xen-all.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.h"
  14 #include "hw/pc.h"
  15 #include "hw/xen_common.h"
  16 #include "hw/xen_backend.h"
  17 #include "qmp-commands.h"
  18
  19 #include "range.h"
  20 #include "xen-mapcache.h"
  21 #include "trace.h"
  22 #include "exec-memory.h"
  23
  24 #include <xen/hvm/ioreq.h>
  25 #include <xen/hvm/params.h>
  26 #include <xen/hvm/e820.h>
  27
  28 //#define DEBUG_XEN
  29
  30 #ifdef DEBUG_XEN
  31 #define DPRINTF(fmt, ...) \
  32     do { fprintf(stderr, "xen: " fmt, ## __VA_ARGS__); } while (0)
  33 #else
  34 #define DPRINTF(fmt, ...) \
  35     do { } while (0)
  36 #endif
  37
  38 static MemoryRegion ram_memory, ram_640k, ram_lo, ram_hi;
  39 static MemoryRegion *framebuffer;
  40 static bool xen_in_migration;
  41
  42 /* Compatibility with older version */
  43 #if __XEN_LATEST_INTERFACE_VERSION__ < 0x0003020a
  44 static inline uint32_t xen_vcpu_eport(shared_iopage_t *shared_page, int i)
  45 {
  46     return shared_page->vcpu_iodata[i].vp_eport;
  47 }
  48 static inline ioreq_t *xen_vcpu_ioreq(shared_iopage_t *shared_page, int vcpu)
  49 {
  50     return &shared_page->vcpu_iodata[vcpu].vp_ioreq;
  51 }
  52 #  define FMT_ioreq_size PRIx64
  53 #else
  54 static inline uint32_t xen_vcpu_eport(shared_iopage_t *shared_page, int i)
  55 {
  56     return shared_page->vcpu_ioreq[i].vp_eport;
  57 }
  58 static inline ioreq_t *xen_vcpu_ioreq(shared_iopage_t *shared_page, int vcpu)
  59 {
  60     return &shared_page->vcpu_ioreq[vcpu];
  61 }
  62 #  define FMT_ioreq_size "u"
  63 #endif
  64 #ifndef HVM_PARAM_BUFIOREQ_EVTCHN
  65 #define HVM_PARAM_BUFIOREQ_EVTCHN 26
  66 #endif
  67
  68 #define BUFFER_IO_MAX_DELAY  100
  69
  70 typedef struct XenPhysmap {
  71     target_phys_addr_t start_addr;
  72     ram_addr_t size;
  73     char *name;
  74     target_phys_addr_t phys_offset;
  75
  76     QLIST_ENTRY(XenPhysmap) list;
  77 } XenPhysmap;
  78
  79 typedef struct XenIOState {
  80     shared_iopage_t *shared_page;
  81     buffered_iopage_t *buffered_io_page;
  82     QEMUTimer *buffered_io_timer;
  83     /* the evtchn port for polling the notification, */
  84     evtchn_port_t *ioreq_local_port;
  85     /* evtchn local port for buffered io */
  86     evtchn_port_t bufioreq_local_port;
  87     /* the evtchn fd for polling */
  88     XenEvtchn xce_handle;
  89     /* which vcpu we are serving */
  90     int send_vcpu;
  91
  92     struct xs_handle *xenstore;
  93     MemoryListener memory_listener;
  94     QLIST_HEAD(, XenPhysmap) physmap;
  95     target_phys_addr_t free_phys_offset;
  96     const XenPhysmap *log_for_dirtybit;
  97
  98     Notifier exit;
  99     Notifier suspend;
 100 } XenIOState;
 101
 102 /* Xen specific function for piix pci */
 103
 104 int xen_pci_slot_get_pirq(PCIDevice *pci_dev, int irq_num)
 105 {
 106     return irq_num + ((pci_dev->devfn >> 3) << 2);
 107 }
 108
 109 void xen_piix3_set_irq(void *opaque, int irq_num, int level)
 110 {
 111     xc_hvm_set_pci_intx_level(xen_xc, xen_domid, 0, 0, irq_num >> 2,
 112                               irq_num & 3, level);
 113 }
 114
 115 void xen_piix_pci_write_config_client(uint32_t address, uint32_t val, int len)
 116 {
 117     int i;
 118
 119     /* Scan for updates to PCI link routes (0x60-0x63). */
 120     for (i = 0; i < len; i++) {
 121         uint8_t v = (val >> (8 * i)) & 0xff;
 122         if (v & 0x80) {
 123             v = 0;
 124         }
 125         v &= 0xf;
 126         if (((address + i) >= 0x60) && ((address + i) <= 0x63)) {
 127             xc_hvm_set_pci_link_route(xen_xc, xen_domid, address + i - 0x60, v);
 128         }
 129     }
 130 }
 131
 132 void xen_hvm_inject_msi(uint64_t addr, uint32_t data)
 133 {
 134     xen_xc_hvm_inject_msi(xen_xc, xen_domid, addr, data);
 135 }
 136
 137 static void xen_suspend_notifier(Notifier *notifier, void *data)
 138 {
 139     xc_set_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_ACPI_S_STATE, 3);
 140 }
 141
 142 /* Xen Interrupt Controller */
 143
 144 static void xen_set_irq(void *opaque, int irq, int level)
 145 {
 146     xc_hvm_set_isa_irq_level(xen_xc, xen_domid, irq, level);
 147 }
 148
 149 qemu_irq *xen_interrupt_controller_init(void)
 150 {
 151     return qemu_allocate_irqs(xen_set_irq, NULL, 16);
 152 }
 153
 154 /* Memory Ops */
 155
 156 static void xen_ram_init(ram_addr_t ram_size)
 157 {
 158     MemoryRegion *sysmem = get_system_memory();
 159     ram_addr_t below_4g_mem_size, above_4g_mem_size = 0;
 160     ram_addr_t block_len;
 161
 162     block_len = ram_size;
 163     if (ram_size >= HVM_BELOW_4G_RAM_END) {
 164         /* Xen does not allocate the memory continuously, and keep a hole at
 165          * HVM_BELOW_4G_MMIO_START of HVM_BELOW_4G_MMIO_LENGTH
 166          */
 167         block_len += HVM_BELOW_4G_MMIO_LENGTH;
 168     }
 169     memory_region_init_ram(&ram_memory, "xen.ram", block_len);
 170     vmstate_register_ram_global(&ram_memory);
 171
 172     if (ram_size >= HVM_BELOW_4G_RAM_END) {
 173         above_4g_mem_size = ram_size - HVM_BELOW_4G_RAM_END;
 174         below_4g_mem_size = HVM_BELOW_4G_RAM_END;
 175     } else {
 176         below_4g_mem_size = ram_size;
 177     }
 178
 179     memory_region_init_alias(&ram_640k, "xen.ram.640k",
 180                              &ram_memory, 0, 0xa0000);
 181     memory_region_add_subregion(sysmem, 0, &ram_640k);
 182     /* Skip of the VGA IO memory space, it will be registered later by the VGA
 183      * emulated device.
 184      *
 185      * The area between 0xc0000 and 0x100000 will be used by SeaBIOS to load
 186      * the Options ROM, so it is registered here as RAM.
 187      */
 188     memory_region_init_alias(&ram_lo, "xen.ram.lo",
 189                              &ram_memory, 0xc0000, below_4g_mem_size - 0xc0000);
 190     memory_region_add_subregion(sysmem, 0xc0000, &ram_lo);
 191     if (above_4g_mem_size > 0) {
 192         memory_region_init_alias(&ram_hi, "xen.ram.hi",
 193                                  &ram_memory, 0x100000000ULL,
 194                                  above_4g_mem_size);
 195         memory_region_add_subregion(sysmem, 0x100000000ULL, &ram_hi);
 196     }
 197 }
 198
 199 void xen_ram_alloc(ram_addr_t ram_addr, ram_addr_t size, MemoryRegion *mr)
 200 {
 201     unsigned long nr_pfn;
 202     xen_pfn_t *pfn_list;
 203     int i;
 204
 205     if (runstate_check(RUN_STATE_INMIGRATE)) {
 206         /* RAM already populated in Xen */
 207         fprintf(stderr, "%s: do not alloc "RAM_ADDR_FMT
 208                 " bytes of ram at "RAM_ADDR_FMT" when runstate is INMIGRATE\n",
 209                 __func__, size, ram_addr);
 210         return;
 211     }
 212
 213     if (mr == &ram_memory) {
 214         return;
 215     }
 216
 217     trace_xen_ram_alloc(ram_addr, size);
 218
 219     nr_pfn = size >> TARGET_PAGE_BITS;
 220     pfn_list = g_malloc(sizeof (*pfn_list) * nr_pfn);
 221
 222     for (i = 0; i < nr_pfn; i++) {
 223         pfn_list[i] = (ram_addr >> TARGET_PAGE_BITS) + i;
 224     }
 225
 226     if (xc_domain_populate_physmap_exact(xen_xc, xen_domid, nr_pfn, 0, 0, pfn_list)) {
 227         hw_error("xen: failed to populate ram at " RAM_ADDR_FMT, ram_addr);
 228     }
 229
 230     g_free(pfn_list);
 231 }
 232
 233 static XenPhysmap *get_physmapping(XenIOState *state,
 234                                    target_phys_addr_t start_addr, ram_addr_t size)
 235 {
 236     XenPhysmap *physmap = NULL;
 237
 238     start_addr &= TARGET_PAGE_MASK;
 239
 240     QLIST_FOREACH(physmap, &state->physmap, list) {
 241         if (range_covers_byte(physmap->start_addr, physmap->size, start_addr)) {
 242             return physmap;
 243         }
 244     }
 245     return NULL;
 246 }
 247
 248 static target_phys_addr_t xen_phys_offset_to_gaddr(target_phys_addr_t start_addr,
 249                                                    ram_addr_t size, void *opaque)
 250 {
 251     target_phys_addr_t addr = start_addr & TARGET_PAGE_MASK;
 252     XenIOState *xen_io_state = opaque;
 253     XenPhysmap *physmap = NULL;
 254
 255     QLIST_FOREACH(physmap, &xen_io_state->physmap, list) {
 256         if (range_covers_byte(physmap->phys_offset, physmap->size, addr)) {
 257             return physmap->start_addr;
 258         }
 259     }
 260
 261     return start_addr;
 262 }
 263
 264 #if CONFIG_XEN_CTRL_INTERFACE_VERSION >= 340
 265 static int xen_add_to_physmap(XenIOState *state,
 266                               target_phys_addr_t start_addr,
 267                               ram_addr_t size,
 268                               MemoryRegion *mr,
 269                               target_phys_addr_t offset_within_region)
 270 {
 271     unsigned long i = 0;
 272     int rc = 0;
 273     XenPhysmap *physmap = NULL;
 274     target_phys_addr_t pfn, start_gpfn;
 275     target_phys_addr_t phys_offset = memory_region_get_ram_addr(mr);
 276     char path[80], value[17];
 277
 278     if (get_physmapping(state, start_addr, size)) {
 279         return 0;
 280     }
 281     if (size <= 0) {
 282         return -1;
 283     }
 284
 285     /* Xen can only handle a single dirty log region for now and we want
 286      * the linear framebuffer to be that region.
 287      * Avoid tracking any regions that is not videoram and avoid tracking
 288      * the legacy vga region. */
 289     if (mr == framebuffer && start_addr > 0xbffff) {
 290         goto go_physmap;
 291     }
 292     return -1;
 293
 294 go_physmap:
 295     DPRINTF("mapping vram to %llx - %llx\n", start_addr, start_addr + size);
 296
 297     pfn = phys_offset >> TARGET_PAGE_BITS;
 298     start_gpfn = start_addr >> TARGET_PAGE_BITS;
 299     for (i = 0; i < size >> TARGET_PAGE_BITS; i++) {
 300         unsigned long idx = pfn + i;
 301         xen_pfn_t gpfn = start_gpfn + i;
 302
 303         rc = xc_domain_add_to_physmap(xen_xc, xen_domid, XENMAPSPACE_gmfn, idx, gpfn);
 304         if (rc) {
 305             DPRINTF("add_to_physmap MFN %"PRI_xen_pfn" to PFN %"
 306                     PRI_xen_pfn" failed: %d\n", idx, gpfn, rc);
 307             return -rc;
 308         }
 309     }
 310
 311     physmap = g_malloc(sizeof (XenPhysmap));
 312
 313     physmap->start_addr = start_addr;
 314     physmap->size = size;
 315     physmap->name = (char *)mr->name;
 316     physmap->phys_offset = phys_offset;
 317
 318     QLIST_INSERT_HEAD(&state->physmap, physmap, list);
 319
 320     xc_domain_pin_memory_cacheattr(xen_xc, xen_domid,
 321                                    start_addr >> TARGET_PAGE_BITS,
 322                                    (start_addr + size) >> TARGET_PAGE_BITS,
 323                                    XEN_DOMCTL_MEM_CACHEATTR_WB);
 324
 325     snprintf(path, sizeof(path),
 326             "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%"PRIx64"/start_addr",
 327             xen_domid, (uint64_t)phys_offset);
 328     snprintf(value, sizeof(value), "%"PRIx64, (uint64_t)start_addr);
 329     if (!xs_write(state->xenstore, 0, path, value, strlen(value))) {
 330         return -1;
 331     }
 332     snprintf(path, sizeof(path),
 333             "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%"PRIx64"/size",
 334             xen_domid, (uint64_t)phys_offset);
 335     snprintf(value, sizeof(value), "%"PRIx64, (uint64_t)size);
 336     if (!xs_write(state->xenstore, 0, path, value, strlen(value))) {
 337         return -1;
 338     }
 339     if (mr->name) {
 340         snprintf(path, sizeof(path),
 341                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%"PRIx64"/name",
 342                 xen_domid, (uint64_t)phys_offset);
 343         if (!xs_write(state->xenstore, 0, path, mr->name, strlen(mr->name))) {
 344             return -1;
 345         }
 346     }
 347
 348     return 0;
 349 }
 350
 351 static int xen_remove_from_physmap(XenIOState *state,
 352                                    target_phys_addr_t start_addr,
 353                                    ram_addr_t size)
 354 {
 355     unsigned long i = 0;
 356     int rc = 0;
 357     XenPhysmap *physmap = NULL;
 358     target_phys_addr_t phys_offset = 0;
 359
 360     physmap = get_physmapping(state, start_addr, size);
 361     if (physmap == NULL) {
 362         return -1;
 363     }
 364
 365     phys_offset = physmap->phys_offset;
 366     size = physmap->size;
 367
 368     DPRINTF("unmapping vram to %llx - %llx, from %llx\n",
 369             phys_offset, phys_offset + size, start_addr);
 370
 371     size >>= TARGET_PAGE_BITS;
 372     start_addr >>= TARGET_PAGE_BITS;
 373     phys_offset >>= TARGET_PAGE_BITS;
 374     for (i = 0; i < size; i++) {
 375         unsigned long idx = start_addr + i;
 376         xen_pfn_t gpfn = phys_offset + i;
 377
 378         rc = xc_domain_add_to_physmap(xen_xc, xen_domid, XENMAPSPACE_gmfn, idx, gpfn);
 379         if (rc) {
 380             fprintf(stderr, "add_to_physmap MFN %"PRI_xen_pfn" to PFN %"
 381                     PRI_xen_pfn" failed: %d\n", idx, gpfn, rc);
 382             return -rc;
 383         }
 384     }
 385
 386     QLIST_REMOVE(physmap, list);
 387     if (state->log_for_dirtybit == physmap) {
 388         state->log_for_dirtybit = NULL;
 389     }
 390     free(physmap);
 391
 392     return 0;
 393 }
 394
 395 #else
 396 static int xen_add_to_physmap(XenIOState *state,
 397                               target_phys_addr_t start_addr,
 398                               ram_addr_t size,
 399                               MemoryRegion *mr,
 400                               target_phys_addr_t offset_within_region)
 401 {
 402     return -ENOSYS;
 403 }
 404
 405 static int xen_remove_from_physmap(XenIOState *state,
 406                                    target_phys_addr_t start_addr,
 407                                    ram_addr_t size)
 408 {
 409     return -ENOSYS;
 410 }
 411 #endif
 412
 413 static void xen_set_memory(struct MemoryListener *listener,
 414                            MemoryRegionSection *section,
 415                            bool add)
 416 {
 417     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 418     target_phys_addr_t start_addr = section->offset_within_address_space;
 419     ram_addr_t size = section->size;
 420     bool log_dirty = memory_region_is_logging(section->mr);
 421     hvmmem_type_t mem_type;
 422
 423     if (!memory_region_is_ram(section->mr)) {
 424         return;
 425     }
 426
 427     if (!(section->mr != &ram_memory
 428           && ( (log_dirty && add) || (!log_dirty && !add)))) {
 429         return;
 430     }
 431
 432     trace_xen_client_set_memory(start_addr, size, log_dirty);
 433
 434     start_addr &= TARGET_PAGE_MASK;
 435     size = TARGET_PAGE_ALIGN(size);
 436
 437     if (add) {
 438         if (!memory_region_is_rom(section->mr)) {
 439             xen_add_to_physmap(state, start_addr, size,
 440                                section->mr, section->offset_within_region);
 441         } else {
 442             mem_type = HVMMEM_ram_ro;
 443             if (xc_hvm_set_mem_type(xen_xc, xen_domid, mem_type,
 444                                     start_addr >> TARGET_PAGE_BITS,
 445                                     size >> TARGET_PAGE_BITS)) {
 446                 DPRINTF("xc_hvm_set_mem_type error, addr: "TARGET_FMT_plx"\n",
 447                         start_addr);
 448             }
 449         }
 450     } else {
 451         if (xen_remove_from_physmap(state, start_addr, size) < 0) {
 452             DPRINTF("physmapping does not exist at "TARGET_FMT_plx"\n", start_addr);
 453         }
 454     }
 455 }
 456
 457 static void xen_begin(MemoryListener *listener)
 458 {
 459 }
 460
 461 static void xen_commit(MemoryListener *listener)
 462 {
 463 }
 464
 465 static void xen_region_add(MemoryListener *listener,
 466                            MemoryRegionSection *section)
 467 {
 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 }
 476
 477 static void xen_region_nop(MemoryListener *listener,
 478                            MemoryRegionSection *section)
 479 {
 480 }
 481
 482 static void xen_sync_dirty_bitmap(XenIOState *state,
 483                                   target_phys_addr_t start_addr,
 484                                   ram_addr_t size)
 485 {
 486     target_phys_addr_t npages = size >> TARGET_PAGE_BITS;
 487     const int width = sizeof(unsigned long) * 8;
 488     unsigned long bitmap[(npages + width - 1) / width];
 489     int rc, i, j;
 490     const XenPhysmap *physmap = NULL;
 491
 492     physmap = get_physmapping(state, start_addr, size);
 493     if (physmap == NULL) {
 494         /* not handled */
 495         return;
 496     }
 497
 498     if (state->log_for_dirtybit == NULL) {
 499         state->log_for_dirtybit = physmap;
 500     } else if (state->log_for_dirtybit != physmap) {
 501         /* Only one range for dirty bitmap can be tracked. */
 502         return;
 503     }
 504
 505     rc = xc_hvm_track_dirty_vram(xen_xc, xen_domid,
 506                                  start_addr >> TARGET_PAGE_BITS, npages,
 507                                  bitmap);
 508     if (rc < 0) {
 509         if (rc != -ENODATA) {
 510             memory_region_set_dirty(framebuffer, 0, size);
 511             DPRINTF("xen: track_dirty_vram failed (0x" TARGET_FMT_plx
 512                     ", 0x" TARGET_FMT_plx "): %s\n",
 513                     start_addr, start_addr + size, strerror(-rc));
 514         }
 515         return;
 516     }
 517
 518     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bitmap); i++) {
 519         unsigned long map = bitmap[i];
 520         while (map != 0) {
 521             j = ffsl(map) - 1;
 522             map &= ~(1ul << j);
 523             memory_region_set_dirty(framebuffer,
 524                                     (i * width + j) * TARGET_PAGE_SIZE,
 525                                     TARGET_PAGE_SIZE);
 526         };
 527     }
 528 }
 529
 530 static void xen_log_start(MemoryListener *listener,
 531                           MemoryRegionSection *section)
 532 {
 533     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 534
 535     xen_sync_dirty_bitmap(state, section->offset_within_address_space,
 536                           section->size);
 537 }
 538
 539 static void xen_log_stop(MemoryListener *listener, MemoryRegionSection *section)
 540 {
 541     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 542
 543     state->log_for_dirtybit = NULL;
 544     /* Disable dirty bit tracking */
 545     xc_hvm_track_dirty_vram(xen_xc, xen_domid, 0, 0, NULL);
 546 }
 547
 548 static void xen_log_sync(MemoryListener *listener, MemoryRegionSection *section)
 549 {
 550     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 551
 552     xen_sync_dirty_bitmap(state, section->offset_within_address_space,
 553                           section->size);
 554 }
 555
 556 static void xen_log_global_start(MemoryListener *listener)
 557 {
 558     if (xen_enabled()) {
 559         xen_in_migration = true;
 560     }
 561 }
 562
 563 static void xen_log_global_stop(MemoryListener *listener)
 564 {
 565     xen_in_migration = false;
 566 }
 567
 568 static void xen_eventfd_add(MemoryListener *listener,
 569                             MemoryRegionSection *section,
 570                             bool match_data, uint64_t data,
 571                             EventNotifier *e)
 572 {
 573 }
 574
 575 static void xen_eventfd_del(MemoryListener *listener,
 576                             MemoryRegionSection *section,
 577                             bool match_data, uint64_t data,
 578                             EventNotifier *e)
 579 {
 580 }
 581
 582 static MemoryListener xen_memory_listener = {
 583     .begin = xen_begin,
 584     .commit = xen_commit,
 585     .region_add = xen_region_add,
 586     .region_del = xen_region_del,
 587     .region_nop = xen_region_nop,
 588     .log_start = xen_log_start,
 589     .log_stop = xen_log_stop,
 590     .log_sync = xen_log_sync,
 591     .log_global_start = xen_log_global_start,
 592     .log_global_stop = xen_log_global_stop,
 593     .eventfd_add = xen_eventfd_add,
 594     .eventfd_del = xen_eventfd_del,
 595     .priority = 10,
 596 };
 597
 598 void qmp_xen_set_global_dirty_log(bool enable, Error **errp)
 599 {
 600     if (enable) {
 601         memory_global_dirty_log_start();
 602     } else {
 603         memory_global_dirty_log_stop();
 604     }
 605 }
 606
 607 /* VCPU Operations, MMIO, IO ring ... */
 608
 609 static void xen_reset_vcpu(void *opaque)
 610 {
 611     CPUArchState *env = opaque;
 612
 613     env->halted = 1;
 614 }
 615
 616 void xen_vcpu_init(void)
 617 {
 618     CPUArchState *first_cpu;
 619
 620     if ((first_cpu = qemu_get_cpu(0))) {
 621         qemu_register_reset(xen_reset_vcpu, first_cpu);
 622         xen_reset_vcpu(first_cpu);
 623     }
 624     /* if rtc_clock is left to default (host_clock), disable it */
 625     if (rtc_clock == host_clock) {
 626         qemu_clock_enable(rtc_clock, false);
 627     }
 628 }
 629
 630 /* get the ioreq packets from share mem */
 631 static ioreq_t *cpu_get_ioreq_from_shared_memory(XenIOState *state, int vcpu)
 632 {
 633     ioreq_t *req = xen_vcpu_ioreq(state->shared_page, vcpu);
 634
 635     if (req->state != STATE_IOREQ_READY) {
 636         DPRINTF("I/O request not ready: "
 637                 "%x, ptr: %x, port: %"PRIx64", "
 638                 "data: %"PRIx64", count: %" FMT_ioreq_size ", size: %" FMT_ioreq_size "\n",
 639                 req->state, req->data_is_ptr, req->addr,
 640                 req->data, req->count, req->size);
 641         return NULL;
 642     }
 643
 644     xen_rmb(); /* see IOREQ_READY /then/ read contents of ioreq */
 645
 646     req->state = STATE_IOREQ_INPROCESS;
 647     return req;
 648 }
 649
 650 /* use poll to get the port notification */
 651 /* ioreq_vec--out,the */
 652 /* retval--the number of ioreq packet */
 653 static ioreq_t *cpu_get_ioreq(XenIOState *state)
 654 {
 655     int i;
 656     evtchn_port_t port;
 657
 658     port = xc_evtchn_pending(state->xce_handle);
 659     if (port == state->bufioreq_local_port) {
 660         qemu_mod_timer(state->buffered_io_timer,
 661                 BUFFER_IO_MAX_DELAY + qemu_get_clock_ms(rt_clock));
 662         return NULL;
 663     }
 664
 665     if (port != -1) {
 666         for (i = 0; i < smp_cpus; i++) {
 667             if (state->ioreq_local_port[i] == port) {
 668                 break;
 669             }
 670         }
 671
 672         if (i == smp_cpus) {
 673             hw_error("Fatal error while trying to get io event!\n");
 674         }
 675
 676         /* unmask the wanted port again */
 677         xc_evtchn_unmask(state->xce_handle, port);
 678
 679         /* get the io packet from shared memory */
 680         state->send_vcpu = i;
 681         return cpu_get_ioreq_from_shared_memory(state, i);
 682     }
 683
 684     /* read error or read nothing */
 685     return NULL;
 686 }
 687
 688 static uint32_t do_inp(pio_addr_t addr, unsigned long size)
 689 {
 690     switch (size) {
 691         case 1:
 692             return cpu_inb(addr);
 693         case 2:
 694             return cpu_inw(addr);
 695         case 4:
 696             return cpu_inl(addr);
 697         default:
 698             hw_error("inp: bad size: %04"FMT_pioaddr" %lx", addr, size);
 699     }
 700 }
 701
 702 static void do_outp(pio_addr_t addr,
 703         unsigned long size, uint32_t val)
 704 {
 705     switch (size) {
 706         case 1:
 707             return cpu_outb(addr, val);
 708         case 2:
 709             return cpu_outw(addr, val);
 710         case 4:
 711             return cpu_outl(addr, val);
 712         default:
 713             hw_error("outp: bad size: %04"FMT_pioaddr" %lx", addr, size);
 714     }
 715 }
 716
 717 static void cpu_ioreq_pio(ioreq_t *req)
 718 {
 719     int i, sign;
 720
 721     sign = req->df ? -1 : 1;
 722
 723     if (req->dir == IOREQ_READ) {
 724         if (!req->data_is_ptr) {
 725             req->data = do_inp(req->addr, req->size);
 726         } else {
 727             uint32_t tmp;
 728
 729             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 730                 tmp = do_inp(req->addr, req->size);
 731                 cpu_physical_memory_write(
 732                         req->data + (sign * i * (int64_t)req->size),
 733                         (uint8_t *) &tmp, req->size);
 734             }
 735         }
 736     } else if (req->dir == IOREQ_WRITE) {
 737         if (!req->data_is_ptr) {
 738             do_outp(req->addr, req->size, req->data);
 739         } else {
 740             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 741                 uint32_t tmp = 0;
 742
 743                 cpu_physical_memory_read(
 744                         req->data + (sign * i * (int64_t)req->size),
 745                         (uint8_t*) &tmp, req->size);
 746                 do_outp(req->addr, req->size, tmp);
 747             }
 748         }
 749     }
 750 }
 751
 752 static void cpu_ioreq_move(ioreq_t *req)
 753 {
 754     int i, sign;
 755
 756     sign = req->df ? -1 : 1;
 757
 758     if (!req->data_is_ptr) {
 759         if (req->dir == IOREQ_READ) {
 760             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 761                 cpu_physical_memory_read(
 762                         req->addr + (sign * i * (int64_t)req->size),
 763                         (uint8_t *) &req->data, req->size);
 764             }
 765         } else if (req->dir == IOREQ_WRITE) {
 766             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 767                 cpu_physical_memory_write(
 768                         req->addr + (sign * i * (int64_t)req->size),
 769                         (uint8_t *) &req->data, req->size);
 770             }
 771         }
 772     } else {
 773         uint64_t tmp;
 774
 775         if (req->dir == IOREQ_READ) {
 776             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 777                 cpu_physical_memory_read(
 778                         req->addr + (sign * i * (int64_t)req->size),
 779                         (uint8_t*) &tmp, req->size);
 780                 cpu_physical_memory_write(
 781                         req->data + (sign * i * (int64_t)req->size),
 782                         (uint8_t*) &tmp, req->size);
 783             }
 784         } else if (req->dir == IOREQ_WRITE) {
 785             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 786                 cpu_physical_memory_read(
 787                         req->data + (sign * i * (int64_t)req->size),
 788                         (uint8_t*) &tmp, req->size);
 789                 cpu_physical_memory_write(
 790                         req->addr + (sign * i * (int64_t)req->size),
 791                         (uint8_t*) &tmp, req->size);
 792             }
 793         }
 794     }
 795 }
 796
 797 static void handle_ioreq(ioreq_t *req)
 798 {
 799     if (!req->data_is_ptr && (req->dir == IOREQ_WRITE) &&
 800             (req->size < sizeof (target_ulong))) {
 801         req->data &= ((target_ulong) 1 << (8 * req->size)) - 1;
 802     }
 803
 804     switch (req->type) {
 805         case IOREQ_TYPE_PIO:
 806             cpu_ioreq_pio(req);
 807             break;
 808         case IOREQ_TYPE_COPY:
 809             cpu_ioreq_move(req);
 810             break;
 811         case IOREQ_TYPE_TIMEOFFSET:
 812             break;
 813         case IOREQ_TYPE_INVALIDATE:
 814             xen_invalidate_map_cache();
 815             break;
 816         default:
 817             hw_error("Invalid ioreq type 0x%x\n", req->type);
 818     }
 819 }
 820
 821 static int handle_buffered_iopage(XenIOState *state)
 822 {
 823     buf_ioreq_t *buf_req = NULL;
 824     ioreq_t req;
 825     int qw;
 826
 827     if (!state->buffered_io_page) {
 828         return 0;
 829     }
 830
 831     memset(&req, 0x00, sizeof(req));
 832
 833     while (state->buffered_io_page->read_pointer != state->buffered_io_page->write_pointer) {
 834         buf_req = &state->buffered_io_page->buf_ioreq[
 835             state->buffered_io_page->read_pointer % IOREQ_BUFFER_SLOT_NUM];
 836         req.size = 1UL << buf_req->size;
 837         req.count = 1;
 838         req.addr = buf_req->addr;
 839         req.data = buf_req->data;
 840         req.state = STATE_IOREQ_READY;
 841         req.dir = buf_req->dir;
 842         req.df = 1;
 843         req.type = buf_req->type;
 844         req.data_is_ptr = 0;
 845         qw = (req.size == 8);
 846         if (qw) {
 847             buf_req = &state->buffered_io_page->buf_ioreq[
 848                 (state->buffered_io_page->read_pointer + 1) % IOREQ_BUFFER_SLOT_NUM];
 849             req.data |= ((uint64_t)buf_req->data) << 32;
 850         }
 851
 852         handle_ioreq(&req);
 853
 854         xen_mb();
 855         state->buffered_io_page->read_pointer += qw ? 2 : 1;
 856     }
 857
 858     return req.count;
 859 }
 860
 861 static void handle_buffered_io(void *opaque)
 862 {
 863     XenIOState *state = opaque;
 864
 865     if (handle_buffered_iopage(state)) {
 866         qemu_mod_timer(state->buffered_io_timer,
 867                 BUFFER_IO_MAX_DELAY + qemu_get_clock_ms(rt_clock));
 868     } else {
 869         qemu_del_timer(state->buffered_io_timer);
 870         xc_evtchn_unmask(state->xce_handle, state->bufioreq_local_port);
 871     }
 872 }
 873
 874 static void cpu_handle_ioreq(void *opaque)
 875 {
 876     XenIOState *state = opaque;
 877     ioreq_t *req = cpu_get_ioreq(state);
 878
 879     handle_buffered_iopage(state);
 880     if (req) {
 881         handle_ioreq(req);
 882
 883         if (req->state != STATE_IOREQ_INPROCESS) {
 884             fprintf(stderr, "Badness in I/O request ... not in service?!: "
 885                     "%x, ptr: %x, port: %"PRIx64", "
 886                     "data: %"PRIx64", count: %" FMT_ioreq_size ", size: %" FMT_ioreq_size "\n",
 887                     req->state, req->data_is_ptr, req->addr,
 888                     req->data, req->count, req->size);
 889             destroy_hvm_domain(false);
 890             return;
 891         }
 892
 893         xen_wmb(); /* Update ioreq contents /then/ update state. */
 894
 895         /*
 896          * We do this before we send the response so that the tools
 897          * have the opportunity to pick up on the reset before the
 898          * guest resumes and does a hlt with interrupts disabled which
 899          * causes Xen to powerdown the domain.
 900          */
 901         if (runstate_is_running()) {
 902             if (qemu_shutdown_requested_get()) {
 903                 destroy_hvm_domain(false);
 904             }
 905             if (qemu_reset_requested_get()) {
 906                 qemu_system_reset(VMRESET_REPORT);
 907                 destroy_hvm_domain(true);
 908             }
 909         }
 910
 911         req->state = STATE_IORESP_READY;
 912         xc_evtchn_notify(state->xce_handle, state->ioreq_local_port[state->send_vcpu]);
 913     }
 914 }
 915
 916 static int store_dev_info(int domid, CharDriverState *cs, const char *string)
 917 {
 918     struct xs_handle *xs = NULL;
 919     char *path = NULL;
 920     char *newpath = NULL;
 921     char *pts = NULL;
 922     int ret = -1;
 923
 924     /* Only continue if we're talking to a pty. */
 925     if (strncmp(cs->filename, "pty:", 4)) {
 926         return 0;
 927     }
 928     pts = cs->filename + 4;
 929
 930     /* We now have everything we need to set the xenstore entry. */
 931     xs = xs_open(0);
 932     if (xs == NULL) {
 933         fprintf(stderr, "Could not contact XenStore\n");
 934         goto out;
 935     }
 936
 937     path = xs_get_domain_path(xs, domid);
 938     if (path == NULL) {
 939         fprintf(stderr, "xs_get_domain_path() error\n");
 940         goto out;
 941     }
 942     newpath = realloc(path, (strlen(path) + strlen(string) +
 943                 strlen("/tty") + 1));
 944     if (newpath == NULL) {
 945         fprintf(stderr, "realloc error\n");
 946         goto out;
 947     }
 948     path = newpath;
 949
 950     strcat(path, string);
 951     strcat(path, "/tty");
 952     if (!xs_write(xs, XBT_NULL, path, pts, strlen(pts))) {
 953         fprintf(stderr, "xs_write for '%s' fail", string);
 954         goto out;
 955     }
 956     ret = 0;
 957
 958 out:
 959     free(path);
 960     xs_close(xs);
 961
 962     return ret;
 963 }
 964
 965 void xenstore_store_pv_console_info(int i, CharDriverState *chr)
 966 {
 967     if (i == 0) {
 968         store_dev_info(xen_domid, chr, "/console");
 969     } else {
 970         char buf[32];
 971         snprintf(buf, sizeof(buf), "/device/console/%d", i);
 972         store_dev_info(xen_domid, chr, buf);
 973     }
 974 }
 975
 976 static void xenstore_record_dm_state(struct xs_handle *xs, const char *state)
 977 {
 978     char path[50];
 979
 980     if (xs == NULL) {
 981         fprintf(stderr, "xenstore connection not initialized\n");
 982         exit(1);
 983     }
 984
 985     snprintf(path, sizeof (path), "/local/domain/0/device-model/%u/state", xen_domid);
 986     if (!xs_write(xs, XBT_NULL, path, state, strlen(state))) {
 987         fprintf(stderr, "error recording dm state\n");
 988         exit(1);
 989     }
 990 }
 991
 992 static void xen_main_loop_prepare(XenIOState *state)
 993 {
 994     int evtchn_fd = -1;
 995
 996     if (state->xce_handle != XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
 997         evtchn_fd = xc_evtchn_fd(state->xce_handle);
 998     }
 999
1000     state->buffered_io_timer = qemu_new_timer_ms(rt_clock, handle_buffered_io,
1001                                                  state);
1002
1003     if (evtchn_fd != -1) {
1004         qemu_set_fd_handler(evtchn_fd, cpu_handle_ioreq, NULL, state);
1005     }
1006 }
1007
1008
1009 /* Initialise Xen */
1010
1011 static void xen_change_state_handler(void *opaque, int running,
1012                                      RunState state)
1013 {
1014     if (running) {
1015         /* record state running */
1016         xenstore_record_dm_state(xenstore, "running");
1017     }
1018 }
1019
1020 static void xen_hvm_change_state_handler(void *opaque, int running,
1021                                          RunState rstate)
1022 {
1023     XenIOState *xstate = opaque;
1024     if (running) {
1025         xen_main_loop_prepare(xstate);
1026     }
1027 }
1028
1029 static void xen_exit_notifier(Notifier *n, void *data)
1030 {
1031     XenIOState *state = container_of(n, XenIOState, exit);
1032
1033     xc_evtchn_close(state->xce_handle);
1034     xs_daemon_close(state->xenstore);
1035 }
1036
1037 int xen_init(void)
1038 {
1039     xen_xc = xen_xc_interface_open(0, 0, 0);
1040     if (xen_xc == XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
1041         xen_be_printf(NULL, 0, "can't open xen interface\n");
1042         return -1;
1043     }
1044     qemu_add_vm_change_state_handler(xen_change_state_handler, NULL);
1045
1046     return 0;
1047 }
1048
1049 static void xen_read_physmap(XenIOState *state)
1050 {
1051     XenPhysmap *physmap = NULL;
1052     unsigned int len, num, i;
1053     char path[80], *value = NULL;
1054     char **entries = NULL;
1055
1056     snprintf(path, sizeof(path),
1057             "/local/domain/0/device-model/%d/physmap", xen_domid);
1058     entries = xs_directory(state->xenstore, 0, path, &num);
1059     if (entries == NULL)
1060         return;
1061
1062     for (i = 0; i < num; i++) {
1063         physmap = g_malloc(sizeof (XenPhysmap));
1064         physmap->phys_offset = strtoull(entries[i], NULL, 16);
1065         snprintf(path, sizeof(path),
1066                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%s/start_addr",
1067                 xen_domid, entries[i]);
1068         value = xs_read(state->xenstore, 0, path, &len);
1069         if (value == NULL) {
1070             free(physmap);
1071             continue;
1072         }
1073         physmap->start_addr = strtoull(value, NULL, 16);
1074         free(value);
1075
1076         snprintf(path, sizeof(path),
1077                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%s/size",
1078                 xen_domid, entries[i]);
1079         value = xs_read(state->xenstore, 0, path, &len);
1080         if (value == NULL) {
1081             free(physmap);
1082             continue;
1083         }
1084         physmap->size = strtoull(value, NULL, 16);
1085         free(value);
1086
1087         snprintf(path, sizeof(path),
1088                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%s/name",
1089                 xen_domid, entries[i]);
1090         physmap->name = xs_read(state->xenstore, 0, path, &len);
1091
1092         QLIST_INSERT_HEAD(&state->physmap, physmap, list);
1093     }
1094     free(entries);
1095 }
1096
1097 int xen_hvm_init(void)
1098 {
1099     int i, rc;
1100     unsigned long ioreq_pfn;
1101     unsigned long bufioreq_evtchn;
1102     XenIOState *state;
1103
1104     state = g_malloc0(sizeof (XenIOState));
1105
1106     state->xce_handle = xen_xc_evtchn_open(NULL, 0);
1107     if (state->xce_handle == XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
1108         perror("xen: event channel open");
1109         return -errno;
1110     }
1111
1112     state->xenstore = xs_daemon_open();
1113     if (state->xenstore == NULL) {
1114         perror("xen: xenstore open");
1115         return -errno;
1116     }
1117
1118     state->exit.notify = xen_exit_notifier;
1119     qemu_add_exit_notifier(&state->exit);
1120
1121     state->suspend.notify = xen_suspend_notifier;
1122     qemu_register_suspend_notifier(&state->suspend);
1123
1124     xc_get_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_IOREQ_PFN, &ioreq_pfn);
1125     DPRINTF("shared page at pfn %lx\n", ioreq_pfn);
1126     state->shared_page = xc_map_foreign_range(xen_xc, xen_domid, XC_PAGE_SIZE,
1127                                               PROT_READ|PROT_WRITE, ioreq_pfn);
1128     if (state->shared_page == NULL) {
1129         hw_error("map shared IO page returned error %d handle=" XC_INTERFACE_FMT,
1130                  errno, xen_xc);
1131     }
1132
1133     xc_get_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_BUFIOREQ_PFN, &ioreq_pfn);
1134     DPRINTF("buffered io page at pfn %lx\n", ioreq_pfn);
1135     state->buffered_io_page = xc_map_foreign_range(xen_xc, xen_domid, XC_PAGE_SIZE,
1136                                                    PROT_READ|PROT_WRITE, ioreq_pfn);
1137     if (state->buffered_io_page == NULL) {
1138         hw_error("map buffered IO page returned error %d", errno);
1139     }
1140
1141     state->ioreq_local_port = g_malloc0(smp_cpus * sizeof (evtchn_port_t));
1142
1143     /* FIXME: how about if we overflow the page here? */
1144     for (i = 0; i < smp_cpus; i++) {
1145         rc = xc_evtchn_bind_interdomain(state->xce_handle, xen_domid,
1146                                         xen_vcpu_eport(state->shared_page, i));
1147         if (rc == -1) {
1148             fprintf(stderr, "bind interdomain ioctl error %d\n", errno);
1149             return -1;
1150         }
1151         state->ioreq_local_port[i] = rc;
1152     }
1153
1154     rc = xc_get_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_BUFIOREQ_EVTCHN,
1155             &bufioreq_evtchn);
1156     if (rc < 0) {
1157         fprintf(stderr, "failed to get HVM_PARAM_BUFIOREQ_EVTCHN\n");
1158         return -1;
1159     }
1160     rc = xc_evtchn_bind_interdomain(state->xce_handle, xen_domid,
1161             (uint32_t)bufioreq_evtchn);
1162     if (rc == -1) {
1163         fprintf(stderr, "bind interdomain ioctl error %d\n", errno);
1164         return -1;
1165     }
1166     state->bufioreq_local_port = rc;
1167
1168     /* Init RAM management */
1169     xen_map_cache_init(xen_phys_offset_to_gaddr, state);
1170     xen_ram_init(ram_size);
1171
1172     qemu_add_vm_change_state_handler(xen_hvm_change_state_handler, state);
1173
1174     state->memory_listener = xen_memory_listener;
1175     QLIST_INIT(&state->physmap);
1176     memory_listener_register(&state->memory_listener, get_system_memory());
1177     state->log_for_dirtybit = NULL;
1178
1179     /* Initialize backend core & drivers */
1180     if (xen_be_init() != 0) {
1181         fprintf(stderr, "%s: xen backend core setup failed\n", __FUNCTION__);
1182         exit(1);
1183     }
1184     xen_be_register("console", &xen_console_ops);
1185     xen_be_register("vkbd", &xen_kbdmouse_ops);
1186     xen_be_register("qdisk", &xen_blkdev_ops);
1187     xen_read_physmap(state);
1188
1189     return 0;
1190 }
1191
1192 void destroy_hvm_domain(bool reboot)
1193 {
1194     XenXC xc_handle;
1195     int sts;
1196
1197     xc_handle = xen_xc_interface_open(0, 0, 0);
1198     if (xc_handle == XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
1199         fprintf(stderr, "Cannot acquire xenctrl handle\n");
1200     } else {
1201         sts = xc_domain_shutdown(xc_handle, xen_domid,
1202                                  reboot ? SHUTDOWN_reboot : SHUTDOWN_poweroff);
1203         if (sts != 0) {
1204             fprintf(stderr, "xc_domain_shutdown failed to issue %s, "
1205                     "sts %d, %s\n", reboot ? "reboot" : "poweroff",
1206                     sts, strerror(errno));
1207         } else {
1208             fprintf(stderr, "Issued domain %d %s\n", xen_domid,
1209                     reboot ? "reboot" : "poweroff");
1210         }
1211         xc_interface_close(xc_handle);
1212     }
1213 }
1214
1215 void xen_register_framebuffer(MemoryRegion *mr)
1216 {
1217     framebuffer = mr;
1218 }
1219
1220 void xen_shutdown_fatal_error(const char *fmt, ...)
1221 {
1222     va_list ap;
1223
1224     va_start(ap, fmt);
1225     vfprintf(stderr, fmt, ap);
1226     va_end(ap);
1227     fprintf(stderr, "Will destroy the domain.\n");
1228     /* destroy the domain */
1229     qemu_system_shutdown_request();
1230 }
1231
1232 void xen_modified_memory(ram_addr_t start, ram_addr_t length)
1233 {
1234     if (unlikely(xen_in_migration)) {
1235         int rc;
1236         ram_addr_t start_pfn, nb_pages;
1237
1238         if (length == 0) {
1239             length = TARGET_PAGE_SIZE;
1240         }
1241         start_pfn = start >> TARGET_PAGE_BITS;
1242         nb_pages = ((start + length + TARGET_PAGE_SIZE - 1) >> TARGET_PAGE_BITS)
1243             - start_pfn;
1244         rc = xc_hvm_modified_memory(xen_xc, xen_domid, start_pfn, nb_pages);
1245         if (rc) {
1246             fprintf(stderr,
1247                     "%s failed for "RAM_ADDR_FMT" ("RAM_ADDR_FMT"): %i, %s\n",
1248                     __func__, start, nb_pages, rc, strerror(-rc));
1249         }
1250     }
1251 }