xen-hvm.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2010       Citrix Ltd.
   3  *
   4  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
   5  * the COPYING file in the top-level directory.
   6  *
   7  * Contributions after 2012-01-13 are licensed under the terms of the
   8  * GNU GPL, version 2 or (at your option) any later version.
   9  */
  10
  11 #include <sys/mman.h>
  12
  13 #include "hw/pci/pci.h"
  14 #include "hw/i386/pc.h"
  15 #include "hw/xen/xen_common.h"
  16 #include "hw/xen/xen_backend.h"
  17 #include "qmp-commands.h"
  18
  19 #include "sysemu/char.h"
  20 #include "qemu/range.h"
  21 #include "sysemu/xen-mapcache.h"
  22 #include "trace.h"
  23 #include "exec/address-spaces.h"
  24
  25 #include <xen/hvm/ioreq.h>
  26 #include <xen/hvm/params.h>
  27 #include <xen/hvm/e820.h>
  28
  29 //#define DEBUG_XEN_HVM
  30
  31 #ifdef DEBUG_XEN_HVM
  32 #define DPRINTF(fmt, ...) \
  33     do { fprintf(stderr, "xen: " fmt, ## __VA_ARGS__); } while (0)
  34 #else
  35 #define DPRINTF(fmt, ...) \
  36     do { } while (0)
  37 #endif
  38
  39 static MemoryRegion ram_memory, ram_640k, ram_lo, ram_hi;
  40 static MemoryRegion *framebuffer;
  41 static bool xen_in_migration;
  42
  43 /* Compatibility with older version */
  44 #if __XEN_LATEST_INTERFACE_VERSION__ < 0x0003020a
  45 static inline uint32_t xen_vcpu_eport(shared_iopage_t *shared_page, int i)
  46 {
  47     return shared_page->vcpu_iodata[i].vp_eport;
  48 }
  49 static inline ioreq_t *xen_vcpu_ioreq(shared_iopage_t *shared_page, int vcpu)
  50 {
  51     return &shared_page->vcpu_iodata[vcpu].vp_ioreq;
  52 }
  53 #  define FMT_ioreq_size PRIx64
  54 #else
  55 static inline uint32_t xen_vcpu_eport(shared_iopage_t *shared_page, int i)
  56 {
  57     return shared_page->vcpu_ioreq[i].vp_eport;
  58 }
  59 static inline ioreq_t *xen_vcpu_ioreq(shared_iopage_t *shared_page, int vcpu)
  60 {
  61     return &shared_page->vcpu_ioreq[vcpu];
  62 }
  63 #  define FMT_ioreq_size "u"
  64 #endif
  65 #ifndef HVM_PARAM_BUFIOREQ_EVTCHN
  66 #define HVM_PARAM_BUFIOREQ_EVTCHN 26
  67 #endif
  68
  69 #define BUFFER_IO_MAX_DELAY  100
  70
  71 typedef struct XenPhysmap {
  72     hwaddr start_addr;
  73     ram_addr_t size;
  74     char *name;
  75     hwaddr phys_offset;
  76
  77     QLIST_ENTRY(XenPhysmap) list;
  78 } XenPhysmap;
  79
  80 typedef struct XenIOState {
  81     shared_iopage_t *shared_page;
  82     buffered_iopage_t *buffered_io_page;
  83     QEMUTimer *buffered_io_timer;
  84     /* the evtchn port for polling the notification, */
  85     evtchn_port_t *ioreq_local_port;
  86     /* evtchn local port for buffered io */
  87     evtchn_port_t bufioreq_local_port;
  88     /* the evtchn fd for polling */
  89     XenEvtchn xce_handle;
  90     /* which vcpu we are serving */
  91     int send_vcpu;
  92
  93     struct xs_handle *xenstore;
  94     MemoryListener memory_listener;
  95     QLIST_HEAD(, XenPhysmap) physmap;
  96     hwaddr free_phys_offset;
  97     const XenPhysmap *log_for_dirtybit;
  98
  99     Notifier exit;
 100     Notifier suspend;
 101     Notifier wakeup;
 102 } XenIOState;
 103
 104 /* Xen specific function for piix pci */
 105
 106 int xen_pci_slot_get_pirq(PCIDevice *pci_dev, int irq_num)
 107 {
 108     return irq_num + ((pci_dev->devfn >> 3) << 2);
 109 }
 110
 111 void xen_piix3_set_irq(void *opaque, int irq_num, int level)
 112 {
 113     xc_hvm_set_pci_intx_level(xen_xc, xen_domid, 0, 0, irq_num >> 2,
 114                               irq_num & 3, level);
 115 }
 116
 117 void xen_piix_pci_write_config_client(uint32_t address, uint32_t val, int len)
 118 {
 119     int i;
 120
 121     /* Scan for updates to PCI link routes (0x60-0x63). */
 122     for (i = 0; i < len; i++) {
 123         uint8_t v = (val >> (8 * i)) & 0xff;
 124         if (v & 0x80) {
 125             v = 0;
 126         }
 127         v &= 0xf;
 128         if (((address + i) >= 0x60) && ((address + i) <= 0x63)) {
 129             xc_hvm_set_pci_link_route(xen_xc, xen_domid, address + i - 0x60, v);
 130         }
 131     }
 132 }
 133
 134 void xen_hvm_inject_msi(uint64_t addr, uint32_t data)
 135 {
 136     xen_xc_hvm_inject_msi(xen_xc, xen_domid, addr, data);
 137 }
 138
 139 static void xen_suspend_notifier(Notifier *notifier, void *data)
 140 {
 141     xc_set_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_ACPI_S_STATE, 3);
 142 }
 143
 144 /* Xen Interrupt Controller */
 145
 146 static void xen_set_irq(void *opaque, int irq, int level)
 147 {
 148     xc_hvm_set_isa_irq_level(xen_xc, xen_domid, irq, level);
 149 }
 150
 151 qemu_irq *xen_interrupt_controller_init(void)
 152 {
 153     return qemu_allocate_irqs(xen_set_irq, NULL, 16);
 154 }
 155
 156 /* Memory Ops */
 157
 158 static void xen_ram_init(ram_addr_t *below_4g_mem_size,
 159                          ram_addr_t *above_4g_mem_size,
 160                          ram_addr_t ram_size, MemoryRegion **ram_memory_p)
 161 {
 162     MemoryRegion *sysmem = get_system_memory();
 163     ram_addr_t block_len;
 164
 165     block_len = ram_size;
 166     if (ram_size >= HVM_BELOW_4G_RAM_END) {
 167         /* Xen does not allocate the memory continuously, and keep a hole at
 168          * HVM_BELOW_4G_MMIO_START of HVM_BELOW_4G_MMIO_LENGTH
 169          */
 170         block_len += HVM_BELOW_4G_MMIO_LENGTH;
 171     }
 172     memory_region_init_ram(&ram_memory, NULL, "xen.ram", block_len);
 173     *ram_memory_p = &ram_memory;
 174     vmstate_register_ram_global(&ram_memory);
 175
 176     if (ram_size >= HVM_BELOW_4G_RAM_END) {
 177         *above_4g_mem_size = ram_size - HVM_BELOW_4G_RAM_END;
 178         *below_4g_mem_size = HVM_BELOW_4G_RAM_END;
 179     } else {
 180         *above_4g_mem_size = 0;
 181         *below_4g_mem_size = ram_size;
 182     }
 183
 184     memory_region_init_alias(&ram_640k, NULL, "xen.ram.640k",
 185                              &ram_memory, 0, 0xa0000);
 186     memory_region_add_subregion(sysmem, 0, &ram_640k);
 187     /* Skip of the VGA IO memory space, it will be registered later by the VGA
 188      * emulated device.
 189      *
 190      * The area between 0xc0000 and 0x100000 will be used by SeaBIOS to load
 191      * the Options ROM, so it is registered here as RAM.
 192      */
 193     memory_region_init_alias(&ram_lo, NULL, "xen.ram.lo",
 194                              &ram_memory, 0xc0000,
 195                              *below_4g_mem_size - 0xc0000);
 196     memory_region_add_subregion(sysmem, 0xc0000, &ram_lo);
 197     if (*above_4g_mem_size > 0) {
 198         memory_region_init_alias(&ram_hi, NULL, "xen.ram.hi",
 199                                  &ram_memory, 0x100000000ULL,
 200                                  *above_4g_mem_size);
 201         memory_region_add_subregion(sysmem, 0x100000000ULL, &ram_hi);
 202     }
 203 }
 204
 205 void xen_ram_alloc(ram_addr_t ram_addr, ram_addr_t size, MemoryRegion *mr)
 206 {
 207     unsigned long nr_pfn;
 208     xen_pfn_t *pfn_list;
 209     int i;
 210
 211     if (runstate_check(RUN_STATE_INMIGRATE)) {
 212         /* RAM already populated in Xen */
 213         fprintf(stderr, "%s: do not alloc "RAM_ADDR_FMT
 214                 " bytes of ram at "RAM_ADDR_FMT" when runstate is INMIGRATE\n",
 215                 __func__, size, ram_addr);
 216         return;
 217     }
 218
 219     if (mr == &ram_memory) {
 220         return;
 221     }
 222
 223     trace_xen_ram_alloc(ram_addr, size);
 224
 225     nr_pfn = size >> TARGET_PAGE_BITS;
 226     pfn_list = g_malloc(sizeof (*pfn_list) * nr_pfn);
 227
 228     for (i = 0; i < nr_pfn; i++) {
 229         pfn_list[i] = (ram_addr >> TARGET_PAGE_BITS) + i;
 230     }
 231
 232     if (xc_domain_populate_physmap_exact(xen_xc, xen_domid, nr_pfn, 0, 0, pfn_list)) {
 233         hw_error("xen: failed to populate ram at " RAM_ADDR_FMT, ram_addr);
 234     }
 235
 236     g_free(pfn_list);
 237 }
 238
 239 static XenPhysmap *get_physmapping(XenIOState *state,
 240                                    hwaddr start_addr, ram_addr_t size)
 241 {
 242     XenPhysmap *physmap = NULL;
 243
 244     start_addr &= TARGET_PAGE_MASK;
 245
 246     QLIST_FOREACH(physmap, &state->physmap, list) {
 247         if (range_covers_byte(physmap->start_addr, physmap->size, start_addr)) {
 248             return physmap;
 249         }
 250     }
 251     return NULL;
 252 }
 253
 254 static hwaddr xen_phys_offset_to_gaddr(hwaddr start_addr,
 255                                                    ram_addr_t size, void *opaque)
 256 {
 257     hwaddr addr = start_addr & TARGET_PAGE_MASK;
 258     XenIOState *xen_io_state = opaque;
 259     XenPhysmap *physmap = NULL;
 260
 261     QLIST_FOREACH(physmap, &xen_io_state->physmap, list) {
 262         if (range_covers_byte(physmap->phys_offset, physmap->size, addr)) {
 263             return physmap->start_addr;
 264         }
 265     }
 266
 267     return start_addr;
 268 }
 269
 270 #if CONFIG_XEN_CTRL_INTERFACE_VERSION >= 340
 271 static int xen_add_to_physmap(XenIOState *state,
 272                               hwaddr start_addr,
 273                               ram_addr_t size,
 274                               MemoryRegion *mr,
 275                               hwaddr offset_within_region)
 276 {
 277     unsigned long i = 0;
 278     int rc = 0;
 279     XenPhysmap *physmap = NULL;
 280     hwaddr pfn, start_gpfn;
 281     hwaddr phys_offset = memory_region_get_ram_addr(mr);
 282     char path[80], value[17];
 283
 284     if (get_physmapping(state, start_addr, size)) {
 285         return 0;
 286     }
 287     if (size <= 0) {
 288         return -1;
 289     }
 290
 291     /* Xen can only handle a single dirty log region for now and we want
 292      * the linear framebuffer to be that region.
 293      * Avoid tracking any regions that is not videoram and avoid tracking
 294      * the legacy vga region. */
 295     if (mr == framebuffer && start_addr > 0xbffff) {
 296         goto go_physmap;
 297     }
 298     return -1;
 299
 300 go_physmap:
 301     DPRINTF("mapping vram to %"HWADDR_PRIx" - %"HWADDR_PRIx"\n",
 302             start_addr, start_addr + size);
 303
 304     pfn = phys_offset >> TARGET_PAGE_BITS;
 305     start_gpfn = start_addr >> TARGET_PAGE_BITS;
 306     for (i = 0; i < size >> TARGET_PAGE_BITS; i++) {
 307         unsigned long idx = pfn + i;
 308         xen_pfn_t gpfn = start_gpfn + i;
 309
 310         rc = xc_domain_add_to_physmap(xen_xc, xen_domid, XENMAPSPACE_gmfn, idx, gpfn);
 311         if (rc) {
 312             DPRINTF("add_to_physmap MFN %"PRI_xen_pfn" to PFN %"
 313                     PRI_xen_pfn" failed: %d\n", idx, gpfn, rc);
 314             return -rc;
 315         }
 316     }
 317
 318     physmap = g_malloc(sizeof (XenPhysmap));
 319
 320     physmap->start_addr = start_addr;
 321     physmap->size = size;
 322     physmap->name = (char *)mr->name;
 323     physmap->phys_offset = phys_offset;
 324
 325     QLIST_INSERT_HEAD(&state->physmap, physmap, list);
 326
 327     xc_domain_pin_memory_cacheattr(xen_xc, xen_domid,
 328                                    start_addr >> TARGET_PAGE_BITS,
 329                                    (start_addr + size - 1) >> TARGET_PAGE_BITS,
 330                                    XEN_DOMCTL_MEM_CACHEATTR_WB);
 331
 332     snprintf(path, sizeof(path),
 333             "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%"PRIx64"/start_addr",
 334             xen_domid, (uint64_t)phys_offset);
 335     snprintf(value, sizeof(value), "%"PRIx64, (uint64_t)start_addr);
 336     if (!xs_write(state->xenstore, 0, path, value, strlen(value))) {
 337         return -1;
 338     }
 339     snprintf(path, sizeof(path),
 340             "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%"PRIx64"/size",
 341             xen_domid, (uint64_t)phys_offset);
 342     snprintf(value, sizeof(value), "%"PRIx64, (uint64_t)size);
 343     if (!xs_write(state->xenstore, 0, path, value, strlen(value))) {
 344         return -1;
 345     }
 346     if (mr->name) {
 347         snprintf(path, sizeof(path),
 348                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%"PRIx64"/name",
 349                 xen_domid, (uint64_t)phys_offset);
 350         if (!xs_write(state->xenstore, 0, path, mr->name, strlen(mr->name))) {
 351             return -1;
 352         }
 353     }
 354
 355     return 0;
 356 }
 357
 358 static int xen_remove_from_physmap(XenIOState *state,
 359                                    hwaddr start_addr,
 360                                    ram_addr_t size)
 361 {
 362     unsigned long i = 0;
 363     int rc = 0;
 364     XenPhysmap *physmap = NULL;
 365     hwaddr phys_offset = 0;
 366
 367     physmap = get_physmapping(state, start_addr, size);
 368     if (physmap == NULL) {
 369         return -1;
 370     }
 371
 372     phys_offset = physmap->phys_offset;
 373     size = physmap->size;
 374
 375     DPRINTF("unmapping vram to %"HWADDR_PRIx" - %"HWADDR_PRIx", at "
 376             "%"HWADDR_PRIx"\n", start_addr, start_addr + size, phys_offset);
 377
 378     size >>= TARGET_PAGE_BITS;
 379     start_addr >>= TARGET_PAGE_BITS;
 380     phys_offset >>= TARGET_PAGE_BITS;
 381     for (i = 0; i < size; i++) {
 382         unsigned long idx = start_addr + i;
 383         xen_pfn_t gpfn = phys_offset + i;
 384
 385         rc = xc_domain_add_to_physmap(xen_xc, xen_domid, XENMAPSPACE_gmfn, idx, gpfn);
 386         if (rc) {
 387             fprintf(stderr, "add_to_physmap MFN %"PRI_xen_pfn" to PFN %"
 388                     PRI_xen_pfn" failed: %d\n", idx, gpfn, rc);
 389             return -rc;
 390         }
 391     }
 392
 393     QLIST_REMOVE(physmap, list);
 394     if (state->log_for_dirtybit == physmap) {
 395         state->log_for_dirtybit = NULL;
 396     }
 397     g_free(physmap);
 398
 399     return 0;
 400 }
 401
 402 #else
 403 static int xen_add_to_physmap(XenIOState *state,
 404                               hwaddr start_addr,
 405                               ram_addr_t size,
 406                               MemoryRegion *mr,
 407                               hwaddr offset_within_region)
 408 {
 409     return -ENOSYS;
 410 }
 411
 412 static int xen_remove_from_physmap(XenIOState *state,
 413                                    hwaddr start_addr,
 414                                    ram_addr_t size)
 415 {
 416     return -ENOSYS;
 417 }
 418 #endif
 419
 420 static void xen_set_memory(struct MemoryListener *listener,
 421                            MemoryRegionSection *section,
 422                            bool add)
 423 {
 424     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 425     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
 426     ram_addr_t size = int128_get64(section->size);
 427     bool log_dirty = memory_region_is_logging(section->mr);
 428     hvmmem_type_t mem_type;
 429
 430     if (!memory_region_is_ram(section->mr)) {
 431         return;
 432     }
 433
 434     if (!(section->mr != &ram_memory
 435           && ( (log_dirty && add) || (!log_dirty && !add)))) {
 436         return;
 437     }
 438
 439     trace_xen_client_set_memory(start_addr, size, log_dirty);
 440
 441     start_addr &= TARGET_PAGE_MASK;
 442     size = TARGET_PAGE_ALIGN(size);
 443
 444     if (add) {
 445         if (!memory_region_is_rom(section->mr)) {
 446             xen_add_to_physmap(state, start_addr, size,
 447                                section->mr, section->offset_within_region);
 448         } else {
 449             mem_type = HVMMEM_ram_ro;
 450             if (xc_hvm_set_mem_type(xen_xc, xen_domid, mem_type,
 451                                     start_addr >> TARGET_PAGE_BITS,
 452                                     size >> TARGET_PAGE_BITS)) {
 453                 DPRINTF("xc_hvm_set_mem_type error, addr: "TARGET_FMT_plx"\n",
 454                         start_addr);
 455             }
 456         }
 457     } else {
 458         if (xen_remove_from_physmap(state, start_addr, size) < 0) {
 459             DPRINTF("physmapping does not exist at "TARGET_FMT_plx"\n", start_addr);
 460         }
 461     }
 462 }
 463
 464 static void xen_region_add(MemoryListener *listener,
 465                            MemoryRegionSection *section)
 466 {
 467     memory_region_ref(section->mr);
 468     xen_set_memory(listener, section, true);
 469 }
 470
 471 static void xen_region_del(MemoryListener *listener,
 472                            MemoryRegionSection *section)
 473 {
 474     xen_set_memory(listener, section, false);
 475     memory_region_unref(section->mr);
 476 }
 477
 478 static void xen_sync_dirty_bitmap(XenIOState *state,
 479                                   hwaddr start_addr,
 480                                   ram_addr_t size)
 481 {
 482     hwaddr npages = size >> TARGET_PAGE_BITS;
 483     const int width = sizeof(unsigned long) * 8;
 484     unsigned long bitmap[(npages + width - 1) / width];
 485     int rc, i, j;
 486     const XenPhysmap *physmap = NULL;
 487
 488     physmap = get_physmapping(state, start_addr, size);
 489     if (physmap == NULL) {
 490         /* not handled */
 491         return;
 492     }
 493
 494     if (state->log_for_dirtybit == NULL) {
 495         state->log_for_dirtybit = physmap;
 496     } else if (state->log_for_dirtybit != physmap) {
 497         /* Only one range for dirty bitmap can be tracked. */
 498         return;
 499     }
 500
 501     rc = xc_hvm_track_dirty_vram(xen_xc, xen_domid,
 502                                  start_addr >> TARGET_PAGE_BITS, npages,
 503                                  bitmap);
 504     if (rc < 0) {
 505         if (rc != -ENODATA) {
 506             memory_region_set_dirty(framebuffer, 0, size);
 507             DPRINTF("xen: track_dirty_vram failed (0x" TARGET_FMT_plx
 508                     ", 0x" TARGET_FMT_plx "): %s\n",
 509                     start_addr, start_addr + size, strerror(-rc));
 510         }
 511         return;
 512     }
 513
 514     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bitmap); i++) {
 515         unsigned long map = bitmap[i];
 516         while (map != 0) {
 517             j = ctzl(map);
 518             map &= ~(1ul << j);
 519             memory_region_set_dirty(framebuffer,
 520                                     (i * width + j) * TARGET_PAGE_SIZE,
 521                                     TARGET_PAGE_SIZE);
 522         };
 523     }
 524 }
 525
 526 static void xen_log_start(MemoryListener *listener,
 527                           MemoryRegionSection *section)
 528 {
 529     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 530
 531     xen_sync_dirty_bitmap(state, section->offset_within_address_space,
 532                           int128_get64(section->size));
 533 }
 534
 535 static void xen_log_stop(MemoryListener *listener, MemoryRegionSection *section)
 536 {
 537     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 538
 539     state->log_for_dirtybit = NULL;
 540     /* Disable dirty bit tracking */
 541     xc_hvm_track_dirty_vram(xen_xc, xen_domid, 0, 0, NULL);
 542 }
 543
 544 static void xen_log_sync(MemoryListener *listener, MemoryRegionSection *section)
 545 {
 546     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 547
 548     xen_sync_dirty_bitmap(state, section->offset_within_address_space,
 549                           int128_get64(section->size));
 550 }
 551
 552 static void xen_log_global_start(MemoryListener *listener)
 553 {
 554     if (xen_enabled()) {
 555         xen_in_migration = true;
 556     }
 557 }
 558
 559 static void xen_log_global_stop(MemoryListener *listener)
 560 {
 561     xen_in_migration = false;
 562 }
 563
 564 static MemoryListener xen_memory_listener = {
 565     .region_add = xen_region_add,
 566     .region_del = xen_region_del,
 567     .log_start = xen_log_start,
 568     .log_stop = xen_log_stop,
 569     .log_sync = xen_log_sync,
 570     .log_global_start = xen_log_global_start,
 571     .log_global_stop = xen_log_global_stop,
 572     .priority = 10,
 573 };
 574
 575 /* get the ioreq packets from share mem */
 576 static ioreq_t *cpu_get_ioreq_from_shared_memory(XenIOState *state, int vcpu)
 577 {
 578     ioreq_t *req = xen_vcpu_ioreq(state->shared_page, vcpu);
 579
 580     if (req->state != STATE_IOREQ_READY) {
 581         DPRINTF("I/O request not ready: "
 582                 "%x, ptr: %x, port: %"PRIx64", "
 583                 "data: %"PRIx64", count: %" FMT_ioreq_size ", size: %" FMT_ioreq_size "\n",
 584                 req->state, req->data_is_ptr, req->addr,
 585                 req->data, req->count, req->size);
 586         return NULL;
 587     }
 588
 589     xen_rmb(); /* see IOREQ_READY /then/ read contents of ioreq */
 590
 591     req->state = STATE_IOREQ_INPROCESS;
 592     return req;
 593 }
 594
 595 /* use poll to get the port notification */
 596 /* ioreq_vec--out,the */
 597 /* retval--the number of ioreq packet */
 598 static ioreq_t *cpu_get_ioreq(XenIOState *state)
 599 {
 600     int i;
 601     evtchn_port_t port;
 602
 603     port = xc_evtchn_pending(state->xce_handle);
 604     if (port == state->bufioreq_local_port) {
 605         timer_mod(state->buffered_io_timer,
 606                 BUFFER_IO_MAX_DELAY + qemu_clock_get_ms(QEMU_CLOCK_REALTIME));
 607         return NULL;
 608     }
 609
 610     if (port != -1) {
 611         for (i = 0; i < max_cpus; i++) {
 612             if (state->ioreq_local_port[i] == port) {
 613                 break;
 614             }
 615         }
 616
 617         if (i == max_cpus) {
 618             hw_error("Fatal error while trying to get io event!\n");
 619         }
 620
 621         /* unmask the wanted port again */
 622         xc_evtchn_unmask(state->xce_handle, port);
 623
 624         /* get the io packet from shared memory */
 625         state->send_vcpu = i;
 626         return cpu_get_ioreq_from_shared_memory(state, i);
 627     }
 628
 629     /* read error or read nothing */
 630     return NULL;
 631 }
 632
 633 static uint32_t do_inp(pio_addr_t addr, unsigned long size)
 634 {
 635     switch (size) {
 636         case 1:
 637             return cpu_inb(addr);
 638         case 2:
 639             return cpu_inw(addr);
 640         case 4:
 641             return cpu_inl(addr);
 642         default:
 643             hw_error("inp: bad size: %04"FMT_pioaddr" %lx", addr, size);
 644     }
 645 }
 646
 647 static void do_outp(pio_addr_t addr,
 648         unsigned long size, uint32_t val)
 649 {
 650     switch (size) {
 651         case 1:
 652             return cpu_outb(addr, val);
 653         case 2:
 654             return cpu_outw(addr, val);
 655         case 4:
 656             return cpu_outl(addr, val);
 657         default:
 658             hw_error("outp: bad size: %04"FMT_pioaddr" %lx", addr, size);
 659     }
 660 }
 661
 662 /*
 663  * Helper functions which read/write an object from/to physical guest
 664  * memory, as part of the implementation of an ioreq.
 665  *
 666  * Equivalent to
 667  *   cpu_physical_memory_rw(addr + (req->df ? -1 : +1) * req->size * i,
 668  *                          val, req->size, 0/1)
 669  * except without the integer overflow problems.
 670  */
 671 static void rw_phys_req_item(hwaddr addr,
 672                              ioreq_t *req, uint32_t i, void *val, int rw)
 673 {
 674     /* Do everything unsigned so overflow just results in a truncated result
 675      * and accesses to undesired parts of guest memory, which is up
 676      * to the guest */
 677     hwaddr offset = (hwaddr)req->size * i;
 678     if (req->df) {
 679         addr -= offset;
 680     } else {
 681         addr += offset;
 682     }
 683     cpu_physical_memory_rw(addr, val, req->size, rw);
 684 }
 685
 686 static inline void read_phys_req_item(hwaddr addr,
 687                                       ioreq_t *req, uint32_t i, void *val)
 688 {
 689     rw_phys_req_item(addr, req, i, val, 0);
 690 }
 691 static inline void write_phys_req_item(hwaddr addr,
 692                                        ioreq_t *req, uint32_t i, void *val)
 693 {
 694     rw_phys_req_item(addr, req, i, val, 1);
 695 }
 696
 697
 698 static void cpu_ioreq_pio(ioreq_t *req)
 699 {
 700     uint32_t i;
 701
 702     if (req->dir == IOREQ_READ) {
 703         if (!req->data_is_ptr) {
 704             req->data = do_inp(req->addr, req->size);
 705         } else {
 706             uint32_t tmp;
 707
 708             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 709                 tmp = do_inp(req->addr, req->size);
 710                 write_phys_req_item(req->data, req, i, &tmp);
 711             }
 712         }
 713     } else if (req->dir == IOREQ_WRITE) {
 714         if (!req->data_is_ptr) {
 715             do_outp(req->addr, req->size, req->data);
 716         } else {
 717             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 718                 uint32_t tmp = 0;
 719
 720                 read_phys_req_item(req->data, req, i, &tmp);
 721                 do_outp(req->addr, req->size, tmp);
 722             }
 723         }
 724     }
 725 }
 726
 727 static void cpu_ioreq_move(ioreq_t *req)
 728 {
 729     uint32_t i;
 730
 731     if (!req->data_is_ptr) {
 732         if (req->dir == IOREQ_READ) {
 733             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 734                 read_phys_req_item(req->addr, req, i, &req->data);
 735             }
 736         } else if (req->dir == IOREQ_WRITE) {
 737             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 738                 write_phys_req_item(req->addr, req, i, &req->data);
 739             }
 740         }
 741     } else {
 742         uint64_t tmp;
 743
 744         if (req->dir == IOREQ_READ) {
 745             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 746                 read_phys_req_item(req->addr, req, i, &tmp);
 747                 write_phys_req_item(req->data, req, i, &tmp);
 748             }
 749         } else if (req->dir == IOREQ_WRITE) {
 750             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 751                 read_phys_req_item(req->data, req, i, &tmp);
 752                 write_phys_req_item(req->addr, req, i, &tmp);
 753             }
 754         }
 755     }
 756 }
 757
 758 static void handle_ioreq(ioreq_t *req)
 759 {
 760     if (!req->data_is_ptr && (req->dir == IOREQ_WRITE) &&
 761             (req->size < sizeof (target_ulong))) {
 762         req->data &= ((target_ulong) 1 << (8 * req->size)) - 1;
 763     }
 764
 765     switch (req->type) {
 766         case IOREQ_TYPE_PIO:
 767             cpu_ioreq_pio(req);
 768             break;
 769         case IOREQ_TYPE_COPY:
 770             cpu_ioreq_move(req);
 771             break;
 772         case IOREQ_TYPE_TIMEOFFSET:
 773             break;
 774         case IOREQ_TYPE_INVALIDATE:
 775             xen_invalidate_map_cache();
 776             break;
 777         default:
 778             hw_error("Invalid ioreq type 0x%x\n", req->type);
 779     }
 780 }
 781
 782 static int handle_buffered_iopage(XenIOState *state)
 783 {
 784     buf_ioreq_t *buf_req = NULL;
 785     ioreq_t req;
 786     int qw;
 787
 788     if (!state->buffered_io_page) {
 789         return 0;
 790     }
 791
 792     memset(&req, 0x00, sizeof(req));
 793
 794     while (state->buffered_io_page->read_pointer != state->buffered_io_page->write_pointer) {
 795         buf_req = &state->buffered_io_page->buf_ioreq[
 796             state->buffered_io_page->read_pointer % IOREQ_BUFFER_SLOT_NUM];
 797         req.size = 1UL << buf_req->size;
 798         req.count = 1;
 799         req.addr = buf_req->addr;
 800         req.data = buf_req->data;
 801         req.state = STATE_IOREQ_READY;
 802         req.dir = buf_req->dir;
 803         req.df = 1;
 804         req.type = buf_req->type;
 805         req.data_is_ptr = 0;
 806         qw = (req.size == 8);
 807         if (qw) {
 808             buf_req = &state->buffered_io_page->buf_ioreq[
 809                 (state->buffered_io_page->read_pointer + 1) % IOREQ_BUFFER_SLOT_NUM];
 810             req.data |= ((uint64_t)buf_req->data) << 32;
 811         }
 812
 813         handle_ioreq(&req);
 814
 815         xen_mb();
 816         state->buffered_io_page->read_pointer += qw ? 2 : 1;
 817     }
 818
 819     return req.count;
 820 }
 821
 822 static void handle_buffered_io(void *opaque)
 823 {
 824     XenIOState *state = opaque;
 825
 826     if (handle_buffered_iopage(state)) {
 827         timer_mod(state->buffered_io_timer,
 828                 BUFFER_IO_MAX_DELAY + qemu_clock_get_ms(QEMU_CLOCK_REALTIME));
 829     } else {
 830         timer_del(state->buffered_io_timer);
 831         xc_evtchn_unmask(state->xce_handle, state->bufioreq_local_port);
 832     }
 833 }
 834
 835 static void cpu_handle_ioreq(void *opaque)
 836 {
 837     XenIOState *state = opaque;
 838     ioreq_t *req = cpu_get_ioreq(state);
 839
 840     handle_buffered_iopage(state);
 841     if (req) {
 842         handle_ioreq(req);
 843
 844         if (req->state != STATE_IOREQ_INPROCESS) {
 845             fprintf(stderr, "Badness in I/O request ... not in service?!: "
 846                     "%x, ptr: %x, port: %"PRIx64", "
 847                     "data: %"PRIx64", count: %" FMT_ioreq_size ", size: %" FMT_ioreq_size "\n",
 848                     req->state, req->data_is_ptr, req->addr,
 849                     req->data, req->count, req->size);
 850             destroy_hvm_domain(false);
 851             return;
 852         }
 853
 854         xen_wmb(); /* Update ioreq contents /then/ update state. */
 855
 856         /*
 857          * We do this before we send the response so that the tools
 858          * have the opportunity to pick up on the reset before the
 859          * guest resumes and does a hlt with interrupts disabled which
 860          * causes Xen to powerdown the domain.
 861          */
 862         if (runstate_is_running()) {
 863             if (qemu_shutdown_requested_get()) {
 864                 destroy_hvm_domain(false);
 865             }
 866             if (qemu_reset_requested_get()) {
 867                 qemu_system_reset(VMRESET_REPORT);
 868                 destroy_hvm_domain(true);
 869             }
 870         }
 871
 872         req->state = STATE_IORESP_READY;
 873         xc_evtchn_notify(state->xce_handle, state->ioreq_local_port[state->send_vcpu]);
 874     }
 875 }
 876
 877 static void xen_main_loop_prepare(XenIOState *state)
 878 {
 879     int evtchn_fd = -1;
 880
 881     if (state->xce_handle != XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
 882         evtchn_fd = xc_evtchn_fd(state->xce_handle);
 883     }
 884
 885     state->buffered_io_timer = timer_new_ms(QEMU_CLOCK_REALTIME, handle_buffered_io,
 886                                                  state);
 887
 888     if (evtchn_fd != -1) {
 889         qemu_set_fd_handler(evtchn_fd, cpu_handle_ioreq, NULL, state);
 890     }
 891 }
 892
 893
 894 static void xen_hvm_change_state_handler(void *opaque, int running,
 895                                          RunState rstate)
 896 {
 897     XenIOState *xstate = opaque;
 898     if (running) {
 899         xen_main_loop_prepare(xstate);
 900     }
 901 }
 902
 903 static void xen_exit_notifier(Notifier *n, void *data)
 904 {
 905     XenIOState *state = container_of(n, XenIOState, exit);
 906
 907     xc_evtchn_close(state->xce_handle);
 908     xs_daemon_close(state->xenstore);
 909 }
 910
 911 static void xen_read_physmap(XenIOState *state)
 912 {
 913     XenPhysmap *physmap = NULL;
 914     unsigned int len, num, i;
 915     char path[80], *value = NULL;
 916     char **entries = NULL;
 917
 918     snprintf(path, sizeof(path),
 919             "/local/domain/0/device-model/%d/physmap", xen_domid);
 920     entries = xs_directory(state->xenstore, 0, path, &num);
 921     if (entries == NULL)
 922         return;
 923
 924     for (i = 0; i < num; i++) {
 925         physmap = g_malloc(sizeof (XenPhysmap));
 926         physmap->phys_offset = strtoull(entries[i], NULL, 16);
 927         snprintf(path, sizeof(path),
 928                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%s/start_addr",
 929                 xen_domid, entries[i]);
 930         value = xs_read(state->xenstore, 0, path, &len);
 931         if (value == NULL) {
 932             g_free(physmap);
 933             continue;
 934         }
 935         physmap->start_addr = strtoull(value, NULL, 16);
 936         free(value);
 937
 938         snprintf(path, sizeof(path),
 939                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%s/size",
 940                 xen_domid, entries[i]);
 941         value = xs_read(state->xenstore, 0, path, &len);
 942         if (value == NULL) {
 943             g_free(physmap);
 944             continue;
 945         }
 946         physmap->size = strtoull(value, NULL, 16);
 947         free(value);
 948
 949         snprintf(path, sizeof(path),
 950                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%s/name",
 951                 xen_domid, entries[i]);
 952         physmap->name = xs_read(state->xenstore, 0, path, &len);
 953
 954         QLIST_INSERT_HEAD(&state->physmap, physmap, list);
 955     }
 956     free(entries);
 957 }
 958
 959 static void xen_wakeup_notifier(Notifier *notifier, void *data)
 960 {
 961     xc_set_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_ACPI_S_STATE, 0);
 962 }
 963
 964 int xen_hvm_init(ram_addr_t *below_4g_mem_size, ram_addr_t *above_4g_mem_size,
 965                  MemoryRegion **ram_memory)
 966 {
 967     int i, rc;
 968     unsigned long ioreq_pfn;
 969     unsigned long bufioreq_evtchn;
 970     XenIOState *state;
 971
 972     state = g_malloc0(sizeof (XenIOState));
 973
 974     state->xce_handle = xen_xc_evtchn_open(NULL, 0);
 975     if (state->xce_handle == XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
 976         perror("xen: event channel open");
 977         g_free(state);
 978         return -errno;
 979     }
 980
 981     state->xenstore = xs_daemon_open();
 982     if (state->xenstore == NULL) {
 983         perror("xen: xenstore open");
 984         g_free(state);
 985         return -errno;
 986     }
 987
 988     state->exit.notify = xen_exit_notifier;
 989     qemu_add_exit_notifier(&state->exit);
 990
 991     state->suspend.notify = xen_suspend_notifier;
 992     qemu_register_suspend_notifier(&state->suspend);
 993
 994     state->wakeup.notify = xen_wakeup_notifier;
 995     qemu_register_wakeup_notifier(&state->wakeup);
 996
 997     xc_get_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_IOREQ_PFN, &ioreq_pfn);
 998     DPRINTF("shared page at pfn %lx\n", ioreq_pfn);
 999     state->shared_page = xc_map_foreign_range(xen_xc, xen_domid, XC_PAGE_SIZE,
1000                                               PROT_READ|PROT_WRITE, ioreq_pfn);
1001     if (state->shared_page == NULL) {
1002         hw_error("map shared IO page returned error %d handle=" XC_INTERFACE_FMT,
1003                  errno, xen_xc);
1004     }
1005
1006     xc_get_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_BUFIOREQ_PFN, &ioreq_pfn);
1007     DPRINTF("buffered io page at pfn %lx\n", ioreq_pfn);
1008     state->buffered_io_page = xc_map_foreign_range(xen_xc, xen_domid, XC_PAGE_SIZE,
1009                                                    PROT_READ|PROT_WRITE, ioreq_pfn);
1010     if (state->buffered_io_page == NULL) {
1011         hw_error("map buffered IO page returned error %d", errno);
1012     }
1013
1014     state->ioreq_local_port = g_malloc0(max_cpus * sizeof (evtchn_port_t));
1015
1016     /* FIXME: how about if we overflow the page here? */
1017     for (i = 0; i < max_cpus; i++) {
1018         rc = xc_evtchn_bind_interdomain(state->xce_handle, xen_domid,
1019                                         xen_vcpu_eport(state->shared_page, i));
1020         if (rc == -1) {
1021             fprintf(stderr, "bind interdomain ioctl error %d\n", errno);
1022             return -1;
1023         }
1024         state->ioreq_local_port[i] = rc;
1025     }
1026
1027     rc = xc_get_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_BUFIOREQ_EVTCHN,
1028             &bufioreq_evtchn);
1029     if (rc < 0) {
1030         fprintf(stderr, "failed to get HVM_PARAM_BUFIOREQ_EVTCHN\n");
1031         return -1;
1032     }
1033     rc = xc_evtchn_bind_interdomain(state->xce_handle, xen_domid,
1034             (uint32_t)bufioreq_evtchn);
1035     if (rc == -1) {
1036         fprintf(stderr, "bind interdomain ioctl error %d\n", errno);
1037         return -1;
1038     }
1039     state->bufioreq_local_port = rc;
1040
1041     /* Init RAM management */
1042     xen_map_cache_init(xen_phys_offset_to_gaddr, state);
1043     xen_ram_init(below_4g_mem_size, above_4g_mem_size, ram_size, ram_memory);
1044
1045     qemu_add_vm_change_state_handler(xen_hvm_change_state_handler, state);
1046
1047     state->memory_listener = xen_memory_listener;
1048     QLIST_INIT(&state->physmap);
1049     memory_listener_register(&state->memory_listener, &address_space_memory);
1050     state->log_for_dirtybit = NULL;
1051
1052     /* Initialize backend core & drivers */
1053     if (xen_be_init() != 0) {
1054         fprintf(stderr, "%s: xen backend core setup failed\n", __FUNCTION__);
1055         exit(1);
1056     }
1057     xen_be_register("console", &xen_console_ops);
1058     xen_be_register("vkbd", &xen_kbdmouse_ops);
1059     xen_be_register("qdisk", &xen_blkdev_ops);
1060     xen_read_physmap(state);
1061
1062     return 0;
1063 }
1064
1065 void destroy_hvm_domain(bool reboot)
1066 {
1067     XenXC xc_handle;
1068     int sts;
1069
1070     xc_handle = xen_xc_interface_open(0, 0, 0);
1071     if (xc_handle == XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
1072         fprintf(stderr, "Cannot acquire xenctrl handle\n");
1073     } else {
1074         sts = xc_domain_shutdown(xc_handle, xen_domid,
1075                                  reboot ? SHUTDOWN_reboot : SHUTDOWN_poweroff);
1076         if (sts != 0) {
1077             fprintf(stderr, "xc_domain_shutdown failed to issue %s, "
1078                     "sts %d, %s\n", reboot ? "reboot" : "poweroff",
1079                     sts, strerror(errno));
1080         } else {
1081             fprintf(stderr, "Issued domain %d %s\n", xen_domid,
1082                     reboot ? "reboot" : "poweroff");
1083         }
1084         xc_interface_close(xc_handle);
1085     }
1086 }
1087
1088 void xen_register_framebuffer(MemoryRegion *mr)
1089 {
1090     framebuffer = mr;
1091 }
1092
1093 void xen_shutdown_fatal_error(const char *fmt, ...)
1094 {
1095     va_list ap;
1096
1097     va_start(ap, fmt);
1098     vfprintf(stderr, fmt, ap);
1099     va_end(ap);
1100     fprintf(stderr, "Will destroy the domain.\n");
1101     /* destroy the domain */
1102     qemu_system_shutdown_request();
1103 }
1104
1105 void xen_modified_memory(ram_addr_t start, ram_addr_t length)
1106 {
1107     if (unlikely(xen_in_migration)) {
1108         int rc;
1109         ram_addr_t start_pfn, nb_pages;
1110
1111         if (length == 0) {
1112             length = TARGET_PAGE_SIZE;
1113         }
1114         start_pfn = start >> TARGET_PAGE_BITS;
1115         nb_pages = ((start + length + TARGET_PAGE_SIZE - 1) >> TARGET_PAGE_BITS)
1116             - start_pfn;
1117         rc = xc_hvm_modified_memory(xen_xc, xen_domid, start_pfn, nb_pages);
1118         if (rc) {
1119             fprintf(stderr,
1120                     "%s failed for "RAM_ADDR_FMT" ("RAM_ADDR_FMT"): %i, %s\n",
1121                     __func__, start, nb_pages, rc, strerror(-rc));
1122         }
1123     }
1124 }
1125
1126 void qmp_xen_set_global_dirty_log(bool enable, Error **errp)
1127 {
1128     if (enable) {
1129         memory_global_dirty_log_start();
1130     } else {
1131         memory_global_dirty_log_stop();
1132     }
1133 }