kvm-all.c

   1 /*
   2  * QEMU KVM support
   3  *
   4  * Copyright IBM, Corp. 2008
   5  *           Red Hat, Inc. 2008
   6  *
   7  * Authors:
   8  *  Anthony Liguori   <[email protected]>
   9  *  Glauber Costa     <[email protected]>
  10  *
  11  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2 or later.
  12  * See the COPYING file in the top-level directory.
  13  *
  14  */
  15
  16 #include <sys/types.h>
  17 #include <sys/ioctl.h>
  18 #include <sys/mman.h>
  19 #include <stdarg.h>
  20
  21 #include <linux/kvm.h>
  22
  23 #include "qemu-common.h"
  24 #include "qemu-barrier.h"
  25 #include "sysemu.h"
  26 #include "hw/hw.h"
  27 #include "hw/msi.h"
  28 #include "gdbstub.h"
  29 #include "kvm.h"
  30 #include "bswap.h"
  31 #include "memory.h"
  32 #include "exec-memory.h"
  33
  34 /* This check must be after config-host.h is included */
  35 #ifdef CONFIG_EVENTFD
  36 #include <sys/eventfd.h>
  37 #endif
  38
  39 /* KVM uses PAGE_SIZE in its definition of COALESCED_MMIO_MAX */
  40 #define PAGE_SIZE TARGET_PAGE_SIZE
  41
  42 //#define DEBUG_KVM
  43
  44 #ifdef DEBUG_KVM
  45 #define DPRINTF(fmt, ...) \
  46     do { fprintf(stderr, fmt, ## __VA_ARGS__); } while (0)
  47 #else
  48 #define DPRINTF(fmt, ...) \
  49     do { } while (0)
  50 #endif
  51
  52 #define KVM_MSI_HASHTAB_SIZE    256
  53
  54 typedef struct KVMSlot
  55 {
  56     target_phys_addr_t start_addr;
  57     ram_addr_t memory_size;
  58     void *ram;
  59     int slot;
  60     int flags;
  61 } KVMSlot;
  62
  63 typedef struct kvm_dirty_log KVMDirtyLog;
  64
  65 struct KVMState
  66 {
  67     KVMSlot slots[32];
  68     int fd;
  69     int vmfd;
  70     int coalesced_mmio;
  71     struct kvm_coalesced_mmio_ring *coalesced_mmio_ring;
  72     bool coalesced_flush_in_progress;
  73     int broken_set_mem_region;
  74     int migration_log;
  75     int vcpu_events;
  76     int robust_singlestep;
  77     int debugregs;
  78 #ifdef KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG
  79     struct kvm_sw_breakpoint_head kvm_sw_breakpoints;
  80 #endif
  81     int pit_state2;
  82     int xsave, xcrs;
  83     int many_ioeventfds;
  84     /* The man page (and posix) say ioctl numbers are signed int, but
  85      * they're not.  Linux, glibc and *BSD all treat ioctl numbers as
  86      * unsigned, and treating them as signed here can break things */
  87     unsigned irqchip_inject_ioctl;
  88 #ifdef KVM_CAP_IRQ_ROUTING
  89     struct kvm_irq_routing *irq_routes;
  90     int nr_allocated_irq_routes;
  91     uint32_t *used_gsi_bitmap;
  92     unsigned int gsi_count;
  93     QTAILQ_HEAD(msi_hashtab, KVMMSIRoute) msi_hashtab[KVM_MSI_HASHTAB_SIZE];
  94     bool direct_msi;
  95 #endif
  96 };
  97
  98 KVMState *kvm_state;
  99 bool kvm_kernel_irqchip;
 100
 101 static const KVMCapabilityInfo kvm_required_capabilites[] = {
 102     KVM_CAP_INFO(USER_MEMORY),
 103     KVM_CAP_INFO(DESTROY_MEMORY_REGION_WORKS),
 104     KVM_CAP_LAST_INFO
 105 };
 106
 107 static KVMSlot *kvm_alloc_slot(KVMState *s)
 108 {
 109     int i;
 110
 111     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
 112         if (s->slots[i].memory_size == 0) {
 113             return &s->slots[i];
 114         }
 115     }
 116
 117     fprintf(stderr, "%s: no free slot available\n", __func__);
 118     abort();
 119 }
 120
 121 static KVMSlot *kvm_lookup_matching_slot(KVMState *s,
 122                                          target_phys_addr_t start_addr,
 123                                          target_phys_addr_t end_addr)
 124 {
 125     int i;
 126
 127     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
 128         KVMSlot *mem = &s->slots[i];
 129
 130         if (start_addr == mem->start_addr &&
 131             end_addr == mem->start_addr + mem->memory_size) {
 132             return mem;
 133         }
 134     }
 135
 136     return NULL;
 137 }
 138
 139 /*
 140  * Find overlapping slot with lowest start address
 141  */
 142 static KVMSlot *kvm_lookup_overlapping_slot(KVMState *s,
 143                                             target_phys_addr_t start_addr,
 144                                             target_phys_addr_t end_addr)
 145 {
 146     KVMSlot *found = NULL;
 147     int i;
 148
 149     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
 150         KVMSlot *mem = &s->slots[i];
 151
 152         if (mem->memory_size == 0 ||
 153             (found && found->start_addr < mem->start_addr)) {
 154             continue;
 155         }
 156
 157         if (end_addr > mem->start_addr &&
 158             start_addr < mem->start_addr + mem->memory_size) {
 159             found = mem;
 160         }
 161     }
 162
 163     return found;
 164 }
 165
 166 int kvm_physical_memory_addr_from_host(KVMState *s, void *ram,
 167                                        target_phys_addr_t *phys_addr)
 168 {
 169     int i;
 170
 171     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
 172         KVMSlot *mem = &s->slots[i];
 173
 174         if (ram >= mem->ram && ram < mem->ram + mem->memory_size) {
 175             *phys_addr = mem->start_addr + (ram - mem->ram);
 176             return 1;
 177         }
 178     }
 179
 180     return 0;
 181 }
 182
 183 static int kvm_set_user_memory_region(KVMState *s, KVMSlot *slot)
 184 {
 185     struct kvm_userspace_memory_region mem;
 186
 187     mem.slot = slot->slot;
 188     mem.guest_phys_addr = slot->start_addr;
 189     mem.memory_size = slot->memory_size;
 190     mem.userspace_addr = (unsigned long)slot->ram;
 191     mem.flags = slot->flags;
 192     if (s->migration_log) {
 193         mem.flags |= KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES;
 194     }
 195     return kvm_vm_ioctl(s, KVM_SET_USER_MEMORY_REGION, &mem);
 196 }
 197
 198 static void kvm_reset_vcpu(void *opaque)
 199 {
 200     CPUArchState *env = opaque;
 201
 202     kvm_arch_reset_vcpu(env);
 203 }
 204
 205 int kvm_init_vcpu(CPUArchState *env)
 206 {
 207     KVMState *s = kvm_state;
 208     long mmap_size;
 209     int ret;
 210
 211     DPRINTF("kvm_init_vcpu\n");
 212
 213     ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_CREATE_VCPU, env->cpu_index);
 214     if (ret < 0) {
 215         DPRINTF("kvm_create_vcpu failed\n");
 216         goto err;
 217     }
 218
 219     env->kvm_fd = ret;
 220     env->kvm_state = s;
 221     env->kvm_vcpu_dirty = 1;
 222
 223     mmap_size = kvm_ioctl(s, KVM_GET_VCPU_MMAP_SIZE, 0);
 224     if (mmap_size < 0) {
 225         ret = mmap_size;
 226         DPRINTF("KVM_GET_VCPU_MMAP_SIZE failed\n");
 227         goto err;
 228     }
 229
 230     env->kvm_run = mmap(NULL, mmap_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,
 231                         env->kvm_fd, 0);
 232     if (env->kvm_run == MAP_FAILED) {
 233         ret = -errno;
 234         DPRINTF("mmap'ing vcpu state failed\n");
 235         goto err;
 236     }
 237
 238     if (s->coalesced_mmio && !s->coalesced_mmio_ring) {
 239         s->coalesced_mmio_ring =
 240             (void *)env->kvm_run + s->coalesced_mmio * PAGE_SIZE;
 241     }
 242
 243     ret = kvm_arch_init_vcpu(env);
 244     if (ret == 0) {
 245         qemu_register_reset(kvm_reset_vcpu, env);
 246         kvm_arch_reset_vcpu(env);
 247     }
 248 err:
 249     return ret;
 250 }
 251
 252 /*
 253  * dirty pages logging control
 254  */
 255
 256 static int kvm_mem_flags(KVMState *s, bool log_dirty)
 257 {
 258     return log_dirty ? KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES : 0;
 259 }
 260
 261 static int kvm_slot_dirty_pages_log_change(KVMSlot *mem, bool log_dirty)
 262 {
 263     KVMState *s = kvm_state;
 264     int flags, mask = KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES;
 265     int old_flags;
 266
 267     old_flags = mem->flags;
 268
 269     flags = (mem->flags & ~mask) | kvm_mem_flags(s, log_dirty);
 270     mem->flags = flags;
 271
 272     /* If nothing changed effectively, no need to issue ioctl */
 273     if (s->migration_log) {
 274         flags |= KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES;
 275     }
 276
 277     if (flags == old_flags) {
 278         return 0;
 279     }
 280
 281     return kvm_set_user_memory_region(s, mem);
 282 }
 283
 284 static int kvm_dirty_pages_log_change(target_phys_addr_t phys_addr,
 285                                       ram_addr_t size, bool log_dirty)
 286 {
 287     KVMState *s = kvm_state;
 288     KVMSlot *mem = kvm_lookup_matching_slot(s, phys_addr, phys_addr + size);
 289
 290     if (mem == NULL)  {
 291         fprintf(stderr, "BUG: %s: invalid parameters " TARGET_FMT_plx "-"
 292                 TARGET_FMT_plx "\n", __func__, phys_addr,
 293                 (target_phys_addr_t)(phys_addr + size - 1));
 294         return -EINVAL;
 295     }
 296     return kvm_slot_dirty_pages_log_change(mem, log_dirty);
 297 }
 298
 299 static void kvm_log_start(MemoryListener *listener,
 300                           MemoryRegionSection *section)
 301 {
 302     int r;
 303
 304     r = kvm_dirty_pages_log_change(section->offset_within_address_space,
 305                                    section->size, true);
 306     if (r < 0) {
 307         abort();
 308     }
 309 }
 310
 311 static void kvm_log_stop(MemoryListener *listener,
 312                           MemoryRegionSection *section)
 313 {
 314     int r;
 315
 316     r = kvm_dirty_pages_log_change(section->offset_within_address_space,
 317                                    section->size, false);
 318     if (r < 0) {
 319         abort();
 320     }
 321 }
 322
 323 static int kvm_set_migration_log(int enable)
 324 {
 325     KVMState *s = kvm_state;
 326     KVMSlot *mem;
 327     int i, err;
 328
 329     s->migration_log = enable;
 330
 331     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
 332         mem = &s->slots[i];
 333
 334         if (!mem->memory_size) {
 335             continue;
 336         }
 337         if (!!(mem->flags & KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES) == enable) {
 338             continue;
 339         }
 340         err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
 341         if (err) {
 342             return err;
 343         }
 344     }
 345     return 0;
 346 }
 347
 348 /* get kvm's dirty pages bitmap and update qemu's */
 349 static int kvm_get_dirty_pages_log_range(MemoryRegionSection *section,
 350                                          unsigned long *bitmap)
 351 {
 352     unsigned int i, j;
 353     unsigned long page_number, c;
 354     target_phys_addr_t addr, addr1;
 355     unsigned int len = ((section->size / TARGET_PAGE_SIZE) + HOST_LONG_BITS - 1) / HOST_LONG_BITS;
 356     unsigned long hpratio = getpagesize() / TARGET_PAGE_SIZE;
 357
 358     /*
 359      * bitmap-traveling is faster than memory-traveling (for addr...)
 360      * especially when most of the memory is not dirty.
 361      */
 362     for (i = 0; i < len; i++) {
 363         if (bitmap[i] != 0) {
 364             c = leul_to_cpu(bitmap[i]);
 365             do {
 366                 j = ffsl(c) - 1;
 367                 c &= ~(1ul << j);
 368                 page_number = (i * HOST_LONG_BITS + j) * hpratio;
 369                 addr1 = page_number * TARGET_PAGE_SIZE;
 370                 addr = section->offset_within_region + addr1;
 371                 memory_region_set_dirty(section->mr, addr,
 372                                         TARGET_PAGE_SIZE * hpratio);
 373             } while (c != 0);
 374         }
 375     }
 376     return 0;
 377 }
 378
 379 #define ALIGN(x, y)  (((x)+(y)-1) & ~((y)-1))
 380
 381 /**
 382  * kvm_physical_sync_dirty_bitmap - Grab dirty bitmap from kernel space
 383  * This function updates qemu's dirty bitmap using
 384  * memory_region_set_dirty().  This means all bits are set
 385  * to dirty.
 386  *
 387  * @start_add: start of logged region.
 388  * @end_addr: end of logged region.
 389  */
 390 static int kvm_physical_sync_dirty_bitmap(MemoryRegionSection *section)
 391 {
 392     KVMState *s = kvm_state;
 393     unsigned long size, allocated_size = 0;
 394     KVMDirtyLog d;
 395     KVMSlot *mem;
 396     int ret = 0;
 397     target_phys_addr_t start_addr = section->offset_within_address_space;
 398     target_phys_addr_t end_addr = start_addr + section->size;
 399
 400     d.dirty_bitmap = NULL;
 401     while (start_addr < end_addr) {
 402         mem = kvm_lookup_overlapping_slot(s, start_addr, end_addr);
 403         if (mem == NULL) {
 404             break;
 405         }
 406
 407         /* XXX bad kernel interface alert
 408          * For dirty bitmap, kernel allocates array of size aligned to
 409          * bits-per-long.  But for case when the kernel is 64bits and
 410          * the userspace is 32bits, userspace can't align to the same
 411          * bits-per-long, since sizeof(long) is different between kernel
 412          * and user space.  This way, userspace will provide buffer which
 413          * may be 4 bytes less than the kernel will use, resulting in
 414          * userspace memory corruption (which is not detectable by valgrind
 415          * too, in most cases).
 416          * So for now, let's align to 64 instead of HOST_LONG_BITS here, in
 417          * a hope that sizeof(long) wont become >8 any time soon.
 418          */
 419         size = ALIGN(((mem->memory_size) >> TARGET_PAGE_BITS),
 420                      /*HOST_LONG_BITS*/ 64) / 8;
 421         if (!d.dirty_bitmap) {
 422             d.dirty_bitmap = g_malloc(size);
 423         } else if (size > allocated_size) {
 424             d.dirty_bitmap = g_realloc(d.dirty_bitmap, size);
 425         }
 426         allocated_size = size;
 427         memset(d.dirty_bitmap, 0, allocated_size);
 428
 429         d.slot = mem->slot;
 430
 431         if (kvm_vm_ioctl(s, KVM_GET_DIRTY_LOG, &d) == -1) {
 432             DPRINTF("ioctl failed %d\n", errno);
 433             ret = -1;
 434             break;
 435         }
 436
 437         kvm_get_dirty_pages_log_range(section, d.dirty_bitmap);
 438         start_addr = mem->start_addr + mem->memory_size;
 439     }
 440     g_free(d.dirty_bitmap);
 441
 442     return ret;
 443 }
 444
 445 int kvm_coalesce_mmio_region(target_phys_addr_t start, ram_addr_t size)
 446 {
 447     int ret = -ENOSYS;
 448     KVMState *s = kvm_state;
 449
 450     if (s->coalesced_mmio) {
 451         struct kvm_coalesced_mmio_zone zone;
 452
 453         zone.addr = start;
 454         zone.size = size;
 455         zone.pad = 0;
 456
 457         ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_REGISTER_COALESCED_MMIO, &zone);
 458     }
 459
 460     return ret;
 461 }
 462
 463 int kvm_uncoalesce_mmio_region(target_phys_addr_t start, ram_addr_t size)
 464 {
 465     int ret = -ENOSYS;
 466     KVMState *s = kvm_state;
 467
 468     if (s->coalesced_mmio) {
 469         struct kvm_coalesced_mmio_zone zone;
 470
 471         zone.addr = start;
 472         zone.size = size;
 473         zone.pad = 0;
 474
 475         ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_UNREGISTER_COALESCED_MMIO, &zone);
 476     }
 477
 478     return ret;
 479 }
 480
 481 int kvm_check_extension(KVMState *s, unsigned int extension)
 482 {
 483     int ret;
 484
 485     ret = kvm_ioctl(s, KVM_CHECK_EXTENSION, extension);
 486     if (ret < 0) {
 487         ret = 0;
 488     }
 489
 490     return ret;
 491 }
 492
 493 static int kvm_check_many_ioeventfds(void)
 494 {
 495     /* Userspace can use ioeventfd for io notification.  This requires a host
 496      * that supports eventfd(2) and an I/O thread; since eventfd does not
 497      * support SIGIO it cannot interrupt the vcpu.
 498      *
 499      * Older kernels have a 6 device limit on the KVM io bus.  Find out so we
 500      * can avoid creating too many ioeventfds.
 501      */
 502 #if defined(CONFIG_EVENTFD)
 503     int ioeventfds[7];
 504     int i, ret = 0;
 505     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(ioeventfds); i++) {
 506         ioeventfds[i] = eventfd(0, EFD_CLOEXEC);
 507         if (ioeventfds[i] < 0) {
 508             break;
 509         }
 510         ret = kvm_set_ioeventfd_pio_word(ioeventfds[i], 0, i, true);
 511         if (ret < 0) {
 512             close(ioeventfds[i]);
 513             break;
 514         }
 515     }
 516
 517     /* Decide whether many devices are supported or not */
 518     ret = i == ARRAY_SIZE(ioeventfds);
 519
 520     while (i-- > 0) {
 521         kvm_set_ioeventfd_pio_word(ioeventfds[i], 0, i, false);
 522         close(ioeventfds[i]);
 523     }
 524     return ret;
 525 #else
 526     return 0;
 527 #endif
 528 }
 529
 530 static const KVMCapabilityInfo *
 531 kvm_check_extension_list(KVMState *s, const KVMCapabilityInfo *list)
 532 {
 533     while (list->name) {
 534         if (!kvm_check_extension(s, list->value)) {
 535             return list;
 536         }
 537         list++;
 538     }
 539     return NULL;
 540 }
 541
 542 static void kvm_set_phys_mem(MemoryRegionSection *section, bool add)
 543 {
 544     KVMState *s = kvm_state;
 545     KVMSlot *mem, old;
 546     int err;
 547     MemoryRegion *mr = section->mr;
 548     bool log_dirty = memory_region_is_logging(mr);
 549     target_phys_addr_t start_addr = section->offset_within_address_space;
 550     ram_addr_t size = section->size;
 551     void *ram = NULL;
 552     unsigned delta;
 553
 554     /* kvm works in page size chunks, but the function may be called
 555        with sub-page size and unaligned start address. */
 556     delta = TARGET_PAGE_ALIGN(size) - size;
 557     if (delta > size) {
 558         return;
 559     }
 560     start_addr += delta;
 561     size -= delta;
 562     size &= TARGET_PAGE_MASK;
 563     if (!size || (start_addr & ~TARGET_PAGE_MASK)) {
 564         return;
 565     }
 566
 567     if (!memory_region_is_ram(mr)) {
 568         return;
 569     }
 570
 571     ram = memory_region_get_ram_ptr(mr) + section->offset_within_region + delta;
 572
 573     while (1) {
 574         mem = kvm_lookup_overlapping_slot(s, start_addr, start_addr + size);
 575         if (!mem) {
 576             break;
 577         }
 578
 579         if (add && start_addr >= mem->start_addr &&
 580             (start_addr + size <= mem->start_addr + mem->memory_size) &&
 581             (ram - start_addr == mem->ram - mem->start_addr)) {
 582             /* The new slot fits into the existing one and comes with
 583              * identical parameters - update flags and done. */
 584             kvm_slot_dirty_pages_log_change(mem, log_dirty);
 585             return;
 586         }
 587
 588         old = *mem;
 589
 590         if (mem->flags & KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES) {
 591             kvm_physical_sync_dirty_bitmap(section);
 592         }
 593
 594         /* unregister the overlapping slot */
 595         mem->memory_size = 0;
 596         err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
 597         if (err) {
 598             fprintf(stderr, "%s: error unregistering overlapping slot: %s\n",
 599                     __func__, strerror(-err));
 600             abort();
 601         }
 602
 603         /* Workaround for older KVM versions: we can't join slots, even not by
 604          * unregistering the previous ones and then registering the larger
 605          * slot. We have to maintain the existing fragmentation. Sigh.
 606          *
 607          * This workaround assumes that the new slot starts at the same
 608          * address as the first existing one. If not or if some overlapping
 609          * slot comes around later, we will fail (not seen in practice so far)
 610          * - and actually require a recent KVM version. */
 611         if (s->broken_set_mem_region &&
 612             old.start_addr == start_addr && old.memory_size < size && add) {
 613             mem = kvm_alloc_slot(s);
 614             mem->memory_size = old.memory_size;
 615             mem->start_addr = old.start_addr;
 616             mem->ram = old.ram;
 617             mem->flags = kvm_mem_flags(s, log_dirty);
 618
 619             err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
 620             if (err) {
 621                 fprintf(stderr, "%s: error updating slot: %s\n", __func__,
 622                         strerror(-err));
 623                 abort();
 624             }
 625
 626             start_addr += old.memory_size;
 627             ram += old.memory_size;
 628             size -= old.memory_size;
 629             continue;
 630         }
 631
 632         /* register prefix slot */
 633         if (old.start_addr < start_addr) {
 634             mem = kvm_alloc_slot(s);
 635             mem->memory_size = start_addr - old.start_addr;
 636             mem->start_addr = old.start_addr;
 637             mem->ram = old.ram;
 638             mem->flags =  kvm_mem_flags(s, log_dirty);
 639
 640             err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
 641             if (err) {
 642                 fprintf(stderr, "%s: error registering prefix slot: %s\n",
 643                         __func__, strerror(-err));
 644 #ifdef TARGET_PPC
 645                 fprintf(stderr, "%s: This is probably because your kernel's " \
 646                                 "PAGE_SIZE is too big. Please try to use 4k " \
 647                                 "PAGE_SIZE!\n", __func__);
 648 #endif
 649                 abort();
 650             }
 651         }
 652
 653         /* register suffix slot */
 654         if (old.start_addr + old.memory_size > start_addr + size) {
 655             ram_addr_t size_delta;
 656
 657             mem = kvm_alloc_slot(s);
 658             mem->start_addr = start_addr + size;
 659             size_delta = mem->start_addr - old.start_addr;
 660             mem->memory_size = old.memory_size - size_delta;
 661             mem->ram = old.ram + size_delta;
 662             mem->flags = kvm_mem_flags(s, log_dirty);
 663
 664             err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
 665             if (err) {
 666                 fprintf(stderr, "%s: error registering suffix slot: %s\n",
 667                         __func__, strerror(-err));
 668                 abort();
 669             }
 670         }
 671     }
 672
 673     /* in case the KVM bug workaround already "consumed" the new slot */
 674     if (!size) {
 675         return;
 676     }
 677     if (!add) {
 678         return;
 679     }
 680     mem = kvm_alloc_slot(s);
 681     mem->memory_size = size;
 682     mem->start_addr = start_addr;
 683     mem->ram = ram;
 684     mem->flags = kvm_mem_flags(s, log_dirty);
 685
 686     err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
 687     if (err) {
 688         fprintf(stderr, "%s: error registering slot: %s\n", __func__,
 689                 strerror(-err));
 690         abort();
 691     }
 692 }
 693
 694 static void kvm_begin(MemoryListener *listener)
 695 {
 696 }
 697
 698 static void kvm_commit(MemoryListener *listener)
 699 {
 700 }
 701
 702 static void kvm_region_add(MemoryListener *listener,
 703                            MemoryRegionSection *section)
 704 {
 705     kvm_set_phys_mem(section, true);
 706 }
 707
 708 static void kvm_region_del(MemoryListener *listener,
 709                            MemoryRegionSection *section)
 710 {
 711     kvm_set_phys_mem(section, false);
 712 }
 713
 714 static void kvm_region_nop(MemoryListener *listener,
 715                            MemoryRegionSection *section)
 716 {
 717 }
 718
 719 static void kvm_log_sync(MemoryListener *listener,
 720                          MemoryRegionSection *section)
 721 {
 722     int r;
 723
 724     r = kvm_physical_sync_dirty_bitmap(section);
 725     if (r < 0) {
 726         abort();
 727     }
 728 }
 729
 730 static void kvm_log_global_start(struct MemoryListener *listener)
 731 {
 732     int r;
 733
 734     r = kvm_set_migration_log(1);
 735     assert(r >= 0);
 736 }
 737
 738 static void kvm_log_global_stop(struct MemoryListener *listener)
 739 {
 740     int r;
 741
 742     r = kvm_set_migration_log(0);
 743     assert(r >= 0);
 744 }
 745
 746 static void kvm_mem_ioeventfd_add(MemoryRegionSection *section,
 747                                   bool match_data, uint64_t data, int fd)
 748 {
 749     int r;
 750
 751     assert(match_data && section->size <= 8);
 752
 753     r = kvm_set_ioeventfd_mmio(fd, section->offset_within_address_space,
 754                                data, true, section->size);
 755     if (r < 0) {
 756         abort();
 757     }
 758 }
 759
 760 static void kvm_mem_ioeventfd_del(MemoryRegionSection *section,
 761                                   bool match_data, uint64_t data, int fd)
 762 {
 763     int r;
 764
 765     r = kvm_set_ioeventfd_mmio(fd, section->offset_within_address_space,
 766                                data, false, section->size);
 767     if (r < 0) {
 768         abort();
 769     }
 770 }
 771
 772 static void kvm_io_ioeventfd_add(MemoryRegionSection *section,
 773                                  bool match_data, uint64_t data, int fd)
 774 {
 775     int r;
 776
 777     assert(match_data && section->size == 2);
 778
 779     r = kvm_set_ioeventfd_pio_word(fd, section->offset_within_address_space,
 780                                    data, true);
 781     if (r < 0) {
 782         abort();
 783     }
 784 }
 785
 786 static void kvm_io_ioeventfd_del(MemoryRegionSection *section,
 787                                  bool match_data, uint64_t data, int fd)
 788
 789 {
 790     int r;
 791
 792     r = kvm_set_ioeventfd_pio_word(fd, section->offset_within_address_space,
 793                                    data, false);
 794     if (r < 0) {
 795         abort();
 796     }
 797 }
 798
 799 static void kvm_eventfd_add(MemoryListener *listener,
 800                             MemoryRegionSection *section,
 801                             bool match_data, uint64_t data, int fd)
 802 {
 803     if (section->address_space == get_system_memory()) {
 804         kvm_mem_ioeventfd_add(section, match_data, data, fd);
 805     } else {
 806         kvm_io_ioeventfd_add(section, match_data, data, fd);
 807     }
 808 }
 809
 810 static void kvm_eventfd_del(MemoryListener *listener,
 811                             MemoryRegionSection *section,
 812                             bool match_data, uint64_t data, int fd)
 813 {
 814     if (section->address_space == get_system_memory()) {
 815         kvm_mem_ioeventfd_del(section, match_data, data, fd);
 816     } else {
 817         kvm_io_ioeventfd_del(section, match_data, data, fd);
 818     }
 819 }
 820
 821 static MemoryListener kvm_memory_listener = {
 822     .begin = kvm_begin,
 823     .commit = kvm_commit,
 824     .region_add = kvm_region_add,
 825     .region_del = kvm_region_del,
 826     .region_nop = kvm_region_nop,
 827     .log_start = kvm_log_start,
 828     .log_stop = kvm_log_stop,
 829     .log_sync = kvm_log_sync,
 830     .log_global_start = kvm_log_global_start,
 831     .log_global_stop = kvm_log_global_stop,
 832     .eventfd_add = kvm_eventfd_add,
 833     .eventfd_del = kvm_eventfd_del,
 834     .priority = 10,
 835 };
 836
 837 static void kvm_handle_interrupt(CPUArchState *env, int mask)
 838 {
 839     env->interrupt_request |= mask;
 840
 841     if (!qemu_cpu_is_self(env)) {
 842         qemu_cpu_kick(env);
 843     }
 844 }
 845
 846 int kvm_irqchip_set_irq(KVMState *s, int irq, int level)
 847 {
 848     struct kvm_irq_level event;
 849     int ret;
 850
 851     assert(kvm_irqchip_in_kernel());
 852
 853     event.level = level;
 854     event.irq = irq;
 855     ret = kvm_vm_ioctl(s, s->irqchip_inject_ioctl, &event);
 856     if (ret < 0) {
 857         perror("kvm_set_irqchip_line");
 858         abort();
 859     }
 860
 861     return (s->irqchip_inject_ioctl == KVM_IRQ_LINE) ? 1 : event.status;
 862 }
 863
 864 #ifdef KVM_CAP_IRQ_ROUTING
 865 typedef struct KVMMSIRoute {
 866     struct kvm_irq_routing_entry kroute;
 867     QTAILQ_ENTRY(KVMMSIRoute) entry;
 868 } KVMMSIRoute;
 869
 870 static void set_gsi(KVMState *s, unsigned int gsi)
 871 {
 872     s->used_gsi_bitmap[gsi / 32] |= 1U << (gsi % 32);
 873 }
 874
 875 static void clear_gsi(KVMState *s, unsigned int gsi)
 876 {
 877     s->used_gsi_bitmap[gsi / 32] &= ~(1U << (gsi % 32));
 878 }
 879
 880 static void kvm_init_irq_routing(KVMState *s)
 881 {
 882     int gsi_count, i;
 883
 884     gsi_count = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_IRQ_ROUTING);
 885     if (gsi_count > 0) {
 886         unsigned int gsi_bits, i;
 887
 888         /* Round up so we can search ints using ffs */
 889         gsi_bits = ALIGN(gsi_count, 32);
 890         s->used_gsi_bitmap = g_malloc0(gsi_bits / 8);
 891         s->gsi_count = gsi_count;
 892
 893         /* Mark any over-allocated bits as already in use */
 894         for (i = gsi_count; i < gsi_bits; i++) {
 895             set_gsi(s, i);
 896         }
 897     }
 898
 899     s->irq_routes = g_malloc0(sizeof(*s->irq_routes));
 900     s->nr_allocated_irq_routes = 0;
 901
 902     if (!s->direct_msi) {
 903         for (i = 0; i < KVM_MSI_HASHTAB_SIZE; i++) {
 904             QTAILQ_INIT(&s->msi_hashtab[i]);
 905         }
 906     }
 907
 908     kvm_arch_init_irq_routing(s);
 909 }
 910
 911 static void kvm_irqchip_commit_routes(KVMState *s)
 912 {
 913     int ret;
 914
 915     s->irq_routes->flags = 0;
 916     ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_SET_GSI_ROUTING, s->irq_routes);
 917     assert(ret == 0);
 918 }
 919
 920 static void kvm_add_routing_entry(KVMState *s,
 921                                   struct kvm_irq_routing_entry *entry)
 922 {
 923     struct kvm_irq_routing_entry *new;
 924     int n, size;
 925
 926     if (s->irq_routes->nr == s->nr_allocated_irq_routes) {
 927         n = s->nr_allocated_irq_routes * 2;
 928         if (n < 64) {
 929             n = 64;
 930         }
 931         size = sizeof(struct kvm_irq_routing);
 932         size += n * sizeof(*new);
 933         s->irq_routes = g_realloc(s->irq_routes, size);
 934         s->nr_allocated_irq_routes = n;
 935     }
 936     n = s->irq_routes->nr++;
 937     new = &s->irq_routes->entries[n];
 938     memset(new, 0, sizeof(*new));
 939     new->gsi = entry->gsi;
 940     new->type = entry->type;
 941     new->flags = entry->flags;
 942     new->u = entry->u;
 943
 944     set_gsi(s, entry->gsi);
 945
 946     kvm_irqchip_commit_routes(s);
 947 }
 948
 949 void kvm_irqchip_add_irq_route(KVMState *s, int irq, int irqchip, int pin)
 950 {
 951     struct kvm_irq_routing_entry e;
 952
 953     assert(pin < s->gsi_count);
 954
 955     e.gsi = irq;
 956     e.type = KVM_IRQ_ROUTING_IRQCHIP;
 957     e.flags = 0;
 958     e.u.irqchip.irqchip = irqchip;
 959     e.u.irqchip.pin = pin;
 960     kvm_add_routing_entry(s, &e);
 961 }
 962
 963 void kvm_irqchip_release_virq(KVMState *s, int virq)
 964 {
 965     struct kvm_irq_routing_entry *e;
 966     int i;
 967
 968     for (i = 0; i < s->irq_routes->nr; i++) {
 969         e = &s->irq_routes->entries[i];
 970         if (e->gsi == virq) {
 971             s->irq_routes->nr--;
 972             *e = s->irq_routes->entries[s->irq_routes->nr];
 973         }
 974     }
 975     clear_gsi(s, virq);
 976
 977     kvm_irqchip_commit_routes(s);
 978 }
 979
 980 static unsigned int kvm_hash_msi(uint32_t data)
 981 {
 982     /* This is optimized for IA32 MSI layout. However, no other arch shall
 983      * repeat the mistake of not providing a direct MSI injection API. */
 984     return data & 0xff;
 985 }
 986
 987 static void kvm_flush_dynamic_msi_routes(KVMState *s)
 988 {
 989     KVMMSIRoute *route, *next;
 990     unsigned int hash;
 991
 992     for (hash = 0; hash < KVM_MSI_HASHTAB_SIZE; hash++) {
 993         QTAILQ_FOREACH_SAFE(route, &s->msi_hashtab[hash], entry, next) {
 994             kvm_irqchip_release_virq(s, route->kroute.gsi);
 995             QTAILQ_REMOVE(&s->msi_hashtab[hash], route, entry);
 996             g_free(route);
 997         }
 998     }
 999 }
1000
1001 static int kvm_irqchip_get_virq(KVMState *s)
1002 {
1003     uint32_t *word = s->used_gsi_bitmap;
1004     int max_words = ALIGN(s->gsi_count, 32) / 32;
1005     int i, bit;
1006     bool retry = true;
1007
1008 again:
1009     /* Return the lowest unused GSI in the bitmap */
1010     for (i = 0; i < max_words; i++) {
1011         bit = ffs(~word[i]);
1012         if (!bit) {
1013             continue;
1014         }
1015
1016         return bit - 1 + i * 32;
1017     }
1018     if (!s->direct_msi && retry) {
1019         retry = false;
1020         kvm_flush_dynamic_msi_routes(s);
1021         goto again;
1022     }
1023     return -ENOSPC;
1024
1025 }
1026
1027 static KVMMSIRoute *kvm_lookup_msi_route(KVMState *s, MSIMessage msg)
1028 {
1029     unsigned int hash = kvm_hash_msi(msg.data);
1030     KVMMSIRoute *route;
1031
1032     QTAILQ_FOREACH(route, &s->msi_hashtab[hash], entry) {
1033         if (route->kroute.u.msi.address_lo == (uint32_t)msg.address &&
1034             route->kroute.u.msi.address_hi == (msg.address >> 32) &&
1035             route->kroute.u.msi.data == msg.data) {
1036             return route;
1037         }
1038     }
1039     return NULL;
1040 }
1041
1042 int kvm_irqchip_send_msi(KVMState *s, MSIMessage msg)
1043 {
1044     struct kvm_msi msi;
1045     KVMMSIRoute *route;
1046
1047     if (s->direct_msi) {
1048         msi.address_lo = (uint32_t)msg.address;
1049         msi.address_hi = msg.address >> 32;
1050         msi.data = msg.data;
1051         msi.flags = 0;
1052         memset(msi.pad, 0, sizeof(msi.pad));
1053
1054         return kvm_vm_ioctl(s, KVM_SIGNAL_MSI, &msi);
1055     }
1056
1057     route = kvm_lookup_msi_route(s, msg);
1058     if (!route) {
1059         int virq;
1060
1061         virq = kvm_irqchip_get_virq(s);
1062         if (virq < 0) {
1063             return virq;
1064         }
1065
1066         route = g_malloc(sizeof(KVMMSIRoute));
1067         route->kroute.gsi = virq;
1068         route->kroute.type = KVM_IRQ_ROUTING_MSI;
1069         route->kroute.flags = 0;
1070         route->kroute.u.msi.address_lo = (uint32_t)msg.address;
1071         route->kroute.u.msi.address_hi = msg.address >> 32;
1072         route->kroute.u.msi.data = msg.data;
1073
1074         kvm_add_routing_entry(s, &route->kroute);
1075
1076         QTAILQ_INSERT_TAIL(&s->msi_hashtab[kvm_hash_msi(msg.data)], route,
1077                            entry);
1078     }
1079
1080     assert(route->kroute.type == KVM_IRQ_ROUTING_MSI);
1081
1082     return kvm_irqchip_set_irq(s, route->kroute.gsi, 1);
1083 }
1084
1085 int kvm_irqchip_add_msi_route(KVMState *s, MSIMessage msg)
1086 {
1087     struct kvm_irq_routing_entry kroute;
1088     int virq;
1089
1090     if (!kvm_irqchip_in_kernel()) {
1091         return -ENOSYS;
1092     }
1093
1094     virq = kvm_irqchip_get_virq(s);
1095     if (virq < 0) {
1096         return virq;
1097     }
1098
1099     kroute.gsi = virq;
1100     kroute.type = KVM_IRQ_ROUTING_MSI;
1101     kroute.flags = 0;
1102     kroute.u.msi.address_lo = (uint32_t)msg.address;
1103     kroute.u.msi.address_hi = msg.address >> 32;
1104     kroute.u.msi.data = msg.data;
1105
1106     kvm_add_routing_entry(s, &kroute);
1107
1108     return virq;
1109 }
1110
1111 static int kvm_irqchip_assign_irqfd(KVMState *s, int fd, int virq, bool assign)
1112 {
1113     struct kvm_irqfd irqfd = {
1114         .fd = fd,
1115         .gsi = virq,
1116         .flags = assign ? 0 : KVM_IRQFD_FLAG_DEASSIGN,
1117     };
1118
1119     if (!kvm_irqchip_in_kernel()) {
1120         return -ENOSYS;
1121     }
1122
1123     return kvm_vm_ioctl(s, KVM_IRQFD, &irqfd);
1124 }
1125
1126 #else /* !KVM_CAP_IRQ_ROUTING */
1127
1128 static void kvm_init_irq_routing(KVMState *s)
1129 {
1130 }
1131
1132 void kvm_irqchip_release_virq(KVMState *s, int virq)
1133 {
1134 }
1135
1136 int kvm_irqchip_send_msi(KVMState *s, MSIMessage msg)
1137 {
1138     abort();
1139 }
1140
1141 int kvm_irqchip_add_msi_route(KVMState *s, MSIMessage msg)
1142 {
1143     abort();
1144 }
1145
1146 static int kvm_irqchip_assign_irqfd(KVMState *s, int fd, int virq, bool assign)
1147 {
1148     abort();
1149 }
1150 #endif /* !KVM_CAP_IRQ_ROUTING */
1151
1152 int kvm_irqchip_add_irqfd(KVMState *s, int fd, int virq)
1153 {
1154     return kvm_irqchip_assign_irqfd(s, fd, virq, true);
1155 }
1156
1157 int kvm_irqchip_remove_irqfd(KVMState *s, int fd, int virq)
1158 {
1159     return kvm_irqchip_assign_irqfd(s, fd, virq, false);
1160 }
1161
1162 static int kvm_irqchip_create(KVMState *s)
1163 {
1164     QemuOptsList *list = qemu_find_opts("machine");
1165     int ret;
1166
1167     if (QTAILQ_EMPTY(&list->head) ||
1168         !qemu_opt_get_bool(QTAILQ_FIRST(&list->head),
1169                            "kernel_irqchip", true) ||
1170         !kvm_check_extension(s, KVM_CAP_IRQCHIP)) {
1171         return 0;
1172     }
1173
1174     ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_CREATE_IRQCHIP);
1175     if (ret < 0) {
1176         fprintf(stderr, "Create kernel irqchip failed\n");
1177         return ret;
1178     }
1179
1180     s->irqchip_inject_ioctl = KVM_IRQ_LINE;
1181     if (kvm_check_extension(s, KVM_CAP_IRQ_INJECT_STATUS)) {
1182         s->irqchip_inject_ioctl = KVM_IRQ_LINE_STATUS;
1183     }
1184     kvm_kernel_irqchip = true;
1185
1186     kvm_init_irq_routing(s);
1187
1188     return 0;
1189 }
1190
1191 int kvm_init(void)
1192 {
1193     static const char upgrade_note[] =
1194         "Please upgrade to at least kernel 2.6.29 or recent kvm-kmod\n"
1195         "(see http://sourceforge.net/projects/kvm).\n";
1196     KVMState *s;
1197     const KVMCapabilityInfo *missing_cap;
1198     int ret;
1199     int i;
1200
1201     s = g_malloc0(sizeof(KVMState));
1202
1203     /*
1204      * On systems where the kernel can support different base page
1205      * sizes, host page size may be different from TARGET_PAGE_SIZE,
1206      * even with KVM.  TARGET_PAGE_SIZE is assumed to be the minimum
1207      * page size for the system though.
1208      */
1209     assert(TARGET_PAGE_SIZE <= getpagesize());
1210
1211 #ifdef KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG
1212     QTAILQ_INIT(&s->kvm_sw_breakpoints);
1213 #endif
1214     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
1215         s->slots[i].slot = i;
1216     }
1217     s->vmfd = -1;
1218     s->fd = qemu_open("/dev/kvm", O_RDWR);
1219     if (s->fd == -1) {
1220         fprintf(stderr, "Could not access KVM kernel module: %m\n");
1221         ret = -errno;
1222         goto err;
1223     }
1224
1225     ret = kvm_ioctl(s, KVM_GET_API_VERSION, 0);
1226     if (ret < KVM_API_VERSION) {
1227         if (ret > 0) {
1228             ret = -EINVAL;
1229         }
1230         fprintf(stderr, "kvm version too old\n");
1231         goto err;
1232     }
1233
1234     if (ret > KVM_API_VERSION) {
1235         ret = -EINVAL;
1236         fprintf(stderr, "kvm version not supported\n");
1237         goto err;
1238     }
1239
1240     s->vmfd = kvm_ioctl(s, KVM_CREATE_VM, 0);
1241     if (s->vmfd < 0) {
1242 #ifdef TARGET_S390X
1243         fprintf(stderr, "Please add the 'switch_amode' kernel parameter to "
1244                         "your host kernel command line\n");
1245 #endif
1246         ret = s->vmfd;
1247         goto err;
1248     }
1249
1250     missing_cap = kvm_check_extension_list(s, kvm_required_capabilites);
1251     if (!missing_cap) {
1252         missing_cap =
1253             kvm_check_extension_list(s, kvm_arch_required_capabilities);
1254     }
1255     if (missing_cap) {
1256         ret = -EINVAL;
1257         fprintf(stderr, "kvm does not support %s\n%s",
1258                 missing_cap->name, upgrade_note);
1259         goto err;
1260     }
1261
1262     s->coalesced_mmio = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_COALESCED_MMIO);
1263
1264     s->broken_set_mem_region = 1;
1265     ret = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_JOIN_MEMORY_REGIONS_WORKS);
1266     if (ret > 0) {
1267         s->broken_set_mem_region = 0;
1268     }
1269
1270 #ifdef KVM_CAP_VCPU_EVENTS
1271     s->vcpu_events = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_VCPU_EVENTS);
1272 #endif
1273
1274     s->robust_singlestep =
1275         kvm_check_extension(s, KVM_CAP_X86_ROBUST_SINGLESTEP);
1276
1277 #ifdef KVM_CAP_DEBUGREGS
1278     s->debugregs = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_DEBUGREGS);
1279 #endif
1280
1281 #ifdef KVM_CAP_XSAVE
1282     s->xsave = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_XSAVE);
1283 #endif
1284
1285 #ifdef KVM_CAP_XCRS
1286     s->xcrs = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_XCRS);
1287 #endif
1288
1289 #ifdef KVM_CAP_PIT_STATE2
1290     s->pit_state2 = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_PIT_STATE2);
1291 #endif
1292
1293 #ifdef KVM_CAP_IRQ_ROUTING
1294     s->direct_msi = (kvm_check_extension(s, KVM_CAP_SIGNAL_MSI) > 0);
1295 #endif
1296
1297     ret = kvm_arch_init(s);
1298     if (ret < 0) {
1299         goto err;
1300     }
1301
1302     ret = kvm_irqchip_create(s);
1303     if (ret < 0) {
1304         goto err;
1305     }
1306
1307     kvm_state = s;
1308     memory_listener_register(&kvm_memory_listener, NULL);
1309
1310     s->many_ioeventfds = kvm_check_many_ioeventfds();
1311
1312     cpu_interrupt_handler = kvm_handle_interrupt;
1313
1314     return 0;
1315
1316 err:
1317     if (s) {
1318         if (s->vmfd >= 0) {
1319             close(s->vmfd);
1320         }
1321         if (s->fd != -1) {
1322             close(s->fd);
1323         }
1324     }
1325     g_free(s);
1326
1327     return ret;
1328 }
1329
1330 static void kvm_handle_io(uint16_t port, void *data, int direction, int size,
1331                           uint32_t count)
1332 {
1333     int i;
1334     uint8_t *ptr = data;
1335
1336     for (i = 0; i < count; i++) {
1337         if (direction == KVM_EXIT_IO_IN) {
1338             switch (size) {
1339             case 1:
1340                 stb_p(ptr, cpu_inb(port));
1341                 break;
1342             case 2:
1343                 stw_p(ptr, cpu_inw(port));
1344                 break;
1345             case 4:
1346                 stl_p(ptr, cpu_inl(port));
1347                 break;
1348             }
1349         } else {
1350             switch (size) {
1351             case 1:
1352                 cpu_outb(port, ldub_p(ptr));
1353                 break;
1354             case 2:
1355                 cpu_outw(port, lduw_p(ptr));
1356                 break;
1357             case 4:
1358                 cpu_outl(port, ldl_p(ptr));
1359                 break;
1360             }
1361         }
1362
1363         ptr += size;
1364     }
1365 }
1366
1367 static int kvm_handle_internal_error(CPUArchState *env, struct kvm_run *run)
1368 {
1369     fprintf(stderr, "KVM internal error.");
1370     if (kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_INTERNAL_ERROR_DATA)) {
1371         int i;
1372
1373         fprintf(stderr, " Suberror: %d\n", run->internal.suberror);
1374         for (i = 0; i < run->internal.ndata; ++i) {
1375             fprintf(stderr, "extra data[%d]: %"PRIx64"\n",
1376                     i, (uint64_t)run->internal.data[i]);
1377         }
1378     } else {
1379         fprintf(stderr, "\n");
1380     }
1381     if (run->internal.suberror == KVM_INTERNAL_ERROR_EMULATION) {
1382         fprintf(stderr, "emulation failure\n");
1383         if (!kvm_arch_stop_on_emulation_error(env)) {
1384             cpu_dump_state(env, stderr, fprintf, CPU_DUMP_CODE);
1385             return EXCP_INTERRUPT;
1386         }
1387     }
1388     /* FIXME: Should trigger a qmp message to let management know
1389      * something went wrong.
1390      */
1391     return -1;
1392 }
1393
1394 void kvm_flush_coalesced_mmio_buffer(void)
1395 {
1396     KVMState *s = kvm_state;
1397
1398     if (s->coalesced_flush_in_progress) {
1399         return;
1400     }
1401
1402     s->coalesced_flush_in_progress = true;
1403
1404     if (s->coalesced_mmio_ring) {
1405         struct kvm_coalesced_mmio_ring *ring = s->coalesced_mmio_ring;
1406         while (ring->first != ring->last) {
1407             struct kvm_coalesced_mmio *ent;
1408
1409             ent = &ring->coalesced_mmio[ring->first];
1410
1411             cpu_physical_memory_write(ent->phys_addr, ent->data, ent->len);
1412             smp_wmb();
1413             ring->first = (ring->first + 1) % KVM_COALESCED_MMIO_MAX;
1414         }
1415     }
1416
1417     s->coalesced_flush_in_progress = false;
1418 }
1419
1420 static void do_kvm_cpu_synchronize_state(void *_env)
1421 {
1422     CPUArchState *env = _env;
1423
1424     if (!env->kvm_vcpu_dirty) {
1425         kvm_arch_get_registers(env);
1426         env->kvm_vcpu_dirty = 1;
1427     }
1428 }
1429
1430 void kvm_cpu_synchronize_state(CPUArchState *env)
1431 {
1432     if (!env->kvm_vcpu_dirty) {
1433         run_on_cpu(env, do_kvm_cpu_synchronize_state, env);
1434     }
1435 }
1436
1437 void kvm_cpu_synchronize_post_reset(CPUArchState *env)
1438 {
1439     kvm_arch_put_registers(env, KVM_PUT_RESET_STATE);
1440     env->kvm_vcpu_dirty = 0;
1441 }
1442
1443 void kvm_cpu_synchronize_post_init(CPUArchState *env)
1444 {
1445     kvm_arch_put_registers(env, KVM_PUT_FULL_STATE);
1446     env->kvm_vcpu_dirty = 0;
1447 }
1448
1449 int kvm_cpu_exec(CPUArchState *env)
1450 {
1451     struct kvm_run *run = env->kvm_run;
1452     int ret, run_ret;
1453
1454     DPRINTF("kvm_cpu_exec()\n");
1455
1456     if (kvm_arch_process_async_events(env)) {
1457         env->exit_request = 0;
1458         return EXCP_HLT;
1459     }
1460
1461     do {
1462         if (env->kvm_vcpu_dirty) {
1463             kvm_arch_put_registers(env, KVM_PUT_RUNTIME_STATE);
1464             env->kvm_vcpu_dirty = 0;
1465         }
1466
1467         kvm_arch_pre_run(env, run);
1468         if (env->exit_request) {
1469             DPRINTF("interrupt exit requested\n");
1470             /*
1471              * KVM requires us to reenter the kernel after IO exits to complete
1472              * instruction emulation. This self-signal will ensure that we
1473              * leave ASAP again.
1474              */
1475             qemu_cpu_kick_self();
1476         }
1477         qemu_mutex_unlock_iothread();
1478
1479         run_ret = kvm_vcpu_ioctl(env, KVM_RUN, 0);
1480
1481         qemu_mutex_lock_iothread();
1482         kvm_arch_post_run(env, run);
1483
1484         kvm_flush_coalesced_mmio_buffer();
1485
1486         if (run_ret < 0) {
1487             if (run_ret == -EINTR || run_ret == -EAGAIN) {
1488                 DPRINTF("io window exit\n");
1489                 ret = EXCP_INTERRUPT;
1490                 break;
1491             }
1492             fprintf(stderr, "error: kvm run failed %s\n",
1493                     strerror(-run_ret));
1494             abort();
1495         }
1496
1497         switch (run->exit_reason) {
1498         case KVM_EXIT_IO:
1499             DPRINTF("handle_io\n");
1500             kvm_handle_io(run->io.port,
1501                           (uint8_t *)run + run->io.data_offset,
1502                           run->io.direction,
1503                           run->io.size,
1504                           run->io.count);
1505             ret = 0;
1506             break;
1507         case KVM_EXIT_MMIO:
1508             DPRINTF("handle_mmio\n");
1509             cpu_physical_memory_rw(run->mmio.phys_addr,
1510                                    run->mmio.data,
1511                                    run->mmio.len,
1512                                    run->mmio.is_write);
1513             ret = 0;
1514             break;
1515         case KVM_EXIT_IRQ_WINDOW_OPEN:
1516             DPRINTF("irq_window_open\n");
1517             ret = EXCP_INTERRUPT;
1518             break;
1519         case KVM_EXIT_SHUTDOWN:
1520             DPRINTF("shutdown\n");
1521             qemu_system_reset_request();
1522             ret = EXCP_INTERRUPT;
1523             break;
1524         case KVM_EXIT_UNKNOWN:
1525             fprintf(stderr, "KVM: unknown exit, hardware reason %" PRIx64 "\n",
1526                     (uint64_t)run->hw.hardware_exit_reason);
1527             ret = -1;
1528             break;
1529         case KVM_EXIT_INTERNAL_ERROR:
1530             ret = kvm_handle_internal_error(env, run);
1531             break;
1532         default:
1533             DPRINTF("kvm_arch_handle_exit\n");
1534             ret = kvm_arch_handle_exit(env, run);
1535             break;
1536         }
1537     } while (ret == 0);
1538
1539     if (ret < 0) {
1540         cpu_dump_state(env, stderr, fprintf, CPU_DUMP_CODE);
1541         vm_stop(RUN_STATE_INTERNAL_ERROR);
1542     }
1543
1544     env->exit_request = 0;
1545     return ret;
1546 }
1547
1548 int kvm_ioctl(KVMState *s, int type, ...)
1549 {
1550     int ret;
1551     void *arg;
1552     va_list ap;
1553
1554     va_start(ap, type);
1555     arg = va_arg(ap, void *);
1556     va_end(ap);
1557
1558     ret = ioctl(s->fd, type, arg);
1559     if (ret == -1) {
1560         ret = -errno;
1561     }
1562     return ret;
1563 }
1564
1565 int kvm_vm_ioctl(KVMState *s, int type, ...)
1566 {
1567     int ret;
1568     void *arg;
1569     va_list ap;
1570
1571     va_start(ap, type);
1572     arg = va_arg(ap, void *);
1573     va_end(ap);
1574
1575     ret = ioctl(s->vmfd, type, arg);
1576     if (ret == -1) {
1577         ret = -errno;
1578     }
1579     return ret;
1580 }
1581
1582 int kvm_vcpu_ioctl(CPUArchState *env, int type, ...)
1583 {
1584     int ret;
1585     void *arg;
1586     va_list ap;
1587
1588     va_start(ap, type);
1589     arg = va_arg(ap, void *);
1590     va_end(ap);
1591
1592     ret = ioctl(env->kvm_fd, type, arg);
1593     if (ret == -1) {
1594         ret = -errno;
1595     }
1596     return ret;
1597 }
1598
1599 int kvm_has_sync_mmu(void)
1600 {
1601     return kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_SYNC_MMU);
1602 }
1603
1604 int kvm_has_vcpu_events(void)
1605 {
1606     return kvm_state->vcpu_events;
1607 }
1608
1609 int kvm_has_robust_singlestep(void)
1610 {
1611     return kvm_state->robust_singlestep;
1612 }
1613
1614 int kvm_has_debugregs(void)
1615 {
1616     return kvm_state->debugregs;
1617 }
1618
1619 int kvm_has_xsave(void)
1620 {
1621     return kvm_state->xsave;
1622 }
1623
1624 int kvm_has_xcrs(void)
1625 {
1626     return kvm_state->xcrs;
1627 }
1628
1629 int kvm_has_pit_state2(void)
1630 {
1631     return kvm_state->pit_state2;
1632 }
1633
1634 int kvm_has_many_ioeventfds(void)
1635 {
1636     if (!kvm_enabled()) {
1637         return 0;
1638     }
1639     return kvm_state->many_ioeventfds;
1640 }
1641
1642 int kvm_has_gsi_routing(void)
1643 {
1644 #ifdef KVM_CAP_IRQ_ROUTING
1645     return kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_IRQ_ROUTING);
1646 #else
1647     return false;
1648 #endif
1649 }
1650
1651 int kvm_allows_irq0_override(void)
1652 {
1653     return !kvm_irqchip_in_kernel() || kvm_has_gsi_routing();
1654 }
1655
1656 void kvm_setup_guest_memory(void *start, size_t size)
1657 {
1658     if (!kvm_has_sync_mmu()) {
1659         int ret = qemu_madvise(start, size, QEMU_MADV_DONTFORK);
1660
1661         if (ret) {
1662             perror("qemu_madvise");
1663             fprintf(stderr,
1664                     "Need MADV_DONTFORK in absence of synchronous KVM MMU\n");
1665             exit(1);
1666         }
1667     }
1668 }
1669
1670 #ifdef KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG
1671 struct kvm_sw_breakpoint *kvm_find_sw_breakpoint(CPUArchState *env,
1672                                                  target_ulong pc)
1673 {
1674     struct kvm_sw_breakpoint *bp;
1675
1676     QTAILQ_FOREACH(bp, &env->kvm_state->kvm_sw_breakpoints, entry) {
1677         if (bp->pc == pc) {
1678             return bp;
1679         }
1680     }
1681     return NULL;
1682 }
1683
1684 int kvm_sw_breakpoints_active(CPUArchState *env)
1685 {
1686     return !QTAILQ_EMPTY(&env->kvm_state->kvm_sw_breakpoints);
1687 }
1688
1689 struct kvm_set_guest_debug_data {
1690     struct kvm_guest_debug dbg;
1691     CPUArchState *env;
1692     int err;
1693 };
1694
1695 static void kvm_invoke_set_guest_debug(void *data)
1696 {
1697     struct kvm_set_guest_debug_data *dbg_data = data;
1698     CPUArchState *env = dbg_data->env;
1699
1700     dbg_data->err = kvm_vcpu_ioctl(env, KVM_SET_GUEST_DEBUG, &dbg_data->dbg);
1701 }
1702
1703 int kvm_update_guest_debug(CPUArchState *env, unsigned long reinject_trap)
1704 {
1705     struct kvm_set_guest_debug_data data;
1706
1707     data.dbg.control = reinject_trap;
1708
1709     if (env->singlestep_enabled) {
1710         data.dbg.control |= KVM_GUESTDBG_ENABLE | KVM_GUESTDBG_SINGLESTEP;
1711     }
1712     kvm_arch_update_guest_debug(env, &data.dbg);
1713     data.env = env;
1714
1715     run_on_cpu(env, kvm_invoke_set_guest_debug, &data);
1716     return data.err;
1717 }
1718
1719 int kvm_insert_breakpoint(CPUArchState *current_env, target_ulong addr,
1720                           target_ulong len, int type)
1721 {
1722     struct kvm_sw_breakpoint *bp;
1723     CPUArchState *env;
1724     int err;
1725
1726     if (type == GDB_BREAKPOINT_SW) {
1727         bp = kvm_find_sw_breakpoint(current_env, addr);
1728         if (bp) {
1729             bp->use_count++;
1730             return 0;
1731         }
1732
1733         bp = g_malloc(sizeof(struct kvm_sw_breakpoint));
1734         if (!bp) {
1735             return -ENOMEM;
1736         }
1737
1738         bp->pc = addr;
1739         bp->use_count = 1;
1740         err = kvm_arch_insert_sw_breakpoint(current_env, bp);
1741         if (err) {
1742             g_free(bp);
1743             return err;
1744         }
1745
1746         QTAILQ_INSERT_HEAD(&current_env->kvm_state->kvm_sw_breakpoints,
1747                           bp, entry);
1748     } else {
1749         err = kvm_arch_insert_hw_breakpoint(addr, len, type);
1750         if (err) {
1751             return err;
1752         }
1753     }
1754
1755     for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
1756         err = kvm_update_guest_debug(env, 0);
1757         if (err) {
1758             return err;
1759         }
1760     }
1761     return 0;
1762 }
1763
1764 int kvm_remove_breakpoint(CPUArchState *current_env, target_ulong addr,
1765                           target_ulong len, int type)
1766 {
1767     struct kvm_sw_breakpoint *bp;
1768     CPUArchState *env;
1769     int err;
1770
1771     if (type == GDB_BREAKPOINT_SW) {
1772         bp = kvm_find_sw_breakpoint(current_env, addr);
1773         if (!bp) {
1774             return -ENOENT;
1775         }
1776
1777         if (bp->use_count > 1) {
1778             bp->use_count--;
1779             return 0;
1780         }
1781
1782         err = kvm_arch_remove_sw_breakpoint(current_env, bp);
1783         if (err) {
1784             return err;
1785         }
1786
1787         QTAILQ_REMOVE(&current_env->kvm_state->kvm_sw_breakpoints, bp, entry);
1788         g_free(bp);
1789     } else {
1790         err = kvm_arch_remove_hw_breakpoint(addr, len, type);
1791         if (err) {
1792             return err;
1793         }
1794     }
1795
1796     for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
1797         err = kvm_update_guest_debug(env, 0);
1798         if (err) {
1799             return err;
1800         }
1801     }
1802     return 0;
1803 }
1804
1805 void kvm_remove_all_breakpoints(CPUArchState *current_env)
1806 {
1807     struct kvm_sw_breakpoint *bp, *next;
1808     KVMState *s = current_env->kvm_state;
1809     CPUArchState *env;
1810
1811     QTAILQ_FOREACH_SAFE(bp, &s->kvm_sw_breakpoints, entry, next) {
1812         if (kvm_arch_remove_sw_breakpoint(current_env, bp) != 0) {
1813             /* Try harder to find a CPU that currently sees the breakpoint. */
1814             for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
1815                 if (kvm_arch_remove_sw_breakpoint(env, bp) == 0) {
1816                     break;
1817                 }
1818             }
1819         }
1820     }
1821     kvm_arch_remove_all_hw_breakpoints();
1822
1823     for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
1824         kvm_update_guest_debug(env, 0);
1825     }
1826 }
1827
1828 #else /* !KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG */
1829
1830 int kvm_update_guest_debug(CPUArchState *env, unsigned long reinject_trap)
1831 {
1832     return -EINVAL;
1833 }
1834
1835 int kvm_insert_breakpoint(CPUArchState *current_env, target_ulong addr,
1836                           target_ulong len, int type)
1837 {
1838     return -EINVAL;
1839 }
1840
1841 int kvm_remove_breakpoint(CPUArchState *current_env, target_ulong addr,
1842                           target_ulong len, int type)
1843 {
1844     return -EINVAL;
1845 }
1846
1847 void kvm_remove_all_breakpoints(CPUArchState *current_env)
1848 {
1849 }
1850 #endif /* !KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG */
1851
1852 int kvm_set_signal_mask(CPUArchState *env, const sigset_t *sigset)
1853 {
1854     struct kvm_signal_mask *sigmask;
1855     int r;
1856
1857     if (!sigset) {
1858         return kvm_vcpu_ioctl(env, KVM_SET_SIGNAL_MASK, NULL);
1859     }
1860
1861     sigmask = g_malloc(sizeof(*sigmask) + sizeof(*sigset));
1862
1863     sigmask->len = 8;
1864     memcpy(sigmask->sigset, sigset, sizeof(*sigset));
1865     r = kvm_vcpu_ioctl(env, KVM_SET_SIGNAL_MASK, sigmask);
1866     g_free(sigmask);
1867
1868     return r;
1869 }
1870
1871 int kvm_set_ioeventfd_mmio(int fd, uint32_t addr, uint32_t val, bool assign,
1872                            uint32_t size)
1873 {
1874     int ret;
1875     struct kvm_ioeventfd iofd;
1876
1877     iofd.datamatch = val;
1878     iofd.addr = addr;
1879     iofd.len = size;
1880     iofd.flags = KVM_IOEVENTFD_FLAG_DATAMATCH;
1881     iofd.fd = fd;
1882
1883     if (!kvm_enabled()) {
1884         return -ENOSYS;
1885     }
1886
1887     if (!assign) {
1888         iofd.flags |= KVM_IOEVENTFD_FLAG_DEASSIGN;
1889     }
1890
1891     ret = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_IOEVENTFD, &iofd);
1892
1893     if (ret < 0) {
1894         return -errno;
1895     }
1896
1897     return 0;
1898 }
1899
1900 int kvm_set_ioeventfd_pio_word(int fd, uint16_t addr, uint16_t val, bool assign)
1901 {
1902     struct kvm_ioeventfd kick = {
1903         .datamatch = val,
1904         .addr = addr,
1905         .len = 2,
1906         .flags = KVM_IOEVENTFD_FLAG_DATAMATCH | KVM_IOEVENTFD_FLAG_PIO,
1907         .fd = fd,
1908     };
1909     int r;
1910     if (!kvm_enabled()) {
1911         return -ENOSYS;
1912     }
1913     if (!assign) {
1914         kick.flags |= KVM_IOEVENTFD_FLAG_DEASSIGN;
1915     }
1916     r = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_IOEVENTFD, &kick);
1917     if (r < 0) {
1918         return r;
1919     }
1920     return 0;
1921 }
1922
1923 int kvm_on_sigbus_vcpu(CPUArchState *env, int code, void *addr)
1924 {
1925     return kvm_arch_on_sigbus_vcpu(env, code, addr);
1926 }
1927
1928 int kvm_on_sigbus(int code, void *addr)
1929 {
1930     return kvm_arch_on_sigbus(code, addr);
1931 }