kvm-all.c

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