cpus.c

   1 /*
   2  * QEMU System Emulator
   3  *
   4  * Copyright (c) 2003-2008 Fabrice Bellard
   5  *
   6  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
   7  * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
   8  * in the Software without restriction, including without limitation the rights
   9  * to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
  10  * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
  11  * furnished to do so, subject to the following conditions:
  12  *
  13  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
  14  * all copies or substantial portions of the Software.
  15  *
  16  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  17  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  18  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
  19  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  20  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
  21  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
  22  * THE SOFTWARE.
  23  */
  24
  25 /* Needed early for CONFIG_BSD etc. */
  26 #include "config-host.h"
  27
  28 #include "monitor.h"
  29 #include "sysemu.h"
  30 #include "gdbstub.h"
  31 #include "dma.h"
  32 #include "kvm.h"
  33 #include "qmp-commands.h"
  34
  35 #include "qemu-thread.h"
  36 #include "cpus.h"
  37 #include "qtest.h"
  38 #include "main-loop.h"
  39 #include "bitmap.h"
  40
  41 #ifndef _WIN32
  42 #include "compatfd.h"
  43 #endif
  44
  45 #ifdef CONFIG_LINUX
  46
  47 #include <sys/prctl.h>
  48
  49 #ifndef PR_MCE_KILL
  50 #define PR_MCE_KILL 33
  51 #endif
  52
  53 #ifndef PR_MCE_KILL_SET
  54 #define PR_MCE_KILL_SET 1
  55 #endif
  56
  57 #ifndef PR_MCE_KILL_EARLY
  58 #define PR_MCE_KILL_EARLY 1
  59 #endif
  60
  61 #endif /* CONFIG_LINUX */
  62
  63 static CPUArchState *next_cpu;
  64
  65 static bool cpu_thread_is_idle(CPUArchState *env)
  66 {
  67     if (env->stop || env->queued_work_first) {
  68         return false;
  69     }
  70     if (env->stopped || !runstate_is_running()) {
  71         return true;
  72     }
  73     if (!env->halted || qemu_cpu_has_work(env) ||
  74         kvm_async_interrupts_enabled()) {
  75         return false;
  76     }
  77     return true;
  78 }
  79
  80 static bool all_cpu_threads_idle(void)
  81 {
  82     CPUArchState *env;
  83
  84     for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
  85         if (!cpu_thread_is_idle(env)) {
  86             return false;
  87         }
  88     }
  89     return true;
  90 }
  91
  92 /***********************************************************/
  93 /* guest cycle counter */
  94
  95 /* Conversion factor from emulated instructions to virtual clock ticks.  */
  96 static int icount_time_shift;
  97 /* Arbitrarily pick 1MIPS as the minimum allowable speed.  */
  98 #define MAX_ICOUNT_SHIFT 10
  99 /* Compensate for varying guest execution speed.  */
 100 static int64_t qemu_icount_bias;
 101 static QEMUTimer *icount_rt_timer;
 102 static QEMUTimer *icount_vm_timer;
 103 static QEMUTimer *icount_warp_timer;
 104 static int64_t vm_clock_warp_start;
 105 static int64_t qemu_icount;
 106
 107 typedef struct TimersState {
 108     int64_t cpu_ticks_prev;
 109     int64_t cpu_ticks_offset;
 110     int64_t cpu_clock_offset;
 111     int32_t cpu_ticks_enabled;
 112     int64_t dummy;
 113 } TimersState;
 114
 115 TimersState timers_state;
 116
 117 /* Return the virtual CPU time, based on the instruction counter.  */
 118 int64_t cpu_get_icount(void)
 119 {
 120     int64_t icount;
 121     CPUArchState *env = cpu_single_env;
 122
 123     icount = qemu_icount;
 124     if (env) {
 125         if (!can_do_io(env)) {
 126             fprintf(stderr, "Bad clock read\n");
 127         }
 128         icount -= (env->icount_decr.u16.low + env->icount_extra);
 129     }
 130     return qemu_icount_bias + (icount << icount_time_shift);
 131 }
 132
 133 /* return the host CPU cycle counter and handle stop/restart */
 134 int64_t cpu_get_ticks(void)
 135 {
 136     if (use_icount) {
 137         return cpu_get_icount();
 138     }
 139     if (!timers_state.cpu_ticks_enabled) {
 140         return timers_state.cpu_ticks_offset;
 141     } else {
 142         int64_t ticks;
 143         ticks = cpu_get_real_ticks();
 144         if (timers_state.cpu_ticks_prev > ticks) {
 145             /* Note: non increasing ticks may happen if the host uses
 146                software suspend */
 147             timers_state.cpu_ticks_offset += timers_state.cpu_ticks_prev - ticks;
 148         }
 149         timers_state.cpu_ticks_prev = ticks;
 150         return ticks + timers_state.cpu_ticks_offset;
 151     }
 152 }
 153
 154 /* return the host CPU monotonic timer and handle stop/restart */
 155 int64_t cpu_get_clock(void)
 156 {
 157     int64_t ti;
 158     if (!timers_state.cpu_ticks_enabled) {
 159         return timers_state.cpu_clock_offset;
 160     } else {
 161         ti = get_clock();
 162         return ti + timers_state.cpu_clock_offset;
 163     }
 164 }
 165
 166 /* enable cpu_get_ticks() */
 167 void cpu_enable_ticks(void)
 168 {
 169     if (!timers_state.cpu_ticks_enabled) {
 170         timers_state.cpu_ticks_offset -= cpu_get_real_ticks();
 171         timers_state.cpu_clock_offset -= get_clock();
 172         timers_state.cpu_ticks_enabled = 1;
 173     }
 174 }
 175
 176 /* disable cpu_get_ticks() : the clock is stopped. You must not call
 177    cpu_get_ticks() after that.  */
 178 void cpu_disable_ticks(void)
 179 {
 180     if (timers_state.cpu_ticks_enabled) {
 181         timers_state.cpu_ticks_offset = cpu_get_ticks();
 182         timers_state.cpu_clock_offset = cpu_get_clock();
 183         timers_state.cpu_ticks_enabled = 0;
 184     }
 185 }
 186
 187 /* Correlation between real and virtual time is always going to be
 188    fairly approximate, so ignore small variation.
 189    When the guest is idle real and virtual time will be aligned in
 190    the IO wait loop.  */
 191 #define ICOUNT_WOBBLE (get_ticks_per_sec() / 10)
 192
 193 static void icount_adjust(void)
 194 {
 195     int64_t cur_time;
 196     int64_t cur_icount;
 197     int64_t delta;
 198     static int64_t last_delta;
 199     /* If the VM is not running, then do nothing.  */
 200     if (!runstate_is_running()) {
 201         return;
 202     }
 203     cur_time = cpu_get_clock();
 204     cur_icount = qemu_get_clock_ns(vm_clock);
 205     delta = cur_icount - cur_time;
 206     /* FIXME: This is a very crude algorithm, somewhat prone to oscillation.  */
 207     if (delta > 0
 208         && last_delta + ICOUNT_WOBBLE < delta * 2
 209         && icount_time_shift > 0) {
 210         /* The guest is getting too far ahead.  Slow time down.  */
 211         icount_time_shift--;
 212     }
 213     if (delta < 0
 214         && last_delta - ICOUNT_WOBBLE > delta * 2
 215         && icount_time_shift < MAX_ICOUNT_SHIFT) {
 216         /* The guest is getting too far behind.  Speed time up.  */
 217         icount_time_shift++;
 218     }
 219     last_delta = delta;
 220     qemu_icount_bias = cur_icount - (qemu_icount << icount_time_shift);
 221 }
 222
 223 static void icount_adjust_rt(void *opaque)
 224 {
 225     qemu_mod_timer(icount_rt_timer,
 226                    qemu_get_clock_ms(rt_clock) + 1000);
 227     icount_adjust();
 228 }
 229
 230 static void icount_adjust_vm(void *opaque)
 231 {
 232     qemu_mod_timer(icount_vm_timer,
 233                    qemu_get_clock_ns(vm_clock) + get_ticks_per_sec() / 10);
 234     icount_adjust();
 235 }
 236
 237 static int64_t qemu_icount_round(int64_t count)
 238 {
 239     return (count + (1 << icount_time_shift) - 1) >> icount_time_shift;
 240 }
 241
 242 static void icount_warp_rt(void *opaque)
 243 {
 244     if (vm_clock_warp_start == -1) {
 245         return;
 246     }
 247
 248     if (runstate_is_running()) {
 249         int64_t clock = qemu_get_clock_ns(rt_clock);
 250         int64_t warp_delta = clock - vm_clock_warp_start;
 251         if (use_icount == 1) {
 252             qemu_icount_bias += warp_delta;
 253         } else {
 254             /*
 255              * In adaptive mode, do not let the vm_clock run too
 256              * far ahead of real time.
 257              */
 258             int64_t cur_time = cpu_get_clock();
 259             int64_t cur_icount = qemu_get_clock_ns(vm_clock);
 260             int64_t delta = cur_time - cur_icount;
 261             qemu_icount_bias += MIN(warp_delta, delta);
 262         }
 263         if (qemu_clock_expired(vm_clock)) {
 264             qemu_notify_event();
 265         }
 266     }
 267     vm_clock_warp_start = -1;
 268 }
 269
 270 void qtest_clock_warp(int64_t dest)
 271 {
 272     int64_t clock = qemu_get_clock_ns(vm_clock);
 273     assert(qtest_enabled());
 274     while (clock < dest) {
 275         int64_t deadline = qemu_clock_deadline(vm_clock);
 276         int64_t warp = MIN(dest - clock, deadline);
 277         qemu_icount_bias += warp;
 278         qemu_run_timers(vm_clock);
 279         clock = qemu_get_clock_ns(vm_clock);
 280     }
 281     qemu_notify_event();
 282 }
 283
 284 void qemu_clock_warp(QEMUClock *clock)
 285 {
 286     int64_t deadline;
 287
 288     /*
 289      * There are too many global variables to make the "warp" behavior
 290      * applicable to other clocks.  But a clock argument removes the
 291      * need for if statements all over the place.
 292      */
 293     if (clock != vm_clock || !use_icount) {
 294         return;
 295     }
 296
 297     /*
 298      * If the CPUs have been sleeping, advance the vm_clock timer now.  This
 299      * ensures that the deadline for the timer is computed correctly below.
 300      * This also makes sure that the insn counter is synchronized before the
 301      * CPU starts running, in case the CPU is woken by an event other than
 302      * the earliest vm_clock timer.
 303      */
 304     icount_warp_rt(NULL);
 305     if (!all_cpu_threads_idle() || !qemu_clock_has_timers(vm_clock)) {
 306         qemu_del_timer(icount_warp_timer);
 307         return;
 308     }
 309
 310     if (qtest_enabled()) {
 311         /* When testing, qtest commands advance icount.  */
 312         return;
 313     }
 314
 315     vm_clock_warp_start = qemu_get_clock_ns(rt_clock);
 316     deadline = qemu_clock_deadline(vm_clock);
 317     if (deadline > 0) {
 318         /*
 319          * Ensure the vm_clock proceeds even when the virtual CPU goes to
 320          * sleep.  Otherwise, the CPU might be waiting for a future timer
 321          * interrupt to wake it up, but the interrupt never comes because
 322          * the vCPU isn't running any insns and thus doesn't advance the
 323          * vm_clock.
 324          *
 325          * An extreme solution for this problem would be to never let VCPUs
 326          * sleep in icount mode if there is a pending vm_clock timer; rather
 327          * time could just advance to the next vm_clock event.  Instead, we
 328          * do stop VCPUs and only advance vm_clock after some "real" time,
 329          * (related to the time left until the next event) has passed.  This
 330          * rt_clock timer will do this.  This avoids that the warps are too
 331          * visible externally---for example, you will not be sending network
 332          * packets continuously instead of every 100ms.
 333          */
 334         qemu_mod_timer(icount_warp_timer, vm_clock_warp_start + deadline);
 335     } else {
 336         qemu_notify_event();
 337     }
 338 }
 339
 340 static const VMStateDescription vmstate_timers = {
 341     .name = "timer",
 342     .version_id = 2,
 343     .minimum_version_id = 1,
 344     .minimum_version_id_old = 1,
 345     .fields      = (VMStateField[]) {
 346         VMSTATE_INT64(cpu_ticks_offset, TimersState),
 347         VMSTATE_INT64(dummy, TimersState),
 348         VMSTATE_INT64_V(cpu_clock_offset, TimersState, 2),
 349         VMSTATE_END_OF_LIST()
 350     }
 351 };
 352
 353 void configure_icount(const char *option)
 354 {
 355     vmstate_register(NULL, 0, &vmstate_timers, &timers_state);
 356     if (!option) {
 357         return;
 358     }
 359
 360     icount_warp_timer = qemu_new_timer_ns(rt_clock, icount_warp_rt, NULL);
 361     if (strcmp(option, "auto") != 0) {
 362         icount_time_shift = strtol(option, NULL, 0);
 363         use_icount = 1;
 364         return;
 365     }
 366
 367     use_icount = 2;
 368
 369     /* 125MIPS seems a reasonable initial guess at the guest speed.
 370        It will be corrected fairly quickly anyway.  */
 371     icount_time_shift = 3;
 372
 373     /* Have both realtime and virtual time triggers for speed adjustment.
 374        The realtime trigger catches emulated time passing too slowly,
 375        the virtual time trigger catches emulated time passing too fast.
 376        Realtime triggers occur even when idle, so use them less frequently
 377        than VM triggers.  */
 378     icount_rt_timer = qemu_new_timer_ms(rt_clock, icount_adjust_rt, NULL);
 379     qemu_mod_timer(icount_rt_timer,
 380                    qemu_get_clock_ms(rt_clock) + 1000);
 381     icount_vm_timer = qemu_new_timer_ns(vm_clock, icount_adjust_vm, NULL);
 382     qemu_mod_timer(icount_vm_timer,
 383                    qemu_get_clock_ns(vm_clock) + get_ticks_per_sec() / 10);
 384 }
 385
 386 /***********************************************************/
 387 void hw_error(const char *fmt, ...)
 388 {
 389     va_list ap;
 390     CPUArchState *env;
 391
 392     va_start(ap, fmt);
 393     fprintf(stderr, "qemu: hardware error: ");
 394     vfprintf(stderr, fmt, ap);
 395     fprintf(stderr, "\n");
 396     for(env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
 397         fprintf(stderr, "CPU #%d:\n", env->cpu_index);
 398         cpu_dump_state(env, stderr, fprintf, CPU_DUMP_FPU);
 399     }
 400     va_end(ap);
 401     abort();
 402 }
 403
 404 void cpu_synchronize_all_states(void)
 405 {
 406     CPUArchState *cpu;
 407
 408     for (cpu = first_cpu; cpu; cpu = cpu->next_cpu) {
 409         cpu_synchronize_state(cpu);
 410     }
 411 }
 412
 413 void cpu_synchronize_all_post_reset(void)
 414 {
 415     CPUArchState *cpu;
 416
 417     for (cpu = first_cpu; cpu; cpu = cpu->next_cpu) {
 418         cpu_synchronize_post_reset(cpu);
 419     }
 420 }
 421
 422 void cpu_synchronize_all_post_init(void)
 423 {
 424     CPUArchState *cpu;
 425
 426     for (cpu = first_cpu; cpu; cpu = cpu->next_cpu) {
 427         cpu_synchronize_post_init(cpu);
 428     }
 429 }
 430
 431 int cpu_is_stopped(CPUArchState *env)
 432 {
 433     return !runstate_is_running() || env->stopped;
 434 }
 435
 436 static void do_vm_stop(RunState state)
 437 {
 438     if (runstate_is_running()) {
 439         cpu_disable_ticks();
 440         pause_all_vcpus();
 441         runstate_set(state);
 442         vm_state_notify(0, state);
 443         bdrv_drain_all();
 444         bdrv_flush_all();
 445         monitor_protocol_event(QEVENT_STOP, NULL);
 446     }
 447 }
 448
 449 static int cpu_can_run(CPUArchState *env)
 450 {
 451     if (env->stop) {
 452         return 0;
 453     }
 454     if (env->stopped || !runstate_is_running()) {
 455         return 0;
 456     }
 457     return 1;
 458 }
 459
 460 static void cpu_handle_guest_debug(CPUArchState *env)
 461 {
 462     gdb_set_stop_cpu(env);
 463     qemu_system_debug_request();
 464     env->stopped = 1;
 465 }
 466
 467 static void cpu_signal(int sig)
 468 {
 469     if (cpu_single_env) {
 470         cpu_exit(cpu_single_env);
 471     }
 472     exit_request = 1;
 473 }
 474
 475 #ifdef CONFIG_LINUX
 476 static void sigbus_reraise(void)
 477 {
 478     sigset_t set;
 479     struct sigaction action;
 480
 481     memset(&action, 0, sizeof(action));
 482     action.sa_handler = SIG_DFL;
 483     if (!sigaction(SIGBUS, &action, NULL)) {
 484         raise(SIGBUS);
 485         sigemptyset(&set);
 486         sigaddset(&set, SIGBUS);
 487         sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &set, NULL);
 488     }
 489     perror("Failed to re-raise SIGBUS!\n");
 490     abort();
 491 }
 492
 493 static void sigbus_handler(int n, struct qemu_signalfd_siginfo *siginfo,
 494                            void *ctx)
 495 {
 496     if (kvm_on_sigbus(siginfo->ssi_code,
 497                       (void *)(intptr_t)siginfo->ssi_addr)) {
 498         sigbus_reraise();
 499     }
 500 }
 501
 502 static void qemu_init_sigbus(void)
 503 {
 504     struct sigaction action;
 505
 506     memset(&action, 0, sizeof(action));
 507     action.sa_flags = SA_SIGINFO;
 508     action.sa_sigaction = (void (*)(int, siginfo_t*, void*))sigbus_handler;
 509     sigaction(SIGBUS, &action, NULL);
 510
 511     prctl(PR_MCE_KILL, PR_MCE_KILL_SET, PR_MCE_KILL_EARLY, 0, 0);
 512 }
 513
 514 static void qemu_kvm_eat_signals(CPUArchState *env)
 515 {
 516     struct timespec ts = { 0, 0 };
 517     siginfo_t siginfo;
 518     sigset_t waitset;
 519     sigset_t chkset;
 520     int r;
 521
 522     sigemptyset(&waitset);
 523     sigaddset(&waitset, SIG_IPI);
 524     sigaddset(&waitset, SIGBUS);
 525
 526     do {
 527         r = sigtimedwait(&waitset, &siginfo, &ts);
 528         if (r == -1 && !(errno == EAGAIN || errno == EINTR)) {
 529             perror("sigtimedwait");
 530             exit(1);
 531         }
 532
 533         switch (r) {
 534         case SIGBUS:
 535             if (kvm_on_sigbus_vcpu(env, siginfo.si_code, siginfo.si_addr)) {
 536                 sigbus_reraise();
 537             }
 538             break;
 539         default:
 540             break;
 541         }
 542
 543         r = sigpending(&chkset);
 544         if (r == -1) {
 545             perror("sigpending");
 546             exit(1);
 547         }
 548     } while (sigismember(&chkset, SIG_IPI) || sigismember(&chkset, SIGBUS));
 549 }
 550
 551 #else /* !CONFIG_LINUX */
 552
 553 static void qemu_init_sigbus(void)
 554 {
 555 }
 556
 557 static void qemu_kvm_eat_signals(CPUArchState *env)
 558 {
 559 }
 560 #endif /* !CONFIG_LINUX */
 561
 562 #ifndef _WIN32
 563 static void dummy_signal(int sig)
 564 {
 565 }
 566
 567 static void qemu_kvm_init_cpu_signals(CPUArchState *env)
 568 {
 569     int r;
 570     sigset_t set;
 571     struct sigaction sigact;
 572
 573     memset(&sigact, 0, sizeof(sigact));
 574     sigact.sa_handler = dummy_signal;
 575     sigaction(SIG_IPI, &sigact, NULL);
 576
 577     pthread_sigmask(SIG_BLOCK, NULL, &set);
 578     sigdelset(&set, SIG_IPI);
 579     sigdelset(&set, SIGBUS);
 580     r = kvm_set_signal_mask(env, &set);
 581     if (r) {
 582         fprintf(stderr, "kvm_set_signal_mask: %s\n", strerror(-r));
 583         exit(1);
 584     }
 585 }
 586
 587 static void qemu_tcg_init_cpu_signals(void)
 588 {
 589     sigset_t set;
 590     struct sigaction sigact;
 591
 592     memset(&sigact, 0, sizeof(sigact));
 593     sigact.sa_handler = cpu_signal;
 594     sigaction(SIG_IPI, &sigact, NULL);
 595
 596     sigemptyset(&set);
 597     sigaddset(&set, SIG_IPI);
 598     pthread_sigmask(SIG_UNBLOCK, &set, NULL);
 599 }
 600
 601 #else /* _WIN32 */
 602 static void qemu_kvm_init_cpu_signals(CPUArchState *env)
 603 {
 604     abort();
 605 }
 606
 607 static void qemu_tcg_init_cpu_signals(void)
 608 {
 609 }
 610 #endif /* _WIN32 */
 611
 612 static QemuMutex qemu_global_mutex;
 613 static QemuCond qemu_io_proceeded_cond;
 614 static bool iothread_requesting_mutex;
 615
 616 static QemuThread io_thread;
 617
 618 static QemuThread *tcg_cpu_thread;
 619 static QemuCond *tcg_halt_cond;
 620
 621 /* cpu creation */
 622 static QemuCond qemu_cpu_cond;
 623 /* system init */
 624 static QemuCond qemu_pause_cond;
 625 static QemuCond qemu_work_cond;
 626
 627 void qemu_init_cpu_loop(void)
 628 {
 629     qemu_init_sigbus();
 630     qemu_cond_init(&qemu_cpu_cond);
 631     qemu_cond_init(&qemu_pause_cond);
 632     qemu_cond_init(&qemu_work_cond);
 633     qemu_cond_init(&qemu_io_proceeded_cond);
 634     qemu_mutex_init(&qemu_global_mutex);
 635
 636     qemu_thread_get_self(&io_thread);
 637 }
 638
 639 void run_on_cpu(CPUArchState *env, void (*func)(void *data), void *data)
 640 {
 641     struct qemu_work_item wi;
 642
 643     if (qemu_cpu_is_self(env)) {
 644         func(data);
 645         return;
 646     }
 647
 648     wi.func = func;
 649     wi.data = data;
 650     if (!env->queued_work_first) {
 651         env->queued_work_first = &wi;
 652     } else {
 653         env->queued_work_last->next = &wi;
 654     }
 655     env->queued_work_last = &wi;
 656     wi.next = NULL;
 657     wi.done = false;
 658
 659     qemu_cpu_kick(env);
 660     while (!wi.done) {
 661         CPUArchState *self_env = cpu_single_env;
 662
 663         qemu_cond_wait(&qemu_work_cond, &qemu_global_mutex);
 664         cpu_single_env = self_env;
 665     }
 666 }
 667
 668 static void flush_queued_work(CPUArchState *env)
 669 {
 670     struct qemu_work_item *wi;
 671
 672     if (!env->queued_work_first) {
 673         return;
 674     }
 675
 676     while ((wi = env->queued_work_first)) {
 677         env->queued_work_first = wi->next;
 678         wi->func(wi->data);
 679         wi->done = true;
 680     }
 681     env->queued_work_last = NULL;
 682     qemu_cond_broadcast(&qemu_work_cond);
 683 }
 684
 685 static void qemu_wait_io_event_common(CPUArchState *env)
 686 {
 687     CPUState *cpu = ENV_GET_CPU(env);
 688
 689     if (env->stop) {
 690         env->stop = 0;
 691         env->stopped = 1;
 692         qemu_cond_signal(&qemu_pause_cond);
 693     }
 694     flush_queued_work(env);
 695     cpu->thread_kicked = false;
 696 }
 697
 698 static void qemu_tcg_wait_io_event(void)
 699 {
 700     CPUArchState *env;
 701
 702     while (all_cpu_threads_idle()) {
 703        /* Start accounting real time to the virtual clock if the CPUs
 704           are idle.  */
 705         qemu_clock_warp(vm_clock);
 706         qemu_cond_wait(tcg_halt_cond, &qemu_global_mutex);
 707     }
 708
 709     while (iothread_requesting_mutex) {
 710         qemu_cond_wait(&qemu_io_proceeded_cond, &qemu_global_mutex);
 711     }
 712
 713     for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
 714         qemu_wait_io_event_common(env);
 715     }
 716 }
 717
 718 static void qemu_kvm_wait_io_event(CPUArchState *env)
 719 {
 720     while (cpu_thread_is_idle(env)) {
 721         qemu_cond_wait(env->halt_cond, &qemu_global_mutex);
 722     }
 723
 724     qemu_kvm_eat_signals(env);
 725     qemu_wait_io_event_common(env);
 726 }
 727
 728 static void *qemu_kvm_cpu_thread_fn(void *arg)
 729 {
 730     CPUArchState *env = arg;
 731     CPUState *cpu = ENV_GET_CPU(env);
 732     int r;
 733
 734     qemu_mutex_lock(&qemu_global_mutex);
 735     qemu_thread_get_self(cpu->thread);
 736     env->thread_id = qemu_get_thread_id();
 737     cpu_single_env = env;
 738
 739     r = kvm_init_vcpu(env);
 740     if (r < 0) {
 741         fprintf(stderr, "kvm_init_vcpu failed: %s\n", strerror(-r));
 742         exit(1);
 743     }
 744
 745     qemu_kvm_init_cpu_signals(env);
 746
 747     /* signal CPU creation */
 748     env->created = 1;
 749     qemu_cond_signal(&qemu_cpu_cond);
 750
 751     while (1) {
 752         if (cpu_can_run(env)) {
 753             r = kvm_cpu_exec(env);
 754             if (r == EXCP_DEBUG) {
 755                 cpu_handle_guest_debug(env);
 756             }
 757         }
 758         qemu_kvm_wait_io_event(env);
 759     }
 760
 761     return NULL;
 762 }
 763
 764 static void *qemu_dummy_cpu_thread_fn(void *arg)
 765 {
 766 #ifdef _WIN32
 767     fprintf(stderr, "qtest is not supported under Windows\n");
 768     exit(1);
 769 #else
 770     CPUArchState *env = arg;
 771     CPUState *cpu = ENV_GET_CPU(env);
 772     sigset_t waitset;
 773     int r;
 774
 775     qemu_mutex_lock_iothread();
 776     qemu_thread_get_self(cpu->thread);
 777     env->thread_id = qemu_get_thread_id();
 778
 779     sigemptyset(&waitset);
 780     sigaddset(&waitset, SIG_IPI);
 781
 782     /* signal CPU creation */
 783     env->created = 1;
 784     qemu_cond_signal(&qemu_cpu_cond);
 785
 786     cpu_single_env = env;
 787     while (1) {
 788         cpu_single_env = NULL;
 789         qemu_mutex_unlock_iothread();
 790         do {
 791             int sig;
 792             r = sigwait(&waitset, &sig);
 793         } while (r == -1 && (errno == EAGAIN || errno == EINTR));
 794         if (r == -1) {
 795             perror("sigwait");
 796             exit(1);
 797         }
 798         qemu_mutex_lock_iothread();
 799         cpu_single_env = env;
 800         qemu_wait_io_event_common(env);
 801     }
 802
 803     return NULL;
 804 #endif
 805 }
 806
 807 static void tcg_exec_all(void);
 808
 809 static void *qemu_tcg_cpu_thread_fn(void *arg)
 810 {
 811     CPUArchState *env = arg;
 812     CPUState *cpu = ENV_GET_CPU(env);
 813
 814     qemu_tcg_init_cpu_signals();
 815     qemu_thread_get_self(cpu->thread);
 816
 817     /* signal CPU creation */
 818     qemu_mutex_lock(&qemu_global_mutex);
 819     for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
 820         env->thread_id = qemu_get_thread_id();
 821         env->created = 1;
 822     }
 823     qemu_cond_signal(&qemu_cpu_cond);
 824
 825     /* wait for initial kick-off after machine start */
 826     while (first_cpu->stopped) {
 827         qemu_cond_wait(tcg_halt_cond, &qemu_global_mutex);
 828
 829         /* process any pending work */
 830         for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
 831             qemu_wait_io_event_common(env);
 832         }
 833     }
 834
 835     while (1) {
 836         tcg_exec_all();
 837         if (use_icount && qemu_clock_deadline(vm_clock) <= 0) {
 838             qemu_notify_event();
 839         }
 840         qemu_tcg_wait_io_event();
 841     }
 842
 843     return NULL;
 844 }
 845
 846 static void qemu_cpu_kick_thread(CPUArchState *env)
 847 {
 848     CPUState *cpu = ENV_GET_CPU(env);
 849 #ifndef _WIN32
 850     int err;
 851
 852     err = pthread_kill(cpu->thread->thread, SIG_IPI);
 853     if (err) {
 854         fprintf(stderr, "qemu:%s: %s", __func__, strerror(err));
 855         exit(1);
 856     }
 857 #else /* _WIN32 */
 858     if (!qemu_cpu_is_self(env)) {
 859         SuspendThread(cpu->hThread);
 860         cpu_signal(0);
 861         ResumeThread(cpu->hThread);
 862     }
 863 #endif
 864 }
 865
 866 void qemu_cpu_kick(void *_env)
 867 {
 868     CPUArchState *env = _env;
 869     CPUState *cpu = ENV_GET_CPU(env);
 870
 871     qemu_cond_broadcast(env->halt_cond);
 872     if (!tcg_enabled() && !cpu->thread_kicked) {
 873         qemu_cpu_kick_thread(env);
 874         cpu->thread_kicked = true;
 875     }
 876 }
 877
 878 void qemu_cpu_kick_self(void)
 879 {
 880 #ifndef _WIN32
 881     assert(cpu_single_env);
 882     CPUState *cpu_single_cpu = ENV_GET_CPU(cpu_single_env);
 883
 884     if (!cpu_single_cpu->thread_kicked) {
 885         qemu_cpu_kick_thread(cpu_single_env);
 886         cpu_single_cpu->thread_kicked = true;
 887     }
 888 #else
 889     abort();
 890 #endif
 891 }
 892
 893 int qemu_cpu_is_self(void *_env)
 894 {
 895     CPUArchState *env = _env;
 896     CPUState *cpu = ENV_GET_CPU(env);
 897
 898     return qemu_thread_is_self(cpu->thread);
 899 }
 900
 901 static bool qemu_in_vcpu_thread(void)
 902 {
 903     return cpu_single_env && qemu_cpu_is_self(cpu_single_env);
 904 }
 905
 906 void qemu_mutex_lock_iothread(void)
 907 {
 908     if (!tcg_enabled()) {
 909         qemu_mutex_lock(&qemu_global_mutex);
 910     } else {
 911         iothread_requesting_mutex = true;
 912         if (qemu_mutex_trylock(&qemu_global_mutex)) {
 913             qemu_cpu_kick_thread(first_cpu);
 914             qemu_mutex_lock(&qemu_global_mutex);
 915         }
 916         iothread_requesting_mutex = false;
 917         qemu_cond_broadcast(&qemu_io_proceeded_cond);
 918     }
 919 }
 920
 921 void qemu_mutex_unlock_iothread(void)
 922 {
 923     qemu_mutex_unlock(&qemu_global_mutex);
 924 }
 925
 926 static int all_vcpus_paused(void)
 927 {
 928     CPUArchState *penv = first_cpu;
 929
 930     while (penv) {
 931         if (!penv->stopped) {
 932             return 0;
 933         }
 934         penv = penv->next_cpu;
 935     }
 936
 937     return 1;
 938 }
 939
 940 void pause_all_vcpus(void)
 941 {
 942     CPUArchState *penv = first_cpu;
 943
 944     qemu_clock_enable(vm_clock, false);
 945     while (penv) {
 946         penv->stop = 1;
 947         qemu_cpu_kick(penv);
 948         penv = penv->next_cpu;
 949     }
 950
 951     if (qemu_in_vcpu_thread()) {
 952         cpu_stop_current();
 953         if (!kvm_enabled()) {
 954             while (penv) {
 955                 penv->stop = 0;
 956                 penv->stopped = 1;
 957                 penv = penv->next_cpu;
 958             }
 959             return;
 960         }
 961     }
 962
 963     while (!all_vcpus_paused()) {
 964         qemu_cond_wait(&qemu_pause_cond, &qemu_global_mutex);
 965         penv = first_cpu;
 966         while (penv) {
 967             qemu_cpu_kick(penv);
 968             penv = penv->next_cpu;
 969         }
 970     }
 971 }
 972
 973 void resume_all_vcpus(void)
 974 {
 975     CPUArchState *penv = first_cpu;
 976
 977     qemu_clock_enable(vm_clock, true);
 978     while (penv) {
 979         penv->stop = 0;
 980         penv->stopped = 0;
 981         qemu_cpu_kick(penv);
 982         penv = penv->next_cpu;
 983     }
 984 }
 985
 986 static void qemu_tcg_init_vcpu(void *_env)
 987 {
 988     CPUArchState *env = _env;
 989     CPUState *cpu = ENV_GET_CPU(env);
 990
 991     /* share a single thread for all cpus with TCG */
 992     if (!tcg_cpu_thread) {
 993         cpu->thread = g_malloc0(sizeof(QemuThread));
 994         env->halt_cond = g_malloc0(sizeof(QemuCond));
 995         qemu_cond_init(env->halt_cond);
 996         tcg_halt_cond = env->halt_cond;
 997         qemu_thread_create(cpu->thread, qemu_tcg_cpu_thread_fn, env,
 998                            QEMU_THREAD_JOINABLE);
 999 #ifdef _WIN32
1000         cpu->hThread = qemu_thread_get_handle(cpu->thread);
1001 #endif
1002         while (env->created == 0) {
1003             qemu_cond_wait(&qemu_cpu_cond, &qemu_global_mutex);
1004         }
1005         tcg_cpu_thread = cpu->thread;
1006     } else {
1007         cpu->thread = tcg_cpu_thread;
1008         env->halt_cond = tcg_halt_cond;
1009     }
1010 }
1011
1012 static void qemu_kvm_start_vcpu(CPUArchState *env)
1013 {
1014     CPUState *cpu = ENV_GET_CPU(env);
1015
1016     cpu->thread = g_malloc0(sizeof(QemuThread));
1017     env->halt_cond = g_malloc0(sizeof(QemuCond));
1018     qemu_cond_init(env->halt_cond);
1019     qemu_thread_create(cpu->thread, qemu_kvm_cpu_thread_fn, env,
1020                        QEMU_THREAD_JOINABLE);
1021     while (env->created == 0) {
1022         qemu_cond_wait(&qemu_cpu_cond, &qemu_global_mutex);
1023     }
1024 }
1025
1026 static void qemu_dummy_start_vcpu(CPUArchState *env)
1027 {
1028     CPUState *cpu = ENV_GET_CPU(env);
1029
1030     cpu->thread = g_malloc0(sizeof(QemuThread));
1031     env->halt_cond = g_malloc0(sizeof(QemuCond));
1032     qemu_cond_init(env->halt_cond);
1033     qemu_thread_create(cpu->thread, qemu_dummy_cpu_thread_fn, env,
1034                        QEMU_THREAD_JOINABLE);
1035     while (env->created == 0) {
1036         qemu_cond_wait(&qemu_cpu_cond, &qemu_global_mutex);
1037     }
1038 }
1039
1040 void qemu_init_vcpu(void *_env)
1041 {
1042     CPUArchState *env = _env;
1043
1044     env->nr_cores = smp_cores;
1045     env->nr_threads = smp_threads;
1046     env->stopped = 1;
1047     if (kvm_enabled()) {
1048         qemu_kvm_start_vcpu(env);
1049     } else if (tcg_enabled()) {
1050         qemu_tcg_init_vcpu(env);
1051     } else {
1052         qemu_dummy_start_vcpu(env);
1053     }
1054 }
1055
1056 void cpu_stop_current(void)
1057 {
1058     if (cpu_single_env) {
1059         cpu_single_env->stop = 0;
1060         cpu_single_env->stopped = 1;
1061         cpu_exit(cpu_single_env);
1062         qemu_cond_signal(&qemu_pause_cond);
1063     }
1064 }
1065
1066 void vm_stop(RunState state)
1067 {
1068     if (qemu_in_vcpu_thread()) {
1069         qemu_system_vmstop_request(state);
1070         /*
1071          * FIXME: should not return to device code in case
1072          * vm_stop() has been requested.
1073          */
1074         cpu_stop_current();
1075         return;
1076     }
1077     do_vm_stop(state);
1078 }
1079
1080 /* does a state transition even if the VM is already stopped,
1081    current state is forgotten forever */
1082 void vm_stop_force_state(RunState state)
1083 {
1084     if (runstate_is_running()) {
1085         vm_stop(state);
1086     } else {
1087         runstate_set(state);
1088     }
1089 }
1090
1091 static int tcg_cpu_exec(CPUArchState *env)
1092 {
1093     int ret;
1094 #ifdef CONFIG_PROFILER
1095     int64_t ti;
1096 #endif
1097
1098 #ifdef CONFIG_PROFILER
1099     ti = profile_getclock();
1100 #endif
1101     if (use_icount) {
1102         int64_t count;
1103         int decr;
1104         qemu_icount -= (env->icount_decr.u16.low + env->icount_extra);
1105         env->icount_decr.u16.low = 0;
1106         env->icount_extra = 0;
1107         count = qemu_icount_round(qemu_clock_deadline(vm_clock));
1108         qemu_icount += count;
1109         decr = (count > 0xffff) ? 0xffff : count;
1110         count -= decr;
1111         env->icount_decr.u16.low = decr;
1112         env->icount_extra = count;
1113     }
1114     ret = cpu_exec(env);
1115 #ifdef CONFIG_PROFILER
1116     qemu_time += profile_getclock() - ti;
1117 #endif
1118     if (use_icount) {
1119         /* Fold pending instructions back into the
1120            instruction counter, and clear the interrupt flag.  */
1121         qemu_icount -= (env->icount_decr.u16.low
1122                         + env->icount_extra);
1123         env->icount_decr.u32 = 0;
1124         env->icount_extra = 0;
1125     }
1126     return ret;
1127 }
1128
1129 static void tcg_exec_all(void)
1130 {
1131     int r;
1132
1133     /* Account partial waits to the vm_clock.  */
1134     qemu_clock_warp(vm_clock);
1135
1136     if (next_cpu == NULL) {
1137         next_cpu = first_cpu;
1138     }
1139     for (; next_cpu != NULL && !exit_request; next_cpu = next_cpu->next_cpu) {
1140         CPUArchState *env = next_cpu;
1141
1142         qemu_clock_enable(vm_clock,
1143                           (env->singlestep_enabled & SSTEP_NOTIMER) == 0);
1144
1145         if (cpu_can_run(env)) {
1146             r = tcg_cpu_exec(env);
1147             if (r == EXCP_DEBUG) {
1148                 cpu_handle_guest_debug(env);
1149                 break;
1150             }
1151         } else if (env->stop || env->stopped) {
1152             break;
1153         }
1154     }
1155     exit_request = 0;
1156 }
1157
1158 void set_numa_modes(void)
1159 {
1160     CPUArchState *env;
1161     int i;
1162
1163     for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
1164         for (i = 0; i < nb_numa_nodes; i++) {
1165             if (test_bit(env->cpu_index, node_cpumask[i])) {
1166                 env->numa_node = i;
1167             }
1168         }
1169     }
1170 }
1171
1172 void set_cpu_log(const char *optarg)
1173 {
1174     int mask;
1175     const CPULogItem *item;
1176
1177     mask = cpu_str_to_log_mask(optarg);
1178     if (!mask) {
1179         printf("Log items (comma separated):\n");
1180         for (item = cpu_log_items; item->mask != 0; item++) {
1181             printf("%-10s %s\n", item->name, item->help);
1182         }
1183         exit(1);
1184     }
1185     cpu_set_log(mask);
1186 }
1187
1188 void set_cpu_log_filename(const char *optarg)
1189 {
1190     cpu_set_log_filename(optarg);
1191 }
1192
1193 void list_cpus(FILE *f, fprintf_function cpu_fprintf, const char *optarg)
1194 {
1195     /* XXX: implement xxx_cpu_list for targets that still miss it */
1196 #if defined(cpu_list)
1197     cpu_list(f, cpu_fprintf);
1198 #endif
1199 }
1200
1201 CpuInfoList *qmp_query_cpus(Error **errp)
1202 {
1203     CpuInfoList *head = NULL, *cur_item = NULL;
1204     CPUArchState *env;
1205
1206     for(env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
1207         CpuInfoList *info;
1208
1209         cpu_synchronize_state(env);
1210
1211         info = g_malloc0(sizeof(*info));
1212         info->value = g_malloc0(sizeof(*info->value));
1213         info->value->CPU = env->cpu_index;
1214         info->value->current = (env == first_cpu);
1215         info->value->halted = env->halted;
1216         info->value->thread_id = env->thread_id;
1217 #if defined(TARGET_I386)
1218         info->value->has_pc = true;
1219         info->value->pc = env->eip + env->segs[R_CS].base;
1220 #elif defined(TARGET_PPC)
1221         info->value->has_nip = true;
1222         info->value->nip = env->nip;
1223 #elif defined(TARGET_SPARC)
1224         info->value->has_pc = true;
1225         info->value->pc = env->pc;
1226         info->value->has_npc = true;
1227         info->value->npc = env->npc;
1228 #elif defined(TARGET_MIPS)
1229         info->value->has_PC = true;
1230         info->value->PC = env->active_tc.PC;
1231 #endif
1232
1233         /* XXX: waiting for the qapi to support GSList */
1234         if (!cur_item) {
1235             head = cur_item = info;
1236         } else {
1237             cur_item->next = info;
1238             cur_item = info;
1239         }
1240     }
1241
1242     return head;
1243 }
1244
1245 void qmp_memsave(int64_t addr, int64_t size, const char *filename,
1246                  bool has_cpu, int64_t cpu_index, Error **errp)
1247 {
1248     FILE *f;
1249     uint32_t l;
1250     CPUArchState *env;
1251     uint8_t buf[1024];
1252
1253     if (!has_cpu) {
1254         cpu_index = 0;
1255     }
1256
1257     for (env = first_cpu; env; env = env->next_cpu) {
1258         if (cpu_index == env->cpu_index) {
1259             break;
1260         }
1261     }
1262
1263     if (env == NULL) {
1264         error_set(errp, QERR_INVALID_PARAMETER_VALUE, "cpu-index",
1265                   "a CPU number");
1266         return;
1267     }
1268
1269     f = fopen(filename, "wb");
1270     if (!f) {
1271         error_set(errp, QERR_OPEN_FILE_FAILED, filename);
1272         return;
1273     }
1274
1275     while (size != 0) {
1276         l = sizeof(buf);
1277         if (l > size)
1278             l = size;
1279         cpu_memory_rw_debug(env, addr, buf, l, 0);
1280         if (fwrite(buf, 1, l, f) != l) {
1281             error_set(errp, QERR_IO_ERROR);
1282             goto exit;
1283         }
1284         addr += l;
1285         size -= l;
1286     }
1287
1288 exit:
1289     fclose(f);
1290 }
1291
1292 void qmp_pmemsave(int64_t addr, int64_t size, const char *filename,
1293                   Error **errp)
1294 {
1295     FILE *f;
1296     uint32_t l;
1297     uint8_t buf[1024];
1298
1299     f = fopen(filename, "wb");
1300     if (!f) {
1301         error_set(errp, QERR_OPEN_FILE_FAILED, filename);
1302         return;
1303     }
1304
1305     while (size != 0) {
1306         l = sizeof(buf);
1307         if (l > size)
1308             l = size;
1309         cpu_physical_memory_rw(addr, buf, l, 0);
1310         if (fwrite(buf, 1, l, f) != l) {
1311             error_set(errp, QERR_IO_ERROR);
1312             goto exit;
1313         }
1314         addr += l;
1315         size -= l;
1316     }
1317
1318 exit:
1319     fclose(f);
1320 }
1321
1322 void qmp_inject_nmi(Error **errp)
1323 {
1324 #if defined(TARGET_I386)
1325     CPUArchState *env;
1326
1327     for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
1328         if (!env->apic_state) {
1329             cpu_interrupt(env, CPU_INTERRUPT_NMI);
1330         } else {
1331             apic_deliver_nmi(env->apic_state);
1332         }
1333     }
1334 #else
1335     error_set(errp, QERR_UNSUPPORTED);
1336 #endif
1337 }