpu->kvm->arch.epoch;
 972
 973         if (scb_s->ecd & ECD_MEF) {
 974                 scb_s->epdx += vcpu->kvm->arch.epdx;
 975                 if (scb_s->epoch < vcpu->kvm->arch.epoch)
 976                         scb_s->epdx += 1;
 977         }
 978
 979         preempt_enable();
 980 }
 981
 982 /*
 983  * Unregister a shadow scb from a VCPU.
 984  */
 985 static void unregister_shadow_scb(struct kvm_vcpu *vcpu)
 986 {
 987         kvm_s390_clear_cpuflags(vcpu, CPUSTAT_WAIT);
 988         WRITE_ONCE(vcpu->arch.vsie_block, NULL);
 989 }
 990
 991 /*
 992  * Run the vsie on a shadowed scb, managing the gmap shadow, handling
 993  * prefix pages and faults.
 994  *
 995  * Returns: - 0 if no errors occurred
 996  *          - > 0 if control has to be given to guest 2
 997  *          - -ENOMEM if out of memory
 998  */
 999 static int vsie_run(struct kvm_vcpu *vcpu, struct vsie_page *vsie_page)
1000 {
1001         struct kvm_s390_sie_block *scb_s = &vsie_page->scb_s;
1002         int rc = 0;
1003
1004         while (1) {
1005                 rc = acquire_gmap_shadow(vcpu, vsie_page);
1006                 if (!rc)
1007                         rc = map_prefix(vcpu, vsie_page);
1008                 if (!rc) {
1009                         gmap_enable(vsie_page->gmap);
1010                         update_intervention_requests(vsie_page);
1011                         rc = do_vsie_run(vcpu, vsie_page);
1012                         gmap_enable(vcpu->arch.gmap);
1013                 }
1014                 atomic_andnot(PROG_BLOCK_SIE, &scb_s->prog20);
1015
1016                 if (rc == -EAGAIN)
1017                         rc = 0;
1018                 if (rc || scb_s->icptcode || signal_pending(current) ||
1019                     kvm_s390_vcpu_has_irq(vcpu, 0) ||
1020                     kvm_s390_vcpu_sie_inhibited(vcpu))
1021                         break;
1022         }
1023
1024         if (rc == -EFAULT) {
1025                 /*
1026                  * Addressing exceptions are always presentes as intercepts.
1027                  * As addressing exceptions are suppressing and our guest 3 PSW
1028                  * points at the responsible instruction, we have to
1029                  * forward the PSW and set the ilc. If we can't read guest 3
1030                  * instruction, we can use an arbitrary ilc. Let's always use
1031                  * ilen = 4 for now, so we can avoid reading in guest 3 virtual
1032                  * memory. (we could also fake the shadow so the hardware
1033                  * handles it).
1034                  */
1035                 scb_s->icptcode = ICPT_PROGI;
1036                 scb_s->iprcc = PGM_ADDRESSING;
1037                 scb_s->pgmilc = 4;
1038                 scb_s->gpsw.addr = __rewind_psw(scb_s->gpsw, 4);
1039         }
1040         return rc;
1041 }
1042
1043 /*
1044  * Get or create a vsie page for a scb address.
1045  *
1046  * Returns: - address of a vsie page (cached or new one)
1047  *          - NULL if the same scb address is already used by another VCPU
1048  *          - ERR_PTR(-ENOMEM) if out of memory
1049  */
1050 static struct vsie_page *get_vsie_page(struct kvm *kvm, unsigned long addr)
1051 {
1052         struct vsie_page *vsie_page;
1053         struct page *page;
1054         int nr_vcpus;
1055
1056         rcu_read_lock();
1057         page = radix_tree_lookup(&kvm->arch.vsie.addr_to_page, addr >> 9);
1058         rcu_read_unlock();
1059         if (page) {
1060                 if (page_ref_inc_return(page) == 2)
1061                         return page_to_virt(page);
1062                 page_ref_dec(page);
1063         }
1064
1065         /*
1066          * We want at least #online_vcpus shadows, so every VCPU can execute
1067          * the VSIE in parallel.
1068          */
1069         nr_vcpus = atomic_read(&kvm->online_vcpus);
1070
1071         mutex_lock(&kvm->arch.vsie.mutex);
1072         if (kvm->arch.vsie.page_count < nr_vcpus) {
1073                 page = alloc_page(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | GFP_DMA);
1074                 if (!page) {
1075                         mutex_unlock(&kvm->arch.vsie.mutex);
1076                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1077                 }
1078                 page_ref_inc(page);
1079                 kvm->arch.vsie.pages[kvm->arch.vsie.page_count] = page;
1080                 kvm->arch.vsie.page_count++;
1081         } else {
1082                 /* reuse an existing entry that belongs to nobody */
1083                 while (true) {
1084                         page = kvm->arch.vsie.pages[kvm->arch.vsie.next];
1085                         if (page_ref_inc_return(page) == 2)
1086                                 break;
1087                         page_ref_dec(page);
1088                         kvm->arch.vsie.next++;
1089                         kvm->arch.vsie.next %= nr_vcpus;
1090                 }
1091                 radix_tree_delete(&kvm->arch.vsie.addr_to_page, page->index >> 9);
1092         }
1093         page->index = addr;
1094         /* double use of the same address */
1095         if (radix_tree_insert(&kvm->arch.vsie.addr_to_page, addr >> 9, page)) {
1096                 page_ref_dec(page);
1097                 mutex_unlock(&kvm->arch.vsie.mutex);
1098                 return NULL;
1099         }
1100         mutex_unlock(&kvm->arch.vsie.mutex);
1101
1102         vsie_page = page_to_virt(page);
1103         memset(&vsie_page->scb_s, 0, sizeof(struct kvm_s390_sie_block));
1104         release_gmap_shadow(vsie_page);
1105         vsie_page->fault_addr = 0;
1106         vsie_page->scb_s.ihcpu = 0xffffU;
1107         return vsie_page;
1108 }
1109
1110 /* put a vsie page acquired via get_vsie_page */
1111 static void put_vsie_page(struct kvm *kvm, struct vsie_page *vsie_page)
1112 {
1113         struct page *page = pfn_to_page(__pa(vsie_page) >> PAGE_SHIFT);
1114
1115         page_ref_dec(page);
1116 }
1117
1118 int kvm_s390_handle_vsie(struct kvm_vcpu *vcpu)
1119 {
1120         struct vsie_page *vsie_page;
1121         unsigned long scb_addr;
1122         int rc;
1123
1124         vcpu->stat.instruction_sie++;
1125         if (!test_kvm_cpu_feat(vcpu->kvm, KVM_S390_VM_CPU_FEAT_SIEF2))
1126                 return -EOPNOTSUPP;
1127         if (vcpu->arch.sie_block->gpsw.mask & PSW_MASK_PSTATE)
1128                 return kvm_s390_inject_program_int(vcpu, PGM_PRIVILEGED_OP);
1129
1130         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct vsie_page) != PAGE_SIZE);
1131         scb_addr = kvm_s390_get_base_disp_s(vcpu, NULL);
1132
1133         /* 512 byte alignment */
1134         if (unlikely(scb_addr & 0x1ffUL))
1135                 return kvm_s390_inject_program_int(vcpu, PGM_SPECIFICATION);
1136
1137         if (signal_pending(current) || kvm_s390_vcpu_has_irq(vcpu, 0) ||
1138             kvm_s390_vcpu_sie_inhibited(vcpu))
1139                 return 0;
1140
1141         vsie_page = get_vsie_page(vcpu->kvm, scb_addr);
1142         if (IS_ERR(vsie_page))
1143                 return PTR_ERR(vsie_page);
1144         else if (!vsie_page)
1145                 /* double use of sie control block - simply do nothing */
1146                 return 0;
1147
1148         rc = pin_scb(vcpu, vsie_page, scb_addr);
1149         if (rc)
1150                 goto out_put;
1151         rc = shadow_scb(vcpu, vsie_page);
1152         if (rc)
1153                 goto out_unpin_scb;
1154         rc = pin_blocks(vcpu, vsie_page);
1155         if (rc)
1156                 goto out_unshadow;
1157         register_shadow_scb(vcpu, vsie_page);
1158         rc = vsie_run(vcpu, vsie_page);
1159         unregister_shadow_scb(vcpu);
1160         unpin_blocks(vcpu, vsie_page);
1161 out_unshadow:
1162         unshadow_scb(vcpu, vsie_page);
1163 out_unpin_scb:
1164         unpin_scb(vcpu, vsie_page, scb_addr);
1165 out_put:
1166         put_vsie_page(vcpu->kvm, vsie_page);
1167
1168         return rc < 0 ? rc : 0;
1169 }
1170
1171 /* Init the vsie data structures. To be called when a vm is initialized. */
1172 void kvm_s390_vsie_init(struct kvm *kvm)
1173 {
1174         mutex_init(&kvm->arch.vsie.mutex);
1175         INIT_RADIX_TREE(&kvm->arch.vsie.addr_to_page, GFP_KERNEL);
1176 }
1177
1178 /* Destroy the vsie data structures. To be called when a vm is destroyed. */
1179 void kvm_s390_vsie_destroy(struct kvm *kvm)
1180 {
1181         struct vsie_page *vsie_page;
1182         struct page *page;
1183         int i;
1184
1185         mutex_lock(&kvm->arch.vsie.mutex);
1186         for (i = 0; i < kvm->arch.vsie.page_count; i++) {
1187                 page = kvm->arch.vsie.pages[i];
1188                 kvm->arch.vsie.pages[i] = NULL;
1189                 vsie_page = page_to_virt(page);
1190                 release_gmap_shadow(vsie_page);
1191                 /* free the radix tree entry */
1192                 radix_tree_delete(&kvm->arch.vsie.addr_to_page, page->index >> 9);
1193                 __free_page(page);
1194         }
1195         kvm->arch.vsie.page_count = 0;
1196         mutex_unlock(&kvm->arch.vsie.mutex);
1197 }
1198
1199 void kvm_s390_vsie_kick(struct kvm_vcpu *vcpu)
1200 {
1201         struct kvm_s390_sie_block *scb = READ_ONCE(vcpu->arch.vsie_block);
1202
1203         /*
1204          * Even if the VCPU lets go of the shadow sie block reference, it is
1205          * still valid in the cache. So we can safely kick it.
1206          */
1207         if (scb) {
1208                 atomic_or(PROG_BLOCK_SIE, &scb->prog20);
1209                 if (scb->prog0c & PROG_IN_SIE)
1210                         atomic_or(CPUSTAT_STOP_INT, &scb->cpuflags);
1211         }
1212 }