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/atomic.h"
  25 #include "qemu/option.h"
  26 #include "qemu/config-file.h"
  27 #include "sysemu/sysemu.h"
  28 #include "hw/hw.h"
  29 #include "hw/pci/msi.h"
  30 #include "exec/gdbstub.h"
  31 #include "sysemu/kvm.h"
  32 #include "qemu/bswap.h"
  33 #include "exec/memory.h"
  34 #include "exec/address-spaces.h"
  35 #include "qemu/event_notifier.h"
  36 #include "trace.h"
  37
  38 /* This check must be after config-host.h is included */
  39 #ifdef CONFIG_EVENTFD
  40 #include <sys/eventfd.h>
  41 #endif
  42
  43 #ifdef CONFIG_VALGRIND_H
  44 #include <valgrind/memcheck.h>
  45 #endif
  46
  47 /* KVM uses PAGE_SIZE in its definition of COALESCED_MMIO_MAX */
  48 #define PAGE_SIZE TARGET_PAGE_SIZE
  49
  50 //#define DEBUG_KVM
  51
  52 #ifdef DEBUG_KVM
  53 #define DPRINTF(fmt, ...) \
  54     do { fprintf(stderr, fmt, ## __VA_ARGS__); } while (0)
  55 #else
  56 #define DPRINTF(fmt, ...) \
  57     do { } while (0)
  58 #endif
  59
  60 #define KVM_MSI_HASHTAB_SIZE    256
  61
  62 typedef struct KVMSlot
  63 {
  64     hwaddr start_addr;
  65     ram_addr_t memory_size;
  66     void *ram;
  67     int slot;
  68     int flags;
  69 } KVMSlot;
  70
  71 typedef struct kvm_dirty_log KVMDirtyLog;
  72
  73 struct KVMState
  74 {
  75     KVMSlot slots[32];
  76     int fd;
  77     int vmfd;
  78     int coalesced_mmio;
  79     struct kvm_coalesced_mmio_ring *coalesced_mmio_ring;
  80     bool coalesced_flush_in_progress;
  81     int broken_set_mem_region;
  82     int migration_log;
  83     int vcpu_events;
  84     int robust_singlestep;
  85     int debugregs;
  86 #ifdef KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG
  87     struct kvm_sw_breakpoint_head kvm_sw_breakpoints;
  88 #endif
  89     int pit_state2;
  90     int xsave, xcrs;
  91     int many_ioeventfds;
  92     int intx_set_mask;
  93     /* The man page (and posix) say ioctl numbers are signed int, but
  94      * they're not.  Linux, glibc and *BSD all treat ioctl numbers as
  95      * unsigned, and treating them as signed here can break things */
  96     unsigned irq_set_ioctl;
  97 #ifdef KVM_CAP_IRQ_ROUTING
  98     struct kvm_irq_routing *irq_routes;
  99     int nr_allocated_irq_routes;
 100     uint32_t *used_gsi_bitmap;
 101     unsigned int gsi_count;
 102     QTAILQ_HEAD(msi_hashtab, KVMMSIRoute) msi_hashtab[KVM_MSI_HASHTAB_SIZE];
 103     bool direct_msi;
 104 #endif
 105 };
 106
 107 KVMState *kvm_state;
 108 bool kvm_kernel_irqchip;
 109 bool kvm_async_interrupts_allowed;
 110 bool kvm_halt_in_kernel_allowed;
 111 bool kvm_irqfds_allowed;
 112 bool kvm_msi_via_irqfd_allowed;
 113 bool kvm_gsi_routing_allowed;
 114 bool kvm_allowed;
 115 bool kvm_readonly_mem_allowed;
 116
 117 static const KVMCapabilityInfo kvm_required_capabilites[] = {
 118     KVM_CAP_INFO(USER_MEMORY),
 119     KVM_CAP_INFO(DESTROY_MEMORY_REGION_WORKS),
 120     KVM_CAP_LAST_INFO
 121 };
 122
 123 static KVMSlot *kvm_alloc_slot(KVMState *s)
 124 {
 125     int i;
 126
 127     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
 128         if (s->slots[i].memory_size == 0) {
 129             return &s->slots[i];
 130         }
 131     }
 132
 133     fprintf(stderr, "%s: no free slot available\n", __func__);
 134     abort();
 135 }
 136
 137 static KVMSlot *kvm_lookup_matching_slot(KVMState *s,
 138                                          hwaddr start_addr,
 139                                          hwaddr end_addr)
 140 {
 141     int i;
 142
 143     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
 144         KVMSlot *mem = &s->slots[i];
 145
 146         if (start_addr == mem->start_addr &&
 147             end_addr == mem->start_addr + mem->memory_size) {
 148             return mem;
 149         }
 150     }
 151
 152     return NULL;
 153 }
 154
 155 /*
 156  * Find overlapping slot with lowest start address
 157  */
 158 static KVMSlot *kvm_lookup_overlapping_slot(KVMState *s,
 159                                             hwaddr start_addr,
 160                                             hwaddr end_addr)
 161 {
 162     KVMSlot *found = NULL;
 163     int i;
 164
 165     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
 166         KVMSlot *mem = &s->slots[i];
 167
 168         if (mem->memory_size == 0 ||
 169             (found && found->start_addr < mem->start_addr)) {
 170             continue;
 171         }
 172
 173         if (end_addr > mem->start_addr &&
 174             start_addr < mem->start_addr + mem->memory_size) {
 175             found = mem;
 176         }
 177     }
 178
 179     return found;
 180 }
 181
 182 int kvm_physical_memory_addr_from_host(KVMState *s, void *ram,
 183                                        hwaddr *phys_addr)
 184 {
 185     int i;
 186
 187     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
 188         KVMSlot *mem = &s->slots[i];
 189
 190         if (ram >= mem->ram && ram < mem->ram + mem->memory_size) {
 191             *phys_addr = mem->start_addr + (ram - mem->ram);
 192             return 1;
 193         }
 194     }
 195
 196     return 0;
 197 }
 198
 199 static int kvm_set_user_memory_region(KVMState *s, KVMSlot *slot)
 200 {
 201     struct kvm_userspace_memory_region mem;
 202
 203     mem.slot = slot->slot;
 204     mem.guest_phys_addr = slot->start_addr;
 205     mem.userspace_addr = (unsigned long)slot->ram;
 206     mem.flags = slot->flags;
 207     if (s->migration_log) {
 208         mem.flags |= KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES;
 209     }
 210
 211     if (slot->memory_size && mem.flags & KVM_MEM_READONLY) {
 212         /* Set the slot size to 0 before setting the slot to the desired
 213          * value. This is needed based on KVM commit 75d61fbc. */
 214         mem.memory_size = 0;
 215         kvm_vm_ioctl(s, KVM_SET_USER_MEMORY_REGION, &mem);
 216     }
 217     mem.memory_size = slot->memory_size;
 218     return kvm_vm_ioctl(s, KVM_SET_USER_MEMORY_REGION, &mem);
 219 }
 220
 221 static void kvm_reset_vcpu(void *opaque)
 222 {
 223     CPUState *cpu = opaque;
 224
 225     kvm_arch_reset_vcpu(cpu);
 226 }
 227
 228 int kvm_init_vcpu(CPUState *cpu)
 229 {
 230     KVMState *s = kvm_state;
 231     long mmap_size;
 232     int ret;
 233
 234     DPRINTF("kvm_init_vcpu\n");
 235
 236     ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_CREATE_VCPU, (void *)kvm_arch_vcpu_id(cpu));
 237     if (ret < 0) {
 238         DPRINTF("kvm_create_vcpu failed\n");
 239         goto err;
 240     }
 241
 242     cpu->kvm_fd = ret;
 243     cpu->kvm_state = s;
 244     cpu->kvm_vcpu_dirty = true;
 245
 246     mmap_size = kvm_ioctl(s, KVM_GET_VCPU_MMAP_SIZE, 0);
 247     if (mmap_size < 0) {
 248         ret = mmap_size;
 249         DPRINTF("KVM_GET_VCPU_MMAP_SIZE failed\n");
 250         goto err;
 251     }
 252
 253     cpu->kvm_run = mmap(NULL, mmap_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,
 254                         cpu->kvm_fd, 0);
 255     if (cpu->kvm_run == MAP_FAILED) {
 256         ret = -errno;
 257         DPRINTF("mmap'ing vcpu state failed\n");
 258         goto err;
 259     }
 260
 261     if (s->coalesced_mmio && !s->coalesced_mmio_ring) {
 262         s->coalesced_mmio_ring =
 263             (void *)cpu->kvm_run + s->coalesced_mmio * PAGE_SIZE;
 264     }
 265
 266     ret = kvm_arch_init_vcpu(cpu);
 267     if (ret == 0) {
 268         qemu_register_reset(kvm_reset_vcpu, cpu);
 269         kvm_arch_reset_vcpu(cpu);
 270     }
 271 err:
 272     return ret;
 273 }
 274
 275 /*
 276  * dirty pages logging control
 277  */
 278
 279 static int kvm_mem_flags(KVMState *s, bool log_dirty, bool readonly)
 280 {
 281     int flags = 0;
 282     flags = log_dirty ? KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES : 0;
 283     if (readonly && kvm_readonly_mem_allowed) {
 284         flags |= KVM_MEM_READONLY;
 285     }
 286     return flags;
 287 }
 288
 289 static int kvm_slot_dirty_pages_log_change(KVMSlot *mem, bool log_dirty)
 290 {
 291     KVMState *s = kvm_state;
 292     int flags, mask = KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES;
 293     int old_flags;
 294
 295     old_flags = mem->flags;
 296
 297     flags = (mem->flags & ~mask) | kvm_mem_flags(s, log_dirty, false);
 298     mem->flags = flags;
 299
 300     /* If nothing changed effectively, no need to issue ioctl */
 301     if (s->migration_log) {
 302         flags |= KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES;
 303     }
 304
 305     if (flags == old_flags) {
 306         return 0;
 307     }
 308
 309     return kvm_set_user_memory_region(s, mem);
 310 }
 311
 312 static int kvm_dirty_pages_log_change(hwaddr phys_addr,
 313                                       ram_addr_t size, bool log_dirty)
 314 {
 315     KVMState *s = kvm_state;
 316     KVMSlot *mem = kvm_lookup_matching_slot(s, phys_addr, phys_addr + size);
 317
 318     if (mem == NULL)  {
 319         fprintf(stderr, "BUG: %s: invalid parameters " TARGET_FMT_plx "-"
 320                 TARGET_FMT_plx "\n", __func__, phys_addr,
 321                 (hwaddr)(phys_addr + size - 1));
 322         return -EINVAL;
 323     }
 324     return kvm_slot_dirty_pages_log_change(mem, log_dirty);
 325 }
 326
 327 static void kvm_log_start(MemoryListener *listener,
 328                           MemoryRegionSection *section)
 329 {
 330     int r;
 331
 332     r = kvm_dirty_pages_log_change(section->offset_within_address_space,
 333                                    int128_get64(section->size), true);
 334     if (r < 0) {
 335         abort();
 336     }
 337 }
 338
 339 static void kvm_log_stop(MemoryListener *listener,
 340                           MemoryRegionSection *section)
 341 {
 342     int r;
 343
 344     r = kvm_dirty_pages_log_change(section->offset_within_address_space,
 345                                    int128_get64(section->size), false);
 346     if (r < 0) {
 347         abort();
 348     }
 349 }
 350
 351 static int kvm_set_migration_log(int enable)
 352 {
 353     KVMState *s = kvm_state;
 354     KVMSlot *mem;
 355     int i, err;
 356
 357     s->migration_log = enable;
 358
 359     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
 360         mem = &s->slots[i];
 361
 362         if (!mem->memory_size) {
 363             continue;
 364         }
 365         if (!!(mem->flags & KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES) == enable) {
 366             continue;
 367         }
 368         err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
 369         if (err) {
 370             return err;
 371         }
 372     }
 373     return 0;
 374 }
 375
 376 /* get kvm's dirty pages bitmap and update qemu's */
 377 static int kvm_get_dirty_pages_log_range(MemoryRegionSection *section,
 378                                          unsigned long *bitmap)
 379 {
 380     unsigned int i, j;
 381     unsigned long page_number, c;
 382     hwaddr addr, addr1;
 383     unsigned int pages = int128_get64(section->size) / getpagesize();
 384     unsigned int len = (pages + HOST_LONG_BITS - 1) / HOST_LONG_BITS;
 385     unsigned long hpratio = getpagesize() / TARGET_PAGE_SIZE;
 386
 387     /*
 388      * bitmap-traveling is faster than memory-traveling (for addr...)
 389      * especially when most of the memory is not dirty.
 390      */
 391     for (i = 0; i < len; i++) {
 392         if (bitmap[i] != 0) {
 393             c = leul_to_cpu(bitmap[i]);
 394             do {
 395                 j = ffsl(c) - 1;
 396                 c &= ~(1ul << j);
 397                 page_number = (i * HOST_LONG_BITS + j) * hpratio;
 398                 addr1 = page_number * TARGET_PAGE_SIZE;
 399                 addr = section->offset_within_region + addr1;
 400                 memory_region_set_dirty(section->mr, addr,
 401                                         TARGET_PAGE_SIZE * hpratio);
 402             } while (c != 0);
 403         }
 404     }
 405     return 0;
 406 }
 407
 408 #define ALIGN(x, y)  (((x)+(y)-1) & ~((y)-1))
 409
 410 /**
 411  * kvm_physical_sync_dirty_bitmap - Grab dirty bitmap from kernel space
 412  * This function updates qemu's dirty bitmap using
 413  * memory_region_set_dirty().  This means all bits are set
 414  * to dirty.
 415  *
 416  * @start_add: start of logged region.
 417  * @end_addr: end of logged region.
 418  */
 419 static int kvm_physical_sync_dirty_bitmap(MemoryRegionSection *section)
 420 {
 421     KVMState *s = kvm_state;
 422     unsigned long size, allocated_size = 0;
 423     KVMDirtyLog d;
 424     KVMSlot *mem;
 425     int ret = 0;
 426     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
 427     hwaddr end_addr = start_addr + int128_get64(section->size);
 428
 429     d.dirty_bitmap = NULL;
 430     while (start_addr < end_addr) {
 431         mem = kvm_lookup_overlapping_slot(s, start_addr, end_addr);
 432         if (mem == NULL) {
 433             break;
 434         }
 435
 436         /* XXX bad kernel interface alert
 437          * For dirty bitmap, kernel allocates array of size aligned to
 438          * bits-per-long.  But for case when the kernel is 64bits and
 439          * the userspace is 32bits, userspace can't align to the same
 440          * bits-per-long, since sizeof(long) is different between kernel
 441          * and user space.  This way, userspace will provide buffer which
 442          * may be 4 bytes less than the kernel will use, resulting in
 443          * userspace memory corruption (which is not detectable by valgrind
 444          * too, in most cases).
 445          * So for now, let's align to 64 instead of HOST_LONG_BITS here, in
 446          * a hope that sizeof(long) wont become >8 any time soon.
 447          */
 448         size = ALIGN(((mem->memory_size) >> TARGET_PAGE_BITS),
 449                      /*HOST_LONG_BITS*/ 64) / 8;
 450         if (!d.dirty_bitmap) {
 451             d.dirty_bitmap = g_malloc(size);
 452         } else if (size > allocated_size) {
 453             d.dirty_bitmap = g_realloc(d.dirty_bitmap, size);
 454         }
 455         allocated_size = size;
 456         memset(d.dirty_bitmap, 0, allocated_size);
 457
 458         d.slot = mem->slot;
 459
 460         if (kvm_vm_ioctl(s, KVM_GET_DIRTY_LOG, &d) == -1) {
 461             DPRINTF("ioctl failed %d\n", errno);
 462             ret = -1;
 463             break;
 464         }
 465
 466         kvm_get_dirty_pages_log_range(section, d.dirty_bitmap);
 467         start_addr = mem->start_addr + mem->memory_size;
 468     }
 469     g_free(d.dirty_bitmap);
 470
 471     return ret;
 472 }
 473
 474 static void kvm_coalesce_mmio_region(MemoryListener *listener,
 475                                      MemoryRegionSection *secion,
 476                                      hwaddr start, hwaddr size)
 477 {
 478     KVMState *s = kvm_state;
 479
 480     if (s->coalesced_mmio) {
 481         struct kvm_coalesced_mmio_zone zone;
 482
 483         zone.addr = start;
 484         zone.size = size;
 485         zone.pad = 0;
 486
 487         (void)kvm_vm_ioctl(s, KVM_REGISTER_COALESCED_MMIO, &zone);
 488     }
 489 }
 490
 491 static void kvm_uncoalesce_mmio_region(MemoryListener *listener,
 492                                        MemoryRegionSection *secion,
 493                                        hwaddr start, hwaddr size)
 494 {
 495     KVMState *s = kvm_state;
 496
 497     if (s->coalesced_mmio) {
 498         struct kvm_coalesced_mmio_zone zone;
 499
 500         zone.addr = start;
 501         zone.size = size;
 502         zone.pad = 0;
 503
 504         (void)kvm_vm_ioctl(s, KVM_UNREGISTER_COALESCED_MMIO, &zone);
 505     }
 506 }
 507
 508 int kvm_check_extension(KVMState *s, unsigned int extension)
 509 {
 510     int ret;
 511
 512     ret = kvm_ioctl(s, KVM_CHECK_EXTENSION, extension);
 513     if (ret < 0) {
 514         ret = 0;
 515     }
 516
 517     return ret;
 518 }
 519
 520 static int kvm_set_ioeventfd_mmio(int fd, uint32_t addr, uint32_t val,
 521                                   bool assign, uint32_t size, bool datamatch)
 522 {
 523     int ret;
 524     struct kvm_ioeventfd iofd;
 525
 526     iofd.datamatch = datamatch ? val : 0;
 527     iofd.addr = addr;
 528     iofd.len = size;
 529     iofd.flags = 0;
 530     iofd.fd = fd;
 531
 532     if (!kvm_enabled()) {
 533         return -ENOSYS;
 534     }
 535
 536     if (datamatch) {
 537         iofd.flags |= KVM_IOEVENTFD_FLAG_DATAMATCH;
 538     }
 539     if (!assign) {
 540         iofd.flags |= KVM_IOEVENTFD_FLAG_DEASSIGN;
 541     }
 542
 543     ret = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_IOEVENTFD, &iofd);
 544
 545     if (ret < 0) {
 546         return -errno;
 547     }
 548
 549     return 0;
 550 }
 551
 552 static int kvm_set_ioeventfd_pio(int fd, uint16_t addr, uint16_t val,
 553                                  bool assign, uint32_t size, bool datamatch)
 554 {
 555     struct kvm_ioeventfd kick = {
 556         .datamatch = datamatch ? val : 0,
 557         .addr = addr,
 558         .flags = KVM_IOEVENTFD_FLAG_PIO,
 559         .len = size,
 560         .fd = fd,
 561     };
 562     int r;
 563     if (!kvm_enabled()) {
 564         return -ENOSYS;
 565     }
 566     if (datamatch) {
 567         kick.flags |= KVM_IOEVENTFD_FLAG_DATAMATCH;
 568     }
 569     if (!assign) {
 570         kick.flags |= KVM_IOEVENTFD_FLAG_DEASSIGN;
 571     }
 572     r = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_IOEVENTFD, &kick);
 573     if (r < 0) {
 574         return r;
 575     }
 576     return 0;
 577 }
 578
 579
 580 static int kvm_check_many_ioeventfds(void)
 581 {
 582     /* Userspace can use ioeventfd for io notification.  This requires a host
 583      * that supports eventfd(2) and an I/O thread; since eventfd does not
 584      * support SIGIO it cannot interrupt the vcpu.
 585      *
 586      * Older kernels have a 6 device limit on the KVM io bus.  Find out so we
 587      * can avoid creating too many ioeventfds.
 588      */
 589 #if defined(CONFIG_EVENTFD)
 590     int ioeventfds[7];
 591     int i, ret = 0;
 592     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(ioeventfds); i++) {
 593         ioeventfds[i] = eventfd(0, EFD_CLOEXEC);
 594         if (ioeventfds[i] < 0) {
 595             break;
 596         }
 597         ret = kvm_set_ioeventfd_pio(ioeventfds[i], 0, i, true, 2, true);
 598         if (ret < 0) {
 599             close(ioeventfds[i]);
 600             break;
 601         }
 602     }
 603
 604     /* Decide whether many devices are supported or not */
 605     ret = i == ARRAY_SIZE(ioeventfds);
 606
 607     while (i-- > 0) {
 608         kvm_set_ioeventfd_pio(ioeventfds[i], 0, i, false, 2, true);
 609         close(ioeventfds[i]);
 610     }
 611     return ret;
 612 #else
 613     return 0;
 614 #endif
 615 }
 616
 617 static const KVMCapabilityInfo *
 618 kvm_check_extension_list(KVMState *s, const KVMCapabilityInfo *list)
 619 {
 620     while (list->name) {
 621         if (!kvm_check_extension(s, list->value)) {
 622             return list;
 623         }
 624         list++;
 625     }
 626     return NULL;
 627 }
 628
 629 static void kvm_set_phys_mem(MemoryRegionSection *section, bool add)
 630 {
 631     KVMState *s = kvm_state;
 632     KVMSlot *mem, old;
 633     int err;
 634     MemoryRegion *mr = section->mr;
 635     bool log_dirty = memory_region_is_logging(mr);
 636     bool writeable = !mr->readonly && !mr->rom_device;
 637     bool readonly_flag = mr->readonly || memory_region_is_romd(mr);
 638     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
 639     ram_addr_t size = int128_get64(section->size);
 640     void *ram = NULL;
 641     unsigned delta;
 642
 643     /* kvm works in page size chunks, but the function may be called
 644        with sub-page size and unaligned start address. */
 645     delta = TARGET_PAGE_ALIGN(size) - size;
 646     if (delta > size) {
 647         return;
 648     }
 649     start_addr += delta;
 650     size -= delta;
 651     size &= TARGET_PAGE_MASK;
 652     if (!size || (start_addr & ~TARGET_PAGE_MASK)) {
 653         return;
 654     }
 655
 656     if (!memory_region_is_ram(mr)) {
 657         if (writeable || !kvm_readonly_mem_allowed) {
 658             return;
 659         } else if (!mr->romd_mode) {
 660             /* If the memory device is not in romd_mode, then we actually want
 661              * to remove the kvm memory slot so all accesses will trap. */
 662             add = false;
 663         }
 664     }
 665
 666     ram = memory_region_get_ram_ptr(mr) + section->offset_within_region + delta;
 667
 668     while (1) {
 669         mem = kvm_lookup_overlapping_slot(s, start_addr, start_addr + size);
 670         if (!mem) {
 671             break;
 672         }
 673
 674         if (add && start_addr >= mem->start_addr &&
 675             (start_addr + size <= mem->start_addr + mem->memory_size) &&
 676             (ram - start_addr == mem->ram - mem->start_addr)) {
 677             /* The new slot fits into the existing one and comes with
 678              * identical parameters - update flags and done. */
 679             kvm_slot_dirty_pages_log_change(mem, log_dirty);
 680             return;
 681         }
 682
 683         old = *mem;
 684
 685         if (mem->flags & KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES) {
 686             kvm_physical_sync_dirty_bitmap(section);
 687         }
 688
 689         /* unregister the overlapping slot */
 690         mem->memory_size = 0;
 691         err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
 692         if (err) {
 693             fprintf(stderr, "%s: error unregistering overlapping slot: %s\n",
 694                     __func__, strerror(-err));
 695             abort();
 696         }
 697
 698         /* Workaround for older KVM versions: we can't join slots, even not by
 699          * unregistering the previous ones and then registering the larger
 700          * slot. We have to maintain the existing fragmentation. Sigh.
 701          *
 702          * This workaround assumes that the new slot starts at the same
 703          * address as the first existing one. If not or if some overlapping
 704          * slot comes around later, we will fail (not seen in practice so far)
 705          * - and actually require a recent KVM version. */
 706         if (s->broken_set_mem_region &&
 707             old.start_addr == start_addr && old.memory_size < size && add) {
 708             mem = kvm_alloc_slot(s);
 709             mem->memory_size = old.memory_size;
 710             mem->start_addr = old.start_addr;
 711             mem->ram = old.ram;
 712             mem->flags = kvm_mem_flags(s, log_dirty, readonly_flag);
 713
 714             err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
 715             if (err) {
 716                 fprintf(stderr, "%s: error updating slot: %s\n", __func__,
 717                         strerror(-err));
 718                 abort();
 719             }
 720
 721             start_addr += old.memory_size;
 722             ram += old.memory_size;
 723             size -= old.memory_size;
 724             continue;
 725         }
 726
 727         /* register prefix slot */
 728         if (old.start_addr < start_addr) {
 729             mem = kvm_alloc_slot(s);
 730             mem->memory_size = start_addr - old.start_addr;
 731             mem->start_addr = old.start_addr;
 732             mem->ram = old.ram;
 733             mem->flags =  kvm_mem_flags(s, log_dirty, readonly_flag);
 734
 735             err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
 736             if (err) {
 737                 fprintf(stderr, "%s: error registering prefix slot: %s\n",
 738                         __func__, strerror(-err));
 739 #ifdef TARGET_PPC
 740                 fprintf(stderr, "%s: This is probably because your kernel's " \
 741                                 "PAGE_SIZE is too big. Please try to use 4k " \
 742                                 "PAGE_SIZE!\n", __func__);
 743 #endif
 744                 abort();
 745             }
 746         }
 747
 748         /* register suffix slot */
 749         if (old.start_addr + old.memory_size > start_addr + size) {
 750             ram_addr_t size_delta;
 751
 752             mem = kvm_alloc_slot(s);
 753             mem->start_addr = start_addr + size;
 754             size_delta = mem->start_addr - old.start_addr;
 755             mem->memory_size = old.memory_size - size_delta;
 756             mem->ram = old.ram + size_delta;
 757             mem->flags = kvm_mem_flags(s, log_dirty, readonly_flag);
 758
 759             err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
 760             if (err) {
 761                 fprintf(stderr, "%s: error registering suffix slot: %s\n",
 762                         __func__, strerror(-err));
 763                 abort();
 764             }
 765         }
 766     }
 767
 768     /* in case the KVM bug workaround already "consumed" the new slot */
 769     if (!size) {
 770         return;
 771     }
 772     if (!add) {
 773         return;
 774     }
 775     mem = kvm_alloc_slot(s);
 776     mem->memory_size = size;
 777     mem->start_addr = start_addr;
 778     mem->ram = ram;
 779     mem->flags = kvm_mem_flags(s, log_dirty, readonly_flag);
 780
 781     err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
 782     if (err) {
 783         fprintf(stderr, "%s: error registering slot: %s\n", __func__,
 784                 strerror(-err));
 785         abort();
 786     }
 787 }
 788
 789 static void kvm_region_add(MemoryListener *listener,
 790                            MemoryRegionSection *section)
 791 {
 792     kvm_set_phys_mem(section, true);
 793 }
 794
 795 static void kvm_region_del(MemoryListener *listener,
 796                            MemoryRegionSection *section)
 797 {
 798     kvm_set_phys_mem(section, false);
 799 }
 800
 801 static void kvm_log_sync(MemoryListener *listener,
 802                          MemoryRegionSection *section)
 803 {
 804     int r;
 805
 806     r = kvm_physical_sync_dirty_bitmap(section);
 807     if (r < 0) {
 808         abort();
 809     }
 810 }
 811
 812 static void kvm_log_global_start(struct MemoryListener *listener)
 813 {
 814     int r;
 815
 816     r = kvm_set_migration_log(1);
 817     assert(r >= 0);
 818 }
 819
 820 static void kvm_log_global_stop(struct MemoryListener *listener)
 821 {
 822     int r;
 823
 824     r = kvm_set_migration_log(0);
 825     assert(r >= 0);
 826 }
 827
 828 static void kvm_mem_ioeventfd_add(MemoryListener *listener,
 829                                   MemoryRegionSection *section,
 830                                   bool match_data, uint64_t data,
 831                                   EventNotifier *e)
 832 {
 833     int fd = event_notifier_get_fd(e);
 834     int r;
 835
 836     r = kvm_set_ioeventfd_mmio(fd, section->offset_within_address_space,
 837                                data, true, int128_get64(section->size),
 838                                match_data);
 839     if (r < 0) {
 840         abort();
 841     }
 842 }
 843
 844 static void kvm_mem_ioeventfd_del(MemoryListener *listener,
 845                                   MemoryRegionSection *section,
 846                                   bool match_data, uint64_t data,
 847                                   EventNotifier *e)
 848 {
 849     int fd = event_notifier_get_fd(e);
 850     int r;
 851
 852     r = kvm_set_ioeventfd_mmio(fd, section->offset_within_address_space,
 853                                data, false, int128_get64(section->size),
 854                                match_data);
 855     if (r < 0) {
 856         abort();
 857     }
 858 }
 859
 860 static void kvm_io_ioeventfd_add(MemoryListener *listener,
 861                                  MemoryRegionSection *section,
 862                                  bool match_data, uint64_t data,
 863                                  EventNotifier *e)
 864 {
 865     int fd = event_notifier_get_fd(e);
 866     int r;
 867
 868     r = kvm_set_ioeventfd_pio(fd, section->offset_within_address_space,
 869                               data, true, int128_get64(section->size),
 870                               match_data);
 871     if (r < 0) {
 872         abort();
 873     }
 874 }
 875
 876 static void kvm_io_ioeventfd_del(MemoryListener *listener,
 877                                  MemoryRegionSection *section,
 878                                  bool match_data, uint64_t data,
 879                                  EventNotifier *e)
 880
 881 {
 882     int fd = event_notifier_get_fd(e);
 883     int r;
 884
 885     r = kvm_set_ioeventfd_pio(fd, section->offset_within_address_space,
 886                               data, false, int128_get64(section->size),
 887                               match_data);
 888     if (r < 0) {
 889         abort();
 890     }
 891 }
 892
 893 static MemoryListener kvm_memory_listener = {
 894     .region_add = kvm_region_add,
 895     .region_del = kvm_region_del,
 896     .log_start = kvm_log_start,
 897     .log_stop = kvm_log_stop,
 898     .log_sync = kvm_log_sync,
 899     .log_global_start = kvm_log_global_start,
 900     .log_global_stop = kvm_log_global_stop,
 901     .eventfd_add = kvm_mem_ioeventfd_add,
 902     .eventfd_del = kvm_mem_ioeventfd_del,
 903     .coalesced_mmio_add = kvm_coalesce_mmio_region,
 904     .coalesced_mmio_del = kvm_uncoalesce_mmio_region,
 905     .priority = 10,
 906 };
 907
 908 static MemoryListener kvm_io_listener = {
 909     .eventfd_add = kvm_io_ioeventfd_add,
 910     .eventfd_del = kvm_io_ioeventfd_del,
 911     .priority = 10,
 912 };
 913
 914 static void kvm_handle_interrupt(CPUState *cpu, int mask)
 915 {
 916     cpu->interrupt_request |= mask;
 917
 918     if (!qemu_cpu_is_self(cpu)) {
 919         qemu_cpu_kick(cpu);
 920     }
 921 }
 922
 923 int kvm_set_irq(KVMState *s, int irq, int level)
 924 {
 925     struct kvm_irq_level event;
 926     int ret;
 927
 928     assert(kvm_async_interrupts_enabled());
 929
 930     event.level = level;
 931     event.irq = irq;
 932     ret = kvm_vm_ioctl(s, s->irq_set_ioctl, &event);
 933     if (ret < 0) {
 934         perror("kvm_set_irq");
 935         abort();
 936     }
 937
 938     return (s->irq_set_ioctl == KVM_IRQ_LINE) ? 1 : event.status;
 939 }
 940
 941 #ifdef KVM_CAP_IRQ_ROUTING
 942 typedef struct KVMMSIRoute {
 943     struct kvm_irq_routing_entry kroute;
 944     QTAILQ_ENTRY(KVMMSIRoute) entry;
 945 } KVMMSIRoute;
 946
 947 static void set_gsi(KVMState *s, unsigned int gsi)
 948 {
 949     s->used_gsi_bitmap[gsi / 32] |= 1U << (gsi % 32);
 950 }
 951
 952 static void clear_gsi(KVMState *s, unsigned int gsi)
 953 {
 954     s->used_gsi_bitmap[gsi / 32] &= ~(1U << (gsi % 32));
 955 }
 956
 957 void kvm_init_irq_routing(KVMState *s)
 958 {
 959     int gsi_count, i;
 960
 961     gsi_count = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_IRQ_ROUTING);
 962     if (gsi_count > 0) {
 963         unsigned int gsi_bits, i;
 964
 965         /* Round up so we can search ints using ffs */
 966         gsi_bits = ALIGN(gsi_count, 32);
 967         s->used_gsi_bitmap = g_malloc0(gsi_bits / 8);
 968         s->gsi_count = gsi_count;
 969
 970         /* Mark any over-allocated bits as already in use */
 971         for (i = gsi_count; i < gsi_bits; i++) {
 972             set_gsi(s, i);
 973         }
 974     }
 975
 976     s->irq_routes = g_malloc0(sizeof(*s->irq_routes));
 977     s->nr_allocated_irq_routes = 0;
 978
 979     if (!s->direct_msi) {
 980         for (i = 0; i < KVM_MSI_HASHTAB_SIZE; i++) {
 981             QTAILQ_INIT(&s->msi_hashtab[i]);
 982         }
 983     }
 984
 985     kvm_arch_init_irq_routing(s);
 986 }
 987
 988 void kvm_irqchip_commit_routes(KVMState *s)
 989 {
 990     int ret;
 991
 992     s->irq_routes->flags = 0;
 993     ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_SET_GSI_ROUTING, s->irq_routes);
 994     assert(ret == 0);
 995 }
 996
 997 static void kvm_add_routing_entry(KVMState *s,
 998                                   struct kvm_irq_routing_entry *entry)
 999 {
1000     struct kvm_irq_routing_entry *new;
1001     int n, size;
1002
1003     if (s->irq_routes->nr == s->nr_allocated_irq_routes) {
1004         n = s->nr_allocated_irq_routes * 2;
1005         if (n < 64) {
1006             n = 64;
1007         }
1008         size = sizeof(struct kvm_irq_routing);
1009         size += n * sizeof(*new);
1010         s->irq_routes = g_realloc(s->irq_routes, size);
1011         s->nr_allocated_irq_routes = n;
1012     }
1013     n = s->irq_routes->nr++;
1014     new = &s->irq_routes->entries[n];
1015     memset(new, 0, sizeof(*new));
1016     new->gsi = entry->gsi;
1017     new->type = entry->type;
1018     new->flags = entry->flags;
1019     new->u = entry->u;
1020
1021     set_gsi(s, entry->gsi);
1022 }
1023
1024 static int kvm_update_routing_entry(KVMState *s,
1025                                     struct kvm_irq_routing_entry *new_entry)
1026 {
1027     struct kvm_irq_routing_entry *entry;
1028     int n;
1029
1030     for (n = 0; n < s->irq_routes->nr; n++) {
1031         entry = &s->irq_routes->entries[n];
1032         if (entry->gsi != new_entry->gsi) {
1033             continue;
1034         }
1035
1036         entry->type = new_entry->type;
1037         entry->flags = new_entry->flags;
1038         entry->u = new_entry->u;
1039
1040         kvm_irqchip_commit_routes(s);
1041
1042         return 0;
1043     }
1044
1045     return -ESRCH;
1046 }
1047
1048 void kvm_irqchip_add_irq_route(KVMState *s, int irq, int irqchip, int pin)
1049 {
1050     struct kvm_irq_routing_entry e;
1051
1052     assert(pin < s->gsi_count);
1053
1054     e.gsi = irq;
1055     e.type = KVM_IRQ_ROUTING_IRQCHIP;
1056     e.flags = 0;
1057     e.u.irqchip.irqchip = irqchip;
1058     e.u.irqchip.pin = pin;
1059     kvm_add_routing_entry(s, &e);
1060 }
1061
1062 void kvm_irqchip_release_virq(KVMState *s, int virq)
1063 {
1064     struct kvm_irq_routing_entry *e;
1065     int i;
1066
1067     for (i = 0; i < s->irq_routes->nr; i++) {
1068         e = &s->irq_routes->entries[i];
1069         if (e->gsi == virq) {
1070             s->irq_routes->nr--;
1071             *e = s->irq_routes->entries[s->irq_routes->nr];
1072         }
1073     }
1074     clear_gsi(s, virq);
1075 }
1076
1077 static unsigned int kvm_hash_msi(uint32_t data)
1078 {
1079     /* This is optimized for IA32 MSI layout. However, no other arch shall
1080      * repeat the mistake of not providing a direct MSI injection API. */
1081     return data & 0xff;
1082 }
1083
1084 static void kvm_flush_dynamic_msi_routes(KVMState *s)
1085 {
1086     KVMMSIRoute *route, *next;
1087     unsigned int hash;
1088
1089     for (hash = 0; hash < KVM_MSI_HASHTAB_SIZE; hash++) {
1090         QTAILQ_FOREACH_SAFE(route, &s->msi_hashtab[hash], entry, next) {
1091             kvm_irqchip_release_virq(s, route->kroute.gsi);
1092             QTAILQ_REMOVE(&s->msi_hashtab[hash], route, entry);
1093             g_free(route);
1094         }
1095     }
1096 }
1097
1098 static int kvm_irqchip_get_virq(KVMState *s)
1099 {
1100     uint32_t *word = s->used_gsi_bitmap;
1101     int max_words = ALIGN(s->gsi_count, 32) / 32;
1102     int i, bit;
1103     bool retry = true;
1104
1105 again:
1106     /* Return the lowest unused GSI in the bitmap */
1107     for (i = 0; i < max_words; i++) {
1108         bit = ffs(~word[i]);
1109         if (!bit) {
1110             continue;
1111         }
1112
1113         return bit - 1 + i * 32;
1114     }
1115     if (!s->direct_msi && retry) {
1116         retry = false;
1117         kvm_flush_dynamic_msi_routes(s);
1118         goto again;
1119     }
1120     return -ENOSPC;
1121
1122 }
1123
1124 static KVMMSIRoute *kvm_lookup_msi_route(KVMState *s, MSIMessage msg)
1125 {
1126     unsigned int hash = kvm_hash_msi(msg.data);
1127     KVMMSIRoute *route;
1128
1129     QTAILQ_FOREACH(route, &s->msi_hashtab[hash], entry) {
1130         if (route->kroute.u.msi.address_lo == (uint32_t)msg.address &&
1131             route->kroute.u.msi.address_hi == (msg.address >> 32) &&
1132             route->kroute.u.msi.data == le32_to_cpu(msg.data)) {
1133             return route;
1134         }
1135     }
1136     return NULL;
1137 }
1138
1139 int kvm_irqchip_send_msi(KVMState *s, MSIMessage msg)
1140 {
1141     struct kvm_msi msi;
1142     KVMMSIRoute *route;
1143
1144     if (s->direct_msi) {
1145         msi.address_lo = (uint32_t)msg.address;
1146         msi.address_hi = msg.address >> 32;
1147         msi.data = le32_to_cpu(msg.data);
1148         msi.flags = 0;
1149         memset(msi.pad, 0, sizeof(msi.pad));
1150
1151         return kvm_vm_ioctl(s, KVM_SIGNAL_MSI, &msi);
1152     }
1153
1154     route = kvm_lookup_msi_route(s, msg);
1155     if (!route) {
1156         int virq;
1157
1158         virq = kvm_irqchip_get_virq(s);
1159         if (virq < 0) {
1160             return virq;
1161         }
1162
1163         route = g_malloc(sizeof(KVMMSIRoute));
1164         route->kroute.gsi = virq;
1165         route->kroute.type = KVM_IRQ_ROUTING_MSI;
1166         route->kroute.flags = 0;
1167         route->kroute.u.msi.address_lo = (uint32_t)msg.address;
1168         route->kroute.u.msi.address_hi = msg.address >> 32;
1169         route->kroute.u.msi.data = le32_to_cpu(msg.data);
1170
1171         kvm_add_routing_entry(s, &route->kroute);
1172         kvm_irqchip_commit_routes(s);
1173
1174         QTAILQ_INSERT_TAIL(&s->msi_hashtab[kvm_hash_msi(msg.data)], route,
1175                            entry);
1176     }
1177
1178     assert(route->kroute.type == KVM_IRQ_ROUTING_MSI);
1179
1180     return kvm_set_irq(s, route->kroute.gsi, 1);
1181 }
1182
1183 int kvm_irqchip_add_msi_route(KVMState *s, MSIMessage msg)
1184 {
1185     struct kvm_irq_routing_entry kroute;
1186     int virq;
1187
1188     if (!kvm_gsi_routing_enabled()) {
1189         return -ENOSYS;
1190     }
1191
1192     virq = kvm_irqchip_get_virq(s);
1193     if (virq < 0) {
1194         return virq;
1195     }
1196
1197     kroute.gsi = virq;
1198     kroute.type = KVM_IRQ_ROUTING_MSI;
1199     kroute.flags = 0;
1200     kroute.u.msi.address_lo = (uint32_t)msg.address;
1201     kroute.u.msi.address_hi = msg.address >> 32;
1202     kroute.u.msi.data = le32_to_cpu(msg.data);
1203
1204     kvm_add_routing_entry(s, &kroute);
1205     kvm_irqchip_commit_routes(s);
1206
1207     return virq;
1208 }
1209
1210 int kvm_irqchip_update_msi_route(KVMState *s, int virq, MSIMessage msg)
1211 {
1212     struct kvm_irq_routing_entry kroute;
1213
1214     if (!kvm_irqchip_in_kernel()) {
1215         return -ENOSYS;
1216     }
1217
1218     kroute.gsi = virq;
1219     kroute.type = KVM_IRQ_ROUTING_MSI;
1220     kroute.flags = 0;
1221     kroute.u.msi.address_lo = (uint32_t)msg.address;
1222     kroute.u.msi.address_hi = msg.address >> 32;
1223     kroute.u.msi.data = le32_to_cpu(msg.data);
1224
1225     return kvm_update_routing_entry(s, &kroute);
1226 }
1227
1228 static int kvm_irqchip_assign_irqfd(KVMState *s, int fd, int virq, bool assign)
1229 {
1230     struct kvm_irqfd irqfd = {
1231         .fd = fd,
1232         .gsi = virq,
1233         .flags = assign ? 0 : KVM_IRQFD_FLAG_DEASSIGN,
1234     };
1235
1236     if (!kvm_irqfds_enabled()) {
1237         return -ENOSYS;
1238     }
1239
1240     return kvm_vm_ioctl(s, KVM_IRQFD, &irqfd);
1241 }
1242
1243 #else /* !KVM_CAP_IRQ_ROUTING */
1244
1245 void kvm_init_irq_routing(KVMState *s)
1246 {
1247 }
1248
1249 void kvm_irqchip_release_virq(KVMState *s, int virq)
1250 {
1251 }
1252
1253 int kvm_irqchip_send_msi(KVMState *s, MSIMessage msg)
1254 {
1255     abort();
1256 }
1257
1258 int kvm_irqchip_add_msi_route(KVMState *s, MSIMessage msg)
1259 {
1260     return -ENOSYS;
1261 }
1262
1263 static int kvm_irqchip_assign_irqfd(KVMState *s, int fd, int virq, bool assign)
1264 {
1265     abort();
1266 }
1267
1268 int kvm_irqchip_update_msi_route(KVMState *s, int virq, MSIMessage msg)
1269 {
1270     return -ENOSYS;
1271 }
1272 #endif /* !KVM_CAP_IRQ_ROUTING */
1273
1274 int kvm_irqchip_add_irqfd_notifier(KVMState *s, EventNotifier *n, int virq)
1275 {
1276     return kvm_irqchip_assign_irqfd(s, event_notifier_get_fd(n), virq, true);
1277 }
1278
1279 int kvm_irqchip_remove_irqfd_notifier(KVMState *s, EventNotifier *n, int virq)
1280 {
1281     return kvm_irqchip_assign_irqfd(s, event_notifier_get_fd(n), virq, false);
1282 }
1283
1284 static int kvm_irqchip_create(KVMState *s)
1285 {
1286     QemuOptsList *list = qemu_find_opts("machine");
1287     int ret;
1288
1289     if (QTAILQ_EMPTY(&list->head) ||
1290         !qemu_opt_get_bool(QTAILQ_FIRST(&list->head),
1291                            "kernel_irqchip", true) ||
1292         !kvm_check_extension(s, KVM_CAP_IRQCHIP)) {
1293         return 0;
1294     }
1295
1296     ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_CREATE_IRQCHIP);
1297     if (ret < 0) {
1298         fprintf(stderr, "Create kernel irqchip failed\n");
1299         return ret;
1300     }
1301
1302     kvm_kernel_irqchip = true;
1303     /* If we have an in-kernel IRQ chip then we must have asynchronous
1304      * interrupt delivery (though the reverse is not necessarily true)
1305      */
1306     kvm_async_interrupts_allowed = true;
1307     kvm_halt_in_kernel_allowed = true;
1308
1309     kvm_init_irq_routing(s);
1310
1311     return 0;
1312 }
1313
1314 static int kvm_max_vcpus(KVMState *s)
1315 {
1316     int ret;
1317
1318     /* Find number of supported CPUs using the recommended
1319      * procedure from the kernel API documentation to cope with
1320      * older kernels that may be missing capabilities.
1321      */
1322     ret = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_MAX_VCPUS);
1323     if (ret) {
1324         return ret;
1325     }
1326     ret = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_NR_VCPUS);
1327     if (ret) {
1328         return ret;
1329     }
1330
1331     return 4;
1332 }
1333
1334 int kvm_init(void)
1335 {
1336     static const char upgrade_note[] =
1337         "Please upgrade to at least kernel 2.6.29 or recent kvm-kmod\n"
1338         "(see http://sourceforge.net/projects/kvm).\n";
1339     KVMState *s;
1340     const KVMCapabilityInfo *missing_cap;
1341     int ret;
1342     int i;
1343     int max_vcpus;
1344
1345     s = g_malloc0(sizeof(KVMState));
1346
1347     /*
1348      * On systems where the kernel can support different base page
1349      * sizes, host page size may be different from TARGET_PAGE_SIZE,
1350      * even with KVM.  TARGET_PAGE_SIZE is assumed to be the minimum
1351      * page size for the system though.
1352      */
1353     assert(TARGET_PAGE_SIZE <= getpagesize());
1354
1355 #ifdef KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG
1356     QTAILQ_INIT(&s->kvm_sw_breakpoints);
1357 #endif
1358     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
1359         s->slots[i].slot = i;
1360     }
1361     s->vmfd = -1;
1362     s->fd = qemu_open("/dev/kvm", O_RDWR);
1363     if (s->fd == -1) {
1364         fprintf(stderr, "Could not access KVM kernel module: %m\n");
1365         ret = -errno;
1366         goto err;
1367     }
1368
1369     ret = kvm_ioctl(s, KVM_GET_API_VERSION, 0);
1370     if (ret < KVM_API_VERSION) {
1371         if (ret > 0) {
1372             ret = -EINVAL;
1373         }
1374         fprintf(stderr, "kvm version too old\n");
1375         goto err;
1376     }
1377
1378     if (ret > KVM_API_VERSION) {
1379         ret = -EINVAL;
1380         fprintf(stderr, "kvm version not supported\n");
1381         goto err;
1382     }
1383
1384     max_vcpus = kvm_max_vcpus(s);
1385     if (smp_cpus > max_vcpus) {
1386         ret = -EINVAL;
1387         fprintf(stderr, "Number of SMP cpus requested (%d) exceeds max cpus "
1388                 "supported by KVM (%d)\n", smp_cpus, max_vcpus);
1389         goto err;
1390     }
1391
1392     s->vmfd = kvm_ioctl(s, KVM_CREATE_VM, 0);
1393     if (s->vmfd < 0) {
1394 #ifdef TARGET_S390X
1395         fprintf(stderr, "Please add the 'switch_amode' kernel parameter to "
1396                         "your host kernel command line\n");
1397 #endif
1398         ret = s->vmfd;
1399         goto err;
1400     }
1401
1402     missing_cap = kvm_check_extension_list(s, kvm_required_capabilites);
1403     if (!missing_cap) {
1404         missing_cap =
1405             kvm_check_extension_list(s, kvm_arch_required_capabilities);
1406     }
1407     if (missing_cap) {
1408         ret = -EINVAL;
1409         fprintf(stderr, "kvm does not support %s\n%s",
1410                 missing_cap->name, upgrade_note);
1411         goto err;
1412     }
1413
1414     s->coalesced_mmio = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_COALESCED_MMIO);
1415
1416     s->broken_set_mem_region = 1;
1417     ret = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_JOIN_MEMORY_REGIONS_WORKS);
1418     if (ret > 0) {
1419         s->broken_set_mem_region = 0;
1420     }
1421
1422 #ifdef KVM_CAP_VCPU_EVENTS
1423     s->vcpu_events = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_VCPU_EVENTS);
1424 #endif
1425
1426     s->robust_singlestep =
1427         kvm_check_extension(s, KVM_CAP_X86_ROBUST_SINGLESTEP);
1428
1429 #ifdef KVM_CAP_DEBUGREGS
1430     s->debugregs = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_DEBUGREGS);
1431 #endif
1432
1433 #ifdef KVM_CAP_XSAVE
1434     s->xsave = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_XSAVE);
1435 #endif
1436
1437 #ifdef KVM_CAP_XCRS
1438     s->xcrs = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_XCRS);
1439 #endif
1440
1441 #ifdef KVM_CAP_PIT_STATE2
1442     s->pit_state2 = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_PIT_STATE2);
1443 #endif
1444
1445 #ifdef KVM_CAP_IRQ_ROUTING
1446     s->direct_msi = (kvm_check_extension(s, KVM_CAP_SIGNAL_MSI) > 0);
1447 #endif
1448
1449     s->intx_set_mask = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_PCI_2_3);
1450
1451     s->irq_set_ioctl = KVM_IRQ_LINE;
1452     if (kvm_check_extension(s, KVM_CAP_IRQ_INJECT_STATUS)) {
1453         s->irq_set_ioctl = KVM_IRQ_LINE_STATUS;
1454     }
1455
1456 #ifdef KVM_CAP_READONLY_MEM
1457     kvm_readonly_mem_allowed =
1458         (kvm_check_extension(s, KVM_CAP_READONLY_MEM) > 0);
1459 #endif
1460
1461     ret = kvm_arch_init(s);
1462     if (ret < 0) {
1463         goto err;
1464     }
1465
1466     ret = kvm_irqchip_create(s);
1467     if (ret < 0) {
1468         goto err;
1469     }
1470
1471     kvm_state = s;
1472     memory_listener_register(&kvm_memory_listener, &address_space_memory);
1473     memory_listener_register(&kvm_io_listener, &address_space_io);
1474
1475     s->many_ioeventfds = kvm_check_many_ioeventfds();
1476
1477     cpu_interrupt_handler = kvm_handle_interrupt;
1478
1479     return 0;
1480
1481 err:
1482     if (s->vmfd >= 0) {
1483         close(s->vmfd);
1484     }
1485     if (s->fd != -1) {
1486         close(s->fd);
1487     }
1488     g_free(s);
1489
1490     return ret;
1491 }
1492
1493 static void kvm_handle_io(uint16_t port, void *data, int direction, int size,
1494                           uint32_t count)
1495 {
1496     int i;
1497     uint8_t *ptr = data;
1498
1499     for (i = 0; i < count; i++) {
1500         if (direction == KVM_EXIT_IO_IN) {
1501             switch (size) {
1502             case 1:
1503                 stb_p(ptr, cpu_inb(port));
1504                 break;
1505             case 2:
1506                 stw_p(ptr, cpu_inw(port));
1507                 break;
1508             case 4:
1509                 stl_p(ptr, cpu_inl(port));
1510                 break;
1511             }
1512         } else {
1513             switch (size) {
1514             case 1:
1515                 cpu_outb(port, ldub_p(ptr));
1516                 break;
1517             case 2:
1518                 cpu_outw(port, lduw_p(ptr));
1519                 break;
1520             case 4:
1521                 cpu_outl(port, ldl_p(ptr));
1522                 break;
1523             }
1524         }
1525
1526         ptr += size;
1527     }
1528 }
1529
1530 static int kvm_handle_internal_error(CPUState *cpu, struct kvm_run *run)
1531 {
1532     fprintf(stderr, "KVM internal error.");
1533     if (kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_INTERNAL_ERROR_DATA)) {
1534         int i;
1535
1536         fprintf(stderr, " Suberror: %d\n", run->internal.suberror);
1537         for (i = 0; i < run->internal.ndata; ++i) {
1538             fprintf(stderr, "extra data[%d]: %"PRIx64"\n",
1539                     i, (uint64_t)run->internal.data[i]);
1540         }
1541     } else {
1542         fprintf(stderr, "\n");
1543     }
1544     if (run->internal.suberror == KVM_INTERNAL_ERROR_EMULATION) {
1545         fprintf(stderr, "emulation failure\n");
1546         if (!kvm_arch_stop_on_emulation_error(cpu)) {
1547             cpu_dump_state(cpu, stderr, fprintf, CPU_DUMP_CODE);
1548             return EXCP_INTERRUPT;
1549         }
1550     }
1551     /* FIXME: Should trigger a qmp message to let management know
1552      * something went wrong.
1553      */
1554     return -1;
1555 }
1556
1557 void kvm_flush_coalesced_mmio_buffer(void)
1558 {
1559     KVMState *s = kvm_state;
1560
1561     if (s->coalesced_flush_in_progress) {
1562         return;
1563     }
1564
1565     s->coalesced_flush_in_progress = true;
1566
1567     if (s->coalesced_mmio_ring) {
1568         struct kvm_coalesced_mmio_ring *ring = s->coalesced_mmio_ring;
1569         while (ring->first != ring->last) {
1570             struct kvm_coalesced_mmio *ent;
1571
1572             ent = &ring->coalesced_mmio[ring->first];
1573
1574             cpu_physical_memory_write(ent->phys_addr, ent->data, ent->len);
1575             smp_wmb();
1576             ring->first = (ring->first + 1) % KVM_COALESCED_MMIO_MAX;
1577         }
1578     }
1579
1580     s->coalesced_flush_in_progress = false;
1581 }
1582
1583 static void do_kvm_cpu_synchronize_state(void *arg)
1584 {
1585     CPUState *cpu = arg;
1586
1587     if (!cpu->kvm_vcpu_dirty) {
1588         kvm_arch_get_registers(cpu);
1589         cpu->kvm_vcpu_dirty = true;
1590     }
1591 }
1592
1593 void kvm_cpu_synchronize_state(CPUState *cpu)
1594 {
1595     if (!cpu->kvm_vcpu_dirty) {
1596         run_on_cpu(cpu, do_kvm_cpu_synchronize_state, cpu);
1597     }
1598 }
1599
1600 void kvm_cpu_synchronize_post_reset(CPUState *cpu)
1601 {
1602     kvm_arch_put_registers(cpu, KVM_PUT_RESET_STATE);
1603     cpu->kvm_vcpu_dirty = false;
1604 }
1605
1606 void kvm_cpu_synchronize_post_init(CPUState *cpu)
1607 {
1608     kvm_arch_put_registers(cpu, KVM_PUT_FULL_STATE);
1609     cpu->kvm_vcpu_dirty = false;
1610 }
1611
1612 int kvm_cpu_exec(CPUState *cpu)
1613 {
1614     struct kvm_run *run = cpu->kvm_run;
1615     int ret, run_ret;
1616
1617     DPRINTF("kvm_cpu_exec()\n");
1618
1619     if (kvm_arch_process_async_events(cpu)) {
1620         cpu->exit_request = 0;
1621         return EXCP_HLT;
1622     }
1623
1624     do {
1625         if (cpu->kvm_vcpu_dirty) {
1626             kvm_arch_put_registers(cpu, KVM_PUT_RUNTIME_STATE);
1627             cpu->kvm_vcpu_dirty = false;
1628         }
1629
1630         kvm_arch_pre_run(cpu, run);
1631         if (cpu->exit_request) {
1632             DPRINTF("interrupt exit requested\n");
1633             /*
1634              * KVM requires us to reenter the kernel after IO exits to complete
1635              * instruction emulation. This self-signal will ensure that we
1636              * leave ASAP again.
1637              */
1638             qemu_cpu_kick_self();
1639         }
1640         qemu_mutex_unlock_iothread();
1641
1642         run_ret = kvm_vcpu_ioctl(cpu, KVM_RUN, 0);
1643
1644         qemu_mutex_lock_iothread();
1645         kvm_arch_post_run(cpu, run);
1646
1647         if (run_ret < 0) {
1648             if (run_ret == -EINTR || run_ret == -EAGAIN) {
1649                 DPRINTF("io window exit\n");
1650                 ret = EXCP_INTERRUPT;
1651                 break;
1652             }
1653             fprintf(stderr, "error: kvm run failed %s\n",
1654                     strerror(-run_ret));
1655             abort();
1656         }
1657
1658         trace_kvm_run_exit(cpu->cpu_index, run->exit_reason);
1659         switch (run->exit_reason) {
1660         case KVM_EXIT_IO:
1661             DPRINTF("handle_io\n");
1662             kvm_handle_io(run->io.port,
1663                           (uint8_t *)run + run->io.data_offset,
1664                           run->io.direction,
1665                           run->io.size,
1666                           run->io.count);
1667             ret = 0;
1668             break;
1669         case KVM_EXIT_MMIO:
1670             DPRINTF("handle_mmio\n");
1671             cpu_physical_memory_rw(run->mmio.phys_addr,
1672                                    run->mmio.data,
1673                                    run->mmio.len,
1674                                    run->mmio.is_write);
1675             ret = 0;
1676             break;
1677         case KVM_EXIT_IRQ_WINDOW_OPEN:
1678             DPRINTF("irq_window_open\n");
1679             ret = EXCP_INTERRUPT;
1680             break;
1681         case KVM_EXIT_SHUTDOWN:
1682             DPRINTF("shutdown\n");
1683             qemu_system_reset_request();
1684             ret = EXCP_INTERRUPT;
1685             break;
1686         case KVM_EXIT_UNKNOWN:
1687             fprintf(stderr, "KVM: unknown exit, hardware reason %" PRIx64 "\n",
1688                     (uint64_t)run->hw.hardware_exit_reason);
1689             ret = -1;
1690             break;
1691         case KVM_EXIT_INTERNAL_ERROR:
1692             ret = kvm_handle_internal_error(cpu, run);
1693             break;
1694         default:
1695             DPRINTF("kvm_arch_handle_exit\n");
1696             ret = kvm_arch_handle_exit(cpu, run);
1697             break;
1698         }
1699     } while (ret == 0);
1700
1701     if (ret < 0) {
1702         cpu_dump_state(cpu, stderr, fprintf, CPU_DUMP_CODE);
1703         vm_stop(RUN_STATE_INTERNAL_ERROR);
1704     }
1705
1706     cpu->exit_request = 0;
1707     return ret;
1708 }
1709
1710 int kvm_ioctl(KVMState *s, int type, ...)
1711 {
1712     int ret;
1713     void *arg;
1714     va_list ap;
1715
1716     va_start(ap, type);
1717     arg = va_arg(ap, void *);
1718     va_end(ap);
1719
1720     trace_kvm_ioctl(type, arg);
1721     ret = ioctl(s->fd, type, arg);
1722     if (ret == -1) {
1723         ret = -errno;
1724     }
1725     return ret;
1726 }
1727
1728 int kvm_vm_ioctl(KVMState *s, int type, ...)
1729 {
1730     int ret;
1731     void *arg;
1732     va_list ap;
1733
1734     va_start(ap, type);
1735     arg = va_arg(ap, void *);
1736     va_end(ap);
1737
1738     trace_kvm_vm_ioctl(type, arg);
1739     ret = ioctl(s->vmfd, type, arg);
1740     if (ret == -1) {
1741         ret = -errno;
1742     }
1743     return ret;
1744 }
1745
1746 int kvm_vcpu_ioctl(CPUState *cpu, int type, ...)
1747 {
1748     int ret;
1749     void *arg;
1750     va_list ap;
1751
1752     va_start(ap, type);
1753     arg = va_arg(ap, void *);
1754     va_end(ap);
1755
1756     trace_kvm_vcpu_ioctl(cpu->cpu_index, type, arg);
1757     ret = ioctl(cpu->kvm_fd, type, arg);
1758     if (ret == -1) {
1759         ret = -errno;
1760     }
1761     return ret;
1762 }
1763
1764 int kvm_has_sync_mmu(void)
1765 {
1766     return kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_SYNC_MMU);
1767 }
1768
1769 int kvm_has_vcpu_events(void)
1770 {
1771     return kvm_state->vcpu_events;
1772 }
1773
1774 int kvm_has_robust_singlestep(void)
1775 {
1776     return kvm_state->robust_singlestep;
1777 }
1778
1779 int kvm_has_debugregs(void)
1780 {
1781     return kvm_state->debugregs;
1782 }
1783
1784 int kvm_has_xsave(void)
1785 {
1786     return kvm_state->xsave;
1787 }
1788
1789 int kvm_has_xcrs(void)
1790 {
1791     return kvm_state->xcrs;
1792 }
1793
1794 int kvm_has_pit_state2(void)
1795 {
1796     return kvm_state->pit_state2;
1797 }
1798
1799 int kvm_has_many_ioeventfds(void)
1800 {
1801     if (!kvm_enabled()) {
1802         return 0;
1803     }
1804     return kvm_state->many_ioeventfds;
1805 }
1806
1807 int kvm_has_gsi_routing(void)
1808 {
1809 #ifdef KVM_CAP_IRQ_ROUTING
1810     return kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_IRQ_ROUTING);
1811 #else
1812     return false;
1813 #endif
1814 }
1815
1816 int kvm_has_intx_set_mask(void)
1817 {
1818     return kvm_state->intx_set_mask;
1819 }
1820
1821 void *kvm_ram_alloc(ram_addr_t size)
1822 {
1823 #ifdef TARGET_S390X
1824     void *mem;
1825
1826     mem = kvm_arch_ram_alloc(size);
1827     if (mem) {
1828         return mem;
1829     }
1830 #endif
1831     return qemu_anon_ram_alloc(size);
1832 }
1833
1834 void kvm_setup_guest_memory(void *start, size_t size)
1835 {
1836 #ifdef CONFIG_VALGRIND_H
1837     VALGRIND_MAKE_MEM_DEFINED(start, size);
1838 #endif
1839     if (!kvm_has_sync_mmu()) {
1840         int ret = qemu_madvise(start, size, QEMU_MADV_DONTFORK);
1841
1842         if (ret) {
1843             perror("qemu_madvise");
1844             fprintf(stderr,
1845                     "Need MADV_DONTFORK in absence of synchronous KVM MMU\n");
1846             exit(1);
1847         }
1848     }
1849 }
1850
1851 #ifdef KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG
1852 struct kvm_sw_breakpoint *kvm_find_sw_breakpoint(CPUState *cpu,
1853                                                  target_ulong pc)
1854 {
1855     struct kvm_sw_breakpoint *bp;
1856
1857     QTAILQ_FOREACH(bp, &cpu->kvm_state->kvm_sw_breakpoints, entry) {
1858         if (bp->pc == pc) {
1859             return bp;
1860         }
1861     }
1862     return NULL;
1863 }
1864
1865 int kvm_sw_breakpoints_active(CPUState *cpu)
1866 {
1867     return !QTAILQ_EMPTY(&cpu->kvm_state->kvm_sw_breakpoints);
1868 }
1869
1870 struct kvm_set_guest_debug_data {
1871     struct kvm_guest_debug dbg;
1872     CPUState *cpu;
1873     int err;
1874 };
1875
1876 static void kvm_invoke_set_guest_debug(void *data)
1877 {
1878     struct kvm_set_guest_debug_data *dbg_data = data;
1879
1880     dbg_data->err = kvm_vcpu_ioctl(dbg_data->cpu, KVM_SET_GUEST_DEBUG,
1881                                    &dbg_data->dbg);
1882 }
1883
1884 int kvm_update_guest_debug(CPUArchState *env, unsigned long reinject_trap)
1885 {
1886     CPUState *cpu = ENV_GET_CPU(env);
1887     struct kvm_set_guest_debug_data data;
1888
1889     data.dbg.control = reinject_trap;
1890
1891     if (env->singlestep_enabled) {
1892         data.dbg.control |= KVM_GUESTDBG_ENABLE | KVM_GUESTDBG_SINGLESTEP;
1893     }
1894     kvm_arch_update_guest_debug(cpu, &data.dbg);
1895     data.cpu = cpu;
1896
1897     run_on_cpu(cpu, kvm_invoke_set_guest_debug, &data);
1898     return data.err;
1899 }
1900
1901 int kvm_insert_breakpoint(CPUArchState *current_env, target_ulong addr,
1902                           target_ulong len, int type)
1903 {
1904     CPUState *current_cpu = ENV_GET_CPU(current_env);
1905     struct kvm_sw_breakpoint *bp;
1906     CPUArchState *env;
1907     int err;
1908
1909     if (type == GDB_BREAKPOINT_SW) {
1910         bp = kvm_find_sw_breakpoint(current_cpu, addr);
1911         if (bp) {
1912             bp->use_count++;
1913             return 0;
1914         }
1915
1916         bp = g_malloc(sizeof(struct kvm_sw_breakpoint));
1917         if (!bp) {
1918             return -ENOMEM;
1919         }
1920
1921         bp->pc = addr;
1922         bp->use_count = 1;
1923         err = kvm_arch_insert_sw_breakpoint(current_cpu, bp);
1924         if (err) {
1925             g_free(bp);
1926             return err;
1927         }
1928
1929         QTAILQ_INSERT_HEAD(&current_cpu->kvm_state->kvm_sw_breakpoints,
1930                           bp, entry);
1931     } else {
1932         err = kvm_arch_insert_hw_breakpoint(addr, len, type);
1933         if (err) {
1934             return err;
1935         }
1936     }
1937
1938     for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
1939         err = kvm_update_guest_debug(env, 0);
1940         if (err) {
1941             return err;
1942         }
1943     }
1944     return 0;
1945 }
1946
1947 int kvm_remove_breakpoint(CPUArchState *current_env, target_ulong addr,
1948                           target_ulong len, int type)
1949 {
1950     CPUState *current_cpu = ENV_GET_CPU(current_env);
1951     struct kvm_sw_breakpoint *bp;
1952     CPUArchState *env;
1953     int err;
1954
1955     if (type == GDB_BREAKPOINT_SW) {
1956         bp = kvm_find_sw_breakpoint(current_cpu, addr);
1957         if (!bp) {
1958             return -ENOENT;
1959         }
1960
1961         if (bp->use_count > 1) {
1962             bp->use_count--;
1963             return 0;
1964         }
1965
1966         err = kvm_arch_remove_sw_breakpoint(current_cpu, bp);
1967         if (err) {
1968             return err;
1969         }
1970
1971         QTAILQ_REMOVE(&current_cpu->kvm_state->kvm_sw_breakpoints, bp, entry);
1972         g_free(bp);
1973     } else {
1974         err = kvm_arch_remove_hw_breakpoint(addr, len, type);
1975         if (err) {
1976             return err;
1977         }
1978     }
1979
1980     for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
1981         err = kvm_update_guest_debug(env, 0);
1982         if (err) {
1983             return err;
1984         }
1985     }
1986     return 0;
1987 }
1988
1989 void kvm_remove_all_breakpoints(CPUArchState *current_env)
1990 {
1991     CPUState *current_cpu = ENV_GET_CPU(current_env);
1992     struct kvm_sw_breakpoint *bp, *next;
1993     KVMState *s = current_cpu->kvm_state;
1994     CPUArchState *env;
1995     CPUState *cpu;
1996
1997     QTAILQ_FOREACH_SAFE(bp, &s->kvm_sw_breakpoints, entry, next) {
1998         if (kvm_arch_remove_sw_breakpoint(current_cpu, bp) != 0) {
1999             /* Try harder to find a CPU that currently sees the breakpoint. */
2000             for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
2001                 cpu = ENV_GET_CPU(env);
2002                 if (kvm_arch_remove_sw_breakpoint(cpu, bp) == 0) {
2003                     break;
2004                 }
2005             }
2006         }
2007         QTAILQ_REMOVE(&s->kvm_sw_breakpoints, bp, entry);
2008         g_free(bp);
2009     }
2010     kvm_arch_remove_all_hw_breakpoints();
2011
2012     for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
2013         kvm_update_guest_debug(env, 0);
2014     }
2015 }
2016
2017 #else /* !KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG */
2018
2019 int kvm_update_guest_debug(CPUArchState *env, unsigned long reinject_trap)
2020 {
2021     return -EINVAL;
2022 }
2023
2024 int kvm_insert_breakpoint(CPUArchState *current_env, target_ulong addr,
2025                           target_ulong len, int type)
2026 {
2027     return -EINVAL;
2028 }
2029
2030 int kvm_remove_breakpoint(CPUArchState *current_env, target_ulong addr,
2031                           target_ulong len, int type)
2032 {
2033     return -EINVAL;
2034 }
2035
2036 void kvm_remove_all_breakpoints(CPUArchState *current_env)
2037 {
2038 }
2039 #endif /* !KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG */
2040
2041 int kvm_set_signal_mask(CPUState *cpu, const sigset_t *sigset)
2042 {
2043     struct kvm_signal_mask *sigmask;
2044     int r;
2045
2046     if (!sigset) {
2047         return kvm_vcpu_ioctl(cpu, KVM_SET_SIGNAL_MASK, NULL);
2048     }
2049
2050     sigmask = g_malloc(sizeof(*sigmask) + sizeof(*sigset));
2051
2052     sigmask->len = 8;
2053     memcpy(sigmask->sigset, sigset, sizeof(*sigset));
2054     r = kvm_vcpu_ioctl(cpu, KVM_SET_SIGNAL_MASK, sigmask);
2055     g_free(sigmask);
2056
2057     return r;
2058 }
2059 int kvm_on_sigbus_vcpu(CPUState *cpu, int code, void *addr)
2060 {
2061     return kvm_arch_on_sigbus_vcpu(cpu, code, addr);
2062 }
2063
2064 int kvm_on_sigbus(int code, void *addr)
2065 {
2066     return kvm_arch_on_sigbus(code, addr);
2067 }