kvm-all.c

   1 /*
   2  * QEMU KVM support
   3  *
   4  * Copyright IBM, Corp. 2008
   5  *           Red Hat, Inc. 2008
   6  *
   7  * Authors:
   8  *  Anthony Liguori   <[email protected]>
   9  *  Glauber Costa     <[email protected]>
  10  *
  11  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2 or later.
  12  * See the COPYING file in the top-level directory.
  13  *
  14  */
  15
  16 #include <sys/types.h>
  17 #include <sys/ioctl.h>
  18 #include <sys/mman.h>
  19 #include <stdarg.h>
  20
  21 #include <linux/kvm.h>
  22
  23 #include "qemu-common.h"
  24 #include "qemu-barrier.h"
  25 #include "sysemu.h"
  26 #include "hw/hw.h"
  27 #include "hw/msi.h"
  28 #include "gdbstub.h"
  29 #include "kvm.h"
  30 #include "bswap.h"
  31 #include "memory.h"
  32 #include "exec-memory.h"
  33
  34 /* This check must be after config-host.h is included */
  35 #ifdef CONFIG_EVENTFD
  36 #include <sys/eventfd.h>
  37 #endif
  38
  39 /* KVM uses PAGE_SIZE in its definition of COALESCED_MMIO_MAX */
  40 #define PAGE_SIZE TARGET_PAGE_SIZE
  41
  42 //#define DEBUG_KVM
  43
  44 #ifdef DEBUG_KVM
  45 #define DPRINTF(fmt, ...) \
  46     do { fprintf(stderr, fmt, ## __VA_ARGS__); } while (0)
  47 #else
  48 #define DPRINTF(fmt, ...) \
  49     do { } while (0)
  50 #endif
  51
  52 #define KVM_MSI_HASHTAB_SIZE    256
  53
  54 typedef struct KVMSlot
  55 {
  56     target_phys_addr_t start_addr;
  57     ram_addr_t memory_size;
  58     void *ram;
  59     int slot;
  60     int flags;
  61 } KVMSlot;
  62
  63 typedef struct kvm_dirty_log KVMDirtyLog;
  64
  65 typedef struct KVMMSIRoute {
  66     struct kvm_irq_routing_entry kroute;
  67     QTAILQ_ENTRY(KVMMSIRoute) entry;
  68 } KVMMSIRoute;
  69
  70 struct KVMState
  71 {
  72     KVMSlot slots[32];
  73     int fd;
  74     int vmfd;
  75     int coalesced_mmio;
  76     struct kvm_coalesced_mmio_ring *coalesced_mmio_ring;
  77     bool coalesced_flush_in_progress;
  78     int broken_set_mem_region;
  79     int migration_log;
  80     int vcpu_events;
  81     int robust_singlestep;
  82     int debugregs;
  83 #ifdef KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG
  84     struct kvm_sw_breakpoint_head kvm_sw_breakpoints;
  85 #endif
  86     int pit_state2;
  87     int xsave, xcrs;
  88     int many_ioeventfds;
  89     /* The man page (and posix) say ioctl numbers are signed int, but
  90      * they're not.  Linux, glibc and *BSD all treat ioctl numbers as
  91      * unsigned, and treating them as signed here can break things */
  92     unsigned irqchip_inject_ioctl;
  93 #ifdef KVM_CAP_IRQ_ROUTING
  94     struct kvm_irq_routing *irq_routes;
  95     int nr_allocated_irq_routes;
  96     uint32_t *used_gsi_bitmap;
  97     unsigned int gsi_count;
  98     QTAILQ_HEAD(msi_hashtab, KVMMSIRoute) msi_hashtab[KVM_MSI_HASHTAB_SIZE];
  99     bool direct_msi;
 100 #endif
 101 };
 102
 103 KVMState *kvm_state;
 104 bool kvm_kernel_irqchip;
 105
 106 static const KVMCapabilityInfo kvm_required_capabilites[] = {
 107     KVM_CAP_INFO(USER_MEMORY),
 108     KVM_CAP_INFO(DESTROY_MEMORY_REGION_WORKS),
 109     KVM_CAP_LAST_INFO
 110 };
 111
 112 static KVMSlot *kvm_alloc_slot(KVMState *s)
 113 {
 114     int i;
 115
 116     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
 117         if (s->slots[i].memory_size == 0) {
 118             return &s->slots[i];
 119         }
 120     }
 121
 122     fprintf(stderr, "%s: no free slot available\n", __func__);
 123     abort();
 124 }
 125
 126 static KVMSlot *kvm_lookup_matching_slot(KVMState *s,
 127                                          target_phys_addr_t start_addr,
 128                                          target_phys_addr_t end_addr)
 129 {
 130     int i;
 131
 132     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
 133         KVMSlot *mem = &s->slots[i];
 134
 135         if (start_addr == mem->start_addr &&
 136             end_addr == mem->start_addr + mem->memory_size) {
 137             return mem;
 138         }
 139     }
 140
 141     return NULL;
 142 }
 143
 144 /*
 145  * Find overlapping slot with lowest start address
 146  */
 147 static KVMSlot *kvm_lookup_overlapping_slot(KVMState *s,
 148                                             target_phys_addr_t start_addr,
 149                                             target_phys_addr_t end_addr)
 150 {
 151     KVMSlot *found = NULL;
 152     int i;
 153
 154     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
 155         KVMSlot *mem = &s->slots[i];
 156
 157         if (mem->memory_size == 0 ||
 158             (found && found->start_addr < mem->start_addr)) {
 159             continue;
 160         }
 161
 162         if (end_addr > mem->start_addr &&
 163             start_addr < mem->start_addr + mem->memory_size) {
 164             found = mem;
 165         }
 166     }
 167
 168     return found;
 169 }
 170
 171 int kvm_physical_memory_addr_from_host(KVMState *s, void *ram,
 172                                        target_phys_addr_t *phys_addr)
 173 {
 174     int i;
 175
 176     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
 177         KVMSlot *mem = &s->slots[i];
 178
 179         if (ram >= mem->ram && ram < mem->ram + mem->memory_size) {
 180             *phys_addr = mem->start_addr + (ram - mem->ram);
 181             return 1;
 182         }
 183     }
 184
 185     return 0;
 186 }
 187
 188 static int kvm_set_user_memory_region(KVMState *s, KVMSlot *slot)
 189 {
 190     struct kvm_userspace_memory_region mem;
 191
 192     mem.slot = slot->slot;
 193     mem.guest_phys_addr = slot->start_addr;
 194     mem.memory_size = slot->memory_size;
 195     mem.userspace_addr = (unsigned long)slot->ram;
 196     mem.flags = slot->flags;
 197     if (s->migration_log) {
 198         mem.flags |= KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES;
 199     }
 200     return kvm_vm_ioctl(s, KVM_SET_USER_MEMORY_REGION, &mem);
 201 }
 202
 203 static void kvm_reset_vcpu(void *opaque)
 204 {
 205     CPUArchState *env = opaque;
 206
 207     kvm_arch_reset_vcpu(env);
 208 }
 209
 210 int kvm_init_vcpu(CPUArchState *env)
 211 {
 212     KVMState *s = kvm_state;
 213     long mmap_size;
 214     int ret;
 215
 216     DPRINTF("kvm_init_vcpu\n");
 217
 218     ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_CREATE_VCPU, env->cpu_index);
 219     if (ret < 0) {
 220         DPRINTF("kvm_create_vcpu failed\n");
 221         goto err;
 222     }
 223
 224     env->kvm_fd = ret;
 225     env->kvm_state = s;
 226     env->kvm_vcpu_dirty = 1;
 227
 228     mmap_size = kvm_ioctl(s, KVM_GET_VCPU_MMAP_SIZE, 0);
 229     if (mmap_size < 0) {
 230         ret = mmap_size;
 231         DPRINTF("KVM_GET_VCPU_MMAP_SIZE failed\n");
 232         goto err;
 233     }
 234
 235     env->kvm_run = mmap(NULL, mmap_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,
 236                         env->kvm_fd, 0);
 237     if (env->kvm_run == MAP_FAILED) {
 238         ret = -errno;
 239         DPRINTF("mmap'ing vcpu state failed\n");
 240         goto err;
 241     }
 242
 243     if (s->coalesced_mmio && !s->coalesced_mmio_ring) {
 244         s->coalesced_mmio_ring =
 245             (void *)env->kvm_run + s->coalesced_mmio * PAGE_SIZE;
 246     }
 247
 248     ret = kvm_arch_init_vcpu(env);
 249     if (ret == 0) {
 250         qemu_register_reset(kvm_reset_vcpu, env);
 251         kvm_arch_reset_vcpu(env);
 252     }
 253 err:
 254     return ret;
 255 }
 256
 257 /*
 258  * dirty pages logging control
 259  */
 260
 261 static int kvm_mem_flags(KVMState *s, bool log_dirty)
 262 {
 263     return log_dirty ? KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES : 0;
 264 }
 265
 266 static int kvm_slot_dirty_pages_log_change(KVMSlot *mem, bool log_dirty)
 267 {
 268     KVMState *s = kvm_state;
 269     int flags, mask = KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES;
 270     int old_flags;
 271
 272     old_flags = mem->flags;
 273
 274     flags = (mem->flags & ~mask) | kvm_mem_flags(s, log_dirty);
 275     mem->flags = flags;
 276
 277     /* If nothing changed effectively, no need to issue ioctl */
 278     if (s->migration_log) {
 279         flags |= KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES;
 280     }
 281
 282     if (flags == old_flags) {
 283         return 0;
 284     }
 285
 286     return kvm_set_user_memory_region(s, mem);
 287 }
 288
 289 static int kvm_dirty_pages_log_change(target_phys_addr_t phys_addr,
 290                                       ram_addr_t size, bool log_dirty)
 291 {
 292     KVMState *s = kvm_state;
 293     KVMSlot *mem = kvm_lookup_matching_slot(s, phys_addr, phys_addr + size);
 294
 295     if (mem == NULL)  {
 296         fprintf(stderr, "BUG: %s: invalid parameters " TARGET_FMT_plx "-"
 297                 TARGET_FMT_plx "\n", __func__, phys_addr,
 298                 (target_phys_addr_t)(phys_addr + size - 1));
 299         return -EINVAL;
 300     }
 301     return kvm_slot_dirty_pages_log_change(mem, log_dirty);
 302 }
 303
 304 static void kvm_log_start(MemoryListener *listener,
 305                           MemoryRegionSection *section)
 306 {
 307     int r;
 308
 309     r = kvm_dirty_pages_log_change(section->offset_within_address_space,
 310                                    section->size, true);
 311     if (r < 0) {
 312         abort();
 313     }
 314 }
 315
 316 static void kvm_log_stop(MemoryListener *listener,
 317                           MemoryRegionSection *section)
 318 {
 319     int r;
 320
 321     r = kvm_dirty_pages_log_change(section->offset_within_address_space,
 322                                    section->size, false);
 323     if (r < 0) {
 324         abort();
 325     }
 326 }
 327
 328 static int kvm_set_migration_log(int enable)
 329 {
 330     KVMState *s = kvm_state;
 331     KVMSlot *mem;
 332     int i, err;
 333
 334     s->migration_log = enable;
 335
 336     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
 337         mem = &s->slots[i];
 338
 339         if (!mem->memory_size) {
 340             continue;
 341         }
 342         if (!!(mem->flags & KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES) == enable) {
 343             continue;
 344         }
 345         err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
 346         if (err) {
 347             return err;
 348         }
 349     }
 350     return 0;
 351 }
 352
 353 /* get kvm's dirty pages bitmap and update qemu's */
 354 static int kvm_get_dirty_pages_log_range(MemoryRegionSection *section,
 355                                          unsigned long *bitmap)
 356 {
 357     unsigned int i, j;
 358     unsigned long page_number, c;
 359     target_phys_addr_t addr, addr1;
 360     unsigned int len = ((section->size / TARGET_PAGE_SIZE) + HOST_LONG_BITS - 1) / HOST_LONG_BITS;
 361     unsigned long hpratio = getpagesize() / TARGET_PAGE_SIZE;
 362
 363     /*
 364      * bitmap-traveling is faster than memory-traveling (for addr...)
 365      * especially when most of the memory is not dirty.
 366      */
 367     for (i = 0; i < len; i++) {
 368         if (bitmap[i] != 0) {
 369             c = leul_to_cpu(bitmap[i]);
 370             do {
 371                 j = ffsl(c) - 1;
 372                 c &= ~(1ul << j);
 373                 page_number = (i * HOST_LONG_BITS + j) * hpratio;
 374                 addr1 = page_number * TARGET_PAGE_SIZE;
 375                 addr = section->offset_within_region + addr1;
 376                 memory_region_set_dirty(section->mr, addr,
 377                                         TARGET_PAGE_SIZE * hpratio);
 378             } while (c != 0);
 379         }
 380     }
 381     return 0;
 382 }
 383
 384 #define ALIGN(x, y)  (((x)+(y)-1) & ~((y)-1))
 385
 386 /**
 387  * kvm_physical_sync_dirty_bitmap - Grab dirty bitmap from kernel space
 388  * This function updates qemu's dirty bitmap using
 389  * memory_region_set_dirty().  This means all bits are set
 390  * to dirty.
 391  *
 392  * @start_add: start of logged region.
 393  * @end_addr: end of logged region.
 394  */
 395 static int kvm_physical_sync_dirty_bitmap(MemoryRegionSection *section)
 396 {
 397     KVMState *s = kvm_state;
 398     unsigned long size, allocated_size = 0;
 399     KVMDirtyLog d;
 400     KVMSlot *mem;
 401     int ret = 0;
 402     target_phys_addr_t start_addr = section->offset_within_address_space;
 403     target_phys_addr_t end_addr = start_addr + section->size;
 404
 405     d.dirty_bitmap = NULL;
 406     while (start_addr < end_addr) {
 407         mem = kvm_lookup_overlapping_slot(s, start_addr, end_addr);
 408         if (mem == NULL) {
 409             break;
 410         }
 411
 412         /* XXX bad kernel interface alert
 413          * For dirty bitmap, kernel allocates array of size aligned to
 414          * bits-per-long.  But for case when the kernel is 64bits and
 415          * the userspace is 32bits, userspace can't align to the same
 416          * bits-per-long, since sizeof(long) is different between kernel
 417          * and user space.  This way, userspace will provide buffer which
 418          * may be 4 bytes less than the kernel will use, resulting in
 419          * userspace memory corruption (which is not detectable by valgrind
 420          * too, in most cases).
 421          * So for now, let's align to 64 instead of HOST_LONG_BITS here, in
 422          * a hope that sizeof(long) wont become >8 any time soon.
 423          */
 424         size = ALIGN(((mem->memory_size) >> TARGET_PAGE_BITS),
 425                      /*HOST_LONG_BITS*/ 64) / 8;
 426         if (!d.dirty_bitmap) {
 427             d.dirty_bitmap = g_malloc(size);
 428         } else if (size > allocated_size) {
 429             d.dirty_bitmap = g_realloc(d.dirty_bitmap, size);
 430         }
 431         allocated_size = size;
 432         memset(d.dirty_bitmap, 0, allocated_size);
 433
 434         d.slot = mem->slot;
 435
 436         if (kvm_vm_ioctl(s, KVM_GET_DIRTY_LOG, &d) == -1) {
 437             DPRINTF("ioctl failed %d\n", errno);
 438             ret = -1;
 439             break;
 440         }
 441
 442         kvm_get_dirty_pages_log_range(section, d.dirty_bitmap);
 443         start_addr = mem->start_addr + mem->memory_size;
 444     }
 445     g_free(d.dirty_bitmap);
 446
 447     return ret;
 448 }
 449
 450 int kvm_coalesce_mmio_region(target_phys_addr_t start, ram_addr_t size)
 451 {
 452     int ret = -ENOSYS;
 453     KVMState *s = kvm_state;
 454
 455     if (s->coalesced_mmio) {
 456         struct kvm_coalesced_mmio_zone zone;
 457
 458         zone.addr = start;
 459         zone.size = size;
 460         zone.pad = 0;
 461
 462         ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_REGISTER_COALESCED_MMIO, &zone);
 463     }
 464
 465     return ret;
 466 }
 467
 468 int kvm_uncoalesce_mmio_region(target_phys_addr_t start, ram_addr_t size)
 469 {
 470     int ret = -ENOSYS;
 471     KVMState *s = kvm_state;
 472
 473     if (s->coalesced_mmio) {
 474         struct kvm_coalesced_mmio_zone zone;
 475
 476         zone.addr = start;
 477         zone.size = size;
 478         zone.pad = 0;
 479
 480         ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_UNREGISTER_COALESCED_MMIO, &zone);
 481     }
 482
 483     return ret;
 484 }
 485
 486 int kvm_check_extension(KVMState *s, unsigned int extension)
 487 {
 488     int ret;
 489
 490     ret = kvm_ioctl(s, KVM_CHECK_EXTENSION, extension);
 491     if (ret < 0) {
 492         ret = 0;
 493     }
 494
 495     return ret;
 496 }
 497
 498 static int kvm_check_many_ioeventfds(void)
 499 {
 500     /* Userspace can use ioeventfd for io notification.  This requires a host
 501      * that supports eventfd(2) and an I/O thread; since eventfd does not
 502      * support SIGIO it cannot interrupt the vcpu.
 503      *
 504      * Older kernels have a 6 device limit on the KVM io bus.  Find out so we
 505      * can avoid creating too many ioeventfds.
 506      */
 507 #if defined(CONFIG_EVENTFD)
 508     int ioeventfds[7];
 509     int i, ret = 0;
 510     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(ioeventfds); i++) {
 511         ioeventfds[i] = eventfd(0, EFD_CLOEXEC);
 512         if (ioeventfds[i] < 0) {
 513             break;
 514         }
 515         ret = kvm_set_ioeventfd_pio_word(ioeventfds[i], 0, i, true);
 516         if (ret < 0) {
 517             close(ioeventfds[i]);
 518             break;
 519         }
 520     }
 521
 522     /* Decide whether many devices are supported or not */
 523     ret = i == ARRAY_SIZE(ioeventfds);
 524
 525     while (i-- > 0) {
 526         kvm_set_ioeventfd_pio_word(ioeventfds[i], 0, i, false);
 527         close(ioeventfds[i]);
 528     }
 529     return ret;
 530 #else
 531     return 0;
 532 #endif
 533 }
 534
 535 static const KVMCapabilityInfo *
 536 kvm_check_extension_list(KVMState *s, const KVMCapabilityInfo *list)
 537 {
 538     while (list->name) {
 539         if (!kvm_check_extension(s, list->value)) {
 540             return list;
 541         }
 542         list++;
 543     }
 544     return NULL;
 545 }
 546
 547 static void kvm_set_phys_mem(MemoryRegionSection *section, bool add)
 548 {
 549     KVMState *s = kvm_state;
 550     KVMSlot *mem, old;
 551     int err;
 552     MemoryRegion *mr = section->mr;
 553     bool log_dirty = memory_region_is_logging(mr);
 554     target_phys_addr_t start_addr = section->offset_within_address_space;
 555     ram_addr_t size = section->size;
 556     void *ram = NULL;
 557     unsigned delta;
 558
 559     /* kvm works in page size chunks, but the function may be called
 560        with sub-page size and unaligned start address. */
 561     delta = TARGET_PAGE_ALIGN(size) - size;
 562     if (delta > size) {
 563         return;
 564     }
 565     start_addr += delta;
 566     size -= delta;
 567     size &= TARGET_PAGE_MASK;
 568     if (!size || (start_addr & ~TARGET_PAGE_MASK)) {
 569         return;
 570     }
 571
 572     if (!memory_region_is_ram(mr)) {
 573         return;
 574     }
 575
 576     ram = memory_region_get_ram_ptr(mr) + section->offset_within_region + delta;
 577
 578     while (1) {
 579         mem = kvm_lookup_overlapping_slot(s, start_addr, start_addr + size);
 580         if (!mem) {
 581             break;
 582         }
 583
 584         if (add && start_addr >= mem->start_addr &&
 585             (start_addr + size <= mem->start_addr + mem->memory_size) &&
 586             (ram - start_addr == mem->ram - mem->start_addr)) {
 587             /* The new slot fits into the existing one and comes with
 588              * identical parameters - update flags and done. */
 589             kvm_slot_dirty_pages_log_change(mem, log_dirty);
 590             return;
 591         }
 592
 593         old = *mem;
 594
 595         if (mem->flags & KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES) {
 596             kvm_physical_sync_dirty_bitmap(section);
 597         }
 598
 599         /* unregister the overlapping slot */
 600         mem->memory_size = 0;
 601         err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
 602         if (err) {
 603             fprintf(stderr, "%s: error unregistering overlapping slot: %s\n",
 604                     __func__, strerror(-err));
 605             abort();
 606         }
 607
 608         /* Workaround for older KVM versions: we can't join slots, even not by
 609          * unregistering the previous ones and then registering the larger
 610          * slot. We have to maintain the existing fragmentation. Sigh.
 611          *
 612          * This workaround assumes that the new slot starts at the same
 613          * address as the first existing one. If not or if some overlapping
 614          * slot comes around later, we will fail (not seen in practice so far)
 615          * - and actually require a recent KVM version. */
 616         if (s->broken_set_mem_region &&
 617             old.start_addr == start_addr && old.memory_size < size && add) {
 618             mem = kvm_alloc_slot(s);
 619             mem->memory_size = old.memory_size;
 620             mem->start_addr = old.start_addr;
 621             mem->ram = old.ram;
 622             mem->flags = kvm_mem_flags(s, log_dirty);
 623
 624             err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
 625             if (err) {
 626                 fprintf(stderr, "%s: error updating slot: %s\n", __func__,
 627                         strerror(-err));
 628                 abort();
 629             }
 630
 631             start_addr += old.memory_size;
 632             ram += old.memory_size;
 633             size -= old.memory_size;
 634             continue;
 635         }
 636
 637         /* register prefix slot */
 638         if (old.start_addr < start_addr) {
 639             mem = kvm_alloc_slot(s);
 640             mem->memory_size = start_addr - old.start_addr;
 641             mem->start_addr = old.start_addr;
 642             mem->ram = old.ram;
 643             mem->flags =  kvm_mem_flags(s, log_dirty);
 644
 645             err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
 646             if (err) {
 647                 fprintf(stderr, "%s: error registering prefix slot: %s\n",
 648                         __func__, strerror(-err));
 649 #ifdef TARGET_PPC
 650                 fprintf(stderr, "%s: This is probably because your kernel's " \
 651                                 "PAGE_SIZE is too big. Please try to use 4k " \
 652                                 "PAGE_SIZE!\n", __func__);
 653 #endif
 654                 abort();
 655             }
 656         }
 657
 658         /* register suffix slot */
 659         if (old.start_addr + old.memory_size > start_addr + size) {
 660             ram_addr_t size_delta;
 661
 662             mem = kvm_alloc_slot(s);
 663             mem->start_addr = start_addr + size;
 664             size_delta = mem->start_addr - old.start_addr;
 665             mem->memory_size = old.memory_size - size_delta;
 666             mem->ram = old.ram + size_delta;
 667             mem->flags = kvm_mem_flags(s, log_dirty);
 668
 669             err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
 670             if (err) {
 671                 fprintf(stderr, "%s: error registering suffix slot: %s\n",
 672                         __func__, strerror(-err));
 673                 abort();
 674             }
 675         }
 676     }
 677
 678     /* in case the KVM bug workaround already "consumed" the new slot */
 679     if (!size) {
 680         return;
 681     }
 682     if (!add) {
 683         return;
 684     }
 685     mem = kvm_alloc_slot(s);
 686     mem->memory_size = size;
 687     mem->start_addr = start_addr;
 688     mem->ram = ram;
 689     mem->flags = kvm_mem_flags(s, log_dirty);
 690
 691     err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
 692     if (err) {
 693         fprintf(stderr, "%s: error registering slot: %s\n", __func__,
 694                 strerror(-err));
 695         abort();
 696     }
 697 }
 698
 699 static void kvm_begin(MemoryListener *listener)
 700 {
 701 }
 702
 703 static void kvm_commit(MemoryListener *listener)
 704 {
 705 }
 706
 707 static void kvm_region_add(MemoryListener *listener,
 708                            MemoryRegionSection *section)
 709 {
 710     kvm_set_phys_mem(section, true);
 711 }
 712
 713 static void kvm_region_del(MemoryListener *listener,
 714                            MemoryRegionSection *section)
 715 {
 716     kvm_set_phys_mem(section, false);
 717 }
 718
 719 static void kvm_region_nop(MemoryListener *listener,
 720                            MemoryRegionSection *section)
 721 {
 722 }
 723
 724 static void kvm_log_sync(MemoryListener *listener,
 725                          MemoryRegionSection *section)
 726 {
 727     int r;
 728
 729     r = kvm_physical_sync_dirty_bitmap(section);
 730     if (r < 0) {
 731         abort();
 732     }
 733 }
 734
 735 static void kvm_log_global_start(struct MemoryListener *listener)
 736 {
 737     int r;
 738
 739     r = kvm_set_migration_log(1);
 740     assert(r >= 0);
 741 }
 742
 743 static void kvm_log_global_stop(struct MemoryListener *listener)
 744 {
 745     int r;
 746
 747     r = kvm_set_migration_log(0);
 748     assert(r >= 0);
 749 }
 750
 751 static void kvm_mem_ioeventfd_add(MemoryRegionSection *section,
 752                                   bool match_data, uint64_t data, int fd)
 753 {
 754     int r;
 755
 756     assert(match_data && section->size <= 8);
 757
 758     r = kvm_set_ioeventfd_mmio(fd, section->offset_within_address_space,
 759                                data, true, section->size);
 760     if (r < 0) {
 761         abort();
 762     }
 763 }
 764
 765 static void kvm_mem_ioeventfd_del(MemoryRegionSection *section,
 766                                   bool match_data, uint64_t data, int fd)
 767 {
 768     int r;
 769
 770     r = kvm_set_ioeventfd_mmio(fd, section->offset_within_address_space,
 771                                data, false, section->size);
 772     if (r < 0) {
 773         abort();
 774     }
 775 }
 776
 777 static void kvm_io_ioeventfd_add(MemoryRegionSection *section,
 778                                  bool match_data, uint64_t data, int fd)
 779 {
 780     int r;
 781
 782     assert(match_data && section->size == 2);
 783
 784     r = kvm_set_ioeventfd_pio_word(fd, section->offset_within_address_space,
 785                                    data, true);
 786     if (r < 0) {
 787         abort();
 788     }
 789 }
 790
 791 static void kvm_io_ioeventfd_del(MemoryRegionSection *section,
 792                                  bool match_data, uint64_t data, int fd)
 793
 794 {
 795     int r;
 796
 797     r = kvm_set_ioeventfd_pio_word(fd, section->offset_within_address_space,
 798                                    data, false);
 799     if (r < 0) {
 800         abort();
 801     }
 802 }
 803
 804 static void kvm_eventfd_add(MemoryListener *listener,
 805                             MemoryRegionSection *section,
 806                             bool match_data, uint64_t data, int fd)
 807 {
 808     if (section->address_space == get_system_memory()) {
 809         kvm_mem_ioeventfd_add(section, match_data, data, fd);
 810     } else {
 811         kvm_io_ioeventfd_add(section, match_data, data, fd);
 812     }
 813 }
 814
 815 static void kvm_eventfd_del(MemoryListener *listener,
 816                             MemoryRegionSection *section,
 817                             bool match_data, uint64_t data, int fd)
 818 {
 819     if (section->address_space == get_system_memory()) {
 820         kvm_mem_ioeventfd_del(section, match_data, data, fd);
 821     } else {
 822         kvm_io_ioeventfd_del(section, match_data, data, fd);
 823     }
 824 }
 825
 826 static MemoryListener kvm_memory_listener = {
 827     .begin = kvm_begin,
 828     .commit = kvm_commit,
 829     .region_add = kvm_region_add,
 830     .region_del = kvm_region_del,
 831     .region_nop = kvm_region_nop,
 832     .log_start = kvm_log_start,
 833     .log_stop = kvm_log_stop,
 834     .log_sync = kvm_log_sync,
 835     .log_global_start = kvm_log_global_start,
 836     .log_global_stop = kvm_log_global_stop,
 837     .eventfd_add = kvm_eventfd_add,
 838     .eventfd_del = kvm_eventfd_del,
 839     .priority = 10,
 840 };
 841
 842 static void kvm_handle_interrupt(CPUArchState *env, int mask)
 843 {
 844     env->interrupt_request |= mask;
 845
 846     if (!qemu_cpu_is_self(env)) {
 847         qemu_cpu_kick(env);
 848     }
 849 }
 850
 851 int kvm_irqchip_set_irq(KVMState *s, int irq, int level)
 852 {
 853     struct kvm_irq_level event;
 854     int ret;
 855
 856     assert(kvm_irqchip_in_kernel());
 857
 858     event.level = level;
 859     event.irq = irq;
 860     ret = kvm_vm_ioctl(s, s->irqchip_inject_ioctl, &event);
 861     if (ret < 0) {
 862         perror("kvm_set_irqchip_line");
 863         abort();
 864     }
 865
 866     return (s->irqchip_inject_ioctl == KVM_IRQ_LINE) ? 1 : event.status;
 867 }
 868
 869 #ifdef KVM_CAP_IRQ_ROUTING
 870 static void set_gsi(KVMState *s, unsigned int gsi)
 871 {
 872     s->used_gsi_bitmap[gsi / 32] |= 1U << (gsi % 32);
 873 }
 874
 875 static void clear_gsi(KVMState *s, unsigned int gsi)
 876 {
 877     s->used_gsi_bitmap[gsi / 32] &= ~(1U << (gsi % 32));
 878 }
 879
 880 static void kvm_init_irq_routing(KVMState *s)
 881 {
 882     int gsi_count, i;
 883
 884     gsi_count = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_IRQ_ROUTING);
 885     if (gsi_count > 0) {
 886         unsigned int gsi_bits, i;
 887
 888         /* Round up so we can search ints using ffs */
 889         gsi_bits = ALIGN(gsi_count, 32);
 890         s->used_gsi_bitmap = g_malloc0(gsi_bits / 8);
 891         s->gsi_count = gsi_count;
 892
 893         /* Mark any over-allocated bits as already in use */
 894         for (i = gsi_count; i < gsi_bits; i++) {
 895             set_gsi(s, i);
 896         }
 897     }
 898
 899     s->irq_routes = g_malloc0(sizeof(*s->irq_routes));
 900     s->nr_allocated_irq_routes = 0;
 901
 902     if (!s->direct_msi) {
 903         for (i = 0; i < KVM_MSI_HASHTAB_SIZE; i++) {
 904             QTAILQ_INIT(&s->msi_hashtab[i]);
 905         }
 906     }
 907
 908     kvm_arch_init_irq_routing(s);
 909 }
 910
 911 static void kvm_add_routing_entry(KVMState *s,
 912                                   struct kvm_irq_routing_entry *entry)
 913 {
 914     struct kvm_irq_routing_entry *new;
 915     int n, size;
 916
 917     if (s->irq_routes->nr == s->nr_allocated_irq_routes) {
 918         n = s->nr_allocated_irq_routes * 2;
 919         if (n < 64) {
 920             n = 64;
 921         }
 922         size = sizeof(struct kvm_irq_routing);
 923         size += n * sizeof(*new);
 924         s->irq_routes = g_realloc(s->irq_routes, size);
 925         s->nr_allocated_irq_routes = n;
 926     }
 927     n = s->irq_routes->nr++;
 928     new = &s->irq_routes->entries[n];
 929     memset(new, 0, sizeof(*new));
 930     new->gsi = entry->gsi;
 931     new->type = entry->type;
 932     new->flags = entry->flags;
 933     new->u = entry->u;
 934
 935     set_gsi(s, entry->gsi);
 936 }
 937
 938 void kvm_irqchip_add_irq_route(KVMState *s, int irq, int irqchip, int pin)
 939 {
 940     struct kvm_irq_routing_entry e;
 941
 942     assert(pin < s->gsi_count);
 943
 944     e.gsi = irq;
 945     e.type = KVM_IRQ_ROUTING_IRQCHIP;
 946     e.flags = 0;
 947     e.u.irqchip.irqchip = irqchip;
 948     e.u.irqchip.pin = pin;
 949     kvm_add_routing_entry(s, &e);
 950 }
 951
 952 int kvm_irqchip_commit_routes(KVMState *s)
 953 {
 954     s->irq_routes->flags = 0;
 955     return kvm_vm_ioctl(s, KVM_SET_GSI_ROUTING, s->irq_routes);
 956 }
 957
 958 void kvm_irqchip_release_virq(KVMState *s, int virq)
 959 {
 960     struct kvm_irq_routing_entry *e;
 961     int i;
 962
 963     for (i = 0; i < s->irq_routes->nr; i++) {
 964         e = &s->irq_routes->entries[i];
 965         if (e->gsi == virq) {
 966             s->irq_routes->nr--;
 967             *e = s->irq_routes->entries[s->irq_routes->nr];
 968         }
 969     }
 970     clear_gsi(s, virq);
 971 }
 972
 973 static unsigned int kvm_hash_msi(uint32_t data)
 974 {
 975     /* This is optimized for IA32 MSI layout. However, no other arch shall
 976      * repeat the mistake of not providing a direct MSI injection API. */
 977     return data & 0xff;
 978 }
 979
 980 static void kvm_flush_dynamic_msi_routes(KVMState *s)
 981 {
 982     KVMMSIRoute *route, *next;
 983     unsigned int hash;
 984
 985     for (hash = 0; hash < KVM_MSI_HASHTAB_SIZE; hash++) {
 986         QTAILQ_FOREACH_SAFE(route, &s->msi_hashtab[hash], entry, next) {
 987             kvm_irqchip_release_virq(s, route->kroute.gsi);
 988             QTAILQ_REMOVE(&s->msi_hashtab[hash], route, entry);
 989             g_free(route);
 990         }
 991     }
 992 }
 993
 994 static int kvm_irqchip_get_virq(KVMState *s)
 995 {
 996     uint32_t *word = s->used_gsi_bitmap;
 997     int max_words = ALIGN(s->gsi_count, 32) / 32;
 998     int i, bit;
 999     bool retry = true;
1000
1001 again:
1002     /* Return the lowest unused GSI in the bitmap */
1003     for (i = 0; i < max_words; i++) {
1004         bit = ffs(~word[i]);
1005         if (!bit) {
1006             continue;
1007         }
1008
1009         return bit - 1 + i * 32;
1010     }
1011     if (!s->direct_msi && retry) {
1012         retry = false;
1013         kvm_flush_dynamic_msi_routes(s);
1014         goto again;
1015     }
1016     return -ENOSPC;
1017
1018 }
1019
1020 static KVMMSIRoute *kvm_lookup_msi_route(KVMState *s, MSIMessage msg)
1021 {
1022     unsigned int hash = kvm_hash_msi(msg.data);
1023     KVMMSIRoute *route;
1024
1025     QTAILQ_FOREACH(route, &s->msi_hashtab[hash], entry) {
1026         if (route->kroute.u.msi.address_lo == (uint32_t)msg.address &&
1027             route->kroute.u.msi.address_hi == (msg.address >> 32) &&
1028             route->kroute.u.msi.data == msg.data) {
1029             return route;
1030         }
1031     }
1032     return NULL;
1033 }
1034
1035 int kvm_irqchip_send_msi(KVMState *s, MSIMessage msg)
1036 {
1037     struct kvm_msi msi;
1038     KVMMSIRoute *route;
1039
1040     if (s->direct_msi) {
1041         msi.address_lo = (uint32_t)msg.address;
1042         msi.address_hi = msg.address >> 32;
1043         msi.data = msg.data;
1044         msi.flags = 0;
1045         memset(msi.pad, 0, sizeof(msi.pad));
1046
1047         return kvm_vm_ioctl(s, KVM_SIGNAL_MSI, &msi);
1048     }
1049
1050     route = kvm_lookup_msi_route(s, msg);
1051     if (!route) {
1052         int virq, ret;
1053
1054         virq = kvm_irqchip_get_virq(s);
1055         if (virq < 0) {
1056             return virq;
1057         }
1058
1059         route = g_malloc(sizeof(KVMMSIRoute));
1060         route->kroute.gsi = virq;
1061         route->kroute.type = KVM_IRQ_ROUTING_MSI;
1062         route->kroute.flags = 0;
1063         route->kroute.u.msi.address_lo = (uint32_t)msg.address;
1064         route->kroute.u.msi.address_hi = msg.address >> 32;
1065         route->kroute.u.msi.data = msg.data;
1066
1067         kvm_add_routing_entry(s, &route->kroute);
1068
1069         QTAILQ_INSERT_TAIL(&s->msi_hashtab[kvm_hash_msi(msg.data)], route,
1070                            entry);
1071
1072         ret = kvm_irqchip_commit_routes(s);
1073         if (ret < 0) {
1074             return ret;
1075         }
1076     }
1077
1078     assert(route->kroute.type == KVM_IRQ_ROUTING_MSI);
1079
1080     return kvm_irqchip_set_irq(s, route->kroute.gsi, 1);
1081 }
1082
1083 int kvm_irqchip_add_msi_route(KVMState *s, MSIMessage msg)
1084 {
1085     struct kvm_irq_routing_entry kroute;
1086     int virq;
1087
1088     if (!kvm_irqchip_in_kernel()) {
1089         return -ENOSYS;
1090     }
1091
1092     virq = kvm_irqchip_get_virq(s);
1093     if (virq < 0) {
1094         return virq;
1095     }
1096
1097     kroute.gsi = virq;
1098     kroute.type = KVM_IRQ_ROUTING_MSI;
1099     kroute.flags = 0;
1100     kroute.u.msi.address_lo = (uint32_t)msg.address;
1101     kroute.u.msi.address_hi = msg.address >> 32;
1102     kroute.u.msi.data = msg.data;
1103
1104     kvm_add_routing_entry(s, &kroute);
1105
1106     return virq;
1107 }
1108
1109 #else /* !KVM_CAP_IRQ_ROUTING */
1110
1111 static void kvm_init_irq_routing(KVMState *s)
1112 {
1113 }
1114
1115 int kvm_irqchip_send_msi(KVMState *s, MSIMessage msg)
1116 {
1117     abort();
1118 }
1119
1120 int kvm_irqchip_add_msi_route(KVMState *s, MSIMessage msg)
1121 {
1122     abort();
1123 }
1124 #endif /* !KVM_CAP_IRQ_ROUTING */
1125
1126 static int kvm_irqchip_create(KVMState *s)
1127 {
1128     QemuOptsList *list = qemu_find_opts("machine");
1129     int ret;
1130
1131     if (QTAILQ_EMPTY(&list->head) ||
1132         !qemu_opt_get_bool(QTAILQ_FIRST(&list->head),
1133                            "kernel_irqchip", true) ||
1134         !kvm_check_extension(s, KVM_CAP_IRQCHIP)) {
1135         return 0;
1136     }
1137
1138     ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_CREATE_IRQCHIP);
1139     if (ret < 0) {
1140         fprintf(stderr, "Create kernel irqchip failed\n");
1141         return ret;
1142     }
1143
1144     s->irqchip_inject_ioctl = KVM_IRQ_LINE;
1145     if (kvm_check_extension(s, KVM_CAP_IRQ_INJECT_STATUS)) {
1146         s->irqchip_inject_ioctl = KVM_IRQ_LINE_STATUS;
1147     }
1148     kvm_kernel_irqchip = true;
1149
1150     kvm_init_irq_routing(s);
1151
1152     return 0;
1153 }
1154
1155 int kvm_init(void)
1156 {
1157     static const char upgrade_note[] =
1158         "Please upgrade to at least kernel 2.6.29 or recent kvm-kmod\n"
1159         "(see http://sourceforge.net/projects/kvm).\n";
1160     KVMState *s;
1161     const KVMCapabilityInfo *missing_cap;
1162     int ret;
1163     int i;
1164
1165     s = g_malloc0(sizeof(KVMState));
1166
1167     /*
1168      * On systems where the kernel can support different base page
1169      * sizes, host page size may be different from TARGET_PAGE_SIZE,
1170      * even with KVM.  TARGET_PAGE_SIZE is assumed to be the minimum
1171      * page size for the system though.
1172      */
1173     assert(TARGET_PAGE_SIZE <= getpagesize());
1174
1175 #ifdef KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG
1176     QTAILQ_INIT(&s->kvm_sw_breakpoints);
1177 #endif
1178     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
1179         s->slots[i].slot = i;
1180     }
1181     s->vmfd = -1;
1182     s->fd = qemu_open("/dev/kvm", O_RDWR);
1183     if (s->fd == -1) {
1184         fprintf(stderr, "Could not access KVM kernel module: %m\n");
1185         ret = -errno;
1186         goto err;
1187     }
1188
1189     ret = kvm_ioctl(s, KVM_GET_API_VERSION, 0);
1190     if (ret < KVM_API_VERSION) {
1191         if (ret > 0) {
1192             ret = -EINVAL;
1193         }
1194         fprintf(stderr, "kvm version too old\n");
1195         goto err;
1196     }
1197
1198     if (ret > KVM_API_VERSION) {
1199         ret = -EINVAL;
1200         fprintf(stderr, "kvm version not supported\n");
1201         goto err;
1202     }
1203
1204     s->vmfd = kvm_ioctl(s, KVM_CREATE_VM, 0);
1205     if (s->vmfd < 0) {
1206 #ifdef TARGET_S390X
1207         fprintf(stderr, "Please add the 'switch_amode' kernel parameter to "
1208                         "your host kernel command line\n");
1209 #endif
1210         ret = s->vmfd;
1211         goto err;
1212     }
1213
1214     missing_cap = kvm_check_extension_list(s, kvm_required_capabilites);
1215     if (!missing_cap) {
1216         missing_cap =
1217             kvm_check_extension_list(s, kvm_arch_required_capabilities);
1218     }
1219     if (missing_cap) {
1220         ret = -EINVAL;
1221         fprintf(stderr, "kvm does not support %s\n%s",
1222                 missing_cap->name, upgrade_note);
1223         goto err;
1224     }
1225
1226     s->coalesced_mmio = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_COALESCED_MMIO);
1227
1228     s->broken_set_mem_region = 1;
1229     ret = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_JOIN_MEMORY_REGIONS_WORKS);
1230     if (ret > 0) {
1231         s->broken_set_mem_region = 0;
1232     }
1233
1234 #ifdef KVM_CAP_VCPU_EVENTS
1235     s->vcpu_events = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_VCPU_EVENTS);
1236 #endif
1237
1238     s->robust_singlestep =
1239         kvm_check_extension(s, KVM_CAP_X86_ROBUST_SINGLESTEP);
1240
1241 #ifdef KVM_CAP_DEBUGREGS
1242     s->debugregs = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_DEBUGREGS);
1243 #endif
1244
1245 #ifdef KVM_CAP_XSAVE
1246     s->xsave = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_XSAVE);
1247 #endif
1248
1249 #ifdef KVM_CAP_XCRS
1250     s->xcrs = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_XCRS);
1251 #endif
1252
1253 #ifdef KVM_CAP_PIT_STATE2
1254     s->pit_state2 = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_PIT_STATE2);
1255 #endif
1256
1257     s->direct_msi = (kvm_check_extension(s, KVM_CAP_SIGNAL_MSI) > 0);
1258
1259     ret = kvm_arch_init(s);
1260     if (ret < 0) {
1261         goto err;
1262     }
1263
1264     ret = kvm_irqchip_create(s);
1265     if (ret < 0) {
1266         goto err;
1267     }
1268
1269     kvm_state = s;
1270     memory_listener_register(&kvm_memory_listener, NULL);
1271
1272     s->many_ioeventfds = kvm_check_many_ioeventfds();
1273
1274     cpu_interrupt_handler = kvm_handle_interrupt;
1275
1276     return 0;
1277
1278 err:
1279     if (s) {
1280         if (s->vmfd >= 0) {
1281             close(s->vmfd);
1282         }
1283         if (s->fd != -1) {
1284             close(s->fd);
1285         }
1286     }
1287     g_free(s);
1288
1289     return ret;
1290 }
1291
1292 static void kvm_handle_io(uint16_t port, void *data, int direction, int size,
1293                           uint32_t count)
1294 {
1295     int i;
1296     uint8_t *ptr = data;
1297
1298     for (i = 0; i < count; i++) {
1299         if (direction == KVM_EXIT_IO_IN) {
1300             switch (size) {
1301             case 1:
1302                 stb_p(ptr, cpu_inb(port));
1303                 break;
1304             case 2:
1305                 stw_p(ptr, cpu_inw(port));
1306                 break;
1307             case 4:
1308                 stl_p(ptr, cpu_inl(port));
1309                 break;
1310             }
1311         } else {
1312             switch (size) {
1313             case 1:
1314                 cpu_outb(port, ldub_p(ptr));
1315                 break;
1316             case 2:
1317                 cpu_outw(port, lduw_p(ptr));
1318                 break;
1319             case 4:
1320                 cpu_outl(port, ldl_p(ptr));
1321                 break;
1322             }
1323         }
1324
1325         ptr += size;
1326     }
1327 }
1328
1329 static int kvm_handle_internal_error(CPUArchState *env, struct kvm_run *run)
1330 {
1331     fprintf(stderr, "KVM internal error.");
1332     if (kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_INTERNAL_ERROR_DATA)) {
1333         int i;
1334
1335         fprintf(stderr, " Suberror: %d\n", run->internal.suberror);
1336         for (i = 0; i < run->internal.ndata; ++i) {
1337             fprintf(stderr, "extra data[%d]: %"PRIx64"\n",
1338                     i, (uint64_t)run->internal.data[i]);
1339         }
1340     } else {
1341         fprintf(stderr, "\n");
1342     }
1343     if (run->internal.suberror == KVM_INTERNAL_ERROR_EMULATION) {
1344         fprintf(stderr, "emulation failure\n");
1345         if (!kvm_arch_stop_on_emulation_error(env)) {
1346             cpu_dump_state(env, stderr, fprintf, CPU_DUMP_CODE);
1347             return EXCP_INTERRUPT;
1348         }
1349     }
1350     /* FIXME: Should trigger a qmp message to let management know
1351      * something went wrong.
1352      */
1353     return -1;
1354 }
1355
1356 void kvm_flush_coalesced_mmio_buffer(void)
1357 {
1358     KVMState *s = kvm_state;
1359
1360     if (s->coalesced_flush_in_progress) {
1361         return;
1362     }
1363
1364     s->coalesced_flush_in_progress = true;
1365
1366     if (s->coalesced_mmio_ring) {
1367         struct kvm_coalesced_mmio_ring *ring = s->coalesced_mmio_ring;
1368         while (ring->first != ring->last) {
1369             struct kvm_coalesced_mmio *ent;
1370
1371             ent = &ring->coalesced_mmio[ring->first];
1372
1373             cpu_physical_memory_write(ent->phys_addr, ent->data, ent->len);
1374             smp_wmb();
1375             ring->first = (ring->first + 1) % KVM_COALESCED_MMIO_MAX;
1376         }
1377     }
1378
1379     s->coalesced_flush_in_progress = false;
1380 }
1381
1382 static void do_kvm_cpu_synchronize_state(void *_env)
1383 {
1384     CPUArchState *env = _env;
1385
1386     if (!env->kvm_vcpu_dirty) {
1387         kvm_arch_get_registers(env);
1388         env->kvm_vcpu_dirty = 1;
1389     }
1390 }
1391
1392 void kvm_cpu_synchronize_state(CPUArchState *env)
1393 {
1394     if (!env->kvm_vcpu_dirty) {
1395         run_on_cpu(env, do_kvm_cpu_synchronize_state, env);
1396     }
1397 }
1398
1399 void kvm_cpu_synchronize_post_reset(CPUArchState *env)
1400 {
1401     kvm_arch_put_registers(env, KVM_PUT_RESET_STATE);
1402     env->kvm_vcpu_dirty = 0;
1403 }
1404
1405 void kvm_cpu_synchronize_post_init(CPUArchState *env)
1406 {
1407     kvm_arch_put_registers(env, KVM_PUT_FULL_STATE);
1408     env->kvm_vcpu_dirty = 0;
1409 }
1410
1411 int kvm_cpu_exec(CPUArchState *env)
1412 {
1413     struct kvm_run *run = env->kvm_run;
1414     int ret, run_ret;
1415
1416     DPRINTF("kvm_cpu_exec()\n");
1417
1418     if (kvm_arch_process_async_events(env)) {
1419         env->exit_request = 0;
1420         return EXCP_HLT;
1421     }
1422
1423     do {
1424         if (env->kvm_vcpu_dirty) {
1425             kvm_arch_put_registers(env, KVM_PUT_RUNTIME_STATE);
1426             env->kvm_vcpu_dirty = 0;
1427         }
1428
1429         kvm_arch_pre_run(env, run);
1430         if (env->exit_request) {
1431             DPRINTF("interrupt exit requested\n");
1432             /*
1433              * KVM requires us to reenter the kernel after IO exits to complete
1434              * instruction emulation. This self-signal will ensure that we
1435              * leave ASAP again.
1436              */
1437             qemu_cpu_kick_self();
1438         }
1439         qemu_mutex_unlock_iothread();
1440
1441         run_ret = kvm_vcpu_ioctl(env, KVM_RUN, 0);
1442
1443         qemu_mutex_lock_iothread();
1444         kvm_arch_post_run(env, run);
1445
1446         kvm_flush_coalesced_mmio_buffer();
1447
1448         if (run_ret < 0) {
1449             if (run_ret == -EINTR || run_ret == -EAGAIN) {
1450                 DPRINTF("io window exit\n");
1451                 ret = EXCP_INTERRUPT;
1452                 break;
1453             }
1454             fprintf(stderr, "error: kvm run failed %s\n",
1455                     strerror(-run_ret));
1456             abort();
1457         }
1458
1459         switch (run->exit_reason) {
1460         case KVM_EXIT_IO:
1461             DPRINTF("handle_io\n");
1462             kvm_handle_io(run->io.port,
1463                           (uint8_t *)run + run->io.data_offset,
1464                           run->io.direction,
1465                           run->io.size,
1466                           run->io.count);
1467             ret = 0;
1468             break;
1469         case KVM_EXIT_MMIO:
1470             DPRINTF("handle_mmio\n");
1471             cpu_physical_memory_rw(run->mmio.phys_addr,
1472                                    run->mmio.data,
1473                                    run->mmio.len,
1474                                    run->mmio.is_write);
1475             ret = 0;
1476             break;
1477         case KVM_EXIT_IRQ_WINDOW_OPEN:
1478             DPRINTF("irq_window_open\n");
1479             ret = EXCP_INTERRUPT;
1480             break;
1481         case KVM_EXIT_SHUTDOWN:
1482             DPRINTF("shutdown\n");
1483             qemu_system_reset_request();
1484             ret = EXCP_INTERRUPT;
1485             break;
1486         case KVM_EXIT_UNKNOWN:
1487             fprintf(stderr, "KVM: unknown exit, hardware reason %" PRIx64 "\n",
1488                     (uint64_t)run->hw.hardware_exit_reason);
1489             ret = -1;
1490             break;
1491         case KVM_EXIT_INTERNAL_ERROR:
1492             ret = kvm_handle_internal_error(env, run);
1493             break;
1494         default:
1495             DPRINTF("kvm_arch_handle_exit\n");
1496             ret = kvm_arch_handle_exit(env, run);
1497             break;
1498         }
1499     } while (ret == 0);
1500
1501     if (ret < 0) {
1502         cpu_dump_state(env, stderr, fprintf, CPU_DUMP_CODE);
1503         vm_stop(RUN_STATE_INTERNAL_ERROR);
1504     }
1505
1506     env->exit_request = 0;
1507     return ret;
1508 }
1509
1510 int kvm_ioctl(KVMState *s, int type, ...)
1511 {
1512     int ret;
1513     void *arg;
1514     va_list ap;
1515
1516     va_start(ap, type);
1517     arg = va_arg(ap, void *);
1518     va_end(ap);
1519
1520     ret = ioctl(s->fd, type, arg);
1521     if (ret == -1) {
1522         ret = -errno;
1523     }
1524     return ret;
1525 }
1526
1527 int kvm_vm_ioctl(KVMState *s, int type, ...)
1528 {
1529     int ret;
1530     void *arg;
1531     va_list ap;
1532
1533     va_start(ap, type);
1534     arg = va_arg(ap, void *);
1535     va_end(ap);
1536
1537     ret = ioctl(s->vmfd, type, arg);
1538     if (ret == -1) {
1539         ret = -errno;
1540     }
1541     return ret;
1542 }
1543
1544 int kvm_vcpu_ioctl(CPUArchState *env, int type, ...)
1545 {
1546     int ret;
1547     void *arg;
1548     va_list ap;
1549
1550     va_start(ap, type);
1551     arg = va_arg(ap, void *);
1552     va_end(ap);
1553
1554     ret = ioctl(env->kvm_fd, type, arg);
1555     if (ret == -1) {
1556         ret = -errno;
1557     }
1558     return ret;
1559 }
1560
1561 int kvm_has_sync_mmu(void)
1562 {
1563     return kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_SYNC_MMU);
1564 }
1565
1566 int kvm_has_vcpu_events(void)
1567 {
1568     return kvm_state->vcpu_events;
1569 }
1570
1571 int kvm_has_robust_singlestep(void)
1572 {
1573     return kvm_state->robust_singlestep;
1574 }
1575
1576 int kvm_has_debugregs(void)
1577 {
1578     return kvm_state->debugregs;
1579 }
1580
1581 int kvm_has_xsave(void)
1582 {
1583     return kvm_state->xsave;
1584 }
1585
1586 int kvm_has_xcrs(void)
1587 {
1588     return kvm_state->xcrs;
1589 }
1590
1591 int kvm_has_pit_state2(void)
1592 {
1593     return kvm_state->pit_state2;
1594 }
1595
1596 int kvm_has_many_ioeventfds(void)
1597 {
1598     if (!kvm_enabled()) {
1599         return 0;
1600     }
1601     return kvm_state->many_ioeventfds;
1602 }
1603
1604 int kvm_has_gsi_routing(void)
1605 {
1606 #ifdef KVM_CAP_IRQ_ROUTING
1607     return kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_IRQ_ROUTING);
1608 #else
1609     return false;
1610 #endif
1611 }
1612
1613 int kvm_allows_irq0_override(void)
1614 {
1615     return !kvm_irqchip_in_kernel() || kvm_has_gsi_routing();
1616 }
1617
1618 void kvm_setup_guest_memory(void *start, size_t size)
1619 {
1620     if (!kvm_has_sync_mmu()) {
1621         int ret = qemu_madvise(start, size, QEMU_MADV_DONTFORK);
1622
1623         if (ret) {
1624             perror("qemu_madvise");
1625             fprintf(stderr,
1626                     "Need MADV_DONTFORK in absence of synchronous KVM MMU\n");
1627             exit(1);
1628         }
1629     }
1630 }
1631
1632 #ifdef KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG
1633 struct kvm_sw_breakpoint *kvm_find_sw_breakpoint(CPUArchState *env,
1634                                                  target_ulong pc)
1635 {
1636     struct kvm_sw_breakpoint *bp;
1637
1638     QTAILQ_FOREACH(bp, &env->kvm_state->kvm_sw_breakpoints, entry) {
1639         if (bp->pc == pc) {
1640             return bp;
1641         }
1642     }
1643     return NULL;
1644 }
1645
1646 int kvm_sw_breakpoints_active(CPUArchState *env)
1647 {
1648     return !QTAILQ_EMPTY(&env->kvm_state->kvm_sw_breakpoints);
1649 }
1650
1651 struct kvm_set_guest_debug_data {
1652     struct kvm_guest_debug dbg;
1653     CPUArchState *env;
1654     int err;
1655 };
1656
1657 static void kvm_invoke_set_guest_debug(void *data)
1658 {
1659     struct kvm_set_guest_debug_data *dbg_data = data;
1660     CPUArchState *env = dbg_data->env;
1661
1662     dbg_data->err = kvm_vcpu_ioctl(env, KVM_SET_GUEST_DEBUG, &dbg_data->dbg);
1663 }
1664
1665 int kvm_update_guest_debug(CPUArchState *env, unsigned long reinject_trap)
1666 {
1667     struct kvm_set_guest_debug_data data;
1668
1669     data.dbg.control = reinject_trap;
1670
1671     if (env->singlestep_enabled) {
1672         data.dbg.control |= KVM_GUESTDBG_ENABLE | KVM_GUESTDBG_SINGLESTEP;
1673     }
1674     kvm_arch_update_guest_debug(env, &data.dbg);
1675     data.env = env;
1676
1677     run_on_cpu(env, kvm_invoke_set_guest_debug, &data);
1678     return data.err;
1679 }
1680
1681 int kvm_insert_breakpoint(CPUArchState *current_env, target_ulong addr,
1682                           target_ulong len, int type)
1683 {
1684     struct kvm_sw_breakpoint *bp;
1685     CPUArchState *env;
1686     int err;
1687
1688     if (type == GDB_BREAKPOINT_SW) {
1689         bp = kvm_find_sw_breakpoint(current_env, addr);
1690         if (bp) {
1691             bp->use_count++;
1692             return 0;
1693         }
1694
1695         bp = g_malloc(sizeof(struct kvm_sw_breakpoint));
1696         if (!bp) {
1697             return -ENOMEM;
1698         }
1699
1700         bp->pc = addr;
1701         bp->use_count = 1;
1702         err = kvm_arch_insert_sw_breakpoint(current_env, bp);
1703         if (err) {
1704             g_free(bp);
1705             return err;
1706         }
1707
1708         QTAILQ_INSERT_HEAD(&current_env->kvm_state->kvm_sw_breakpoints,
1709                           bp, entry);
1710     } else {
1711         err = kvm_arch_insert_hw_breakpoint(addr, len, type);
1712         if (err) {
1713             return err;
1714         }
1715     }
1716
1717     for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
1718         err = kvm_update_guest_debug(env, 0);
1719         if (err) {
1720             return err;
1721         }
1722     }
1723     return 0;
1724 }
1725
1726 int kvm_remove_breakpoint(CPUArchState *current_env, target_ulong addr,
1727                           target_ulong len, int type)
1728 {
1729     struct kvm_sw_breakpoint *bp;
1730     CPUArchState *env;
1731     int err;
1732
1733     if (type == GDB_BREAKPOINT_SW) {
1734         bp = kvm_find_sw_breakpoint(current_env, addr);
1735         if (!bp) {
1736             return -ENOENT;
1737         }
1738
1739         if (bp->use_count > 1) {
1740             bp->use_count--;
1741             return 0;
1742         }
1743
1744         err = kvm_arch_remove_sw_breakpoint(current_env, bp);
1745         if (err) {
1746             return err;
1747         }
1748
1749         QTAILQ_REMOVE(&current_env->kvm_state->kvm_sw_breakpoints, bp, entry);
1750         g_free(bp);
1751     } else {
1752         err = kvm_arch_remove_hw_breakpoint(addr, len, type);
1753         if (err) {
1754             return err;
1755         }
1756     }
1757
1758     for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
1759         err = kvm_update_guest_debug(env, 0);
1760         if (err) {
1761             return err;
1762         }
1763     }
1764     return 0;
1765 }
1766
1767 void kvm_remove_all_breakpoints(CPUArchState *current_env)
1768 {
1769     struct kvm_sw_breakpoint *bp, *next;
1770     KVMState *s = current_env->kvm_state;
1771     CPUArchState *env;
1772
1773     QTAILQ_FOREACH_SAFE(bp, &s->kvm_sw_breakpoints, entry, next) {
1774         if (kvm_arch_remove_sw_breakpoint(current_env, bp) != 0) {
1775             /* Try harder to find a CPU that currently sees the breakpoint. */
1776             for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
1777                 if (kvm_arch_remove_sw_breakpoint(env, bp) == 0) {
1778                     break;
1779                 }
1780             }
1781         }
1782     }
1783     kvm_arch_remove_all_hw_breakpoints();
1784
1785     for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
1786         kvm_update_guest_debug(env, 0);
1787     }
1788 }
1789
1790 #else /* !KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG */
1791
1792 int kvm_update_guest_debug(CPUArchState *env, unsigned long reinject_trap)
1793 {
1794     return -EINVAL;
1795 }
1796
1797 int kvm_insert_breakpoint(CPUArchState *current_env, target_ulong addr,
1798                           target_ulong len, int type)
1799 {
1800     return -EINVAL;
1801 }
1802
1803 int kvm_remove_breakpoint(CPUArchState *current_env, target_ulong addr,
1804                           target_ulong len, int type)
1805 {
1806     return -EINVAL;
1807 }
1808
1809 void kvm_remove_all_breakpoints(CPUArchState *current_env)
1810 {
1811 }
1812 #endif /* !KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG */
1813
1814 int kvm_set_signal_mask(CPUArchState *env, const sigset_t *sigset)
1815 {
1816     struct kvm_signal_mask *sigmask;
1817     int r;
1818
1819     if (!sigset) {
1820         return kvm_vcpu_ioctl(env, KVM_SET_SIGNAL_MASK, NULL);
1821     }
1822
1823     sigmask = g_malloc(sizeof(*sigmask) + sizeof(*sigset));
1824
1825     sigmask->len = 8;
1826     memcpy(sigmask->sigset, sigset, sizeof(*sigset));
1827     r = kvm_vcpu_ioctl(env, KVM_SET_SIGNAL_MASK, sigmask);
1828     g_free(sigmask);
1829
1830     return r;
1831 }
1832
1833 int kvm_set_ioeventfd_mmio(int fd, uint32_t addr, uint32_t val, bool assign,
1834                            uint32_t size)
1835 {
1836     int ret;
1837     struct kvm_ioeventfd iofd;
1838
1839     iofd.datamatch = val;
1840     iofd.addr = addr;
1841     iofd.len = size;
1842     iofd.flags = KVM_IOEVENTFD_FLAG_DATAMATCH;
1843     iofd.fd = fd;
1844
1845     if (!kvm_enabled()) {
1846         return -ENOSYS;
1847     }
1848
1849     if (!assign) {
1850         iofd.flags |= KVM_IOEVENTFD_FLAG_DEASSIGN;
1851     }
1852
1853     ret = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_IOEVENTFD, &iofd);
1854
1855     if (ret < 0) {
1856         return -errno;
1857     }
1858
1859     return 0;
1860 }
1861
1862 int kvm_set_ioeventfd_pio_word(int fd, uint16_t addr, uint16_t val, bool assign)
1863 {
1864     struct kvm_ioeventfd kick = {
1865         .datamatch = val,
1866         .addr = addr,
1867         .len = 2,
1868         .flags = KVM_IOEVENTFD_FLAG_DATAMATCH | KVM_IOEVENTFD_FLAG_PIO,
1869         .fd = fd,
1870     };
1871     int r;
1872     if (!kvm_enabled()) {
1873         return -ENOSYS;
1874     }
1875     if (!assign) {
1876         kick.flags |= KVM_IOEVENTFD_FLAG_DEASSIGN;
1877     }
1878     r = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_IOEVENTFD, &kick);
1879     if (r < 0) {
1880         return r;
1881     }
1882     return 0;
1883 }
1884
1885 int kvm_on_sigbus_vcpu(CPUArchState *env, int code, void *addr)
1886 {
1887     return kvm_arch_on_sigbus_vcpu(env, code, addr);
1888 }
1889
1890 int kvm_on_sigbus(int code, void *addr)
1891 {
1892     return kvm_arch_on_sigbus(code, addr);
1893 }