docs/system/s390x/protvirt.rst

   1 Protected Virtualization on s390x
   2 =================================
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   4 The memory and most of the registers of Protected Virtual Machines
   5 (PVMs) are encrypted or inaccessible to the hypervisor, effectively
   6 prohibiting VM introspection when the VM is running. At rest, PVMs are
   7 encrypted and can only be decrypted by the firmware, represented by an
   8 entity called Ultravisor, of specific IBM Z machines.
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  11 Prerequisites
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  14 To run PVMs, a machine with the Protected Virtualization feature, as
  15 indicated by the Ultravisor Call facility (stfle bit 158), is
  16 required. The Ultravisor needs to be initialized at boot by setting
  17 `prot_virt=1` on the host's kernel command line.
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  19 Running PVMs requires using the KVM hypervisor.
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  21 If those requirements are met, the capability `KVM_CAP_S390_PROTECTED`
  22 will indicate that KVM can support PVMs on that LPAR.
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  25 QEMU Settings
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  28 To indicate to the VM that it can transition into protected mode, the
  29 `Unpack facility` (stfle bit 161 represented by the feature
  30 `unpack`/`S390_FEAT_UNPACK`) needs to be part of the cpu model of
  31 the VM.
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  33 All I/O devices need to use the IOMMU.
  34 Passthrough (vfio) devices are currently not supported.
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  36 Host huge page backings are not supported. However guests can use huge
  37 pages as indicated by its facilities.
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  40 Boot Process
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  43 A secure guest image can either be loaded from disk or supplied on the
  44 QEMU command line. Booting from disk is done by the unmodified
  45 s390-ccw BIOS. I.e., the bootmap is interpreted, multiple components
  46 are read into memory and control is transferred to one of the
  47 components (zipl stage3). Stage3 does some fixups and then transfers
  48 control to some program residing in guest memory, which is normally
  49 the OS kernel. The secure image has another component prepended
  50 (stage3a) that uses the new diag308 subcodes 8 and 10 to trigger the
  51 transition into secure mode.
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  53 Booting from the image supplied on the QEMU command line requires that
  54 the file passed via -kernel has the same memory layout as would result
  55 from the disk boot. This memory layout includes the encrypted
  56 components (kernel, initrd, cmdline), the stage3a loader and
  57 metadata. In case this boot method is used, the command line
  58 options -initrd and -cmdline are ineffective. The preparation of a PVM
  59 image is done via the `genprotimg` tool from the s390-tools
  60 collection.