]> Git Repo - qemu.git/blob - target-i386/kvm.c
pc: add SMM property
[qemu.git] / target-i386 / kvm.c
1 /*
2  * QEMU KVM support
3  *
4  * Copyright (C) 2006-2008 Qumranet Technologies
5  * Copyright IBM, Corp. 2008
6  *
7  * Authors:
8  *  Anthony Liguori   <[email protected]>
9  *
10  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2 or later.
11  * See the COPYING file in the top-level directory.
12  *
13  */
14
15 #include <sys/types.h>
16 #include <sys/ioctl.h>
17 #include <sys/mman.h>
18 #include <sys/utsname.h>
19
20 #include <linux/kvm.h>
21 #include <linux/kvm_para.h>
22
23 #include "qemu-common.h"
24 #include "sysemu/sysemu.h"
25 #include "sysemu/kvm_int.h"
26 #include "kvm_i386.h"
27 #include "cpu.h"
28 #include "exec/gdbstub.h"
29 #include "qemu/host-utils.h"
30 #include "qemu/config-file.h"
31 #include "hw/i386/pc.h"
32 #include "hw/i386/apic.h"
33 #include "hw/i386/apic_internal.h"
34 #include "hw/i386/apic-msidef.h"
35 #include "exec/ioport.h"
36 #include <asm/hyperv.h>
37 #include "hw/pci/pci.h"
38 #include "migration/migration.h"
39 #include "exec/memattrs.h"
40
41 //#define DEBUG_KVM
42
43 #ifdef DEBUG_KVM
44 #define DPRINTF(fmt, ...) \
45     do { fprintf(stderr, fmt, ## __VA_ARGS__); } while (0)
46 #else
47 #define DPRINTF(fmt, ...) \
48     do { } while (0)
49 #endif
50
51 #define MSR_KVM_WALL_CLOCK  0x11
52 #define MSR_KVM_SYSTEM_TIME 0x12
53
54 #ifndef BUS_MCEERR_AR
55 #define BUS_MCEERR_AR 4
56 #endif
57 #ifndef BUS_MCEERR_AO
58 #define BUS_MCEERR_AO 5
59 #endif
60
61 const KVMCapabilityInfo kvm_arch_required_capabilities[] = {
62     KVM_CAP_INFO(SET_TSS_ADDR),
63     KVM_CAP_INFO(EXT_CPUID),
64     KVM_CAP_INFO(MP_STATE),
65     KVM_CAP_LAST_INFO
66 };
67
68 static bool has_msr_star;
69 static bool has_msr_hsave_pa;
70 static bool has_msr_tsc_adjust;
71 static bool has_msr_tsc_deadline;
72 static bool has_msr_feature_control;
73 static bool has_msr_async_pf_en;
74 static bool has_msr_pv_eoi_en;
75 static bool has_msr_misc_enable;
76 static bool has_msr_smbase;
77 static bool has_msr_bndcfgs;
78 static bool has_msr_kvm_steal_time;
79 static int lm_capable_kernel;
80 static bool has_msr_hv_hypercall;
81 static bool has_msr_hv_vapic;
82 static bool has_msr_hv_tsc;
83 static bool has_msr_mtrr;
84 static bool has_msr_xss;
85
86 static bool has_msr_architectural_pmu;
87 static uint32_t num_architectural_pmu_counters;
88
89 bool kvm_has_smm(void)
90 {
91     return kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_X86_SMM);
92 }
93
94 bool kvm_allows_irq0_override(void)
95 {
96     return !kvm_irqchip_in_kernel() || kvm_has_gsi_routing();
97 }
98
99 static struct kvm_cpuid2 *try_get_cpuid(KVMState *s, int max)
100 {
101     struct kvm_cpuid2 *cpuid;
102     int r, size;
103
104     size = sizeof(*cpuid) + max * sizeof(*cpuid->entries);
105     cpuid = g_malloc0(size);
106     cpuid->nent = max;
107     r = kvm_ioctl(s, KVM_GET_SUPPORTED_CPUID, cpuid);
108     if (r == 0 && cpuid->nent >= max) {
109         r = -E2BIG;
110     }
111     if (r < 0) {
112         if (r == -E2BIG) {
113             g_free(cpuid);
114             return NULL;
115         } else {
116             fprintf(stderr, "KVM_GET_SUPPORTED_CPUID failed: %s\n",
117                     strerror(-r));
118             exit(1);
119         }
120     }
121     return cpuid;
122 }
123
124 /* Run KVM_GET_SUPPORTED_CPUID ioctl(), allocating a buffer large enough
125  * for all entries.
126  */
127 static struct kvm_cpuid2 *get_supported_cpuid(KVMState *s)
128 {
129     struct kvm_cpuid2 *cpuid;
130     int max = 1;
131     while ((cpuid = try_get_cpuid(s, max)) == NULL) {
132         max *= 2;
133     }
134     return cpuid;
135 }
136
137 static const struct kvm_para_features {
138     int cap;
139     int feature;
140 } para_features[] = {
141     { KVM_CAP_CLOCKSOURCE, KVM_FEATURE_CLOCKSOURCE },
142     { KVM_CAP_NOP_IO_DELAY, KVM_FEATURE_NOP_IO_DELAY },
143     { KVM_CAP_PV_MMU, KVM_FEATURE_MMU_OP },
144     { KVM_CAP_ASYNC_PF, KVM_FEATURE_ASYNC_PF },
145 };
146
147 static int get_para_features(KVMState *s)
148 {
149     int i, features = 0;
150
151     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(para_features); i++) {
152         if (kvm_check_extension(s, para_features[i].cap)) {
153             features |= (1 << para_features[i].feature);
154         }
155     }
156
157     return features;
158 }
159
160
161 /* Returns the value for a specific register on the cpuid entry
162  */
163 static uint32_t cpuid_entry_get_reg(struct kvm_cpuid_entry2 *entry, int reg)
164 {
165     uint32_t ret = 0;
166     switch (reg) {
167     case R_EAX:
168         ret = entry->eax;
169         break;
170     case R_EBX:
171         ret = entry->ebx;
172         break;
173     case R_ECX:
174         ret = entry->ecx;
175         break;
176     case R_EDX:
177         ret = entry->edx;
178         break;
179     }
180     return ret;
181 }
182
183 /* Find matching entry for function/index on kvm_cpuid2 struct
184  */
185 static struct kvm_cpuid_entry2 *cpuid_find_entry(struct kvm_cpuid2 *cpuid,
186                                                  uint32_t function,
187                                                  uint32_t index)
188 {
189     int i;
190     for (i = 0; i < cpuid->nent; ++i) {
191         if (cpuid->entries[i].function == function &&
192             cpuid->entries[i].index == index) {
193             return &cpuid->entries[i];
194         }
195     }
196     /* not found: */
197     return NULL;
198 }
199
200 uint32_t kvm_arch_get_supported_cpuid(KVMState *s, uint32_t function,
201                                       uint32_t index, int reg)
202 {
203     struct kvm_cpuid2 *cpuid;
204     uint32_t ret = 0;
205     uint32_t cpuid_1_edx;
206     bool found = false;
207
208     cpuid = get_supported_cpuid(s);
209
210     struct kvm_cpuid_entry2 *entry = cpuid_find_entry(cpuid, function, index);
211     if (entry) {
212         found = true;
213         ret = cpuid_entry_get_reg(entry, reg);
214     }
215
216     /* Fixups for the data returned by KVM, below */
217
218     if (function == 1 && reg == R_EDX) {
219         /* KVM before 2.6.30 misreports the following features */
220         ret |= CPUID_MTRR | CPUID_PAT | CPUID_MCE | CPUID_MCA;
221     } else if (function == 1 && reg == R_ECX) {
222         /* We can set the hypervisor flag, even if KVM does not return it on
223          * GET_SUPPORTED_CPUID
224          */
225         ret |= CPUID_EXT_HYPERVISOR;
226         /* tsc-deadline flag is not returned by GET_SUPPORTED_CPUID, but it
227          * can be enabled if the kernel has KVM_CAP_TSC_DEADLINE_TIMER,
228          * and the irqchip is in the kernel.
229          */
230         if (kvm_irqchip_in_kernel() &&
231                 kvm_check_extension(s, KVM_CAP_TSC_DEADLINE_TIMER)) {
232             ret |= CPUID_EXT_TSC_DEADLINE_TIMER;
233         }
234
235         /* x2apic is reported by GET_SUPPORTED_CPUID, but it can't be enabled
236          * without the in-kernel irqchip
237          */
238         if (!kvm_irqchip_in_kernel()) {
239             ret &= ~CPUID_EXT_X2APIC;
240         }
241     } else if (function == 0x80000001 && reg == R_EDX) {
242         /* On Intel, kvm returns cpuid according to the Intel spec,
243          * so add missing bits according to the AMD spec:
244          */
245         cpuid_1_edx = kvm_arch_get_supported_cpuid(s, 1, 0, R_EDX);
246         ret |= cpuid_1_edx & CPUID_EXT2_AMD_ALIASES;
247     }
248
249     g_free(cpuid);
250
251     /* fallback for older kernels */
252     if ((function == KVM_CPUID_FEATURES) && !found) {
253         ret = get_para_features(s);
254     }
255
256     return ret;
257 }
258
259 typedef struct HWPoisonPage {
260     ram_addr_t ram_addr;
261     QLIST_ENTRY(HWPoisonPage) list;
262 } HWPoisonPage;
263
264 static QLIST_HEAD(, HWPoisonPage) hwpoison_page_list =
265     QLIST_HEAD_INITIALIZER(hwpoison_page_list);
266
267 static void kvm_unpoison_all(void *param)
268 {
269     HWPoisonPage *page, *next_page;
270
271     QLIST_FOREACH_SAFE(page, &hwpoison_page_list, list, next_page) {
272         QLIST_REMOVE(page, list);
273         qemu_ram_remap(page->ram_addr, TARGET_PAGE_SIZE);
274         g_free(page);
275     }
276 }
277
278 static void kvm_hwpoison_page_add(ram_addr_t ram_addr)
279 {
280     HWPoisonPage *page;
281
282     QLIST_FOREACH(page, &hwpoison_page_list, list) {
283         if (page->ram_addr == ram_addr) {
284             return;
285         }
286     }
287     page = g_new(HWPoisonPage, 1);
288     page->ram_addr = ram_addr;
289     QLIST_INSERT_HEAD(&hwpoison_page_list, page, list);
290 }
291
292 static int kvm_get_mce_cap_supported(KVMState *s, uint64_t *mce_cap,
293                                      int *max_banks)
294 {
295     int r;
296
297     r = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_MCE);
298     if (r > 0) {
299         *max_banks = r;
300         return kvm_ioctl(s, KVM_X86_GET_MCE_CAP_SUPPORTED, mce_cap);
301     }
302     return -ENOSYS;
303 }
304
305 static void kvm_mce_inject(X86CPU *cpu, hwaddr paddr, int code)
306 {
307     CPUX86State *env = &cpu->env;
308     uint64_t status = MCI_STATUS_VAL | MCI_STATUS_UC | MCI_STATUS_EN |
309                       MCI_STATUS_MISCV | MCI_STATUS_ADDRV | MCI_STATUS_S;
310     uint64_t mcg_status = MCG_STATUS_MCIP;
311
312     if (code == BUS_MCEERR_AR) {
313         status |= MCI_STATUS_AR | 0x134;
314         mcg_status |= MCG_STATUS_EIPV;
315     } else {
316         status |= 0xc0;
317         mcg_status |= MCG_STATUS_RIPV;
318     }
319     cpu_x86_inject_mce(NULL, cpu, 9, status, mcg_status, paddr,
320                        (MCM_ADDR_PHYS << 6) | 0xc,
321                        cpu_x86_support_mca_broadcast(env) ?
322                        MCE_INJECT_BROADCAST : 0);
323 }
324
325 static void hardware_memory_error(void)
326 {
327     fprintf(stderr, "Hardware memory error!\n");
328     exit(1);
329 }
330
331 int kvm_arch_on_sigbus_vcpu(CPUState *c, int code, void *addr)
332 {
333     X86CPU *cpu = X86_CPU(c);
334     CPUX86State *env = &cpu->env;
335     ram_addr_t ram_addr;
336     hwaddr paddr;
337
338     if ((env->mcg_cap & MCG_SER_P) && addr
339         && (code == BUS_MCEERR_AR || code == BUS_MCEERR_AO)) {
340         if (qemu_ram_addr_from_host(addr, &ram_addr) == NULL ||
341             !kvm_physical_memory_addr_from_host(c->kvm_state, addr, &paddr)) {
342             fprintf(stderr, "Hardware memory error for memory used by "
343                     "QEMU itself instead of guest system!\n");
344             /* Hope we are lucky for AO MCE */
345             if (code == BUS_MCEERR_AO) {
346                 return 0;
347             } else {
348                 hardware_memory_error();
349             }
350         }
351         kvm_hwpoison_page_add(ram_addr);
352         kvm_mce_inject(cpu, paddr, code);
353     } else {
354         if (code == BUS_MCEERR_AO) {
355             return 0;
356         } else if (code == BUS_MCEERR_AR) {
357             hardware_memory_error();
358         } else {
359             return 1;
360         }
361     }
362     return 0;
363 }
364
365 int kvm_arch_on_sigbus(int code, void *addr)
366 {
367     X86CPU *cpu = X86_CPU(first_cpu);
368
369     if ((cpu->env.mcg_cap & MCG_SER_P) && addr && code == BUS_MCEERR_AO) {
370         ram_addr_t ram_addr;
371         hwaddr paddr;
372
373         /* Hope we are lucky for AO MCE */
374         if (qemu_ram_addr_from_host(addr, &ram_addr) == NULL ||
375             !kvm_physical_memory_addr_from_host(first_cpu->kvm_state,
376                                                 addr, &paddr)) {
377             fprintf(stderr, "Hardware memory error for memory used by "
378                     "QEMU itself instead of guest system!: %p\n", addr);
379             return 0;
380         }
381         kvm_hwpoison_page_add(ram_addr);
382         kvm_mce_inject(X86_CPU(first_cpu), paddr, code);
383     } else {
384         if (code == BUS_MCEERR_AO) {
385             return 0;
386         } else if (code == BUS_MCEERR_AR) {
387             hardware_memory_error();
388         } else {
389             return 1;
390         }
391     }
392     return 0;
393 }
394
395 static int kvm_inject_mce_oldstyle(X86CPU *cpu)
396 {
397     CPUX86State *env = &cpu->env;
398
399     if (!kvm_has_vcpu_events() && env->exception_injected == EXCP12_MCHK) {
400         unsigned int bank, bank_num = env->mcg_cap & 0xff;
401         struct kvm_x86_mce mce;
402
403         env->exception_injected = -1;
404
405         /*
406          * There must be at least one bank in use if an MCE is pending.
407          * Find it and use its values for the event injection.
408          */
409         for (bank = 0; bank < bank_num; bank++) {
410             if (env->mce_banks[bank * 4 + 1] & MCI_STATUS_VAL) {
411                 break;
412             }
413         }
414         assert(bank < bank_num);
415
416         mce.bank = bank;
417         mce.status = env->mce_banks[bank * 4 + 1];
418         mce.mcg_status = env->mcg_status;
419         mce.addr = env->mce_banks[bank * 4 + 2];
420         mce.misc = env->mce_banks[bank * 4 + 3];
421
422         return kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_X86_SET_MCE, &mce);
423     }
424     return 0;
425 }
426
427 static void cpu_update_state(void *opaque, int running, RunState state)
428 {
429     CPUX86State *env = opaque;
430
431     if (running) {
432         env->tsc_valid = false;
433     }
434 }
435
436 unsigned long kvm_arch_vcpu_id(CPUState *cs)
437 {
438     X86CPU *cpu = X86_CPU(cs);
439     return cpu->apic_id;
440 }
441
442 #ifndef KVM_CPUID_SIGNATURE_NEXT
443 #define KVM_CPUID_SIGNATURE_NEXT                0x40000100
444 #endif
445
446 static bool hyperv_hypercall_available(X86CPU *cpu)
447 {
448     return cpu->hyperv_vapic ||
449            (cpu->hyperv_spinlock_attempts != HYPERV_SPINLOCK_NEVER_RETRY);
450 }
451
452 static bool hyperv_enabled(X86CPU *cpu)
453 {
454     CPUState *cs = CPU(cpu);
455     return kvm_check_extension(cs->kvm_state, KVM_CAP_HYPERV) > 0 &&
456            (hyperv_hypercall_available(cpu) ||
457             cpu->hyperv_time  ||
458             cpu->hyperv_relaxed_timing);
459 }
460
461 static Error *invtsc_mig_blocker;
462
463 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES  100
464
465 int kvm_arch_init_vcpu(CPUState *cs)
466 {
467     struct {
468         struct kvm_cpuid2 cpuid;
469         struct kvm_cpuid_entry2 entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
470     } QEMU_PACKED cpuid_data;
471     X86CPU *cpu = X86_CPU(cs);
472     CPUX86State *env = &cpu->env;
473     uint32_t limit, i, j, cpuid_i;
474     uint32_t unused;
475     struct kvm_cpuid_entry2 *c;
476     uint32_t signature[3];
477     int kvm_base = KVM_CPUID_SIGNATURE;
478     int r;
479
480     memset(&cpuid_data, 0, sizeof(cpuid_data));
481
482     cpuid_i = 0;
483
484     /* Paravirtualization CPUIDs */
485     if (hyperv_enabled(cpu)) {
486         c = &cpuid_data.entries[cpuid_i++];
487         c->function = HYPERV_CPUID_VENDOR_AND_MAX_FUNCTIONS;
488         memcpy(signature, "Microsoft Hv", 12);
489         c->eax = HYPERV_CPUID_MIN;
490         c->ebx = signature[0];
491         c->ecx = signature[1];
492         c->edx = signature[2];
493
494         c = &cpuid_data.entries[cpuid_i++];
495         c->function = HYPERV_CPUID_INTERFACE;
496         memcpy(signature, "Hv#1\0\0\0\0\0\0\0\0", 12);
497         c->eax = signature[0];
498         c->ebx = 0;
499         c->ecx = 0;
500         c->edx = 0;
501
502         c = &cpuid_data.entries[cpuid_i++];
503         c->function = HYPERV_CPUID_VERSION;
504         c->eax = 0x00001bbc;
505         c->ebx = 0x00060001;
506
507         c = &cpuid_data.entries[cpuid_i++];
508         c->function = HYPERV_CPUID_FEATURES;
509         if (cpu->hyperv_relaxed_timing) {
510             c->eax |= HV_X64_MSR_HYPERCALL_AVAILABLE;
511         }
512         if (cpu->hyperv_vapic) {
513             c->eax |= HV_X64_MSR_HYPERCALL_AVAILABLE;
514             c->eax |= HV_X64_MSR_APIC_ACCESS_AVAILABLE;
515             has_msr_hv_vapic = true;
516         }
517         if (cpu->hyperv_time &&
518             kvm_check_extension(cs->kvm_state, KVM_CAP_HYPERV_TIME) > 0) {
519             c->eax |= HV_X64_MSR_HYPERCALL_AVAILABLE;
520             c->eax |= HV_X64_MSR_TIME_REF_COUNT_AVAILABLE;
521             c->eax |= 0x200;
522             has_msr_hv_tsc = true;
523         }
524         c = &cpuid_data.entries[cpuid_i++];
525         c->function = HYPERV_CPUID_ENLIGHTMENT_INFO;
526         if (cpu->hyperv_relaxed_timing) {
527             c->eax |= HV_X64_RELAXED_TIMING_RECOMMENDED;
528         }
529         if (has_msr_hv_vapic) {
530             c->eax |= HV_X64_APIC_ACCESS_RECOMMENDED;
531         }
532         c->ebx = cpu->hyperv_spinlock_attempts;
533
534         c = &cpuid_data.entries[cpuid_i++];
535         c->function = HYPERV_CPUID_IMPLEMENT_LIMITS;
536         c->eax = 0x40;
537         c->ebx = 0x40;
538
539         kvm_base = KVM_CPUID_SIGNATURE_NEXT;
540         has_msr_hv_hypercall = true;
541     }
542
543     if (cpu->expose_kvm) {
544         memcpy(signature, "KVMKVMKVM\0\0\0", 12);
545         c = &cpuid_data.entries[cpuid_i++];
546         c->function = KVM_CPUID_SIGNATURE | kvm_base;
547         c->eax = KVM_CPUID_FEATURES | kvm_base;
548         c->ebx = signature[0];
549         c->ecx = signature[1];
550         c->edx = signature[2];
551
552         c = &cpuid_data.entries[cpuid_i++];
553         c->function = KVM_CPUID_FEATURES | kvm_base;
554         c->eax = env->features[FEAT_KVM];
555
556         has_msr_async_pf_en = c->eax & (1 << KVM_FEATURE_ASYNC_PF);
557
558         has_msr_pv_eoi_en = c->eax & (1 << KVM_FEATURE_PV_EOI);
559
560         has_msr_kvm_steal_time = c->eax & (1 << KVM_FEATURE_STEAL_TIME);
561     }
562
563     cpu_x86_cpuid(env, 0, 0, &limit, &unused, &unused, &unused);
564
565     for (i = 0; i <= limit; i++) {
566         if (cpuid_i == KVM_MAX_CPUID_ENTRIES) {
567             fprintf(stderr, "unsupported level value: 0x%x\n", limit);
568             abort();
569         }
570         c = &cpuid_data.entries[cpuid_i++];
571
572         switch (i) {
573         case 2: {
574             /* Keep reading function 2 till all the input is received */
575             int times;
576
577             c->function = i;
578             c->flags = KVM_CPUID_FLAG_STATEFUL_FUNC |
579                        KVM_CPUID_FLAG_STATE_READ_NEXT;
580             cpu_x86_cpuid(env, i, 0, &c->eax, &c->ebx, &c->ecx, &c->edx);
581             times = c->eax & 0xff;
582
583             for (j = 1; j < times; ++j) {
584                 if (cpuid_i == KVM_MAX_CPUID_ENTRIES) {
585                     fprintf(stderr, "cpuid_data is full, no space for "
586                             "cpuid(eax:2):eax & 0xf = 0x%x\n", times);
587                     abort();
588                 }
589                 c = &cpuid_data.entries[cpuid_i++];
590                 c->function = i;
591                 c->flags = KVM_CPUID_FLAG_STATEFUL_FUNC;
592                 cpu_x86_cpuid(env, i, 0, &c->eax, &c->ebx, &c->ecx, &c->edx);
593             }
594             break;
595         }
596         case 4:
597         case 0xb:
598         case 0xd:
599             for (j = 0; ; j++) {
600                 if (i == 0xd && j == 64) {
601                     break;
602                 }
603                 c->function = i;
604                 c->flags = KVM_CPUID_FLAG_SIGNIFCANT_INDEX;
605                 c->index = j;
606                 cpu_x86_cpuid(env, i, j, &c->eax, &c->ebx, &c->ecx, &c->edx);
607
608                 if (i == 4 && c->eax == 0) {
609                     break;
610                 }
611                 if (i == 0xb && !(c->ecx & 0xff00)) {
612                     break;
613                 }
614                 if (i == 0xd && c->eax == 0) {
615                     continue;
616                 }
617                 if (cpuid_i == KVM_MAX_CPUID_ENTRIES) {
618                     fprintf(stderr, "cpuid_data is full, no space for "
619                             "cpuid(eax:0x%x,ecx:0x%x)\n", i, j);
620                     abort();
621                 }
622                 c = &cpuid_data.entries[cpuid_i++];
623             }
624             break;
625         default:
626             c->function = i;
627             c->flags = 0;
628             cpu_x86_cpuid(env, i, 0, &c->eax, &c->ebx, &c->ecx, &c->edx);
629             break;
630         }
631     }
632
633     if (limit >= 0x0a) {
634         uint32_t ver;
635
636         cpu_x86_cpuid(env, 0x0a, 0, &ver, &unused, &unused, &unused);
637         if ((ver & 0xff) > 0) {
638             has_msr_architectural_pmu = true;
639             num_architectural_pmu_counters = (ver & 0xff00) >> 8;
640
641             /* Shouldn't be more than 32, since that's the number of bits
642              * available in EBX to tell us _which_ counters are available.
643              * Play it safe.
644              */
645             if (num_architectural_pmu_counters > MAX_GP_COUNTERS) {
646                 num_architectural_pmu_counters = MAX_GP_COUNTERS;
647             }
648         }
649     }
650
651     cpu_x86_cpuid(env, 0x80000000, 0, &limit, &unused, &unused, &unused);
652
653     for (i = 0x80000000; i <= limit; i++) {
654         if (cpuid_i == KVM_MAX_CPUID_ENTRIES) {
655             fprintf(stderr, "unsupported xlevel value: 0x%x\n", limit);
656             abort();
657         }
658         c = &cpuid_data.entries[cpuid_i++];
659
660         c->function = i;
661         c->flags = 0;
662         cpu_x86_cpuid(env, i, 0, &c->eax, &c->ebx, &c->ecx, &c->edx);
663     }
664
665     /* Call Centaur's CPUID instructions they are supported. */
666     if (env->cpuid_xlevel2 > 0) {
667         cpu_x86_cpuid(env, 0xC0000000, 0, &limit, &unused, &unused, &unused);
668
669         for (i = 0xC0000000; i <= limit; i++) {
670             if (cpuid_i == KVM_MAX_CPUID_ENTRIES) {
671                 fprintf(stderr, "unsupported xlevel2 value: 0x%x\n", limit);
672                 abort();
673             }
674             c = &cpuid_data.entries[cpuid_i++];
675
676             c->function = i;
677             c->flags = 0;
678             cpu_x86_cpuid(env, i, 0, &c->eax, &c->ebx, &c->ecx, &c->edx);
679         }
680     }
681
682     cpuid_data.cpuid.nent = cpuid_i;
683
684     if (((env->cpuid_version >> 8)&0xF) >= 6
685         && (env->features[FEAT_1_EDX] & (CPUID_MCE | CPUID_MCA)) ==
686            (CPUID_MCE | CPUID_MCA)
687         && kvm_check_extension(cs->kvm_state, KVM_CAP_MCE) > 0) {
688         uint64_t mcg_cap;
689         int banks;
690         int ret;
691
692         ret = kvm_get_mce_cap_supported(cs->kvm_state, &mcg_cap, &banks);
693         if (ret < 0) {
694             fprintf(stderr, "kvm_get_mce_cap_supported: %s", strerror(-ret));
695             return ret;
696         }
697
698         if (banks > MCE_BANKS_DEF) {
699             banks = MCE_BANKS_DEF;
700         }
701         mcg_cap &= MCE_CAP_DEF;
702         mcg_cap |= banks;
703         ret = kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_X86_SETUP_MCE, &mcg_cap);
704         if (ret < 0) {
705             fprintf(stderr, "KVM_X86_SETUP_MCE: %s", strerror(-ret));
706             return ret;
707         }
708
709         env->mcg_cap = mcg_cap;
710     }
711
712     qemu_add_vm_change_state_handler(cpu_update_state, env);
713
714     c = cpuid_find_entry(&cpuid_data.cpuid, 1, 0);
715     if (c) {
716         has_msr_feature_control = !!(c->ecx & CPUID_EXT_VMX) ||
717                                   !!(c->ecx & CPUID_EXT_SMX);
718     }
719
720     c = cpuid_find_entry(&cpuid_data.cpuid, 0x80000007, 0);
721     if (c && (c->edx & 1<<8) && invtsc_mig_blocker == NULL) {
722         /* for migration */
723         error_setg(&invtsc_mig_blocker,
724                    "State blocked by non-migratable CPU device"
725                    " (invtsc flag)");
726         migrate_add_blocker(invtsc_mig_blocker);
727         /* for savevm */
728         vmstate_x86_cpu.unmigratable = 1;
729     }
730
731     cpuid_data.cpuid.padding = 0;
732     r = kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_SET_CPUID2, &cpuid_data);
733     if (r) {
734         return r;
735     }
736
737     r = kvm_check_extension(cs->kvm_state, KVM_CAP_TSC_CONTROL);
738     if (r && env->tsc_khz) {
739         r = kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_SET_TSC_KHZ, env->tsc_khz);
740         if (r < 0) {
741             fprintf(stderr, "KVM_SET_TSC_KHZ failed\n");
742             return r;
743         }
744     }
745
746     if (kvm_has_xsave()) {
747         env->kvm_xsave_buf = qemu_memalign(4096, sizeof(struct kvm_xsave));
748     }
749
750     if (env->features[FEAT_1_EDX] & CPUID_MTRR) {
751         has_msr_mtrr = true;
752     }
753
754     return 0;
755 }
756
757 void kvm_arch_reset_vcpu(X86CPU *cpu)
758 {
759     CPUX86State *env = &cpu->env;
760
761     env->exception_injected = -1;
762     env->interrupt_injected = -1;
763     env->xcr0 = 1;
764     if (kvm_irqchip_in_kernel()) {
765         env->mp_state = cpu_is_bsp(cpu) ? KVM_MP_STATE_RUNNABLE :
766                                           KVM_MP_STATE_UNINITIALIZED;
767     } else {
768         env->mp_state = KVM_MP_STATE_RUNNABLE;
769     }
770 }
771
772 void kvm_arch_do_init_vcpu(X86CPU *cpu)
773 {
774     CPUX86State *env = &cpu->env;
775
776     /* APs get directly into wait-for-SIPI state.  */
777     if (env->mp_state == KVM_MP_STATE_UNINITIALIZED) {
778         env->mp_state = KVM_MP_STATE_INIT_RECEIVED;
779     }
780 }
781
782 static int kvm_get_supported_msrs(KVMState *s)
783 {
784     static int kvm_supported_msrs;
785     int ret = 0;
786
787     /* first time */
788     if (kvm_supported_msrs == 0) {
789         struct kvm_msr_list msr_list, *kvm_msr_list;
790
791         kvm_supported_msrs = -1;
792
793         /* Obtain MSR list from KVM.  These are the MSRs that we must
794          * save/restore */
795         msr_list.nmsrs = 0;
796         ret = kvm_ioctl(s, KVM_GET_MSR_INDEX_LIST, &msr_list);
797         if (ret < 0 && ret != -E2BIG) {
798             return ret;
799         }
800         /* Old kernel modules had a bug and could write beyond the provided
801            memory. Allocate at least a safe amount of 1K. */
802         kvm_msr_list = g_malloc0(MAX(1024, sizeof(msr_list) +
803                                               msr_list.nmsrs *
804                                               sizeof(msr_list.indices[0])));
805
806         kvm_msr_list->nmsrs = msr_list.nmsrs;
807         ret = kvm_ioctl(s, KVM_GET_MSR_INDEX_LIST, kvm_msr_list);
808         if (ret >= 0) {
809             int i;
810
811             for (i = 0; i < kvm_msr_list->nmsrs; i++) {
812                 if (kvm_msr_list->indices[i] == MSR_STAR) {
813                     has_msr_star = true;
814                     continue;
815                 }
816                 if (kvm_msr_list->indices[i] == MSR_VM_HSAVE_PA) {
817                     has_msr_hsave_pa = true;
818                     continue;
819                 }
820                 if (kvm_msr_list->indices[i] == MSR_TSC_ADJUST) {
821                     has_msr_tsc_adjust = true;
822                     continue;
823                 }
824                 if (kvm_msr_list->indices[i] == MSR_IA32_TSCDEADLINE) {
825                     has_msr_tsc_deadline = true;
826                     continue;
827                 }
828                 if (kvm_msr_list->indices[i] == MSR_IA32_SMBASE) {
829                     has_msr_smbase = true;
830                     continue;
831                 }
832                 if (kvm_msr_list->indices[i] == MSR_IA32_MISC_ENABLE) {
833                     has_msr_misc_enable = true;
834                     continue;
835                 }
836                 if (kvm_msr_list->indices[i] == MSR_IA32_BNDCFGS) {
837                     has_msr_bndcfgs = true;
838                     continue;
839                 }
840                 if (kvm_msr_list->indices[i] == MSR_IA32_XSS) {
841                     has_msr_xss = true;
842                     continue;
843                 }
844             }
845         }
846
847         g_free(kvm_msr_list);
848     }
849
850     return ret;
851 }
852
853 static Notifier smram_machine_done;
854 static KVMMemoryListener smram_listener;
855 static AddressSpace smram_address_space;
856 static MemoryRegion smram_as_root;
857 static MemoryRegion smram_as_mem;
858
859 static void register_smram_listener(Notifier *n, void *unused)
860 {
861     MemoryRegion *smram =
862         (MemoryRegion *) object_resolve_path("/machine/smram", NULL);
863
864     /* Outer container... */
865     memory_region_init(&smram_as_root, OBJECT(kvm_state), "mem-container-smram", ~0ull);
866     memory_region_set_enabled(&smram_as_root, true);
867
868     /* ... with two regions inside: normal system memory with low
869      * priority, and...
870      */
871     memory_region_init_alias(&smram_as_mem, OBJECT(kvm_state), "mem-smram",
872                              get_system_memory(), 0, ~0ull);
873     memory_region_add_subregion_overlap(&smram_as_root, 0, &smram_as_mem, 0);
874     memory_region_set_enabled(&smram_as_mem, true);
875
876     if (smram) {
877         /* ... SMRAM with higher priority */
878         memory_region_add_subregion_overlap(&smram_as_root, 0, smram, 10);
879         memory_region_set_enabled(smram, true);
880     }
881
882     address_space_init(&smram_address_space, &smram_as_root, "KVM-SMRAM");
883     kvm_memory_listener_register(kvm_state, &smram_listener,
884                                  &smram_address_space, 1);
885 }
886
887 int kvm_arch_init(MachineState *ms, KVMState *s)
888 {
889     uint64_t identity_base = 0xfffbc000;
890     uint64_t shadow_mem;
891     int ret;
892     struct utsname utsname;
893
894     ret = kvm_get_supported_msrs(s);
895     if (ret < 0) {
896         return ret;
897     }
898
899     uname(&utsname);
900     lm_capable_kernel = strcmp(utsname.machine, "x86_64") == 0;
901
902     /*
903      * On older Intel CPUs, KVM uses vm86 mode to emulate 16-bit code directly.
904      * In order to use vm86 mode, an EPT identity map and a TSS  are needed.
905      * Since these must be part of guest physical memory, we need to allocate
906      * them, both by setting their start addresses in the kernel and by
907      * creating a corresponding e820 entry. We need 4 pages before the BIOS.
908      *
909      * Older KVM versions may not support setting the identity map base. In
910      * that case we need to stick with the default, i.e. a 256K maximum BIOS
911      * size.
912      */
913     if (kvm_check_extension(s, KVM_CAP_SET_IDENTITY_MAP_ADDR)) {
914         /* Allows up to 16M BIOSes. */
915         identity_base = 0xfeffc000;
916
917         ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_SET_IDENTITY_MAP_ADDR, &identity_base);
918         if (ret < 0) {
919             return ret;
920         }
921     }
922
923     /* Set TSS base one page after EPT identity map. */
924     ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_SET_TSS_ADDR, identity_base + 0x1000);
925     if (ret < 0) {
926         return ret;
927     }
928
929     /* Tell fw_cfg to notify the BIOS to reserve the range. */
930     ret = e820_add_entry(identity_base, 0x4000, E820_RESERVED);
931     if (ret < 0) {
932         fprintf(stderr, "e820_add_entry() table is full\n");
933         return ret;
934     }
935     qemu_register_reset(kvm_unpoison_all, NULL);
936
937     shadow_mem = machine_kvm_shadow_mem(ms);
938     if (shadow_mem != -1) {
939         shadow_mem /= 4096;
940         ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_SET_NR_MMU_PAGES, shadow_mem);
941         if (ret < 0) {
942             return ret;
943         }
944     }
945
946     if (kvm_check_extension(s, KVM_CAP_X86_SMM)) {
947         smram_machine_done.notify = register_smram_listener;
948         qemu_add_machine_init_done_notifier(&smram_machine_done);
949     }
950     return 0;
951 }
952
953 static void set_v8086_seg(struct kvm_segment *lhs, const SegmentCache *rhs)
954 {
955     lhs->selector = rhs->selector;
956     lhs->base = rhs->base;
957     lhs->limit = rhs->limit;
958     lhs->type = 3;
959     lhs->present = 1;
960     lhs->dpl = 3;
961     lhs->db = 0;
962     lhs->s = 1;
963     lhs->l = 0;
964     lhs->g = 0;
965     lhs->avl = 0;
966     lhs->unusable = 0;
967 }
968
969 static void set_seg(struct kvm_segment *lhs, const SegmentCache *rhs)
970 {
971     unsigned flags = rhs->flags;
972     lhs->selector = rhs->selector;
973     lhs->base = rhs->base;
974     lhs->limit = rhs->limit;
975     lhs->type = (flags >> DESC_TYPE_SHIFT) & 15;
976     lhs->present = (flags & DESC_P_MASK) != 0;
977     lhs->dpl = (flags >> DESC_DPL_SHIFT) & 3;
978     lhs->db = (flags >> DESC_B_SHIFT) & 1;
979     lhs->s = (flags & DESC_S_MASK) != 0;
980     lhs->l = (flags >> DESC_L_SHIFT) & 1;
981     lhs->g = (flags & DESC_G_MASK) != 0;
982     lhs->avl = (flags & DESC_AVL_MASK) != 0;
983     lhs->unusable = 0;
984     lhs->padding = 0;
985 }
986
987 static void get_seg(SegmentCache *lhs, const struct kvm_segment *rhs)
988 {
989     lhs->selector = rhs->selector;
990     lhs->base = rhs->base;
991     lhs->limit = rhs->limit;
992     lhs->flags = (rhs->type << DESC_TYPE_SHIFT) |
993                  (rhs->present * DESC_P_MASK) |
994                  (rhs->dpl << DESC_DPL_SHIFT) |
995                  (rhs->db << DESC_B_SHIFT) |
996                  (rhs->s * DESC_S_MASK) |
997                  (rhs->l << DESC_L_SHIFT) |
998                  (rhs->g * DESC_G_MASK) |
999                  (rhs->avl * DESC_AVL_MASK);
1000 }
1001
1002 static void kvm_getput_reg(__u64 *kvm_reg, target_ulong *qemu_reg, int set)
1003 {
1004     if (set) {
1005         *kvm_reg = *qemu_reg;
1006     } else {
1007         *qemu_reg = *kvm_reg;
1008     }
1009 }
1010
1011 static int kvm_getput_regs(X86CPU *cpu, int set)
1012 {
1013     CPUX86State *env = &cpu->env;
1014     struct kvm_regs regs;
1015     int ret = 0;
1016
1017     if (!set) {
1018         ret = kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_GET_REGS, &regs);
1019         if (ret < 0) {
1020             return ret;
1021         }
1022     }
1023
1024     kvm_getput_reg(&regs.rax, &env->regs[R_EAX], set);
1025     kvm_getput_reg(&regs.rbx, &env->regs[R_EBX], set);
1026     kvm_getput_reg(&regs.rcx, &env->regs[R_ECX], set);
1027     kvm_getput_reg(&regs.rdx, &env->regs[R_EDX], set);
1028     kvm_getput_reg(&regs.rsi, &env->regs[R_ESI], set);
1029     kvm_getput_reg(&regs.rdi, &env->regs[R_EDI], set);
1030     kvm_getput_reg(&regs.rsp, &env->regs[R_ESP], set);
1031     kvm_getput_reg(&regs.rbp, &env->regs[R_EBP], set);
1032 #ifdef TARGET_X86_64
1033     kvm_getput_reg(&regs.r8, &env->regs[8], set);
1034     kvm_getput_reg(&regs.r9, &env->regs[9], set);
1035     kvm_getput_reg(&regs.r10, &env->regs[10], set);
1036     kvm_getput_reg(&regs.r11, &env->regs[11], set);
1037     kvm_getput_reg(&regs.r12, &env->regs[12], set);
1038     kvm_getput_reg(&regs.r13, &env->regs[13], set);
1039     kvm_getput_reg(&regs.r14, &env->regs[14], set);
1040     kvm_getput_reg(&regs.r15, &env->regs[15], set);
1041 #endif
1042
1043     kvm_getput_reg(&regs.rflags, &env->eflags, set);
1044     kvm_getput_reg(&regs.rip, &env->eip, set);
1045
1046     if (set) {
1047         ret = kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_SET_REGS, &regs);
1048     }
1049
1050     return ret;
1051 }
1052
1053 static int kvm_put_fpu(X86CPU *cpu)
1054 {
1055     CPUX86State *env = &cpu->env;
1056     struct kvm_fpu fpu;
1057     int i;
1058
1059     memset(&fpu, 0, sizeof fpu);
1060     fpu.fsw = env->fpus & ~(7 << 11);
1061     fpu.fsw |= (env->fpstt & 7) << 11;
1062     fpu.fcw = env->fpuc;
1063     fpu.last_opcode = env->fpop;
1064     fpu.last_ip = env->fpip;
1065     fpu.last_dp = env->fpdp;
1066     for (i = 0; i < 8; ++i) {
1067         fpu.ftwx |= (!env->fptags[i]) << i;
1068     }
1069     memcpy(fpu.fpr, env->fpregs, sizeof env->fpregs);
1070     for (i = 0; i < CPU_NB_REGS; i++) {
1071         stq_p(&fpu.xmm[i][0], env->xmm_regs[i].XMM_Q(0));
1072         stq_p(&fpu.xmm[i][8], env->xmm_regs[i].XMM_Q(1));
1073     }
1074     fpu.mxcsr = env->mxcsr;
1075
1076     return kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_SET_FPU, &fpu);
1077 }
1078
1079 #define XSAVE_FCW_FSW     0
1080 #define XSAVE_FTW_FOP     1
1081 #define XSAVE_CWD_RIP     2
1082 #define XSAVE_CWD_RDP     4
1083 #define XSAVE_MXCSR       6
1084 #define XSAVE_ST_SPACE    8
1085 #define XSAVE_XMM_SPACE   40
1086 #define XSAVE_XSTATE_BV   128
1087 #define XSAVE_YMMH_SPACE  144
1088 #define XSAVE_BNDREGS     240
1089 #define XSAVE_BNDCSR      256
1090 #define XSAVE_OPMASK      272
1091 #define XSAVE_ZMM_Hi256   288
1092 #define XSAVE_Hi16_ZMM    416
1093
1094 static int kvm_put_xsave(X86CPU *cpu)
1095 {
1096     CPUX86State *env = &cpu->env;
1097     struct kvm_xsave* xsave = env->kvm_xsave_buf;
1098     uint16_t cwd, swd, twd;
1099     uint8_t *xmm, *ymmh, *zmmh;
1100     int i, r;
1101
1102     if (!kvm_has_xsave()) {
1103         return kvm_put_fpu(cpu);
1104     }
1105
1106     memset(xsave, 0, sizeof(struct kvm_xsave));
1107     twd = 0;
1108     swd = env->fpus & ~(7 << 11);
1109     swd |= (env->fpstt & 7) << 11;
1110     cwd = env->fpuc;
1111     for (i = 0; i < 8; ++i) {
1112         twd |= (!env->fptags[i]) << i;
1113     }
1114     xsave->region[XSAVE_FCW_FSW] = (uint32_t)(swd << 16) + cwd;
1115     xsave->region[XSAVE_FTW_FOP] = (uint32_t)(env->fpop << 16) + twd;
1116     memcpy(&xsave->region[XSAVE_CWD_RIP], &env->fpip, sizeof(env->fpip));
1117     memcpy(&xsave->region[XSAVE_CWD_RDP], &env->fpdp, sizeof(env->fpdp));
1118     memcpy(&xsave->region[XSAVE_ST_SPACE], env->fpregs,
1119             sizeof env->fpregs);
1120     xsave->region[XSAVE_MXCSR] = env->mxcsr;
1121     *(uint64_t *)&xsave->region[XSAVE_XSTATE_BV] = env->xstate_bv;
1122     memcpy(&xsave->region[XSAVE_BNDREGS], env->bnd_regs,
1123             sizeof env->bnd_regs);
1124     memcpy(&xsave->region[XSAVE_BNDCSR], &env->bndcs_regs,
1125             sizeof(env->bndcs_regs));
1126     memcpy(&xsave->region[XSAVE_OPMASK], env->opmask_regs,
1127             sizeof env->opmask_regs);
1128
1129     xmm = (uint8_t *)&xsave->region[XSAVE_XMM_SPACE];
1130     ymmh = (uint8_t *)&xsave->region[XSAVE_YMMH_SPACE];
1131     zmmh = (uint8_t *)&xsave->region[XSAVE_ZMM_Hi256];
1132     for (i = 0; i < CPU_NB_REGS; i++, xmm += 16, ymmh += 16, zmmh += 32) {
1133         stq_p(xmm,     env->xmm_regs[i].XMM_Q(0));
1134         stq_p(xmm+8,   env->xmm_regs[i].XMM_Q(1));
1135         stq_p(ymmh,    env->xmm_regs[i].XMM_Q(2));
1136         stq_p(ymmh+8,  env->xmm_regs[i].XMM_Q(3));
1137         stq_p(zmmh,    env->xmm_regs[i].XMM_Q(4));
1138         stq_p(zmmh+8,  env->xmm_regs[i].XMM_Q(5));
1139         stq_p(zmmh+16, env->xmm_regs[i].XMM_Q(6));
1140         stq_p(zmmh+24, env->xmm_regs[i].XMM_Q(7));
1141     }
1142
1143 #ifdef TARGET_X86_64
1144     memcpy(&xsave->region[XSAVE_Hi16_ZMM], &env->xmm_regs[16],
1145             16 * sizeof env->xmm_regs[16]);
1146 #endif
1147     r = kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_SET_XSAVE, xsave);
1148     return r;
1149 }
1150
1151 static int kvm_put_xcrs(X86CPU *cpu)
1152 {
1153     CPUX86State *env = &cpu->env;
1154     struct kvm_xcrs xcrs = {};
1155
1156     if (!kvm_has_xcrs()) {
1157         return 0;
1158     }
1159
1160     xcrs.nr_xcrs = 1;
1161     xcrs.flags = 0;
1162     xcrs.xcrs[0].xcr = 0;
1163     xcrs.xcrs[0].value = env->xcr0;
1164     return kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_SET_XCRS, &xcrs);
1165 }
1166
1167 static int kvm_put_sregs(X86CPU *cpu)
1168 {
1169     CPUX86State *env = &cpu->env;
1170     struct kvm_sregs sregs;
1171
1172     memset(sregs.interrupt_bitmap, 0, sizeof(sregs.interrupt_bitmap));
1173     if (env->interrupt_injected >= 0) {
1174         sregs.interrupt_bitmap[env->interrupt_injected / 64] |=
1175                 (uint64_t)1 << (env->interrupt_injected % 64);
1176     }
1177
1178     if ((env->eflags & VM_MASK)) {
1179         set_v8086_seg(&sregs.cs, &env->segs[R_CS]);
1180         set_v8086_seg(&sregs.ds, &env->segs[R_DS]);
1181         set_v8086_seg(&sregs.es, &env->segs[R_ES]);
1182         set_v8086_seg(&sregs.fs, &env->segs[R_FS]);
1183         set_v8086_seg(&sregs.gs, &env->segs[R_GS]);
1184         set_v8086_seg(&sregs.ss, &env->segs[R_SS]);
1185     } else {
1186         set_seg(&sregs.cs, &env->segs[R_CS]);
1187         set_seg(&sregs.ds, &env->segs[R_DS]);
1188         set_seg(&sregs.es, &env->segs[R_ES]);
1189         set_seg(&sregs.fs, &env->segs[R_FS]);
1190         set_seg(&sregs.gs, &env->segs[R_GS]);
1191         set_seg(&sregs.ss, &env->segs[R_SS]);
1192     }
1193
1194     set_seg(&sregs.tr, &env->tr);
1195     set_seg(&sregs.ldt, &env->ldt);
1196
1197     sregs.idt.limit = env->idt.limit;
1198     sregs.idt.base = env->idt.base;
1199     memset(sregs.idt.padding, 0, sizeof sregs.idt.padding);
1200     sregs.gdt.limit = env->gdt.limit;
1201     sregs.gdt.base = env->gdt.base;
1202     memset(sregs.gdt.padding, 0, sizeof sregs.gdt.padding);
1203
1204     sregs.cr0 = env->cr[0];
1205     sregs.cr2 = env->cr[2];
1206     sregs.cr3 = env->cr[3];
1207     sregs.cr4 = env->cr[4];
1208
1209     sregs.cr8 = cpu_get_apic_tpr(cpu->apic_state);
1210     sregs.apic_base = cpu_get_apic_base(cpu->apic_state);
1211
1212     sregs.efer = env->efer;
1213
1214     return kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_SET_SREGS, &sregs);
1215 }
1216
1217 static void kvm_msr_entry_set(struct kvm_msr_entry *entry,
1218                               uint32_t index, uint64_t value)
1219 {
1220     entry->index = index;
1221     entry->reserved = 0;
1222     entry->data = value;
1223 }
1224
1225 static int kvm_put_tscdeadline_msr(X86CPU *cpu)
1226 {
1227     CPUX86State *env = &cpu->env;
1228     struct {
1229         struct kvm_msrs info;
1230         struct kvm_msr_entry entries[1];
1231     } msr_data;
1232     struct kvm_msr_entry *msrs = msr_data.entries;
1233
1234     if (!has_msr_tsc_deadline) {
1235         return 0;
1236     }
1237
1238     kvm_msr_entry_set(&msrs[0], MSR_IA32_TSCDEADLINE, env->tsc_deadline);
1239
1240     msr_data.info = (struct kvm_msrs) {
1241         .nmsrs = 1,
1242     };
1243
1244     return kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_SET_MSRS, &msr_data);
1245 }
1246
1247 /*
1248  * Provide a separate write service for the feature control MSR in order to
1249  * kick the VCPU out of VMXON or even guest mode on reset. This has to be done
1250  * before writing any other state because forcibly leaving nested mode
1251  * invalidates the VCPU state.
1252  */
1253 static int kvm_put_msr_feature_control(X86CPU *cpu)
1254 {
1255     struct {
1256         struct kvm_msrs info;
1257         struct kvm_msr_entry entry;
1258     } msr_data;
1259
1260     kvm_msr_entry_set(&msr_data.entry, MSR_IA32_FEATURE_CONTROL,
1261                       cpu->env.msr_ia32_feature_control);
1262
1263     msr_data.info = (struct kvm_msrs) {
1264         .nmsrs = 1,
1265     };
1266
1267     return kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_SET_MSRS, &msr_data);
1268 }
1269
1270 static int kvm_put_msrs(X86CPU *cpu, int level)
1271 {
1272     CPUX86State *env = &cpu->env;
1273     struct {
1274         struct kvm_msrs info;
1275         struct kvm_msr_entry entries[150];
1276     } msr_data;
1277     struct kvm_msr_entry *msrs = msr_data.entries;
1278     int n = 0, i;
1279
1280     kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_IA32_SYSENTER_CS, env->sysenter_cs);
1281     kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_IA32_SYSENTER_ESP, env->sysenter_esp);
1282     kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_IA32_SYSENTER_EIP, env->sysenter_eip);
1283     kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_PAT, env->pat);
1284     if (has_msr_star) {
1285         kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_STAR, env->star);
1286     }
1287     if (has_msr_hsave_pa) {
1288         kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_VM_HSAVE_PA, env->vm_hsave);
1289     }
1290     if (has_msr_tsc_adjust) {
1291         kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_TSC_ADJUST, env->tsc_adjust);
1292     }
1293     if (has_msr_misc_enable) {
1294         kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_IA32_MISC_ENABLE,
1295                           env->msr_ia32_misc_enable);
1296     }
1297     if (has_msr_smbase) {
1298         kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_IA32_SMBASE, env->smbase);
1299     }
1300     if (has_msr_bndcfgs) {
1301         kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_IA32_BNDCFGS, env->msr_bndcfgs);
1302     }
1303     if (has_msr_xss) {
1304         kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_IA32_XSS, env->xss);
1305     }
1306 #ifdef TARGET_X86_64
1307     if (lm_capable_kernel) {
1308         kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_CSTAR, env->cstar);
1309         kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_KERNELGSBASE, env->kernelgsbase);
1310         kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_FMASK, env->fmask);
1311         kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_LSTAR, env->lstar);
1312     }
1313 #endif
1314     /*
1315      * The following MSRs have side effects on the guest or are too heavy
1316      * for normal writeback. Limit them to reset or full state updates.
1317      */
1318     if (level >= KVM_PUT_RESET_STATE) {
1319         kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_IA32_TSC, env->tsc);
1320         kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_KVM_SYSTEM_TIME,
1321                           env->system_time_msr);
1322         kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_KVM_WALL_CLOCK, env->wall_clock_msr);
1323         if (has_msr_async_pf_en) {
1324             kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_KVM_ASYNC_PF_EN,
1325                               env->async_pf_en_msr);
1326         }
1327         if (has_msr_pv_eoi_en) {
1328             kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_KVM_PV_EOI_EN,
1329                               env->pv_eoi_en_msr);
1330         }
1331         if (has_msr_kvm_steal_time) {
1332             kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_KVM_STEAL_TIME,
1333                               env->steal_time_msr);
1334         }
1335         if (has_msr_architectural_pmu) {
1336             /* Stop the counter.  */
1337             kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_CORE_PERF_FIXED_CTR_CTRL, 0);
1338             kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_CORE_PERF_GLOBAL_CTRL, 0);
1339
1340             /* Set the counter values.  */
1341             for (i = 0; i < MAX_FIXED_COUNTERS; i++) {
1342                 kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_CORE_PERF_FIXED_CTR0 + i,
1343                                   env->msr_fixed_counters[i]);
1344             }
1345             for (i = 0; i < num_architectural_pmu_counters; i++) {
1346                 kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_P6_PERFCTR0 + i,
1347                                   env->msr_gp_counters[i]);
1348                 kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_P6_EVNTSEL0 + i,
1349                                   env->msr_gp_evtsel[i]);
1350             }
1351             kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_CORE_PERF_GLOBAL_STATUS,
1352                               env->msr_global_status);
1353             kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_CORE_PERF_GLOBAL_OVF_CTRL,
1354                               env->msr_global_ovf_ctrl);
1355
1356             /* Now start the PMU.  */
1357             kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_CORE_PERF_FIXED_CTR_CTRL,
1358                               env->msr_fixed_ctr_ctrl);
1359             kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_CORE_PERF_GLOBAL_CTRL,
1360                               env->msr_global_ctrl);
1361         }
1362         if (has_msr_hv_hypercall) {
1363             kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], HV_X64_MSR_GUEST_OS_ID,
1364                               env->msr_hv_guest_os_id);
1365             kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], HV_X64_MSR_HYPERCALL,
1366                               env->msr_hv_hypercall);
1367         }
1368         if (has_msr_hv_vapic) {
1369             kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], HV_X64_MSR_APIC_ASSIST_PAGE,
1370                               env->msr_hv_vapic);
1371         }
1372         if (has_msr_hv_tsc) {
1373             kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], HV_X64_MSR_REFERENCE_TSC,
1374                               env->msr_hv_tsc);
1375         }
1376         if (has_msr_mtrr) {
1377             kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_MTRRdefType, env->mtrr_deftype);
1378             kvm_msr_entry_set(&msrs[n++],
1379                               MSR_MTRRfix64K_00000, env->mtrr_fixed[0]);
1380             kvm_msr_entry_set(&msrs[n++],
1381                               MSR_MTRRfix16K_80000, env->mtrr_fixed[1]);
1382             kvm_msr_entry_set(&msrs[n++],
1383                               MSR_MTRRfix16K_A0000, env->mtrr_fixed[2]);
1384             kvm_msr_entry_set(&msrs[n++],
1385                               MSR_MTRRfix4K_C0000, env->mtrr_fixed[3]);
1386             kvm_msr_entry_set(&msrs[n++],
1387                               MSR_MTRRfix4K_C8000, env->mtrr_fixed[4]);
1388             kvm_msr_entry_set(&msrs[n++],
1389                               MSR_MTRRfix4K_D0000, env->mtrr_fixed[5]);
1390             kvm_msr_entry_set(&msrs[n++],
1391                               MSR_MTRRfix4K_D8000, env->mtrr_fixed[6]);
1392             kvm_msr_entry_set(&msrs[n++],
1393                               MSR_MTRRfix4K_E0000, env->mtrr_fixed[7]);
1394             kvm_msr_entry_set(&msrs[n++],
1395                               MSR_MTRRfix4K_E8000, env->mtrr_fixed[8]);
1396             kvm_msr_entry_set(&msrs[n++],
1397                               MSR_MTRRfix4K_F0000, env->mtrr_fixed[9]);
1398             kvm_msr_entry_set(&msrs[n++],
1399                               MSR_MTRRfix4K_F8000, env->mtrr_fixed[10]);
1400             for (i = 0; i < MSR_MTRRcap_VCNT; i++) {
1401                 kvm_msr_entry_set(&msrs[n++],
1402                                   MSR_MTRRphysBase(i), env->mtrr_var[i].base);
1403                 kvm_msr_entry_set(&msrs[n++],
1404                                   MSR_MTRRphysMask(i), env->mtrr_var[i].mask);
1405             }
1406         }
1407
1408         /* Note: MSR_IA32_FEATURE_CONTROL is written separately, see
1409          *       kvm_put_msr_feature_control. */
1410     }
1411     if (env->mcg_cap) {
1412         int i;
1413
1414         kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_MCG_STATUS, env->mcg_status);
1415         kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_MCG_CTL, env->mcg_ctl);
1416         for (i = 0; i < (env->mcg_cap & 0xff) * 4; i++) {
1417             kvm_msr_entry_set(&msrs[n++], MSR_MC0_CTL + i, env->mce_banks[i]);
1418         }
1419     }
1420
1421     msr_data.info = (struct kvm_msrs) {
1422         .nmsrs = n,
1423     };
1424
1425     return kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_SET_MSRS, &msr_data);
1426
1427 }
1428
1429
1430 static int kvm_get_fpu(X86CPU *cpu)
1431 {
1432     CPUX86State *env = &cpu->env;
1433     struct kvm_fpu fpu;
1434     int i, ret;
1435
1436     ret = kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_GET_FPU, &fpu);
1437     if (ret < 0) {
1438         return ret;
1439     }
1440
1441     env->fpstt = (fpu.fsw >> 11) & 7;
1442     env->fpus = fpu.fsw;
1443     env->fpuc = fpu.fcw;
1444     env->fpop = fpu.last_opcode;
1445     env->fpip = fpu.last_ip;
1446     env->fpdp = fpu.last_dp;
1447     for (i = 0; i < 8; ++i) {
1448         env->fptags[i] = !((fpu.ftwx >> i) & 1);
1449     }
1450     memcpy(env->fpregs, fpu.fpr, sizeof env->fpregs);
1451     for (i = 0; i < CPU_NB_REGS; i++) {
1452         env->xmm_regs[i].XMM_Q(0) = ldq_p(&fpu.xmm[i][0]);
1453         env->xmm_regs[i].XMM_Q(1) = ldq_p(&fpu.xmm[i][8]);
1454     }
1455     env->mxcsr = fpu.mxcsr;
1456
1457     return 0;
1458 }
1459
1460 static int kvm_get_xsave(X86CPU *cpu)
1461 {
1462     CPUX86State *env = &cpu->env;
1463     struct kvm_xsave* xsave = env->kvm_xsave_buf;
1464     int ret, i;
1465     const uint8_t *xmm, *ymmh, *zmmh;
1466     uint16_t cwd, swd, twd;
1467
1468     if (!kvm_has_xsave()) {
1469         return kvm_get_fpu(cpu);
1470     }
1471
1472     ret = kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_GET_XSAVE, xsave);
1473     if (ret < 0) {
1474         return ret;
1475     }
1476
1477     cwd = (uint16_t)xsave->region[XSAVE_FCW_FSW];
1478     swd = (uint16_t)(xsave->region[XSAVE_FCW_FSW] >> 16);
1479     twd = (uint16_t)xsave->region[XSAVE_FTW_FOP];
1480     env->fpop = (uint16_t)(xsave->region[XSAVE_FTW_FOP] >> 16);
1481     env->fpstt = (swd >> 11) & 7;
1482     env->fpus = swd;
1483     env->fpuc = cwd;
1484     for (i = 0; i < 8; ++i) {
1485         env->fptags[i] = !((twd >> i) & 1);
1486     }
1487     memcpy(&env->fpip, &xsave->region[XSAVE_CWD_RIP], sizeof(env->fpip));
1488     memcpy(&env->fpdp, &xsave->region[XSAVE_CWD_RDP], sizeof(env->fpdp));
1489     env->mxcsr = xsave->region[XSAVE_MXCSR];
1490     memcpy(env->fpregs, &xsave->region[XSAVE_ST_SPACE],
1491             sizeof env->fpregs);
1492     env->xstate_bv = *(uint64_t *)&xsave->region[XSAVE_XSTATE_BV];
1493     memcpy(env->bnd_regs, &xsave->region[XSAVE_BNDREGS],
1494             sizeof env->bnd_regs);
1495     memcpy(&env->bndcs_regs, &xsave->region[XSAVE_BNDCSR],
1496             sizeof(env->bndcs_regs));
1497     memcpy(env->opmask_regs, &xsave->region[XSAVE_OPMASK],
1498             sizeof env->opmask_regs);
1499
1500     xmm = (const uint8_t *)&xsave->region[XSAVE_XMM_SPACE];
1501     ymmh = (const uint8_t *)&xsave->region[XSAVE_YMMH_SPACE];
1502     zmmh = (const uint8_t *)&xsave->region[XSAVE_ZMM_Hi256];
1503     for (i = 0; i < CPU_NB_REGS; i++, xmm += 16, ymmh += 16, zmmh += 32) {
1504         env->xmm_regs[i].XMM_Q(0) = ldq_p(xmm);
1505         env->xmm_regs[i].XMM_Q(1) = ldq_p(xmm+8);
1506         env->xmm_regs[i].XMM_Q(2) = ldq_p(ymmh);
1507         env->xmm_regs[i].XMM_Q(3) = ldq_p(ymmh+8);
1508         env->xmm_regs[i].XMM_Q(4) = ldq_p(zmmh);
1509         env->xmm_regs[i].XMM_Q(5) = ldq_p(zmmh+8);
1510         env->xmm_regs[i].XMM_Q(6) = ldq_p(zmmh+16);
1511         env->xmm_regs[i].XMM_Q(7) = ldq_p(zmmh+24);
1512     }
1513
1514 #ifdef TARGET_X86_64
1515     memcpy(&env->xmm_regs[16], &xsave->region[XSAVE_Hi16_ZMM],
1516            16 * sizeof env->xmm_regs[16]);
1517 #endif
1518     return 0;
1519 }
1520
1521 static int kvm_get_xcrs(X86CPU *cpu)
1522 {
1523     CPUX86State *env = &cpu->env;
1524     int i, ret;
1525     struct kvm_xcrs xcrs;
1526
1527     if (!kvm_has_xcrs()) {
1528         return 0;
1529     }
1530
1531     ret = kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_GET_XCRS, &xcrs);
1532     if (ret < 0) {
1533         return ret;
1534     }
1535
1536     for (i = 0; i < xcrs.nr_xcrs; i++) {
1537         /* Only support xcr0 now */
1538         if (xcrs.xcrs[i].xcr == 0) {
1539             env->xcr0 = xcrs.xcrs[i].value;
1540             break;
1541         }
1542     }
1543     return 0;
1544 }
1545
1546 static int kvm_get_sregs(X86CPU *cpu)
1547 {
1548     CPUX86State *env = &cpu->env;
1549     struct kvm_sregs sregs;
1550     uint32_t hflags;
1551     int bit, i, ret;
1552
1553     ret = kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_GET_SREGS, &sregs);
1554     if (ret < 0) {
1555         return ret;
1556     }
1557
1558     /* There can only be one pending IRQ set in the bitmap at a time, so try
1559        to find it and save its number instead (-1 for none). */
1560     env->interrupt_injected = -1;
1561     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(sregs.interrupt_bitmap); i++) {
1562         if (sregs.interrupt_bitmap[i]) {
1563             bit = ctz64(sregs.interrupt_bitmap[i]);
1564             env->interrupt_injected = i * 64 + bit;
1565             break;
1566         }
1567     }
1568
1569     get_seg(&env->segs[R_CS], &sregs.cs);
1570     get_seg(&env->segs[R_DS], &sregs.ds);
1571     get_seg(&env->segs[R_ES], &sregs.es);
1572     get_seg(&env->segs[R_FS], &sregs.fs);
1573     get_seg(&env->segs[R_GS], &sregs.gs);
1574     get_seg(&env->segs[R_SS], &sregs.ss);
1575
1576     get_seg(&env->tr, &sregs.tr);
1577     get_seg(&env->ldt, &sregs.ldt);
1578
1579     env->idt.limit = sregs.idt.limit;
1580     env->idt.base = sregs.idt.base;
1581     env->gdt.limit = sregs.gdt.limit;
1582     env->gdt.base = sregs.gdt.base;
1583
1584     env->cr[0] = sregs.cr0;
1585     env->cr[2] = sregs.cr2;
1586     env->cr[3] = sregs.cr3;
1587     env->cr[4] = sregs.cr4;
1588
1589     env->efer = sregs.efer;
1590
1591     /* changes to apic base and cr8/tpr are read back via kvm_arch_post_run */
1592
1593 #define HFLAG_COPY_MASK \
1594     ~( HF_CPL_MASK | HF_PE_MASK | HF_MP_MASK | HF_EM_MASK | \
1595        HF_TS_MASK | HF_TF_MASK | HF_VM_MASK | HF_IOPL_MASK | \
1596        HF_OSFXSR_MASK | HF_LMA_MASK | HF_CS32_MASK | \
1597        HF_SS32_MASK | HF_CS64_MASK | HF_ADDSEG_MASK)
1598
1599     hflags = (env->segs[R_SS].flags >> DESC_DPL_SHIFT) & HF_CPL_MASK;
1600     hflags |= (env->cr[0] & CR0_PE_MASK) << (HF_PE_SHIFT - CR0_PE_SHIFT);
1601     hflags |= (env->cr[0] << (HF_MP_SHIFT - CR0_MP_SHIFT)) &
1602                 (HF_MP_MASK | HF_EM_MASK | HF_TS_MASK);
1603     hflags |= (env->eflags & (HF_TF_MASK | HF_VM_MASK | HF_IOPL_MASK));
1604     hflags |= (env->cr[4] & CR4_OSFXSR_MASK) <<
1605                 (HF_OSFXSR_SHIFT - CR4_OSFXSR_SHIFT);
1606
1607     if (env->efer & MSR_EFER_LMA) {
1608         hflags |= HF_LMA_MASK;
1609     }
1610
1611     if ((hflags & HF_LMA_MASK) && (env->segs[R_CS].flags & DESC_L_MASK)) {
1612         hflags |= HF_CS32_MASK | HF_SS32_MASK | HF_CS64_MASK;
1613     } else {
1614         hflags |= (env->segs[R_CS].flags & DESC_B_MASK) >>
1615                     (DESC_B_SHIFT - HF_CS32_SHIFT);
1616         hflags |= (env->segs[R_SS].flags & DESC_B_MASK) >>
1617                     (DESC_B_SHIFT - HF_SS32_SHIFT);
1618         if (!(env->cr[0] & CR0_PE_MASK) || (env->eflags & VM_MASK) ||
1619             !(hflags & HF_CS32_MASK)) {
1620             hflags |= HF_ADDSEG_MASK;
1621         } else {
1622             hflags |= ((env->segs[R_DS].base | env->segs[R_ES].base |
1623                         env->segs[R_SS].base) != 0) << HF_ADDSEG_SHIFT;
1624         }
1625     }
1626     env->hflags = (env->hflags & HFLAG_COPY_MASK) | hflags;
1627
1628     return 0;
1629 }
1630
1631 static int kvm_get_msrs(X86CPU *cpu)
1632 {
1633     CPUX86State *env = &cpu->env;
1634     struct {
1635         struct kvm_msrs info;
1636         struct kvm_msr_entry entries[150];
1637     } msr_data;
1638     struct kvm_msr_entry *msrs = msr_data.entries;
1639     int ret, i, n;
1640
1641     n = 0;
1642     msrs[n++].index = MSR_IA32_SYSENTER_CS;
1643     msrs[n++].index = MSR_IA32_SYSENTER_ESP;
1644     msrs[n++].index = MSR_IA32_SYSENTER_EIP;
1645     msrs[n++].index = MSR_PAT;
1646     if (has_msr_star) {
1647         msrs[n++].index = MSR_STAR;
1648     }
1649     if (has_msr_hsave_pa) {
1650         msrs[n++].index = MSR_VM_HSAVE_PA;
1651     }
1652     if (has_msr_tsc_adjust) {
1653         msrs[n++].index = MSR_TSC_ADJUST;
1654     }
1655     if (has_msr_tsc_deadline) {
1656         msrs[n++].index = MSR_IA32_TSCDEADLINE;
1657     }
1658     if (has_msr_misc_enable) {
1659         msrs[n++].index = MSR_IA32_MISC_ENABLE;
1660     }
1661     if (has_msr_smbase) {
1662         msrs[n++].index = MSR_IA32_SMBASE;
1663     }
1664     if (has_msr_feature_control) {
1665         msrs[n++].index = MSR_IA32_FEATURE_CONTROL;
1666     }
1667     if (has_msr_bndcfgs) {
1668         msrs[n++].index = MSR_IA32_BNDCFGS;
1669     }
1670     if (has_msr_xss) {
1671         msrs[n++].index = MSR_IA32_XSS;
1672     }
1673
1674
1675     if (!env->tsc_valid) {
1676         msrs[n++].index = MSR_IA32_TSC;
1677         env->tsc_valid = !runstate_is_running();
1678     }
1679
1680 #ifdef TARGET_X86_64
1681     if (lm_capable_kernel) {
1682         msrs[n++].index = MSR_CSTAR;
1683         msrs[n++].index = MSR_KERNELGSBASE;
1684         msrs[n++].index = MSR_FMASK;
1685         msrs[n++].index = MSR_LSTAR;
1686     }
1687 #endif
1688     msrs[n++].index = MSR_KVM_SYSTEM_TIME;
1689     msrs[n++].index = MSR_KVM_WALL_CLOCK;
1690     if (has_msr_async_pf_en) {
1691         msrs[n++].index = MSR_KVM_ASYNC_PF_EN;
1692     }
1693     if (has_msr_pv_eoi_en) {
1694         msrs[n++].index = MSR_KVM_PV_EOI_EN;
1695     }
1696     if (has_msr_kvm_steal_time) {
1697         msrs[n++].index = MSR_KVM_STEAL_TIME;
1698     }
1699     if (has_msr_architectural_pmu) {
1700         msrs[n++].index = MSR_CORE_PERF_FIXED_CTR_CTRL;
1701         msrs[n++].index = MSR_CORE_PERF_GLOBAL_CTRL;
1702         msrs[n++].index = MSR_CORE_PERF_GLOBAL_STATUS;
1703         msrs[n++].index = MSR_CORE_PERF_GLOBAL_OVF_CTRL;
1704         for (i = 0; i < MAX_FIXED_COUNTERS; i++) {
1705             msrs[n++].index = MSR_CORE_PERF_FIXED_CTR0 + i;
1706         }
1707         for (i = 0; i < num_architectural_pmu_counters; i++) {
1708             msrs[n++].index = MSR_P6_PERFCTR0 + i;
1709             msrs[n++].index = MSR_P6_EVNTSEL0 + i;
1710         }
1711     }
1712
1713     if (env->mcg_cap) {
1714         msrs[n++].index = MSR_MCG_STATUS;
1715         msrs[n++].index = MSR_MCG_CTL;
1716         for (i = 0; i < (env->mcg_cap & 0xff) * 4; i++) {
1717             msrs[n++].index = MSR_MC0_CTL + i;
1718         }
1719     }
1720
1721     if (has_msr_hv_hypercall) {
1722         msrs[n++].index = HV_X64_MSR_HYPERCALL;
1723         msrs[n++].index = HV_X64_MSR_GUEST_OS_ID;
1724     }
1725     if (has_msr_hv_vapic) {
1726         msrs[n++].index = HV_X64_MSR_APIC_ASSIST_PAGE;
1727     }
1728     if (has_msr_hv_tsc) {
1729         msrs[n++].index = HV_X64_MSR_REFERENCE_TSC;
1730     }
1731     if (has_msr_mtrr) {
1732         msrs[n++].index = MSR_MTRRdefType;
1733         msrs[n++].index = MSR_MTRRfix64K_00000;
1734         msrs[n++].index = MSR_MTRRfix16K_80000;
1735         msrs[n++].index = MSR_MTRRfix16K_A0000;
1736         msrs[n++].index = MSR_MTRRfix4K_C0000;
1737         msrs[n++].index = MSR_MTRRfix4K_C8000;
1738         msrs[n++].index = MSR_MTRRfix4K_D0000;
1739         msrs[n++].index = MSR_MTRRfix4K_D8000;
1740         msrs[n++].index = MSR_MTRRfix4K_E0000;
1741         msrs[n++].index = MSR_MTRRfix4K_E8000;
1742         msrs[n++].index = MSR_MTRRfix4K_F0000;
1743         msrs[n++].index = MSR_MTRRfix4K_F8000;
1744         for (i = 0; i < MSR_MTRRcap_VCNT; i++) {
1745             msrs[n++].index = MSR_MTRRphysBase(i);
1746             msrs[n++].index = MSR_MTRRphysMask(i);
1747         }
1748     }
1749
1750     msr_data.info = (struct kvm_msrs) {
1751         .nmsrs = n,
1752     };
1753
1754     ret = kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_GET_MSRS, &msr_data);
1755     if (ret < 0) {
1756         return ret;
1757     }
1758
1759     for (i = 0; i < ret; i++) {
1760         uint32_t index = msrs[i].index;
1761         switch (index) {
1762         case MSR_IA32_SYSENTER_CS:
1763             env->sysenter_cs = msrs[i].data;
1764             break;
1765         case MSR_IA32_SYSENTER_ESP:
1766             env->sysenter_esp = msrs[i].data;
1767             break;
1768         case MSR_IA32_SYSENTER_EIP:
1769             env->sysenter_eip = msrs[i].data;
1770             break;
1771         case MSR_PAT:
1772             env->pat = msrs[i].data;
1773             break;
1774         case MSR_STAR:
1775             env->star = msrs[i].data;
1776             break;
1777 #ifdef TARGET_X86_64
1778         case MSR_CSTAR:
1779             env->cstar = msrs[i].data;
1780             break;
1781         case MSR_KERNELGSBASE:
1782             env->kernelgsbase = msrs[i].data;
1783             break;
1784         case MSR_FMASK:
1785             env->fmask = msrs[i].data;
1786             break;
1787         case MSR_LSTAR:
1788             env->lstar = msrs[i].data;
1789             break;
1790 #endif
1791         case MSR_IA32_TSC:
1792             env->tsc = msrs[i].data;
1793             break;
1794         case MSR_TSC_ADJUST:
1795             env->tsc_adjust = msrs[i].data;
1796             break;
1797         case MSR_IA32_TSCDEADLINE:
1798             env->tsc_deadline = msrs[i].data;
1799             break;
1800         case MSR_VM_HSAVE_PA:
1801             env->vm_hsave = msrs[i].data;
1802             break;
1803         case MSR_KVM_SYSTEM_TIME:
1804             env->system_time_msr = msrs[i].data;
1805             break;
1806         case MSR_KVM_WALL_CLOCK:
1807             env->wall_clock_msr = msrs[i].data;
1808             break;
1809         case MSR_MCG_STATUS:
1810             env->mcg_status = msrs[i].data;
1811             break;
1812         case MSR_MCG_CTL:
1813             env->mcg_ctl = msrs[i].data;
1814             break;
1815         case MSR_IA32_MISC_ENABLE:
1816             env->msr_ia32_misc_enable = msrs[i].data;
1817             break;
1818         case MSR_IA32_SMBASE:
1819             env->smbase = msrs[i].data;
1820             break;
1821         case MSR_IA32_FEATURE_CONTROL:
1822             env->msr_ia32_feature_control = msrs[i].data;
1823             break;
1824         case MSR_IA32_BNDCFGS:
1825             env->msr_bndcfgs = msrs[i].data;
1826             break;
1827         case MSR_IA32_XSS:
1828             env->xss = msrs[i].data;
1829             break;
1830         default:
1831             if (msrs[i].index >= MSR_MC0_CTL &&
1832                 msrs[i].index < MSR_MC0_CTL + (env->mcg_cap & 0xff) * 4) {
1833                 env->mce_banks[msrs[i].index - MSR_MC0_CTL] = msrs[i].data;
1834             }
1835             break;
1836         case MSR_KVM_ASYNC_PF_EN:
1837             env->async_pf_en_msr = msrs[i].data;
1838             break;
1839         case MSR_KVM_PV_EOI_EN:
1840             env->pv_eoi_en_msr = msrs[i].data;
1841             break;
1842         case MSR_KVM_STEAL_TIME:
1843             env->steal_time_msr = msrs[i].data;
1844             break;
1845         case MSR_CORE_PERF_FIXED_CTR_CTRL:
1846             env->msr_fixed_ctr_ctrl = msrs[i].data;
1847             break;
1848         case MSR_CORE_PERF_GLOBAL_CTRL:
1849             env->msr_global_ctrl = msrs[i].data;
1850             break;
1851         case MSR_CORE_PERF_GLOBAL_STATUS:
1852             env->msr_global_status = msrs[i].data;
1853             break;
1854         case MSR_CORE_PERF_GLOBAL_OVF_CTRL:
1855             env->msr_global_ovf_ctrl = msrs[i].data;
1856             break;
1857         case MSR_CORE_PERF_FIXED_CTR0 ... MSR_CORE_PERF_FIXED_CTR0 + MAX_FIXED_COUNTERS - 1:
1858             env->msr_fixed_counters[index - MSR_CORE_PERF_FIXED_CTR0] = msrs[i].data;
1859             break;
1860         case MSR_P6_PERFCTR0 ... MSR_P6_PERFCTR0 + MAX_GP_COUNTERS - 1:
1861             env->msr_gp_counters[index - MSR_P6_PERFCTR0] = msrs[i].data;
1862             break;
1863         case MSR_P6_EVNTSEL0 ... MSR_P6_EVNTSEL0 + MAX_GP_COUNTERS - 1:
1864             env->msr_gp_evtsel[index - MSR_P6_EVNTSEL0] = msrs[i].data;
1865             break;
1866         case HV_X64_MSR_HYPERCALL:
1867             env->msr_hv_hypercall = msrs[i].data;
1868             break;
1869         case HV_X64_MSR_GUEST_OS_ID:
1870             env->msr_hv_guest_os_id = msrs[i].data;
1871             break;
1872         case HV_X64_MSR_APIC_ASSIST_PAGE:
1873             env->msr_hv_vapic = msrs[i].data;
1874             break;
1875         case HV_X64_MSR_REFERENCE_TSC:
1876             env->msr_hv_tsc = msrs[i].data;
1877             break;
1878         case MSR_MTRRdefType:
1879             env->mtrr_deftype = msrs[i].data;
1880             break;
1881         case MSR_MTRRfix64K_00000:
1882             env->mtrr_fixed[0] = msrs[i].data;
1883             break;
1884         case MSR_MTRRfix16K_80000:
1885             env->mtrr_fixed[1] = msrs[i].data;
1886             break;
1887         case MSR_MTRRfix16K_A0000:
1888             env->mtrr_fixed[2] = msrs[i].data;
1889             break;
1890         case MSR_MTRRfix4K_C0000:
1891             env->mtrr_fixed[3] = msrs[i].data;
1892             break;
1893         case MSR_MTRRfix4K_C8000:
1894             env->mtrr_fixed[4] = msrs[i].data;
1895             break;
1896         case MSR_MTRRfix4K_D0000:
1897             env->mtrr_fixed[5] = msrs[i].data;
1898             break;
1899         case MSR_MTRRfix4K_D8000:
1900             env->mtrr_fixed[6] = msrs[i].data;
1901             break;
1902         case MSR_MTRRfix4K_E0000:
1903             env->mtrr_fixed[7] = msrs[i].data;
1904             break;
1905         case MSR_MTRRfix4K_E8000:
1906             env->mtrr_fixed[8] = msrs[i].data;
1907             break;
1908         case MSR_MTRRfix4K_F0000:
1909             env->mtrr_fixed[9] = msrs[i].data;
1910             break;
1911         case MSR_MTRRfix4K_F8000:
1912             env->mtrr_fixed[10] = msrs[i].data;
1913             break;
1914         case MSR_MTRRphysBase(0) ... MSR_MTRRphysMask(MSR_MTRRcap_VCNT - 1):
1915             if (index & 1) {
1916                 env->mtrr_var[MSR_MTRRphysIndex(index)].mask = msrs[i].data;
1917             } else {
1918                 env->mtrr_var[MSR_MTRRphysIndex(index)].base = msrs[i].data;
1919             }
1920             break;
1921         }
1922     }
1923
1924     return 0;
1925 }
1926
1927 static int kvm_put_mp_state(X86CPU *cpu)
1928 {
1929     struct kvm_mp_state mp_state = { .mp_state = cpu->env.mp_state };
1930
1931     return kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_SET_MP_STATE, &mp_state);
1932 }
1933
1934 static int kvm_get_mp_state(X86CPU *cpu)
1935 {
1936     CPUState *cs = CPU(cpu);
1937     CPUX86State *env = &cpu->env;
1938     struct kvm_mp_state mp_state;
1939     int ret;
1940
1941     ret = kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_GET_MP_STATE, &mp_state);
1942     if (ret < 0) {
1943         return ret;
1944     }
1945     env->mp_state = mp_state.mp_state;
1946     if (kvm_irqchip_in_kernel()) {
1947         cs->halted = (mp_state.mp_state == KVM_MP_STATE_HALTED);
1948     }
1949     return 0;
1950 }
1951
1952 static int kvm_get_apic(X86CPU *cpu)
1953 {
1954     DeviceState *apic = cpu->apic_state;
1955     struct kvm_lapic_state kapic;
1956     int ret;
1957
1958     if (apic && kvm_irqchip_in_kernel()) {
1959         ret = kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_GET_LAPIC, &kapic);
1960         if (ret < 0) {
1961             return ret;
1962         }
1963
1964         kvm_get_apic_state(apic, &kapic);
1965     }
1966     return 0;
1967 }
1968
1969 static int kvm_put_apic(X86CPU *cpu)
1970 {
1971     DeviceState *apic = cpu->apic_state;
1972     struct kvm_lapic_state kapic;
1973
1974     if (apic && kvm_irqchip_in_kernel()) {
1975         kvm_put_apic_state(apic, &kapic);
1976
1977         return kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_SET_LAPIC, &kapic);
1978     }
1979     return 0;
1980 }
1981
1982 static int kvm_put_vcpu_events(X86CPU *cpu, int level)
1983 {
1984     CPUState *cs = CPU(cpu);
1985     CPUX86State *env = &cpu->env;
1986     struct kvm_vcpu_events events = {};
1987
1988     if (!kvm_has_vcpu_events()) {
1989         return 0;
1990     }
1991
1992     events.exception.injected = (env->exception_injected >= 0);
1993     events.exception.nr = env->exception_injected;
1994     events.exception.has_error_code = env->has_error_code;
1995     events.exception.error_code = env->error_code;
1996     events.exception.pad = 0;
1997
1998     events.interrupt.injected = (env->interrupt_injected >= 0);
1999     events.interrupt.nr = env->interrupt_injected;
2000     events.interrupt.soft = env->soft_interrupt;
2001
2002     events.nmi.injected = env->nmi_injected;
2003     events.nmi.pending = env->nmi_pending;
2004     events.nmi.masked = !!(env->hflags2 & HF2_NMI_MASK);
2005     events.nmi.pad = 0;
2006
2007     events.sipi_vector = env->sipi_vector;
2008
2009     if (has_msr_smbase) {
2010         events.smi.smm = !!(env->hflags & HF_SMM_MASK);
2011         events.smi.smm_inside_nmi = !!(env->hflags2 & HF2_SMM_INSIDE_NMI_MASK);
2012         if (kvm_irqchip_in_kernel()) {
2013             /* As soon as these are moved to the kernel, remove them
2014              * from cs->interrupt_request.
2015              */
2016             events.smi.pending = cs->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_SMI;
2017             events.smi.latched_init = cs->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_INIT;
2018             cs->interrupt_request &= ~(CPU_INTERRUPT_INIT | CPU_INTERRUPT_SMI);
2019         } else {
2020             /* Keep these in cs->interrupt_request.  */
2021             events.smi.pending = 0;
2022             events.smi.latched_init = 0;
2023         }
2024         events.flags |= KVM_VCPUEVENT_VALID_SMM;
2025     }
2026
2027     events.flags = 0;
2028     if (level >= KVM_PUT_RESET_STATE) {
2029         events.flags |=
2030             KVM_VCPUEVENT_VALID_NMI_PENDING | KVM_VCPUEVENT_VALID_SIPI_VECTOR;
2031     }
2032
2033     return kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_SET_VCPU_EVENTS, &events);
2034 }
2035
2036 static int kvm_get_vcpu_events(X86CPU *cpu)
2037 {
2038     CPUX86State *env = &cpu->env;
2039     struct kvm_vcpu_events events;
2040     int ret;
2041
2042     if (!kvm_has_vcpu_events()) {
2043         return 0;
2044     }
2045
2046     memset(&events, 0, sizeof(events));
2047     ret = kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_GET_VCPU_EVENTS, &events);
2048     if (ret < 0) {
2049        return ret;
2050     }
2051     env->exception_injected =
2052        events.exception.injected ? events.exception.nr : -1;
2053     env->has_error_code = events.exception.has_error_code;
2054     env->error_code = events.exception.error_code;
2055
2056     env->interrupt_injected =
2057         events.interrupt.injected ? events.interrupt.nr : -1;
2058     env->soft_interrupt = events.interrupt.soft;
2059
2060     env->nmi_injected = events.nmi.injected;
2061     env->nmi_pending = events.nmi.pending;
2062     if (events.nmi.masked) {
2063         env->hflags2 |= HF2_NMI_MASK;
2064     } else {
2065         env->hflags2 &= ~HF2_NMI_MASK;
2066     }
2067
2068     if (events.flags & KVM_VCPUEVENT_VALID_SMM) {
2069         if (events.smi.smm) {
2070             env->hflags |= HF_SMM_MASK;
2071         } else {
2072             env->hflags &= ~HF_SMM_MASK;
2073         }
2074         if (events.smi.pending) {
2075             cpu_interrupt(CPU(cpu), CPU_INTERRUPT_SMI);
2076         } else {
2077             cpu_reset_interrupt(CPU(cpu), CPU_INTERRUPT_SMI);
2078         }
2079         if (events.smi.smm_inside_nmi) {
2080             env->hflags2 |= HF2_SMM_INSIDE_NMI_MASK;
2081         } else {
2082             env->hflags2 &= ~HF2_SMM_INSIDE_NMI_MASK;
2083         }
2084         if (events.smi.latched_init) {
2085             cpu_interrupt(CPU(cpu), CPU_INTERRUPT_INIT);
2086         } else {
2087             cpu_reset_interrupt(CPU(cpu), CPU_INTERRUPT_INIT);
2088         }
2089     }
2090
2091     env->sipi_vector = events.sipi_vector;
2092
2093     return 0;
2094 }
2095
2096 static int kvm_guest_debug_workarounds(X86CPU *cpu)
2097 {
2098     CPUState *cs = CPU(cpu);
2099     CPUX86State *env = &cpu->env;
2100     int ret = 0;
2101     unsigned long reinject_trap = 0;
2102
2103     if (!kvm_has_vcpu_events()) {
2104         if (env->exception_injected == 1) {
2105             reinject_trap = KVM_GUESTDBG_INJECT_DB;
2106         } else if (env->exception_injected == 3) {
2107             reinject_trap = KVM_GUESTDBG_INJECT_BP;
2108         }
2109         env->exception_injected = -1;
2110     }
2111
2112     /*
2113      * Kernels before KVM_CAP_X86_ROBUST_SINGLESTEP overwrote flags.TF
2114      * injected via SET_GUEST_DEBUG while updating GP regs. Work around this
2115      * by updating the debug state once again if single-stepping is on.
2116      * Another reason to call kvm_update_guest_debug here is a pending debug
2117      * trap raise by the guest. On kernels without SET_VCPU_EVENTS we have to
2118      * reinject them via SET_GUEST_DEBUG.
2119      */
2120     if (reinject_trap ||
2121         (!kvm_has_robust_singlestep() && cs->singlestep_enabled)) {
2122         ret = kvm_update_guest_debug(cs, reinject_trap);
2123     }
2124     return ret;
2125 }
2126
2127 static int kvm_put_debugregs(X86CPU *cpu)
2128 {
2129     CPUX86State *env = &cpu->env;
2130     struct kvm_debugregs dbgregs;
2131     int i;
2132
2133     if (!kvm_has_debugregs()) {
2134         return 0;
2135     }
2136
2137     for (i = 0; i < 4; i++) {
2138         dbgregs.db[i] = env->dr[i];
2139     }
2140     dbgregs.dr6 = env->dr[6];
2141     dbgregs.dr7 = env->dr[7];
2142     dbgregs.flags = 0;
2143
2144     return kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_SET_DEBUGREGS, &dbgregs);
2145 }
2146
2147 static int kvm_get_debugregs(X86CPU *cpu)
2148 {
2149     CPUX86State *env = &cpu->env;
2150     struct kvm_debugregs dbgregs;
2151     int i, ret;
2152
2153     if (!kvm_has_debugregs()) {
2154         return 0;
2155     }
2156
2157     ret = kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_GET_DEBUGREGS, &dbgregs);
2158     if (ret < 0) {
2159         return ret;
2160     }
2161     for (i = 0; i < 4; i++) {
2162         env->dr[i] = dbgregs.db[i];
2163     }
2164     env->dr[4] = env->dr[6] = dbgregs.dr6;
2165     env->dr[5] = env->dr[7] = dbgregs.dr7;
2166
2167     return 0;
2168 }
2169
2170 int kvm_arch_put_registers(CPUState *cpu, int level)
2171 {
2172     X86CPU *x86_cpu = X86_CPU(cpu);
2173     int ret;
2174
2175     assert(cpu_is_stopped(cpu) || qemu_cpu_is_self(cpu));
2176
2177     if (level >= KVM_PUT_RESET_STATE && has_msr_feature_control) {
2178         ret = kvm_put_msr_feature_control(x86_cpu);
2179         if (ret < 0) {
2180             return ret;
2181         }
2182     }
2183
2184     ret = kvm_getput_regs(x86_cpu, 1);
2185     if (ret < 0) {
2186         return ret;
2187     }
2188     ret = kvm_put_xsave(x86_cpu);
2189     if (ret < 0) {
2190         return ret;
2191     }
2192     ret = kvm_put_xcrs(x86_cpu);
2193     if (ret < 0) {
2194         return ret;
2195     }
2196     ret = kvm_put_sregs(x86_cpu);
2197     if (ret < 0) {
2198         return ret;
2199     }
2200     /* must be before kvm_put_msrs */
2201     ret = kvm_inject_mce_oldstyle(x86_cpu);
2202     if (ret < 0) {
2203         return ret;
2204     }
2205     ret = kvm_put_msrs(x86_cpu, level);
2206     if (ret < 0) {
2207         return ret;
2208     }
2209     if (level >= KVM_PUT_RESET_STATE) {
2210         ret = kvm_put_mp_state(x86_cpu);
2211         if (ret < 0) {
2212             return ret;
2213         }
2214         ret = kvm_put_apic(x86_cpu);
2215         if (ret < 0) {
2216             return ret;
2217         }
2218     }
2219
2220     ret = kvm_put_tscdeadline_msr(x86_cpu);
2221     if (ret < 0) {
2222         return ret;
2223     }
2224
2225     ret = kvm_put_vcpu_events(x86_cpu, level);
2226     if (ret < 0) {
2227         return ret;
2228     }
2229     ret = kvm_put_debugregs(x86_cpu);
2230     if (ret < 0) {
2231         return ret;
2232     }
2233     /* must be last */
2234     ret = kvm_guest_debug_workarounds(x86_cpu);
2235     if (ret < 0) {
2236         return ret;
2237     }
2238     return 0;
2239 }
2240
2241 int kvm_arch_get_registers(CPUState *cs)
2242 {
2243     X86CPU *cpu = X86_CPU(cs);
2244     int ret;
2245
2246     assert(cpu_is_stopped(cs) || qemu_cpu_is_self(cs));
2247
2248     ret = kvm_getput_regs(cpu, 0);
2249     if (ret < 0) {
2250         return ret;
2251     }
2252     ret = kvm_get_xsave(cpu);
2253     if (ret < 0) {
2254         return ret;
2255     }
2256     ret = kvm_get_xcrs(cpu);
2257     if (ret < 0) {
2258         return ret;
2259     }
2260     ret = kvm_get_sregs(cpu);
2261     if (ret < 0) {
2262         return ret;
2263     }
2264     ret = kvm_get_msrs(cpu);
2265     if (ret < 0) {
2266         return ret;
2267     }
2268     ret = kvm_get_mp_state(cpu);
2269     if (ret < 0) {
2270         return ret;
2271     }
2272     ret = kvm_get_apic(cpu);
2273     if (ret < 0) {
2274         return ret;
2275     }
2276     ret = kvm_get_vcpu_events(cpu);
2277     if (ret < 0) {
2278         return ret;
2279     }
2280     ret = kvm_get_debugregs(cpu);
2281     if (ret < 0) {
2282         return ret;
2283     }
2284     return 0;
2285 }
2286
2287 void kvm_arch_pre_run(CPUState *cpu, struct kvm_run *run)
2288 {
2289     X86CPU *x86_cpu = X86_CPU(cpu);
2290     CPUX86State *env = &x86_cpu->env;
2291     int ret;
2292
2293     /* Inject NMI */
2294     if (cpu->interrupt_request & (CPU_INTERRUPT_NMI | CPU_INTERRUPT_SMI)) {
2295         if (cpu->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_NMI) {
2296             qemu_mutex_lock_iothread();
2297             cpu->interrupt_request &= ~CPU_INTERRUPT_NMI;
2298             qemu_mutex_unlock_iothread();
2299             DPRINTF("injected NMI\n");
2300             ret = kvm_vcpu_ioctl(cpu, KVM_NMI);
2301             if (ret < 0) {
2302                 fprintf(stderr, "KVM: injection failed, NMI lost (%s)\n",
2303                         strerror(-ret));
2304             }
2305         }
2306         if (cpu->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_SMI) {
2307             qemu_mutex_lock_iothread();
2308             cpu->interrupt_request &= ~CPU_INTERRUPT_SMI;
2309             qemu_mutex_unlock_iothread();
2310             DPRINTF("injected SMI\n");
2311             ret = kvm_vcpu_ioctl(cpu, KVM_SMI);
2312             if (ret < 0) {
2313                 fprintf(stderr, "KVM: injection failed, SMI lost (%s)\n",
2314                         strerror(-ret));
2315             }
2316         }
2317     }
2318
2319     if (!kvm_irqchip_in_kernel()) {
2320         qemu_mutex_lock_iothread();
2321     }
2322
2323     /* Force the VCPU out of its inner loop to process any INIT requests
2324      * or (for userspace APIC, but it is cheap to combine the checks here)
2325      * pending TPR access reports.
2326      */
2327     if (cpu->interrupt_request & (CPU_INTERRUPT_INIT | CPU_INTERRUPT_TPR)) {
2328         if ((cpu->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_INIT) &&
2329             !(env->hflags & HF_SMM_MASK)) {
2330             cpu->exit_request = 1;
2331         }
2332         if (cpu->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_TPR) {
2333             cpu->exit_request = 1;
2334         }
2335     }
2336
2337     if (!kvm_irqchip_in_kernel()) {
2338         /* Try to inject an interrupt if the guest can accept it */
2339         if (run->ready_for_interrupt_injection &&
2340             (cpu->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_HARD) &&
2341             (env->eflags & IF_MASK)) {
2342             int irq;
2343
2344             cpu->interrupt_request &= ~CPU_INTERRUPT_HARD;
2345             irq = cpu_get_pic_interrupt(env);
2346             if (irq >= 0) {
2347                 struct kvm_interrupt intr;
2348
2349                 intr.irq = irq;
2350                 DPRINTF("injected interrupt %d\n", irq);
2351                 ret = kvm_vcpu_ioctl(cpu, KVM_INTERRUPT, &intr);
2352                 if (ret < 0) {
2353                     fprintf(stderr,
2354                             "KVM: injection failed, interrupt lost (%s)\n",
2355                             strerror(-ret));
2356                 }
2357             }
2358         }
2359
2360         /* If we have an interrupt but the guest is not ready to receive an
2361          * interrupt, request an interrupt window exit.  This will
2362          * cause a return to userspace as soon as the guest is ready to
2363          * receive interrupts. */
2364         if ((cpu->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_HARD)) {
2365             run->request_interrupt_window = 1;
2366         } else {
2367             run->request_interrupt_window = 0;
2368         }
2369
2370         DPRINTF("setting tpr\n");
2371         run->cr8 = cpu_get_apic_tpr(x86_cpu->apic_state);
2372
2373         qemu_mutex_unlock_iothread();
2374     }
2375 }
2376
2377 MemTxAttrs kvm_arch_post_run(CPUState *cpu, struct kvm_run *run)
2378 {
2379     X86CPU *x86_cpu = X86_CPU(cpu);
2380     CPUX86State *env = &x86_cpu->env;
2381
2382     if (run->flags & KVM_RUN_X86_SMM) {
2383         env->hflags |= HF_SMM_MASK;
2384     } else {
2385         env->hflags &= HF_SMM_MASK;
2386     }
2387     if (run->if_flag) {
2388         env->eflags |= IF_MASK;
2389     } else {
2390         env->eflags &= ~IF_MASK;
2391     }
2392
2393     /* We need to protect the apic state against concurrent accesses from
2394      * different threads in case the userspace irqchip is used. */
2395     if (!kvm_irqchip_in_kernel()) {
2396         qemu_mutex_lock_iothread();
2397     }
2398     cpu_set_apic_tpr(x86_cpu->apic_state, run->cr8);
2399     cpu_set_apic_base(x86_cpu->apic_state, run->apic_base);
2400     if (!kvm_irqchip_in_kernel()) {
2401         qemu_mutex_unlock_iothread();
2402     }
2403     return cpu_get_mem_attrs(env);
2404 }
2405
2406 int kvm_arch_process_async_events(CPUState *cs)
2407 {
2408     X86CPU *cpu = X86_CPU(cs);
2409     CPUX86State *env = &cpu->env;
2410
2411     if (cs->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_MCE) {
2412         /* We must not raise CPU_INTERRUPT_MCE if it's not supported. */
2413         assert(env->mcg_cap);
2414
2415         cs->interrupt_request &= ~CPU_INTERRUPT_MCE;
2416
2417         kvm_cpu_synchronize_state(cs);
2418
2419         if (env->exception_injected == EXCP08_DBLE) {
2420             /* this means triple fault */
2421             qemu_system_reset_request();
2422             cs->exit_request = 1;
2423             return 0;
2424         }
2425         env->exception_injected = EXCP12_MCHK;
2426         env->has_error_code = 0;
2427
2428         cs->halted = 0;
2429         if (kvm_irqchip_in_kernel() && env->mp_state == KVM_MP_STATE_HALTED) {
2430             env->mp_state = KVM_MP_STATE_RUNNABLE;
2431         }
2432     }
2433
2434     if ((cs->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_INIT) &&
2435         !(env->hflags & HF_SMM_MASK)) {
2436         kvm_cpu_synchronize_state(cs);
2437         do_cpu_init(cpu);
2438     }
2439
2440     if (kvm_irqchip_in_kernel()) {
2441         return 0;
2442     }
2443
2444     if (cs->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_POLL) {
2445         cs->interrupt_request &= ~CPU_INTERRUPT_POLL;
2446         apic_poll_irq(cpu->apic_state);
2447     }
2448     if (((cs->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_HARD) &&
2449          (env->eflags & IF_MASK)) ||
2450         (cs->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_NMI)) {
2451         cs->halted = 0;
2452     }
2453     if (cs->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_SIPI) {
2454         kvm_cpu_synchronize_state(cs);
2455         do_cpu_sipi(cpu);
2456     }
2457     if (cs->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_TPR) {
2458         cs->interrupt_request &= ~CPU_INTERRUPT_TPR;
2459         kvm_cpu_synchronize_state(cs);
2460         apic_handle_tpr_access_report(cpu->apic_state, env->eip,
2461                                       env->tpr_access_type);
2462     }
2463
2464     return cs->halted;
2465 }
2466
2467 static int kvm_handle_halt(X86CPU *cpu)
2468 {
2469     CPUState *cs = CPU(cpu);
2470     CPUX86State *env = &cpu->env;
2471
2472     if (!((cs->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_HARD) &&
2473           (env->eflags & IF_MASK)) &&
2474         !(cs->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_NMI)) {
2475         cs->halted = 1;
2476         return EXCP_HLT;
2477     }
2478
2479     return 0;
2480 }
2481
2482 static int kvm_handle_tpr_access(X86CPU *cpu)
2483 {
2484     CPUState *cs = CPU(cpu);
2485     struct kvm_run *run = cs->kvm_run;
2486
2487     apic_handle_tpr_access_report(cpu->apic_state, run->tpr_access.rip,
2488                                   run->tpr_access.is_write ? TPR_ACCESS_WRITE
2489                                                            : TPR_ACCESS_READ);
2490     return 1;
2491 }
2492
2493 int kvm_arch_insert_sw_breakpoint(CPUState *cs, struct kvm_sw_breakpoint *bp)
2494 {
2495     static const uint8_t int3 = 0xcc;
2496
2497     if (cpu_memory_rw_debug(cs, bp->pc, (uint8_t *)&bp->saved_insn, 1, 0) ||
2498         cpu_memory_rw_debug(cs, bp->pc, (uint8_t *)&int3, 1, 1)) {
2499         return -EINVAL;
2500     }
2501     return 0;
2502 }
2503
2504 int kvm_arch_remove_sw_breakpoint(CPUState *cs, struct kvm_sw_breakpoint *bp)
2505 {
2506     uint8_t int3;
2507
2508     if (cpu_memory_rw_debug(cs, bp->pc, &int3, 1, 0) || int3 != 0xcc ||
2509         cpu_memory_rw_debug(cs, bp->pc, (uint8_t *)&bp->saved_insn, 1, 1)) {
2510         return -EINVAL;
2511     }
2512     return 0;
2513 }
2514
2515 static struct {
2516     target_ulong addr;
2517     int len;
2518     int type;
2519 } hw_breakpoint[4];
2520
2521 static int nb_hw_breakpoint;
2522
2523 static int find_hw_breakpoint(target_ulong addr, int len, int type)
2524 {
2525     int n;
2526
2527     for (n = 0; n < nb_hw_breakpoint; n++) {
2528         if (hw_breakpoint[n].addr == addr && hw_breakpoint[n].type == type &&
2529             (hw_breakpoint[n].len == len || len == -1)) {
2530             return n;
2531         }
2532     }
2533     return -1;
2534 }
2535
2536 int kvm_arch_insert_hw_breakpoint(target_ulong addr,
2537                                   target_ulong len, int type)
2538 {
2539     switch (type) {
2540     case GDB_BREAKPOINT_HW:
2541         len = 1;
2542         break;
2543     case GDB_WATCHPOINT_WRITE:
2544     case GDB_WATCHPOINT_ACCESS:
2545         switch (len) {
2546         case 1:
2547             break;
2548         case 2:
2549         case 4:
2550         case 8:
2551             if (addr & (len - 1)) {
2552                 return -EINVAL;
2553             }
2554             break;
2555         default:
2556             return -EINVAL;
2557         }
2558         break;
2559     default:
2560         return -ENOSYS;
2561     }
2562
2563     if (nb_hw_breakpoint == 4) {
2564         return -ENOBUFS;
2565     }
2566     if (find_hw_breakpoint(addr, len, type) >= 0) {
2567         return -EEXIST;
2568     }
2569     hw_breakpoint[nb_hw_breakpoint].addr = addr;
2570     hw_breakpoint[nb_hw_breakpoint].len = len;
2571     hw_breakpoint[nb_hw_breakpoint].type = type;
2572     nb_hw_breakpoint++;
2573
2574     return 0;
2575 }
2576
2577 int kvm_arch_remove_hw_breakpoint(target_ulong addr,
2578                                   target_ulong len, int type)
2579 {
2580     int n;
2581
2582     n = find_hw_breakpoint(addr, (type == GDB_BREAKPOINT_HW) ? 1 : len, type);
2583     if (n < 0) {
2584         return -ENOENT;
2585     }
2586     nb_hw_breakpoint--;
2587     hw_breakpoint[n] = hw_breakpoint[nb_hw_breakpoint];
2588
2589     return 0;
2590 }
2591
2592 void kvm_arch_remove_all_hw_breakpoints(void)
2593 {
2594     nb_hw_breakpoint = 0;
2595 }
2596
2597 static CPUWatchpoint hw_watchpoint;
2598
2599 static int kvm_handle_debug(X86CPU *cpu,
2600                             struct kvm_debug_exit_arch *arch_info)
2601 {
2602     CPUState *cs = CPU(cpu);
2603     CPUX86State *env = &cpu->env;
2604     int ret = 0;
2605     int n;
2606
2607     if (arch_info->exception == 1) {
2608         if (arch_info->dr6 & (1 << 14)) {
2609             if (cs->singlestep_enabled) {
2610                 ret = EXCP_DEBUG;
2611             }
2612         } else {
2613             for (n = 0; n < 4; n++) {
2614                 if (arch_info->dr6 & (1 << n)) {
2615                     switch ((arch_info->dr7 >> (16 + n*4)) & 0x3) {
2616                     case 0x0:
2617                         ret = EXCP_DEBUG;
2618                         break;
2619                     case 0x1:
2620                         ret = EXCP_DEBUG;
2621                         cs->watchpoint_hit = &hw_watchpoint;
2622                         hw_watchpoint.vaddr = hw_breakpoint[n].addr;
2623                         hw_watchpoint.flags = BP_MEM_WRITE;
2624                         break;
2625                     case 0x3:
2626                         ret = EXCP_DEBUG;
2627                         cs->watchpoint_hit = &hw_watchpoint;
2628                         hw_watchpoint.vaddr = hw_breakpoint[n].addr;
2629                         hw_watchpoint.flags = BP_MEM_ACCESS;
2630                         break;
2631                     }
2632                 }
2633             }
2634         }
2635     } else if (kvm_find_sw_breakpoint(cs, arch_info->pc)) {
2636         ret = EXCP_DEBUG;
2637     }
2638     if (ret == 0) {
2639         cpu_synchronize_state(cs);
2640         assert(env->exception_injected == -1);
2641
2642         /* pass to guest */
2643         env->exception_injected = arch_info->exception;
2644         env->has_error_code = 0;
2645     }
2646
2647     return ret;
2648 }
2649
2650 void kvm_arch_update_guest_debug(CPUState *cpu, struct kvm_guest_debug *dbg)
2651 {
2652     const uint8_t type_code[] = {
2653         [GDB_BREAKPOINT_HW] = 0x0,
2654         [GDB_WATCHPOINT_WRITE] = 0x1,
2655         [GDB_WATCHPOINT_ACCESS] = 0x3
2656     };
2657     const uint8_t len_code[] = {
2658         [1] = 0x0, [2] = 0x1, [4] = 0x3, [8] = 0x2
2659     };
2660     int n;
2661
2662     if (kvm_sw_breakpoints_active(cpu)) {
2663         dbg->control |= KVM_GUESTDBG_ENABLE | KVM_GUESTDBG_USE_SW_BP;
2664     }
2665     if (nb_hw_breakpoint > 0) {
2666         dbg->control |= KVM_GUESTDBG_ENABLE | KVM_GUESTDBG_USE_HW_BP;
2667         dbg->arch.debugreg[7] = 0x0600;
2668         for (n = 0; n < nb_hw_breakpoint; n++) {
2669             dbg->arch.debugreg[n] = hw_breakpoint[n].addr;
2670             dbg->arch.debugreg[7] |= (2 << (n * 2)) |
2671                 (type_code[hw_breakpoint[n].type] << (16 + n*4)) |
2672                 ((uint32_t)len_code[hw_breakpoint[n].len] << (18 + n*4));
2673         }
2674     }
2675 }
2676
2677 static bool host_supports_vmx(void)
2678 {
2679     uint32_t ecx, unused;
2680
2681     host_cpuid(1, 0, &unused, &unused, &ecx, &unused);
2682     return ecx & CPUID_EXT_VMX;
2683 }
2684
2685 #define VMX_INVALID_GUEST_STATE 0x80000021
2686
2687 int kvm_arch_handle_exit(CPUState *cs, struct kvm_run *run)
2688 {
2689     X86CPU *cpu = X86_CPU(cs);
2690     uint64_t code;
2691     int ret;
2692
2693     switch (run->exit_reason) {
2694     case KVM_EXIT_HLT:
2695         DPRINTF("handle_hlt\n");
2696         qemu_mutex_lock_iothread();
2697         ret = kvm_handle_halt(cpu);
2698         qemu_mutex_unlock_iothread();
2699         break;
2700     case KVM_EXIT_SET_TPR:
2701         ret = 0;
2702         break;
2703     case KVM_EXIT_TPR_ACCESS:
2704         qemu_mutex_lock_iothread();
2705         ret = kvm_handle_tpr_access(cpu);
2706         qemu_mutex_unlock_iothread();
2707         break;
2708     case KVM_EXIT_FAIL_ENTRY:
2709         code = run->fail_entry.hardware_entry_failure_reason;
2710         fprintf(stderr, "KVM: entry failed, hardware error 0x%" PRIx64 "\n",
2711                 code);
2712         if (host_supports_vmx() && code == VMX_INVALID_GUEST_STATE) {
2713             fprintf(stderr,
2714                     "\nIf you're running a guest on an Intel machine without "
2715                         "unrestricted mode\n"
2716                     "support, the failure can be most likely due to the guest "
2717                         "entering an invalid\n"
2718                     "state for Intel VT. For example, the guest maybe running "
2719                         "in big real mode\n"
2720                     "which is not supported on less recent Intel processors."
2721                         "\n\n");
2722         }
2723         ret = -1;
2724         break;
2725     case KVM_EXIT_EXCEPTION:
2726         fprintf(stderr, "KVM: exception %d exit (error code 0x%x)\n",
2727                 run->ex.exception, run->ex.error_code);
2728         ret = -1;
2729         break;
2730     case KVM_EXIT_DEBUG:
2731         DPRINTF("kvm_exit_debug\n");
2732         qemu_mutex_lock_iothread();
2733         ret = kvm_handle_debug(cpu, &run->debug.arch);
2734         qemu_mutex_unlock_iothread();
2735         break;
2736     default:
2737         fprintf(stderr, "KVM: unknown exit reason %d\n", run->exit_reason);
2738         ret = -1;
2739         break;
2740     }
2741
2742     return ret;
2743 }
2744
2745 bool kvm_arch_stop_on_emulation_error(CPUState *cs)
2746 {
2747     X86CPU *cpu = X86_CPU(cs);
2748     CPUX86State *env = &cpu->env;
2749
2750     kvm_cpu_synchronize_state(cs);
2751     return !(env->cr[0] & CR0_PE_MASK) ||
2752            ((env->segs[R_CS].selector  & 3) != 3);
2753 }
2754
2755 void kvm_arch_init_irq_routing(KVMState *s)
2756 {
2757     if (!kvm_check_extension(s, KVM_CAP_IRQ_ROUTING)) {
2758         /* If kernel can't do irq routing, interrupt source
2759          * override 0->2 cannot be set up as required by HPET.
2760          * So we have to disable it.
2761          */
2762         no_hpet = 1;
2763     }
2764     /* We know at this point that we're using the in-kernel
2765      * irqchip, so we can use irqfds, and on x86 we know
2766      * we can use msi via irqfd and GSI routing.
2767      */
2768     kvm_msi_via_irqfd_allowed = true;
2769     kvm_gsi_routing_allowed = true;
2770 }
2771
2772 /* Classic KVM device assignment interface. Will remain x86 only. */
2773 int kvm_device_pci_assign(KVMState *s, PCIHostDeviceAddress *dev_addr,
2774                           uint32_t flags, uint32_t *dev_id)
2775 {
2776     struct kvm_assigned_pci_dev dev_data = {
2777         .segnr = dev_addr->domain,
2778         .busnr = dev_addr->bus,
2779         .devfn = PCI_DEVFN(dev_addr->slot, dev_addr->function),
2780         .flags = flags,
2781     };
2782     int ret;
2783
2784     dev_data.assigned_dev_id =
2785         (dev_addr->domain << 16) | (dev_addr->bus << 8) | dev_data.devfn;
2786
2787     ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_ASSIGN_PCI_DEVICE, &dev_data);
2788     if (ret < 0) {
2789         return ret;
2790     }
2791
2792     *dev_id = dev_data.assigned_dev_id;
2793
2794     return 0;
2795 }
2796
2797 int kvm_device_pci_deassign(KVMState *s, uint32_t dev_id)
2798 {
2799     struct kvm_assigned_pci_dev dev_data = {
2800         .assigned_dev_id = dev_id,
2801     };
2802
2803     return kvm_vm_ioctl(s, KVM_DEASSIGN_PCI_DEVICE, &dev_data);
2804 }
2805
2806 static int kvm_assign_irq_internal(KVMState *s, uint32_t dev_id,
2807                                    uint32_t irq_type, uint32_t guest_irq)
2808 {
2809     struct kvm_assigned_irq assigned_irq = {
2810         .assigned_dev_id = dev_id,
2811         .guest_irq = guest_irq,
2812         .flags = irq_type,
2813     };
2814
2815     if (kvm_check_extension(s, KVM_CAP_ASSIGN_DEV_IRQ)) {
2816         return kvm_vm_ioctl(s, KVM_ASSIGN_DEV_IRQ, &assigned_irq);
2817     } else {
2818         return kvm_vm_ioctl(s, KVM_ASSIGN_IRQ, &assigned_irq);
2819     }
2820 }
2821
2822 int kvm_device_intx_assign(KVMState *s, uint32_t dev_id, bool use_host_msi,
2823                            uint32_t guest_irq)
2824 {
2825     uint32_t irq_type = KVM_DEV_IRQ_GUEST_INTX |
2826         (use_host_msi ? KVM_DEV_IRQ_HOST_MSI : KVM_DEV_IRQ_HOST_INTX);
2827
2828     return kvm_assign_irq_internal(s, dev_id, irq_type, guest_irq);
2829 }
2830
2831 int kvm_device_intx_set_mask(KVMState *s, uint32_t dev_id, bool masked)
2832 {
2833     struct kvm_assigned_pci_dev dev_data = {
2834         .assigned_dev_id = dev_id,
2835         .flags = masked ? KVM_DEV_ASSIGN_MASK_INTX : 0,
2836     };
2837
2838     return kvm_vm_ioctl(s, KVM_ASSIGN_SET_INTX_MASK, &dev_data);
2839 }
2840
2841 static int kvm_deassign_irq_internal(KVMState *s, uint32_t dev_id,
2842                                      uint32_t type)
2843 {
2844     struct kvm_assigned_irq assigned_irq = {
2845         .assigned_dev_id = dev_id,
2846         .flags = type,
2847     };
2848
2849     return kvm_vm_ioctl(s, KVM_DEASSIGN_DEV_IRQ, &assigned_irq);
2850 }
2851
2852 int kvm_device_intx_deassign(KVMState *s, uint32_t dev_id, bool use_host_msi)
2853 {
2854     return kvm_deassign_irq_internal(s, dev_id, KVM_DEV_IRQ_GUEST_INTX |
2855         (use_host_msi ? KVM_DEV_IRQ_HOST_MSI : KVM_DEV_IRQ_HOST_INTX));
2856 }
2857
2858 int kvm_device_msi_assign(KVMState *s, uint32_t dev_id, int virq)
2859 {
2860     return kvm_assign_irq_internal(s, dev_id, KVM_DEV_IRQ_HOST_MSI |
2861                                               KVM_DEV_IRQ_GUEST_MSI, virq);
2862 }
2863
2864 int kvm_device_msi_deassign(KVMState *s, uint32_t dev_id)
2865 {
2866     return kvm_deassign_irq_internal(s, dev_id, KVM_DEV_IRQ_GUEST_MSI |
2867                                                 KVM_DEV_IRQ_HOST_MSI);
2868 }
2869
2870 bool kvm_device_msix_supported(KVMState *s)
2871 {
2872     /* The kernel lacks a corresponding KVM_CAP, so we probe by calling
2873      * KVM_ASSIGN_SET_MSIX_NR with an invalid parameter. */
2874     return kvm_vm_ioctl(s, KVM_ASSIGN_SET_MSIX_NR, NULL) == -EFAULT;
2875 }
2876
2877 int kvm_device_msix_init_vectors(KVMState *s, uint32_t dev_id,
2878                                  uint32_t nr_vectors)
2879 {
2880     struct kvm_assigned_msix_nr msix_nr = {
2881         .assigned_dev_id = dev_id,
2882         .entry_nr = nr_vectors,
2883     };
2884
2885     return kvm_vm_ioctl(s, KVM_ASSIGN_SET_MSIX_NR, &msix_nr);
2886 }
2887
2888 int kvm_device_msix_set_vector(KVMState *s, uint32_t dev_id, uint32_t vector,
2889                                int virq)
2890 {
2891     struct kvm_assigned_msix_entry msix_entry = {
2892         .assigned_dev_id = dev_id,
2893         .gsi = virq,
2894         .entry = vector,
2895     };
2896
2897     return kvm_vm_ioctl(s, KVM_ASSIGN_SET_MSIX_ENTRY, &msix_entry);
2898 }
2899
2900 int kvm_device_msix_assign(KVMState *s, uint32_t dev_id)
2901 {
2902     return kvm_assign_irq_internal(s, dev_id, KVM_DEV_IRQ_HOST_MSIX |
2903                                               KVM_DEV_IRQ_GUEST_MSIX, 0);
2904 }
2905
2906 int kvm_device_msix_deassign(KVMState *s, uint32_t dev_id)
2907 {
2908     return kvm_deassign_irq_internal(s, dev_id, KVM_DEV_IRQ_GUEST_MSIX |
2909                                                 KVM_DEV_IRQ_HOST_MSIX);
2910 }
2911
2912 int kvm_arch_fixup_msi_route(struct kvm_irq_routing_entry *route,
2913                              uint64_t address, uint32_t data)
2914 {
2915     return 0;
2916 }
2917
2918 int kvm_arch_msi_data_to_gsi(uint32_t data)
2919 {
2920     abort();
2921 }
This page took 0.185599 seconds and 4 git commands to generate.