cpus.c

   1 /*
   2  * QEMU System Emulator
   3  *
   4  * Copyright (c) 2003-2008 Fabrice Bellard
   5  *
   6  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
   7  * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
   8  * in the Software without restriction, including without limitation the rights
   9  * to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
  10  * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
  11  * furnished to do so, subject to the following conditions:
  12  *
  13  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
  14  * all copies or substantial portions of the Software.
  15  *
  16  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  17  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  18  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
  19  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  20  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
  21  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
  22  * THE SOFTWARE.
  23  */
  24
  25 /* Needed early for CONFIG_BSD etc. */
  26 #include "config-host.h"
  27
  28 #include "monitor.h"
  29 #include "sysemu.h"
  30 #include "gdbstub.h"
  31 #include "dma.h"
  32 #include "kvm.h"
  33 #include "qmp-commands.h"
  34
  35 #include "qemu-thread.h"
  36 #include "cpus.h"
  37 #include "main-loop.h"
  38
  39 #ifndef _WIN32
  40 #include "compatfd.h"
  41 #endif
  42
  43 #ifdef CONFIG_LINUX
  44
  45 #include <sys/prctl.h>
  46
  47 #ifndef PR_MCE_KILL
  48 #define PR_MCE_KILL 33
  49 #endif
  50
  51 #ifndef PR_MCE_KILL_SET
  52 #define PR_MCE_KILL_SET 1
  53 #endif
  54
  55 #ifndef PR_MCE_KILL_EARLY
  56 #define PR_MCE_KILL_EARLY 1
  57 #endif
  58
  59 #endif /* CONFIG_LINUX */
  60
  61 static CPUState *next_cpu;
  62
  63 /***********************************************************/
  64 /* guest cycle counter */
  65
  66 /* Conversion factor from emulated instructions to virtual clock ticks.  */
  67 static int icount_time_shift;
  68 /* Arbitrarily pick 1MIPS as the minimum allowable speed.  */
  69 #define MAX_ICOUNT_SHIFT 10
  70 /* Compensate for varying guest execution speed.  */
  71 static int64_t qemu_icount_bias;
  72 static QEMUTimer *icount_rt_timer;
  73 static QEMUTimer *icount_vm_timer;
  74 static QEMUTimer *icount_warp_timer;
  75 static int64_t vm_clock_warp_start;
  76 static int64_t qemu_icount;
  77
  78 typedef struct TimersState {
  79     int64_t cpu_ticks_prev;
  80     int64_t cpu_ticks_offset;
  81     int64_t cpu_clock_offset;
  82     int32_t cpu_ticks_enabled;
  83     int64_t dummy;
  84 } TimersState;
  85
  86 TimersState timers_state;
  87
  88 /* Return the virtual CPU time, based on the instruction counter.  */
  89 int64_t cpu_get_icount(void)
  90 {
  91     int64_t icount;
  92     CPUState *env = cpu_single_env;;
  93
  94     icount = qemu_icount;
  95     if (env) {
  96         if (!can_do_io(env)) {
  97             fprintf(stderr, "Bad clock read\n");
  98         }
  99         icount -= (env->icount_decr.u16.low + env->icount_extra);
 100     }
 101     return qemu_icount_bias + (icount << icount_time_shift);
 102 }
 103
 104 /* return the host CPU cycle counter and handle stop/restart */
 105 int64_t cpu_get_ticks(void)
 106 {
 107     if (use_icount) {
 108         return cpu_get_icount();
 109     }
 110     if (!timers_state.cpu_ticks_enabled) {
 111         return timers_state.cpu_ticks_offset;
 112     } else {
 113         int64_t ticks;
 114         ticks = cpu_get_real_ticks();
 115         if (timers_state.cpu_ticks_prev > ticks) {
 116             /* Note: non increasing ticks may happen if the host uses
 117                software suspend */
 118             timers_state.cpu_ticks_offset += timers_state.cpu_ticks_prev - ticks;
 119         }
 120         timers_state.cpu_ticks_prev = ticks;
 121         return ticks + timers_state.cpu_ticks_offset;
 122     }
 123 }
 124
 125 /* return the host CPU monotonic timer and handle stop/restart */
 126 int64_t cpu_get_clock(void)
 127 {
 128     int64_t ti;
 129     if (!timers_state.cpu_ticks_enabled) {
 130         return timers_state.cpu_clock_offset;
 131     } else {
 132         ti = get_clock();
 133         return ti + timers_state.cpu_clock_offset;
 134     }
 135 }
 136
 137 /* enable cpu_get_ticks() */
 138 void cpu_enable_ticks(void)
 139 {
 140     if (!timers_state.cpu_ticks_enabled) {
 141         timers_state.cpu_ticks_offset -= cpu_get_real_ticks();
 142         timers_state.cpu_clock_offset -= get_clock();
 143         timers_state.cpu_ticks_enabled = 1;
 144     }
 145 }
 146
 147 /* disable cpu_get_ticks() : the clock is stopped. You must not call
 148    cpu_get_ticks() after that.  */
 149 void cpu_disable_ticks(void)
 150 {
 151     if (timers_state.cpu_ticks_enabled) {
 152         timers_state.cpu_ticks_offset = cpu_get_ticks();
 153         timers_state.cpu_clock_offset = cpu_get_clock();
 154         timers_state.cpu_ticks_enabled = 0;
 155     }
 156 }
 157
 158 /* Correlation between real and virtual time is always going to be
 159    fairly approximate, so ignore small variation.
 160    When the guest is idle real and virtual time will be aligned in
 161    the IO wait loop.  */
 162 #define ICOUNT_WOBBLE (get_ticks_per_sec() / 10)
 163
 164 static void icount_adjust(void)
 165 {
 166     int64_t cur_time;
 167     int64_t cur_icount;
 168     int64_t delta;
 169     static int64_t last_delta;
 170     /* If the VM is not running, then do nothing.  */
 171     if (!runstate_is_running()) {
 172         return;
 173     }
 174     cur_time = cpu_get_clock();
 175     cur_icount = qemu_get_clock_ns(vm_clock);
 176     delta = cur_icount - cur_time;
 177     /* FIXME: This is a very crude algorithm, somewhat prone to oscillation.  */
 178     if (delta > 0
 179         && last_delta + ICOUNT_WOBBLE < delta * 2
 180         && icount_time_shift > 0) {
 181         /* The guest is getting too far ahead.  Slow time down.  */
 182         icount_time_shift--;
 183     }
 184     if (delta < 0
 185         && last_delta - ICOUNT_WOBBLE > delta * 2
 186         && icount_time_shift < MAX_ICOUNT_SHIFT) {
 187         /* The guest is getting too far behind.  Speed time up.  */
 188         icount_time_shift++;
 189     }
 190     last_delta = delta;
 191     qemu_icount_bias = cur_icount - (qemu_icount << icount_time_shift);
 192 }
 193
 194 static void icount_adjust_rt(void *opaque)
 195 {
 196     qemu_mod_timer(icount_rt_timer,
 197                    qemu_get_clock_ms(rt_clock) + 1000);
 198     icount_adjust();
 199 }
 200
 201 static void icount_adjust_vm(void *opaque)
 202 {
 203     qemu_mod_timer(icount_vm_timer,
 204                    qemu_get_clock_ns(vm_clock) + get_ticks_per_sec() / 10);
 205     icount_adjust();
 206 }
 207
 208 static int64_t qemu_icount_round(int64_t count)
 209 {
 210     return (count + (1 << icount_time_shift) - 1) >> icount_time_shift;
 211 }
 212
 213 static void icount_warp_rt(void *opaque)
 214 {
 215     if (vm_clock_warp_start == -1) {
 216         return;
 217     }
 218
 219     if (runstate_is_running()) {
 220         int64_t clock = qemu_get_clock_ns(rt_clock);
 221         int64_t warp_delta = clock - vm_clock_warp_start;
 222         if (use_icount == 1) {
 223             qemu_icount_bias += warp_delta;
 224         } else {
 225             /*
 226              * In adaptive mode, do not let the vm_clock run too
 227              * far ahead of real time.
 228              */
 229             int64_t cur_time = cpu_get_clock();
 230             int64_t cur_icount = qemu_get_clock_ns(vm_clock);
 231             int64_t delta = cur_time - cur_icount;
 232             qemu_icount_bias += MIN(warp_delta, delta);
 233         }
 234         if (qemu_clock_expired(vm_clock)) {
 235             qemu_notify_event();
 236         }
 237     }
 238     vm_clock_warp_start = -1;
 239 }
 240
 241 void qemu_clock_warp(QEMUClock *clock)
 242 {
 243     int64_t deadline;
 244
 245     /*
 246      * There are too many global variables to make the "warp" behavior
 247      * applicable to other clocks.  But a clock argument removes the
 248      * need for if statements all over the place.
 249      */
 250     if (clock != vm_clock || !use_icount) {
 251         return;
 252     }
 253
 254     /*
 255      * If the CPUs have been sleeping, advance the vm_clock timer now.  This
 256      * ensures that the deadline for the timer is computed correctly below.
 257      * This also makes sure that the insn counter is synchronized before the
 258      * CPU starts running, in case the CPU is woken by an event other than
 259      * the earliest vm_clock timer.
 260      */
 261     icount_warp_rt(NULL);
 262     if (!all_cpu_threads_idle() || !qemu_clock_has_timers(vm_clock)) {
 263         qemu_del_timer(icount_warp_timer);
 264         return;
 265     }
 266
 267     vm_clock_warp_start = qemu_get_clock_ns(rt_clock);
 268     deadline = qemu_clock_deadline(vm_clock);
 269     if (deadline > 0) {
 270         /*
 271          * Ensure the vm_clock proceeds even when the virtual CPU goes to
 272          * sleep.  Otherwise, the CPU might be waiting for a future timer
 273          * interrupt to wake it up, but the interrupt never comes because
 274          * the vCPU isn't running any insns and thus doesn't advance the
 275          * vm_clock.
 276          *
 277          * An extreme solution for this problem would be to never let VCPUs
 278          * sleep in icount mode if there is a pending vm_clock timer; rather
 279          * time could just advance to the next vm_clock event.  Instead, we
 280          * do stop VCPUs and only advance vm_clock after some "real" time,
 281          * (related to the time left until the next event) has passed.  This
 282          * rt_clock timer will do this.  This avoids that the warps are too
 283          * visible externally---for example, you will not be sending network
 284          * packets continously instead of every 100ms.
 285          */
 286         qemu_mod_timer(icount_warp_timer, vm_clock_warp_start + deadline);
 287     } else {
 288         qemu_notify_event();
 289     }
 290 }
 291
 292 static const VMStateDescription vmstate_timers = {
 293     .name = "timer",
 294     .version_id = 2,
 295     .minimum_version_id = 1,
 296     .minimum_version_id_old = 1,
 297     .fields      = (VMStateField[]) {
 298         VMSTATE_INT64(cpu_ticks_offset, TimersState),
 299         VMSTATE_INT64(dummy, TimersState),
 300         VMSTATE_INT64_V(cpu_clock_offset, TimersState, 2),
 301         VMSTATE_END_OF_LIST()
 302     }
 303 };
 304
 305 void configure_icount(const char *option)
 306 {
 307     vmstate_register(NULL, 0, &vmstate_timers, &timers_state);
 308     if (!option) {
 309         return;
 310     }
 311
 312     icount_warp_timer = qemu_new_timer_ns(rt_clock, icount_warp_rt, NULL);
 313     if (strcmp(option, "auto") != 0) {
 314         icount_time_shift = strtol(option, NULL, 0);
 315         use_icount = 1;
 316         return;
 317     }
 318
 319     use_icount = 2;
 320
 321     /* 125MIPS seems a reasonable initial guess at the guest speed.
 322        It will be corrected fairly quickly anyway.  */
 323     icount_time_shift = 3;
 324
 325     /* Have both realtime and virtual time triggers for speed adjustment.
 326        The realtime trigger catches emulated time passing too slowly,
 327        the virtual time trigger catches emulated time passing too fast.
 328        Realtime triggers occur even when idle, so use them less frequently
 329        than VM triggers.  */
 330     icount_rt_timer = qemu_new_timer_ms(rt_clock, icount_adjust_rt, NULL);
 331     qemu_mod_timer(icount_rt_timer,
 332                    qemu_get_clock_ms(rt_clock) + 1000);
 333     icount_vm_timer = qemu_new_timer_ns(vm_clock, icount_adjust_vm, NULL);
 334     qemu_mod_timer(icount_vm_timer,
 335                    qemu_get_clock_ns(vm_clock) + get_ticks_per_sec() / 10);
 336 }
 337
 338 /***********************************************************/
 339 void hw_error(const char *fmt, ...)
 340 {
 341     va_list ap;
 342     CPUState *env;
 343
 344     va_start(ap, fmt);
 345     fprintf(stderr, "qemu: hardware error: ");
 346     vfprintf(stderr, fmt, ap);
 347     fprintf(stderr, "\n");
 348     for(env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
 349         fprintf(stderr, "CPU #%d:\n", env->cpu_index);
 350 #ifdef TARGET_I386
 351         cpu_dump_state(env, stderr, fprintf, X86_DUMP_FPU);
 352 #else
 353         cpu_dump_state(env, stderr, fprintf, 0);
 354 #endif
 355     }
 356     va_end(ap);
 357     abort();
 358 }
 359
 360 void cpu_synchronize_all_states(void)
 361 {
 362     CPUState *cpu;
 363
 364     for (cpu = first_cpu; cpu; cpu = cpu->next_cpu) {
 365         cpu_synchronize_state(cpu);
 366     }
 367 }
 368
 369 void cpu_synchronize_all_post_reset(void)
 370 {
 371     CPUState *cpu;
 372
 373     for (cpu = first_cpu; cpu; cpu = cpu->next_cpu) {
 374         cpu_synchronize_post_reset(cpu);
 375     }
 376 }
 377
 378 void cpu_synchronize_all_post_init(void)
 379 {
 380     CPUState *cpu;
 381
 382     for (cpu = first_cpu; cpu; cpu = cpu->next_cpu) {
 383         cpu_synchronize_post_init(cpu);
 384     }
 385 }
 386
 387 int cpu_is_stopped(CPUState *env)
 388 {
 389     return !runstate_is_running() || env->stopped;
 390 }
 391
 392 static void do_vm_stop(RunState state)
 393 {
 394     if (runstate_is_running()) {
 395         cpu_disable_ticks();
 396         pause_all_vcpus();
 397         runstate_set(state);
 398         vm_state_notify(0, state);
 399         qemu_aio_flush();
 400         bdrv_flush_all();
 401         monitor_protocol_event(QEVENT_STOP, NULL);
 402     }
 403 }
 404
 405 static int cpu_can_run(CPUState *env)
 406 {
 407     if (env->stop) {
 408         return 0;
 409     }
 410     if (env->stopped || !runstate_is_running()) {
 411         return 0;
 412     }
 413     return 1;
 414 }
 415
 416 static bool cpu_thread_is_idle(CPUState *env)
 417 {
 418     if (env->stop || env->queued_work_first) {
 419         return false;
 420     }
 421     if (env->stopped || !runstate_is_running()) {
 422         return true;
 423     }
 424     if (!env->halted || qemu_cpu_has_work(env) ||
 425         (kvm_enabled() && kvm_irqchip_in_kernel())) {
 426         return false;
 427     }
 428     return true;
 429 }
 430
 431 bool all_cpu_threads_idle(void)
 432 {
 433     CPUState *env;
 434
 435     for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
 436         if (!cpu_thread_is_idle(env)) {
 437             return false;
 438         }
 439     }
 440     return true;
 441 }
 442
 443 static void cpu_handle_guest_debug(CPUState *env)
 444 {
 445     gdb_set_stop_cpu(env);
 446     qemu_system_debug_request();
 447     env->stopped = 1;
 448 }
 449
 450 static void cpu_signal(int sig)
 451 {
 452     if (cpu_single_env) {
 453         cpu_exit(cpu_single_env);
 454     }
 455     exit_request = 1;
 456 }
 457
 458 #ifdef CONFIG_LINUX
 459 static void sigbus_reraise(void)
 460 {
 461     sigset_t set;
 462     struct sigaction action;
 463
 464     memset(&action, 0, sizeof(action));
 465     action.sa_handler = SIG_DFL;
 466     if (!sigaction(SIGBUS, &action, NULL)) {
 467         raise(SIGBUS);
 468         sigemptyset(&set);
 469         sigaddset(&set, SIGBUS);
 470         sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &set, NULL);
 471     }
 472     perror("Failed to re-raise SIGBUS!\n");
 473     abort();
 474 }
 475
 476 static void sigbus_handler(int n, struct qemu_signalfd_siginfo *siginfo,
 477                            void *ctx)
 478 {
 479     if (kvm_on_sigbus(siginfo->ssi_code,
 480                       (void *)(intptr_t)siginfo->ssi_addr)) {
 481         sigbus_reraise();
 482     }
 483 }
 484
 485 static void qemu_init_sigbus(void)
 486 {
 487     struct sigaction action;
 488
 489     memset(&action, 0, sizeof(action));
 490     action.sa_flags = SA_SIGINFO;
 491     action.sa_sigaction = (void (*)(int, siginfo_t*, void*))sigbus_handler;
 492     sigaction(SIGBUS, &action, NULL);
 493
 494     prctl(PR_MCE_KILL, PR_MCE_KILL_SET, PR_MCE_KILL_EARLY, 0, 0);
 495 }
 496
 497 static void qemu_kvm_eat_signals(CPUState *env)
 498 {
 499     struct timespec ts = { 0, 0 };
 500     siginfo_t siginfo;
 501     sigset_t waitset;
 502     sigset_t chkset;
 503     int r;
 504
 505     sigemptyset(&waitset);
 506     sigaddset(&waitset, SIG_IPI);
 507     sigaddset(&waitset, SIGBUS);
 508
 509     do {
 510         r = sigtimedwait(&waitset, &siginfo, &ts);
 511         if (r == -1 && !(errno == EAGAIN || errno == EINTR)) {
 512             perror("sigtimedwait");
 513             exit(1);
 514         }
 515
 516         switch (r) {
 517         case SIGBUS:
 518             if (kvm_on_sigbus_vcpu(env, siginfo.si_code, siginfo.si_addr)) {
 519                 sigbus_reraise();
 520             }
 521             break;
 522         default:
 523             break;
 524         }
 525
 526         r = sigpending(&chkset);
 527         if (r == -1) {
 528             perror("sigpending");
 529             exit(1);
 530         }
 531     } while (sigismember(&chkset, SIG_IPI) || sigismember(&chkset, SIGBUS));
 532 }
 533
 534 #else /* !CONFIG_LINUX */
 535
 536 static void qemu_init_sigbus(void)
 537 {
 538 }
 539
 540 static void qemu_kvm_eat_signals(CPUState *env)
 541 {
 542 }
 543 #endif /* !CONFIG_LINUX */
 544
 545 #ifndef _WIN32
 546 static void dummy_signal(int sig)
 547 {
 548 }
 549
 550 static void qemu_kvm_init_cpu_signals(CPUState *env)
 551 {
 552     int r;
 553     sigset_t set;
 554     struct sigaction sigact;
 555
 556     memset(&sigact, 0, sizeof(sigact));
 557     sigact.sa_handler = dummy_signal;
 558     sigaction(SIG_IPI, &sigact, NULL);
 559
 560     pthread_sigmask(SIG_BLOCK, NULL, &set);
 561     sigdelset(&set, SIG_IPI);
 562     sigdelset(&set, SIGBUS);
 563     r = kvm_set_signal_mask(env, &set);
 564     if (r) {
 565         fprintf(stderr, "kvm_set_signal_mask: %s\n", strerror(-r));
 566         exit(1);
 567     }
 568
 569     sigdelset(&set, SIG_IPI);
 570     sigdelset(&set, SIGBUS);
 571     r = kvm_set_signal_mask(env, &set);
 572     if (r) {
 573         fprintf(stderr, "kvm_set_signal_mask: %s\n", strerror(-r));
 574         exit(1);
 575     }
 576 }
 577
 578 static void qemu_tcg_init_cpu_signals(void)
 579 {
 580     sigset_t set;
 581     struct sigaction sigact;
 582
 583     memset(&sigact, 0, sizeof(sigact));
 584     sigact.sa_handler = cpu_signal;
 585     sigaction(SIG_IPI, &sigact, NULL);
 586
 587     sigemptyset(&set);
 588     sigaddset(&set, SIG_IPI);
 589     pthread_sigmask(SIG_UNBLOCK, &set, NULL);
 590 }
 591
 592 #else /* _WIN32 */
 593 static void qemu_kvm_init_cpu_signals(CPUState *env)
 594 {
 595     abort();
 596 }
 597
 598 static void qemu_tcg_init_cpu_signals(void)
 599 {
 600 }
 601 #endif /* _WIN32 */
 602
 603 QemuMutex qemu_global_mutex;
 604 static QemuCond qemu_io_proceeded_cond;
 605 static bool iothread_requesting_mutex;
 606
 607 static QemuThread io_thread;
 608
 609 static QemuThread *tcg_cpu_thread;
 610 static QemuCond *tcg_halt_cond;
 611
 612 /* cpu creation */
 613 static QemuCond qemu_cpu_cond;
 614 /* system init */
 615 static QemuCond qemu_pause_cond;
 616 static QemuCond qemu_work_cond;
 617
 618 void qemu_init_cpu_loop(void)
 619 {
 620     qemu_init_sigbus();
 621     qemu_cond_init(&qemu_cpu_cond);
 622     qemu_cond_init(&qemu_pause_cond);
 623     qemu_cond_init(&qemu_work_cond);
 624     qemu_cond_init(&qemu_io_proceeded_cond);
 625     qemu_mutex_init(&qemu_global_mutex);
 626
 627     qemu_thread_get_self(&io_thread);
 628 }
 629
 630 void run_on_cpu(CPUState *env, void (*func)(void *data), void *data)
 631 {
 632     struct qemu_work_item wi;
 633
 634     if (qemu_cpu_is_self(env)) {
 635         func(data);
 636         return;
 637     }
 638
 639     wi.func = func;
 640     wi.data = data;
 641     if (!env->queued_work_first) {
 642         env->queued_work_first = &wi;
 643     } else {
 644         env->queued_work_last->next = &wi;
 645     }
 646     env->queued_work_last = &wi;
 647     wi.next = NULL;
 648     wi.done = false;
 649
 650     qemu_cpu_kick(env);
 651     while (!wi.done) {
 652         CPUState *self_env = cpu_single_env;
 653
 654         qemu_cond_wait(&qemu_work_cond, &qemu_global_mutex);
 655         cpu_single_env = self_env;
 656     }
 657 }
 658
 659 static void flush_queued_work(CPUState *env)
 660 {
 661     struct qemu_work_item *wi;
 662
 663     if (!env->queued_work_first) {
 664         return;
 665     }
 666
 667     while ((wi = env->queued_work_first)) {
 668         env->queued_work_first = wi->next;
 669         wi->func(wi->data);
 670         wi->done = true;
 671     }
 672     env->queued_work_last = NULL;
 673     qemu_cond_broadcast(&qemu_work_cond);
 674 }
 675
 676 static void qemu_wait_io_event_common(CPUState *env)
 677 {
 678     if (env->stop) {
 679         env->stop = 0;
 680         env->stopped = 1;
 681         qemu_cond_signal(&qemu_pause_cond);
 682     }
 683     flush_queued_work(env);
 684     env->thread_kicked = false;
 685 }
 686
 687 static void qemu_tcg_wait_io_event(void)
 688 {
 689     CPUState *env;
 690
 691     while (all_cpu_threads_idle()) {
 692        /* Start accounting real time to the virtual clock if the CPUs
 693           are idle.  */
 694         qemu_clock_warp(vm_clock);
 695         qemu_cond_wait(tcg_halt_cond, &qemu_global_mutex);
 696     }
 697
 698     while (iothread_requesting_mutex) {
 699         qemu_cond_wait(&qemu_io_proceeded_cond, &qemu_global_mutex);
 700     }
 701
 702     for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
 703         qemu_wait_io_event_common(env);
 704     }
 705 }
 706
 707 static void qemu_kvm_wait_io_event(CPUState *env)
 708 {
 709     while (cpu_thread_is_idle(env)) {
 710         qemu_cond_wait(env->halt_cond, &qemu_global_mutex);
 711     }
 712
 713     qemu_kvm_eat_signals(env);
 714     qemu_wait_io_event_common(env);
 715 }
 716
 717 static void *qemu_kvm_cpu_thread_fn(void *arg)
 718 {
 719     CPUState *env = arg;
 720     int r;
 721
 722     qemu_mutex_lock(&qemu_global_mutex);
 723     qemu_thread_get_self(env->thread);
 724     env->thread_id = qemu_get_thread_id();
 725
 726     r = kvm_init_vcpu(env);
 727     if (r < 0) {
 728         fprintf(stderr, "kvm_init_vcpu failed: %s\n", strerror(-r));
 729         exit(1);
 730     }
 731
 732     qemu_kvm_init_cpu_signals(env);
 733
 734     /* signal CPU creation */
 735     env->created = 1;
 736     qemu_cond_signal(&qemu_cpu_cond);
 737
 738     while (1) {
 739         if (cpu_can_run(env)) {
 740             r = kvm_cpu_exec(env);
 741             if (r == EXCP_DEBUG) {
 742                 cpu_handle_guest_debug(env);
 743             }
 744         }
 745         qemu_kvm_wait_io_event(env);
 746     }
 747
 748     return NULL;
 749 }
 750
 751 static void tcg_exec_all(void);
 752
 753 static void *qemu_tcg_cpu_thread_fn(void *arg)
 754 {
 755     CPUState *env = arg;
 756
 757     qemu_tcg_init_cpu_signals();
 758     qemu_thread_get_self(env->thread);
 759
 760     /* signal CPU creation */
 761     qemu_mutex_lock(&qemu_global_mutex);
 762     for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
 763         env->thread_id = qemu_get_thread_id();
 764         env->created = 1;
 765     }
 766     qemu_cond_signal(&qemu_cpu_cond);
 767
 768     /* wait for initial kick-off after machine start */
 769     while (first_cpu->stopped) {
 770         qemu_cond_wait(tcg_halt_cond, &qemu_global_mutex);
 771     }
 772
 773     while (1) {
 774         tcg_exec_all();
 775         if (use_icount && qemu_clock_deadline(vm_clock) <= 0) {
 776             qemu_notify_event();
 777         }
 778         qemu_tcg_wait_io_event();
 779     }
 780
 781     return NULL;
 782 }
 783
 784 static void qemu_cpu_kick_thread(CPUState *env)
 785 {
 786 #ifndef _WIN32
 787     int err;
 788
 789     err = pthread_kill(env->thread->thread, SIG_IPI);
 790     if (err) {
 791         fprintf(stderr, "qemu:%s: %s", __func__, strerror(err));
 792         exit(1);
 793     }
 794 #else /* _WIN32 */
 795     if (!qemu_cpu_is_self(env)) {
 796         SuspendThread(env->thread->thread);
 797         cpu_signal(0);
 798         ResumeThread(env->thread->thread);
 799     }
 800 #endif
 801 }
 802
 803 void qemu_cpu_kick(void *_env)
 804 {
 805     CPUState *env = _env;
 806
 807     qemu_cond_broadcast(env->halt_cond);
 808     if (kvm_enabled() && !env->thread_kicked) {
 809         qemu_cpu_kick_thread(env);
 810         env->thread_kicked = true;
 811     }
 812 }
 813
 814 void qemu_cpu_kick_self(void)
 815 {
 816 #ifndef _WIN32
 817     assert(cpu_single_env);
 818
 819     if (!cpu_single_env->thread_kicked) {
 820         qemu_cpu_kick_thread(cpu_single_env);
 821         cpu_single_env->thread_kicked = true;
 822     }
 823 #else
 824     abort();
 825 #endif
 826 }
 827
 828 int qemu_cpu_is_self(void *_env)
 829 {
 830     CPUState *env = _env;
 831
 832     return qemu_thread_is_self(env->thread);
 833 }
 834
 835 void qemu_mutex_lock_iothread(void)
 836 {
 837     if (kvm_enabled()) {
 838         qemu_mutex_lock(&qemu_global_mutex);
 839     } else {
 840         iothread_requesting_mutex = true;
 841         if (qemu_mutex_trylock(&qemu_global_mutex)) {
 842             qemu_cpu_kick_thread(first_cpu);
 843             qemu_mutex_lock(&qemu_global_mutex);
 844         }
 845         iothread_requesting_mutex = false;
 846         qemu_cond_broadcast(&qemu_io_proceeded_cond);
 847     }
 848 }
 849
 850 void qemu_mutex_unlock_iothread(void)
 851 {
 852     qemu_mutex_unlock(&qemu_global_mutex);
 853 }
 854
 855 static int all_vcpus_paused(void)
 856 {
 857     CPUState *penv = first_cpu;
 858
 859     while (penv) {
 860         if (!penv->stopped) {
 861             return 0;
 862         }
 863         penv = (CPUState *)penv->next_cpu;
 864     }
 865
 866     return 1;
 867 }
 868
 869 void pause_all_vcpus(void)
 870 {
 871     CPUState *penv = first_cpu;
 872
 873     qemu_clock_enable(vm_clock, false);
 874     while (penv) {
 875         penv->stop = 1;
 876         qemu_cpu_kick(penv);
 877         penv = (CPUState *)penv->next_cpu;
 878     }
 879
 880     while (!all_vcpus_paused()) {
 881         qemu_cond_wait(&qemu_pause_cond, &qemu_global_mutex);
 882         penv = first_cpu;
 883         while (penv) {
 884             qemu_cpu_kick(penv);
 885             penv = (CPUState *)penv->next_cpu;
 886         }
 887     }
 888 }
 889
 890 void resume_all_vcpus(void)
 891 {
 892     CPUState *penv = first_cpu;
 893
 894     while (penv) {
 895         penv->stop = 0;
 896         penv->stopped = 0;
 897         qemu_cpu_kick(penv);
 898         penv = (CPUState *)penv->next_cpu;
 899     }
 900 }
 901
 902 static void qemu_tcg_init_vcpu(void *_env)
 903 {
 904     CPUState *env = _env;
 905
 906     /* share a single thread for all cpus with TCG */
 907     if (!tcg_cpu_thread) {
 908         env->thread = g_malloc0(sizeof(QemuThread));
 909         env->halt_cond = g_malloc0(sizeof(QemuCond));
 910         qemu_cond_init(env->halt_cond);
 911         tcg_halt_cond = env->halt_cond;
 912         qemu_thread_create(env->thread, qemu_tcg_cpu_thread_fn, env);
 913         while (env->created == 0) {
 914             qemu_cond_wait(&qemu_cpu_cond, &qemu_global_mutex);
 915         }
 916         tcg_cpu_thread = env->thread;
 917     } else {
 918         env->thread = tcg_cpu_thread;
 919         env->halt_cond = tcg_halt_cond;
 920     }
 921 }
 922
 923 static void qemu_kvm_start_vcpu(CPUState *env)
 924 {
 925     env->thread = g_malloc0(sizeof(QemuThread));
 926     env->halt_cond = g_malloc0(sizeof(QemuCond));
 927     qemu_cond_init(env->halt_cond);
 928     qemu_thread_create(env->thread, qemu_kvm_cpu_thread_fn, env);
 929     while (env->created == 0) {
 930         qemu_cond_wait(&qemu_cpu_cond, &qemu_global_mutex);
 931     }
 932 }
 933
 934 void qemu_init_vcpu(void *_env)
 935 {
 936     CPUState *env = _env;
 937
 938     env->nr_cores = smp_cores;
 939     env->nr_threads = smp_threads;
 940     env->stopped = 1;
 941     if (kvm_enabled()) {
 942         qemu_kvm_start_vcpu(env);
 943     } else {
 944         qemu_tcg_init_vcpu(env);
 945     }
 946 }
 947
 948 void cpu_stop_current(void)
 949 {
 950     if (cpu_single_env) {
 951         cpu_single_env->stop = 0;
 952         cpu_single_env->stopped = 1;
 953         cpu_exit(cpu_single_env);
 954         qemu_cond_signal(&qemu_pause_cond);
 955     }
 956 }
 957
 958 void vm_stop(RunState state)
 959 {
 960     if (!qemu_thread_is_self(&io_thread)) {
 961         qemu_system_vmstop_request(state);
 962         /*
 963          * FIXME: should not return to device code in case
 964          * vm_stop() has been requested.
 965          */
 966         cpu_stop_current();
 967         return;
 968     }
 969     do_vm_stop(state);
 970 }
 971
 972 /* does a state transition even if the VM is already stopped,
 973    current state is forgotten forever */
 974 void vm_stop_force_state(RunState state)
 975 {
 976     if (runstate_is_running()) {
 977         vm_stop(state);
 978     } else {
 979         runstate_set(state);
 980     }
 981 }
 982
 983 static int tcg_cpu_exec(CPUState *env)
 984 {
 985     int ret;
 986 #ifdef CONFIG_PROFILER
 987     int64_t ti;
 988 #endif
 989
 990 #ifdef CONFIG_PROFILER
 991     ti = profile_getclock();
 992 #endif
 993     if (use_icount) {
 994         int64_t count;
 995         int decr;
 996         qemu_icount -= (env->icount_decr.u16.low + env->icount_extra);
 997         env->icount_decr.u16.low = 0;
 998         env->icount_extra = 0;
 999         count = qemu_icount_round(qemu_clock_deadline(vm_clock));
1000         qemu_icount += count;
1001         decr = (count > 0xffff) ? 0xffff : count;
1002         count -= decr;
1003         env->icount_decr.u16.low = decr;
1004         env->icount_extra = count;
1005     }
1006     ret = cpu_exec(env);
1007 #ifdef CONFIG_PROFILER
1008     qemu_time += profile_getclock() - ti;
1009 #endif
1010     if (use_icount) {
1011         /* Fold pending instructions back into the
1012            instruction counter, and clear the interrupt flag.  */
1013         qemu_icount -= (env->icount_decr.u16.low
1014                         + env->icount_extra);
1015         env->icount_decr.u32 = 0;
1016         env->icount_extra = 0;
1017     }
1018     return ret;
1019 }
1020
1021 static void tcg_exec_all(void)
1022 {
1023     int r;
1024
1025     /* Account partial waits to the vm_clock.  */
1026     qemu_clock_warp(vm_clock);
1027
1028     if (next_cpu == NULL) {
1029         next_cpu = first_cpu;
1030     }
1031     for (; next_cpu != NULL && !exit_request; next_cpu = next_cpu->next_cpu) {
1032         CPUState *env = next_cpu;
1033
1034         qemu_clock_enable(vm_clock,
1035                           (env->singlestep_enabled & SSTEP_NOTIMER) == 0);
1036
1037         if (cpu_can_run(env)) {
1038             r = tcg_cpu_exec(env);
1039             if (r == EXCP_DEBUG) {
1040                 cpu_handle_guest_debug(env);
1041                 break;
1042             }
1043         } else if (env->stop || env->stopped) {
1044             break;
1045         }
1046     }
1047     exit_request = 0;
1048 }
1049
1050 void set_numa_modes(void)
1051 {
1052     CPUState *env;
1053     int i;
1054
1055     for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
1056         for (i = 0; i < nb_numa_nodes; i++) {
1057             if (node_cpumask[i] & (1 << env->cpu_index)) {
1058                 env->numa_node = i;
1059             }
1060         }
1061     }
1062 }
1063
1064 void set_cpu_log(const char *optarg)
1065 {
1066     int mask;
1067     const CPULogItem *item;
1068
1069     mask = cpu_str_to_log_mask(optarg);
1070     if (!mask) {
1071         printf("Log items (comma separated):\n");
1072         for (item = cpu_log_items; item->mask != 0; item++) {
1073             printf("%-10s %s\n", item->name, item->help);
1074         }
1075         exit(1);
1076     }
1077     cpu_set_log(mask);
1078 }
1079
1080 void set_cpu_log_filename(const char *optarg)
1081 {
1082     cpu_set_log_filename(optarg);
1083 }
1084
1085 void list_cpus(FILE *f, fprintf_function cpu_fprintf, const char *optarg)
1086 {
1087     /* XXX: implement xxx_cpu_list for targets that still miss it */
1088 #if defined(cpu_list_id)
1089     cpu_list_id(f, cpu_fprintf, optarg);
1090 #elif defined(cpu_list)
1091     cpu_list(f, cpu_fprintf); /* deprecated */
1092 #endif
1093 }
1094
1095 CpuInfoList *qmp_query_cpus(Error **errp)
1096 {
1097     CpuInfoList *head = NULL, *cur_item = NULL;
1098     CPUState *env;
1099
1100     for(env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
1101         CpuInfoList *info;
1102
1103         cpu_synchronize_state(env);
1104
1105         info = g_malloc0(sizeof(*info));
1106         info->value = g_malloc0(sizeof(*info->value));
1107         info->value->CPU = env->cpu_index;
1108         info->value->current = (env == first_cpu);
1109         info->value->halted = env->halted;
1110         info->value->thread_id = env->thread_id;
1111 #if defined(TARGET_I386)
1112         info->value->has_pc = true;
1113         info->value->pc = env->eip + env->segs[R_CS].base;
1114 #elif defined(TARGET_PPC)
1115         info->value->has_nip = true;
1116         info->value->nip = env->nip;
1117 #elif defined(TARGET_SPARC)
1118         info->value->has_pc = true;
1119         info->value->pc = env->pc;
1120         info->value->has_npc = true;
1121         info->value->npc = env->npc;
1122 #elif defined(TARGET_MIPS)
1123         info->value->has_PC = true;
1124         info->value->PC = env->active_tc.PC;
1125 #endif
1126
1127         /* XXX: waiting for the qapi to support GSList */
1128         if (!cur_item) {
1129             head = cur_item = info;
1130         } else {
1131             cur_item->next = info;
1132             cur_item = info;
1133         }
1134     }
1135
1136     return head;
1137 }