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
  18 #include "range.h"
  19 #include "xen-mapcache.h"
  20 #include "trace.h"
  21 #include "exec-memory.h"
  22
  23 #include <xen/hvm/ioreq.h>
  24 #include <xen/hvm/params.h>
  25 #include <xen/hvm/e820.h>
  26
  27 //#define DEBUG_XEN
  28
  29 #ifdef DEBUG_XEN
  30 #define DPRINTF(fmt, ...) \
  31     do { fprintf(stderr, "xen: " fmt, ## __VA_ARGS__); } while (0)
  32 #else
  33 #define DPRINTF(fmt, ...) \
  34     do { } while (0)
  35 #endif
  36
  37 static MemoryRegion ram_memory, ram_640k, ram_lo, ram_hi;
  38 static MemoryRegion *framebuffer;
  39
  40 /* Compatibility with older version */
  41 #if __XEN_LATEST_INTERFACE_VERSION__ < 0x0003020a
  42 static inline uint32_t xen_vcpu_eport(shared_iopage_t *shared_page, int i)
  43 {
  44     return shared_page->vcpu_iodata[i].vp_eport;
  45 }
  46 static inline ioreq_t *xen_vcpu_ioreq(shared_iopage_t *shared_page, int vcpu)
  47 {
  48     return &shared_page->vcpu_iodata[vcpu].vp_ioreq;
  49 }
  50 #  define FMT_ioreq_size PRIx64
  51 #else
  52 static inline uint32_t xen_vcpu_eport(shared_iopage_t *shared_page, int i)
  53 {
  54     return shared_page->vcpu_ioreq[i].vp_eport;
  55 }
  56 static inline ioreq_t *xen_vcpu_ioreq(shared_iopage_t *shared_page, int vcpu)
  57 {
  58     return &shared_page->vcpu_ioreq[vcpu];
  59 }
  60 #  define FMT_ioreq_size "u"
  61 #endif
  62 #ifndef HVM_PARAM_BUFIOREQ_EVTCHN
  63 #define HVM_PARAM_BUFIOREQ_EVTCHN 26
  64 #endif
  65
  66 #define BUFFER_IO_MAX_DELAY  100
  67
  68 typedef struct XenPhysmap {
  69     target_phys_addr_t start_addr;
  70     ram_addr_t size;
  71     char *name;
  72     target_phys_addr_t phys_offset;
  73
  74     QLIST_ENTRY(XenPhysmap) list;
  75 } XenPhysmap;
  76
  77 typedef struct XenIOState {
  78     shared_iopage_t *shared_page;
  79     buffered_iopage_t *buffered_io_page;
  80     QEMUTimer *buffered_io_timer;
  81     /* the evtchn port for polling the notification, */
  82     evtchn_port_t *ioreq_local_port;
  83     /* evtchn local port for buffered io */
  84     evtchn_port_t bufioreq_local_port;
  85     /* the evtchn fd for polling */
  86     XenEvtchn xce_handle;
  87     /* which vcpu we are serving */
  88     int send_vcpu;
  89
  90     struct xs_handle *xenstore;
  91     MemoryListener memory_listener;
  92     QLIST_HEAD(, XenPhysmap) physmap;
  93     target_phys_addr_t free_phys_offset;
  94     const XenPhysmap *log_for_dirtybit;
  95
  96     Notifier exit;
  97     Notifier suspend;
  98 } XenIOState;
  99
 100 /* Xen specific function for piix pci */
 101
 102 int xen_pci_slot_get_pirq(PCIDevice *pci_dev, int irq_num)
 103 {
 104     return irq_num + ((pci_dev->devfn >> 3) << 2);
 105 }
 106
 107 void xen_piix3_set_irq(void *opaque, int irq_num, int level)
 108 {
 109     xc_hvm_set_pci_intx_level(xen_xc, xen_domid, 0, 0, irq_num >> 2,
 110                               irq_num & 3, level);
 111 }
 112
 113 void xen_piix_pci_write_config_client(uint32_t address, uint32_t val, int len)
 114 {
 115     int i;
 116
 117     /* Scan for updates to PCI link routes (0x60-0x63). */
 118     for (i = 0; i < len; i++) {
 119         uint8_t v = (val >> (8 * i)) & 0xff;
 120         if (v & 0x80) {
 121             v = 0;
 122         }
 123         v &= 0xf;
 124         if (((address + i) >= 0x60) && ((address + i) <= 0x63)) {
 125             xc_hvm_set_pci_link_route(xen_xc, xen_domid, address + i - 0x60, v);
 126         }
 127     }
 128 }
 129
 130 void xen_hvm_inject_msi(uint64_t addr, uint32_t data)
 131 {
 132     xen_xc_hvm_inject_msi(xen_xc, xen_domid, addr, data);
 133 }
 134
 135 static void xen_suspend_notifier(Notifier *notifier, void *data)
 136 {
 137     xc_set_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_ACPI_S_STATE, 3);
 138 }
 139
 140 /* Xen Interrupt Controller */
 141
 142 static void xen_set_irq(void *opaque, int irq, int level)
 143 {
 144     xc_hvm_set_isa_irq_level(xen_xc, xen_domid, irq, level);
 145 }
 146
 147 qemu_irq *xen_interrupt_controller_init(void)
 148 {
 149     return qemu_allocate_irqs(xen_set_irq, NULL, 16);
 150 }
 151
 152 /* Memory Ops */
 153
 154 static void xen_ram_init(ram_addr_t ram_size)
 155 {
 156     MemoryRegion *sysmem = get_system_memory();
 157     ram_addr_t below_4g_mem_size, above_4g_mem_size = 0;
 158     ram_addr_t block_len;
 159
 160     block_len = ram_size;
 161     if (ram_size >= HVM_BELOW_4G_RAM_END) {
 162         /* Xen does not allocate the memory continuously, and keep a hole at
 163          * HVM_BELOW_4G_MMIO_START of HVM_BELOW_4G_MMIO_LENGTH
 164          */
 165         block_len += HVM_BELOW_4G_MMIO_LENGTH;
 166     }
 167     memory_region_init_ram(&ram_memory, "xen.ram", block_len);
 168     vmstate_register_ram_global(&ram_memory);
 169
 170     if (ram_size >= HVM_BELOW_4G_RAM_END) {
 171         above_4g_mem_size = ram_size - HVM_BELOW_4G_RAM_END;
 172         below_4g_mem_size = HVM_BELOW_4G_RAM_END;
 173     } else {
 174         below_4g_mem_size = ram_size;
 175     }
 176
 177     memory_region_init_alias(&ram_640k, "xen.ram.640k",
 178                              &ram_memory, 0, 0xa0000);
 179     memory_region_add_subregion(sysmem, 0, &ram_640k);
 180     /* Skip of the VGA IO memory space, it will be registered later by the VGA
 181      * emulated device.
 182      *
 183      * The area between 0xc0000 and 0x100000 will be used by SeaBIOS to load
 184      * the Options ROM, so it is registered here as RAM.
 185      */
 186     memory_region_init_alias(&ram_lo, "xen.ram.lo",
 187                              &ram_memory, 0xc0000, below_4g_mem_size - 0xc0000);
 188     memory_region_add_subregion(sysmem, 0xc0000, &ram_lo);
 189     if (above_4g_mem_size > 0) {
 190         memory_region_init_alias(&ram_hi, "xen.ram.hi",
 191                                  &ram_memory, 0x100000000ULL,
 192                                  above_4g_mem_size);
 193         memory_region_add_subregion(sysmem, 0x100000000ULL, &ram_hi);
 194     }
 195 }
 196
 197 void xen_ram_alloc(ram_addr_t ram_addr, ram_addr_t size, MemoryRegion *mr)
 198 {
 199     unsigned long nr_pfn;
 200     xen_pfn_t *pfn_list;
 201     int i;
 202
 203     if (runstate_check(RUN_STATE_INMIGRATE)) {
 204         /* RAM already populated in Xen */
 205         fprintf(stderr, "%s: do not alloc "RAM_ADDR_FMT
 206                 " bytes of ram at "RAM_ADDR_FMT" when runstate is INMIGRATE\n",
 207                 __func__, size, ram_addr);
 208         return;
 209     }
 210
 211     if (mr == &ram_memory) {
 212         return;
 213     }
 214
 215     trace_xen_ram_alloc(ram_addr, size);
 216
 217     nr_pfn = size >> TARGET_PAGE_BITS;
 218     pfn_list = g_malloc(sizeof (*pfn_list) * nr_pfn);
 219
 220     for (i = 0; i < nr_pfn; i++) {
 221         pfn_list[i] = (ram_addr >> TARGET_PAGE_BITS) + i;
 222     }
 223
 224     if (xc_domain_populate_physmap_exact(xen_xc, xen_domid, nr_pfn, 0, 0, pfn_list)) {
 225         hw_error("xen: failed to populate ram at " RAM_ADDR_FMT, ram_addr);
 226     }
 227
 228     g_free(pfn_list);
 229 }
 230
 231 static XenPhysmap *get_physmapping(XenIOState *state,
 232                                    target_phys_addr_t start_addr, ram_addr_t size)
 233 {
 234     XenPhysmap *physmap = NULL;
 235
 236     start_addr &= TARGET_PAGE_MASK;
 237
 238     QLIST_FOREACH(physmap, &state->physmap, list) {
 239         if (range_covers_byte(physmap->start_addr, physmap->size, start_addr)) {
 240             return physmap;
 241         }
 242     }
 243     return NULL;
 244 }
 245
 246 static target_phys_addr_t xen_phys_offset_to_gaddr(target_phys_addr_t start_addr,
 247                                                    ram_addr_t size, void *opaque)
 248 {
 249     target_phys_addr_t addr = start_addr & TARGET_PAGE_MASK;
 250     XenIOState *xen_io_state = opaque;
 251     XenPhysmap *physmap = NULL;
 252
 253     QLIST_FOREACH(physmap, &xen_io_state->physmap, list) {
 254         if (range_covers_byte(physmap->phys_offset, physmap->size, addr)) {
 255             return physmap->start_addr;
 256         }
 257     }
 258
 259     return start_addr;
 260 }
 261
 262 #if CONFIG_XEN_CTRL_INTERFACE_VERSION >= 340
 263 static int xen_add_to_physmap(XenIOState *state,
 264                               target_phys_addr_t start_addr,
 265                               ram_addr_t size,
 266                               MemoryRegion *mr,
 267                               target_phys_addr_t offset_within_region)
 268 {
 269     unsigned long i = 0;
 270     int rc = 0;
 271     XenPhysmap *physmap = NULL;
 272     target_phys_addr_t pfn, start_gpfn;
 273     target_phys_addr_t phys_offset = memory_region_get_ram_addr(mr);
 274     char path[80], value[17];
 275
 276     if (get_physmapping(state, start_addr, size)) {
 277         return 0;
 278     }
 279     if (size <= 0) {
 280         return -1;
 281     }
 282
 283     /* Xen can only handle a single dirty log region for now and we want
 284      * the linear framebuffer to be that region.
 285      * Avoid tracking any regions that is not videoram and avoid tracking
 286      * the legacy vga region. */
 287     if (mr == framebuffer && start_addr > 0xbffff) {
 288         goto go_physmap;
 289     }
 290     return -1;
 291
 292 go_physmap:
 293     DPRINTF("mapping vram to %llx - %llx\n", start_addr, start_addr + size);
 294
 295     pfn = phys_offset >> TARGET_PAGE_BITS;
 296     start_gpfn = start_addr >> TARGET_PAGE_BITS;
 297     for (i = 0; i < size >> TARGET_PAGE_BITS; i++) {
 298         unsigned long idx = pfn + i;
 299         xen_pfn_t gpfn = start_gpfn + i;
 300
 301         rc = xc_domain_add_to_physmap(xen_xc, xen_domid, XENMAPSPACE_gmfn, idx, gpfn);
 302         if (rc) {
 303             DPRINTF("add_to_physmap MFN %"PRI_xen_pfn" to PFN %"
 304                     PRI_xen_pfn" failed: %d\n", idx, gpfn, rc);
 305             return -rc;
 306         }
 307     }
 308
 309     physmap = g_malloc(sizeof (XenPhysmap));
 310
 311     physmap->start_addr = start_addr;
 312     physmap->size = size;
 313     physmap->name = (char *)mr->name;
 314     physmap->phys_offset = phys_offset;
 315
 316     QLIST_INSERT_HEAD(&state->physmap, physmap, list);
 317
 318     xc_domain_pin_memory_cacheattr(xen_xc, xen_domid,
 319                                    start_addr >> TARGET_PAGE_BITS,
 320                                    (start_addr + size) >> TARGET_PAGE_BITS,
 321                                    XEN_DOMCTL_MEM_CACHEATTR_WB);
 322
 323     snprintf(path, sizeof(path),
 324             "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%"PRIx64"/start_addr",
 325             xen_domid, (uint64_t)phys_offset);
 326     snprintf(value, sizeof(value), "%"PRIx64, (uint64_t)start_addr);
 327     if (!xs_write(state->xenstore, 0, path, value, strlen(value))) {
 328         return -1;
 329     }
 330     snprintf(path, sizeof(path),
 331             "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%"PRIx64"/size",
 332             xen_domid, (uint64_t)phys_offset);
 333     snprintf(value, sizeof(value), "%"PRIx64, (uint64_t)size);
 334     if (!xs_write(state->xenstore, 0, path, value, strlen(value))) {
 335         return -1;
 336     }
 337     if (mr->name) {
 338         snprintf(path, sizeof(path),
 339                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%"PRIx64"/name",
 340                 xen_domid, (uint64_t)phys_offset);
 341         if (!xs_write(state->xenstore, 0, path, mr->name, strlen(mr->name))) {
 342             return -1;
 343         }
 344     }
 345
 346     return 0;
 347 }
 348
 349 static int xen_remove_from_physmap(XenIOState *state,
 350                                    target_phys_addr_t start_addr,
 351                                    ram_addr_t size)
 352 {
 353     unsigned long i = 0;
 354     int rc = 0;
 355     XenPhysmap *physmap = NULL;
 356     target_phys_addr_t phys_offset = 0;
 357
 358     physmap = get_physmapping(state, start_addr, size);
 359     if (physmap == NULL) {
 360         return -1;
 361     }
 362
 363     phys_offset = physmap->phys_offset;
 364     size = physmap->size;
 365
 366     DPRINTF("unmapping vram to %llx - %llx, from %llx\n",
 367             phys_offset, phys_offset + size, start_addr);
 368
 369     size >>= TARGET_PAGE_BITS;
 370     start_addr >>= TARGET_PAGE_BITS;
 371     phys_offset >>= TARGET_PAGE_BITS;
 372     for (i = 0; i < size; i++) {
 373         unsigned long idx = start_addr + i;
 374         xen_pfn_t gpfn = phys_offset + i;
 375
 376         rc = xc_domain_add_to_physmap(xen_xc, xen_domid, XENMAPSPACE_gmfn, idx, gpfn);
 377         if (rc) {
 378             fprintf(stderr, "add_to_physmap MFN %"PRI_xen_pfn" to PFN %"
 379                     PRI_xen_pfn" failed: %d\n", idx, gpfn, rc);
 380             return -rc;
 381         }
 382     }
 383
 384     QLIST_REMOVE(physmap, list);
 385     if (state->log_for_dirtybit == physmap) {
 386         state->log_for_dirtybit = NULL;
 387     }
 388     free(physmap);
 389
 390     return 0;
 391 }
 392
 393 #else
 394 static int xen_add_to_physmap(XenIOState *state,
 395                               target_phys_addr_t start_addr,
 396                               ram_addr_t size,
 397                               MemoryRegion *mr,
 398                               target_phys_addr_t offset_within_region)
 399 {
 400     return -ENOSYS;
 401 }
 402
 403 static int xen_remove_from_physmap(XenIOState *state,
 404                                    target_phys_addr_t start_addr,
 405                                    ram_addr_t size)
 406 {
 407     return -ENOSYS;
 408 }
 409 #endif
 410
 411 static void xen_set_memory(struct MemoryListener *listener,
 412                            MemoryRegionSection *section,
 413                            bool add)
 414 {
 415     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 416     target_phys_addr_t start_addr = section->offset_within_address_space;
 417     ram_addr_t size = section->size;
 418     bool log_dirty = memory_region_is_logging(section->mr);
 419     hvmmem_type_t mem_type;
 420
 421     if (!memory_region_is_ram(section->mr)) {
 422         return;
 423     }
 424
 425     if (!(section->mr != &ram_memory
 426           && ( (log_dirty && add) || (!log_dirty && !add)))) {
 427         return;
 428     }
 429
 430     trace_xen_client_set_memory(start_addr, size, log_dirty);
 431
 432     start_addr &= TARGET_PAGE_MASK;
 433     size = TARGET_PAGE_ALIGN(size);
 434
 435     if (add) {
 436         if (!memory_region_is_rom(section->mr)) {
 437             xen_add_to_physmap(state, start_addr, size,
 438                                section->mr, section->offset_within_region);
 439         } else {
 440             mem_type = HVMMEM_ram_ro;
 441             if (xc_hvm_set_mem_type(xen_xc, xen_domid, mem_type,
 442                                     start_addr >> TARGET_PAGE_BITS,
 443                                     size >> TARGET_PAGE_BITS)) {
 444                 DPRINTF("xc_hvm_set_mem_type error, addr: "TARGET_FMT_plx"\n",
 445                         start_addr);
 446             }
 447         }
 448     } else {
 449         if (xen_remove_from_physmap(state, start_addr, size) < 0) {
 450             DPRINTF("physmapping does not exist at "TARGET_FMT_plx"\n", start_addr);
 451         }
 452     }
 453 }
 454
 455 static void xen_begin(MemoryListener *listener)
 456 {
 457 }
 458
 459 static void xen_commit(MemoryListener *listener)
 460 {
 461 }
 462
 463 static void xen_region_add(MemoryListener *listener,
 464                            MemoryRegionSection *section)
 465 {
 466     xen_set_memory(listener, section, true);
 467 }
 468
 469 static void xen_region_del(MemoryListener *listener,
 470                            MemoryRegionSection *section)
 471 {
 472     xen_set_memory(listener, section, false);
 473 }
 474
 475 static void xen_region_nop(MemoryListener *listener,
 476                            MemoryRegionSection *section)
 477 {
 478 }
 479
 480 static void xen_sync_dirty_bitmap(XenIOState *state,
 481                                   target_phys_addr_t start_addr,
 482                                   ram_addr_t size)
 483 {
 484     target_phys_addr_t npages = size >> TARGET_PAGE_BITS;
 485     const int width = sizeof(unsigned long) * 8;
 486     unsigned long bitmap[(npages + width - 1) / width];
 487     int rc, i, j;
 488     const XenPhysmap *physmap = NULL;
 489
 490     physmap = get_physmapping(state, start_addr, size);
 491     if (physmap == NULL) {
 492         /* not handled */
 493         return;
 494     }
 495
 496     if (state->log_for_dirtybit == NULL) {
 497         state->log_for_dirtybit = physmap;
 498     } else if (state->log_for_dirtybit != physmap) {
 499         /* Only one range for dirty bitmap can be tracked. */
 500         return;
 501     }
 502
 503     rc = xc_hvm_track_dirty_vram(xen_xc, xen_domid,
 504                                  start_addr >> TARGET_PAGE_BITS, npages,
 505                                  bitmap);
 506     if (rc < 0) {
 507         if (rc != -ENODATA) {
 508             fprintf(stderr, "xen: track_dirty_vram failed (0x" TARGET_FMT_plx
 509                     ", 0x" TARGET_FMT_plx "): %s\n",
 510                     start_addr, start_addr + size, strerror(-rc));
 511         }
 512         return;
 513     }
 514
 515     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bitmap); i++) {
 516         unsigned long map = bitmap[i];
 517         while (map != 0) {
 518             j = ffsl(map) - 1;
 519             map &= ~(1ul << j);
 520             memory_region_set_dirty(framebuffer,
 521                                     (i * width + j) * TARGET_PAGE_SIZE,
 522                                     TARGET_PAGE_SIZE);
 523         };
 524     }
 525 }
 526
 527 static void xen_log_start(MemoryListener *listener,
 528                           MemoryRegionSection *section)
 529 {
 530     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 531
 532     xen_sync_dirty_bitmap(state, section->offset_within_address_space,
 533                           section->size);
 534 }
 535
 536 static void xen_log_stop(MemoryListener *listener, MemoryRegionSection *section)
 537 {
 538     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 539
 540     state->log_for_dirtybit = NULL;
 541     /* Disable dirty bit tracking */
 542     xc_hvm_track_dirty_vram(xen_xc, xen_domid, 0, 0, NULL);
 543 }
 544
 545 static void xen_log_sync(MemoryListener *listener, MemoryRegionSection *section)
 546 {
 547     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 548
 549     xen_sync_dirty_bitmap(state, section->offset_within_address_space,
 550                           section->size);
 551 }
 552
 553 static void xen_log_global_start(MemoryListener *listener)
 554 {
 555 }
 556
 557 static void xen_log_global_stop(MemoryListener *listener)
 558 {
 559 }
 560
 561 static void xen_eventfd_add(MemoryListener *listener,
 562                             MemoryRegionSection *section,
 563                             bool match_data, uint64_t data, int fd)
 564 {
 565 }
 566
 567 static void xen_eventfd_del(MemoryListener *listener,
 568                             MemoryRegionSection *section,
 569                             bool match_data, uint64_t data, int fd)
 570 {
 571 }
 572
 573 static MemoryListener xen_memory_listener = {
 574     .begin = xen_begin,
 575     .commit = xen_commit,
 576     .region_add = xen_region_add,
 577     .region_del = xen_region_del,
 578     .region_nop = xen_region_nop,
 579     .log_start = xen_log_start,
 580     .log_stop = xen_log_stop,
 581     .log_sync = xen_log_sync,
 582     .log_global_start = xen_log_global_start,
 583     .log_global_stop = xen_log_global_stop,
 584     .eventfd_add = xen_eventfd_add,
 585     .eventfd_del = xen_eventfd_del,
 586     .priority = 10,
 587 };
 588
 589 /* VCPU Operations, MMIO, IO ring ... */
 590
 591 static void xen_reset_vcpu(void *opaque)
 592 {
 593     CPUArchState *env = opaque;
 594
 595     env->halted = 1;
 596 }
 597
 598 void xen_vcpu_init(void)
 599 {
 600     CPUArchState *first_cpu;
 601
 602     if ((first_cpu = qemu_get_cpu(0))) {
 603         qemu_register_reset(xen_reset_vcpu, first_cpu);
 604         xen_reset_vcpu(first_cpu);
 605     }
 606     /* if rtc_clock is left to default (host_clock), disable it */
 607     if (rtc_clock == host_clock) {
 608         qemu_clock_enable(rtc_clock, false);
 609     }
 610 }
 611
 612 /* get the ioreq packets from share mem */
 613 static ioreq_t *cpu_get_ioreq_from_shared_memory(XenIOState *state, int vcpu)
 614 {
 615     ioreq_t *req = xen_vcpu_ioreq(state->shared_page, vcpu);
 616
 617     if (req->state != STATE_IOREQ_READY) {
 618         DPRINTF("I/O request not ready: "
 619                 "%x, ptr: %x, port: %"PRIx64", "
 620                 "data: %"PRIx64", count: %" FMT_ioreq_size ", size: %" FMT_ioreq_size "\n",
 621                 req->state, req->data_is_ptr, req->addr,
 622                 req->data, req->count, req->size);
 623         return NULL;
 624     }
 625
 626     xen_rmb(); /* see IOREQ_READY /then/ read contents of ioreq */
 627
 628     req->state = STATE_IOREQ_INPROCESS;
 629     return req;
 630 }
 631
 632 /* use poll to get the port notification */
 633 /* ioreq_vec--out,the */
 634 /* retval--the number of ioreq packet */
 635 static ioreq_t *cpu_get_ioreq(XenIOState *state)
 636 {
 637     int i;
 638     evtchn_port_t port;
 639
 640     port = xc_evtchn_pending(state->xce_handle);
 641     if (port == state->bufioreq_local_port) {
 642         qemu_mod_timer(state->buffered_io_timer,
 643                 BUFFER_IO_MAX_DELAY + qemu_get_clock_ms(rt_clock));
 644         return NULL;
 645     }
 646
 647     if (port != -1) {
 648         for (i = 0; i < smp_cpus; i++) {
 649             if (state->ioreq_local_port[i] == port) {
 650                 break;
 651             }
 652         }
 653
 654         if (i == smp_cpus) {
 655             hw_error("Fatal error while trying to get io event!\n");
 656         }
 657
 658         /* unmask the wanted port again */
 659         xc_evtchn_unmask(state->xce_handle, port);
 660
 661         /* get the io packet from shared memory */
 662         state->send_vcpu = i;
 663         return cpu_get_ioreq_from_shared_memory(state, i);
 664     }
 665
 666     /* read error or read nothing */
 667     return NULL;
 668 }
 669
 670 static uint32_t do_inp(pio_addr_t addr, unsigned long size)
 671 {
 672     switch (size) {
 673         case 1:
 674             return cpu_inb(addr);
 675         case 2:
 676             return cpu_inw(addr);
 677         case 4:
 678             return cpu_inl(addr);
 679         default:
 680             hw_error("inp: bad size: %04"FMT_pioaddr" %lx", addr, size);
 681     }
 682 }
 683
 684 static void do_outp(pio_addr_t addr,
 685         unsigned long size, uint32_t val)
 686 {
 687     switch (size) {
 688         case 1:
 689             return cpu_outb(addr, val);
 690         case 2:
 691             return cpu_outw(addr, val);
 692         case 4:
 693             return cpu_outl(addr, val);
 694         default:
 695             hw_error("outp: bad size: %04"FMT_pioaddr" %lx", addr, size);
 696     }
 697 }
 698
 699 static void cpu_ioreq_pio(ioreq_t *req)
 700 {
 701     int i, sign;
 702
 703     sign = req->df ? -1 : 1;
 704
 705     if (req->dir == IOREQ_READ) {
 706         if (!req->data_is_ptr) {
 707             req->data = do_inp(req->addr, req->size);
 708         } else {
 709             uint32_t tmp;
 710
 711             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 712                 tmp = do_inp(req->addr, req->size);
 713                 cpu_physical_memory_write(req->data + (sign * i * req->size),
 714                         (uint8_t *) &tmp, req->size);
 715             }
 716         }
 717     } else if (req->dir == IOREQ_WRITE) {
 718         if (!req->data_is_ptr) {
 719             do_outp(req->addr, req->size, req->data);
 720         } else {
 721             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 722                 uint32_t tmp = 0;
 723
 724                 cpu_physical_memory_read(req->data + (sign * i * req->size),
 725                         (uint8_t*) &tmp, req->size);
 726                 do_outp(req->addr, req->size, tmp);
 727             }
 728         }
 729     }
 730 }
 731
 732 static void cpu_ioreq_move(ioreq_t *req)
 733 {
 734     int i, sign;
 735
 736     sign = req->df ? -1 : 1;
 737
 738     if (!req->data_is_ptr) {
 739         if (req->dir == IOREQ_READ) {
 740             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 741                 cpu_physical_memory_read(req->addr + (sign * i * req->size),
 742                         (uint8_t *) &req->data, req->size);
 743             }
 744         } else if (req->dir == IOREQ_WRITE) {
 745             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 746                 cpu_physical_memory_write(req->addr + (sign * i * req->size),
 747                         (uint8_t *) &req->data, req->size);
 748             }
 749         }
 750     } else {
 751         uint64_t tmp;
 752
 753         if (req->dir == IOREQ_READ) {
 754             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 755                 cpu_physical_memory_read(req->addr + (sign * i * req->size),
 756                         (uint8_t*) &tmp, req->size);
 757                 cpu_physical_memory_write(req->data + (sign * i * req->size),
 758                         (uint8_t*) &tmp, req->size);
 759             }
 760         } else if (req->dir == IOREQ_WRITE) {
 761             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 762                 cpu_physical_memory_read(req->data + (sign * i * req->size),
 763                         (uint8_t*) &tmp, req->size);
 764                 cpu_physical_memory_write(req->addr + (sign * i * req->size),
 765                         (uint8_t*) &tmp, req->size);
 766             }
 767         }
 768     }
 769 }
 770
 771 static void handle_ioreq(ioreq_t *req)
 772 {
 773     if (!req->data_is_ptr && (req->dir == IOREQ_WRITE) &&
 774             (req->size < sizeof (target_ulong))) {
 775         req->data &= ((target_ulong) 1 << (8 * req->size)) - 1;
 776     }
 777
 778     switch (req->type) {
 779         case IOREQ_TYPE_PIO:
 780             cpu_ioreq_pio(req);
 781             break;
 782         case IOREQ_TYPE_COPY:
 783             cpu_ioreq_move(req);
 784             break;
 785         case IOREQ_TYPE_TIMEOFFSET:
 786             break;
 787         case IOREQ_TYPE_INVALIDATE:
 788             xen_invalidate_map_cache();
 789             break;
 790         default:
 791             hw_error("Invalid ioreq type 0x%x\n", req->type);
 792     }
 793 }
 794
 795 static int handle_buffered_iopage(XenIOState *state)
 796 {
 797     buf_ioreq_t *buf_req = NULL;
 798     ioreq_t req;
 799     int qw;
 800
 801     if (!state->buffered_io_page) {
 802         return 0;
 803     }
 804
 805     memset(&req, 0x00, sizeof(req));
 806
 807     while (state->buffered_io_page->read_pointer != state->buffered_io_page->write_pointer) {
 808         buf_req = &state->buffered_io_page->buf_ioreq[
 809             state->buffered_io_page->read_pointer % IOREQ_BUFFER_SLOT_NUM];
 810         req.size = 1UL << buf_req->size;
 811         req.count = 1;
 812         req.addr = buf_req->addr;
 813         req.data = buf_req->data;
 814         req.state = STATE_IOREQ_READY;
 815         req.dir = buf_req->dir;
 816         req.df = 1;
 817         req.type = buf_req->type;
 818         req.data_is_ptr = 0;
 819         qw = (req.size == 8);
 820         if (qw) {
 821             buf_req = &state->buffered_io_page->buf_ioreq[
 822                 (state->buffered_io_page->read_pointer + 1) % IOREQ_BUFFER_SLOT_NUM];
 823             req.data |= ((uint64_t)buf_req->data) << 32;
 824         }
 825
 826         handle_ioreq(&req);
 827
 828         xen_mb();
 829         state->buffered_io_page->read_pointer += qw ? 2 : 1;
 830     }
 831
 832     return req.count;
 833 }
 834
 835 static void handle_buffered_io(void *opaque)
 836 {
 837     XenIOState *state = opaque;
 838
 839     if (handle_buffered_iopage(state)) {
 840         qemu_mod_timer(state->buffered_io_timer,
 841                 BUFFER_IO_MAX_DELAY + qemu_get_clock_ms(rt_clock));
 842     } else {
 843         qemu_del_timer(state->buffered_io_timer);
 844         xc_evtchn_unmask(state->xce_handle, state->bufioreq_local_port);
 845     }
 846 }
 847
 848 static void cpu_handle_ioreq(void *opaque)
 849 {
 850     XenIOState *state = opaque;
 851     ioreq_t *req = cpu_get_ioreq(state);
 852
 853     handle_buffered_iopage(state);
 854     if (req) {
 855         handle_ioreq(req);
 856
 857         if (req->state != STATE_IOREQ_INPROCESS) {
 858             fprintf(stderr, "Badness in I/O request ... not in service?!: "
 859                     "%x, ptr: %x, port: %"PRIx64", "
 860                     "data: %"PRIx64", count: %" FMT_ioreq_size ", size: %" FMT_ioreq_size "\n",
 861                     req->state, req->data_is_ptr, req->addr,
 862                     req->data, req->count, req->size);
 863             destroy_hvm_domain(false);
 864             return;
 865         }
 866
 867         xen_wmb(); /* Update ioreq contents /then/ update state. */
 868
 869         /*
 870          * We do this before we send the response so that the tools
 871          * have the opportunity to pick up on the reset before the
 872          * guest resumes and does a hlt with interrupts disabled which
 873          * causes Xen to powerdown the domain.
 874          */
 875         if (runstate_is_running()) {
 876             if (qemu_shutdown_requested_get()) {
 877                 destroy_hvm_domain(false);
 878             }
 879             if (qemu_reset_requested_get()) {
 880                 qemu_system_reset(VMRESET_REPORT);
 881                 destroy_hvm_domain(true);
 882             }
 883         }
 884
 885         req->state = STATE_IORESP_READY;
 886         xc_evtchn_notify(state->xce_handle, state->ioreq_local_port[state->send_vcpu]);
 887     }
 888 }
 889
 890 static int store_dev_info(int domid, CharDriverState *cs, const char *string)
 891 {
 892     struct xs_handle *xs = NULL;
 893     char *path = NULL;
 894     char *newpath = NULL;
 895     char *pts = NULL;
 896     int ret = -1;
 897
 898     /* Only continue if we're talking to a pty. */
 899     if (strncmp(cs->filename, "pty:", 4)) {
 900         return 0;
 901     }
 902     pts = cs->filename + 4;
 903
 904     /* We now have everything we need to set the xenstore entry. */
 905     xs = xs_open(0);
 906     if (xs == NULL) {
 907         fprintf(stderr, "Could not contact XenStore\n");
 908         goto out;
 909     }
 910
 911     path = xs_get_domain_path(xs, domid);
 912     if (path == NULL) {
 913         fprintf(stderr, "xs_get_domain_path() error\n");
 914         goto out;
 915     }
 916     newpath = realloc(path, (strlen(path) + strlen(string) +
 917                 strlen("/tty") + 1));
 918     if (newpath == NULL) {
 919         fprintf(stderr, "realloc error\n");
 920         goto out;
 921     }
 922     path = newpath;
 923
 924     strcat(path, string);
 925     strcat(path, "/tty");
 926     if (!xs_write(xs, XBT_NULL, path, pts, strlen(pts))) {
 927         fprintf(stderr, "xs_write for '%s' fail", string);
 928         goto out;
 929     }
 930     ret = 0;
 931
 932 out:
 933     free(path);
 934     xs_close(xs);
 935
 936     return ret;
 937 }
 938
 939 void xenstore_store_pv_console_info(int i, CharDriverState *chr)
 940 {
 941     if (i == 0) {
 942         store_dev_info(xen_domid, chr, "/console");
 943     } else {
 944         char buf[32];
 945         snprintf(buf, sizeof(buf), "/device/console/%d", i);
 946         store_dev_info(xen_domid, chr, buf);
 947     }
 948 }
 949
 950 static void xenstore_record_dm_state(struct xs_handle *xs, const char *state)
 951 {
 952     char path[50];
 953
 954     if (xs == NULL) {
 955         fprintf(stderr, "xenstore connection not initialized\n");
 956         exit(1);
 957     }
 958
 959     snprintf(path, sizeof (path), "/local/domain/0/device-model/%u/state", xen_domid);
 960     if (!xs_write(xs, XBT_NULL, path, state, strlen(state))) {
 961         fprintf(stderr, "error recording dm state\n");
 962         exit(1);
 963     }
 964 }
 965
 966 static void xen_main_loop_prepare(XenIOState *state)
 967 {
 968     int evtchn_fd = -1;
 969
 970     if (state->xce_handle != XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
 971         evtchn_fd = xc_evtchn_fd(state->xce_handle);
 972     }
 973
 974     state->buffered_io_timer = qemu_new_timer_ms(rt_clock, handle_buffered_io,
 975                                                  state);
 976
 977     if (evtchn_fd != -1) {
 978         qemu_set_fd_handler(evtchn_fd, cpu_handle_ioreq, NULL, state);
 979     }
 980 }
 981
 982
 983 /* Initialise Xen */
 984
 985 static void xen_change_state_handler(void *opaque, int running,
 986                                      RunState state)
 987 {
 988     if (running) {
 989         /* record state running */
 990         xenstore_record_dm_state(xenstore, "running");
 991     }
 992 }
 993
 994 static void xen_hvm_change_state_handler(void *opaque, int running,
 995                                          RunState rstate)
 996 {
 997     XenIOState *xstate = opaque;
 998     if (running) {
 999         xen_main_loop_prepare(xstate);
1000     }
1001 }
1002
1003 static void xen_exit_notifier(Notifier *n, void *data)
1004 {
1005     XenIOState *state = container_of(n, XenIOState, exit);
1006
1007     xc_evtchn_close(state->xce_handle);
1008     xs_daemon_close(state->xenstore);
1009 }
1010
1011 int xen_init(void)
1012 {
1013     xen_xc = xen_xc_interface_open(0, 0, 0);
1014     if (xen_xc == XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
1015         xen_be_printf(NULL, 0, "can't open xen interface\n");
1016         return -1;
1017     }
1018     qemu_add_vm_change_state_handler(xen_change_state_handler, NULL);
1019
1020     return 0;
1021 }
1022
1023 static void xen_read_physmap(XenIOState *state)
1024 {
1025     XenPhysmap *physmap = NULL;
1026     unsigned int len, num, i;
1027     char path[80], *value = NULL;
1028     char **entries = NULL;
1029
1030     snprintf(path, sizeof(path),
1031             "/local/domain/0/device-model/%d/physmap", xen_domid);
1032     entries = xs_directory(state->xenstore, 0, path, &num);
1033     if (entries == NULL)
1034         return;
1035
1036     for (i = 0; i < num; i++) {
1037         physmap = g_malloc(sizeof (XenPhysmap));
1038         physmap->phys_offset = strtoull(entries[i], NULL, 16);
1039         snprintf(path, sizeof(path),
1040                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%s/start_addr",
1041                 xen_domid, entries[i]);
1042         value = xs_read(state->xenstore, 0, path, &len);
1043         if (value == NULL) {
1044             free(physmap);
1045             continue;
1046         }
1047         physmap->start_addr = strtoull(value, NULL, 16);
1048         free(value);
1049
1050         snprintf(path, sizeof(path),
1051                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%s/size",
1052                 xen_domid, entries[i]);
1053         value = xs_read(state->xenstore, 0, path, &len);
1054         if (value == NULL) {
1055             free(physmap);
1056             continue;
1057         }
1058         physmap->size = strtoull(value, NULL, 16);
1059         free(value);
1060
1061         snprintf(path, sizeof(path),
1062                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%s/name",
1063                 xen_domid, entries[i]);
1064         physmap->name = xs_read(state->xenstore, 0, path, &len);
1065
1066         QLIST_INSERT_HEAD(&state->physmap, physmap, list);
1067     }
1068     free(entries);
1069     return;
1070 }
1071
1072 int xen_hvm_init(void)
1073 {
1074     int i, rc;
1075     unsigned long ioreq_pfn;
1076     unsigned long bufioreq_evtchn;
1077     XenIOState *state;
1078
1079     state = g_malloc0(sizeof (XenIOState));
1080
1081     state->xce_handle = xen_xc_evtchn_open(NULL, 0);
1082     if (state->xce_handle == XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
1083         perror("xen: event channel open");
1084         return -errno;
1085     }
1086
1087     state->xenstore = xs_daemon_open();
1088     if (state->xenstore == NULL) {
1089         perror("xen: xenstore open");
1090         return -errno;
1091     }
1092
1093     state->exit.notify = xen_exit_notifier;
1094     qemu_add_exit_notifier(&state->exit);
1095
1096     state->suspend.notify = xen_suspend_notifier;
1097     qemu_register_suspend_notifier(&state->suspend);
1098
1099     xc_get_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_IOREQ_PFN, &ioreq_pfn);
1100     DPRINTF("shared page at pfn %lx\n", ioreq_pfn);
1101     state->shared_page = xc_map_foreign_range(xen_xc, xen_domid, XC_PAGE_SIZE,
1102                                               PROT_READ|PROT_WRITE, ioreq_pfn);
1103     if (state->shared_page == NULL) {
1104         hw_error("map shared IO page returned error %d handle=" XC_INTERFACE_FMT,
1105                  errno, xen_xc);
1106     }
1107
1108     xc_get_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_BUFIOREQ_PFN, &ioreq_pfn);
1109     DPRINTF("buffered io page at pfn %lx\n", ioreq_pfn);
1110     state->buffered_io_page = xc_map_foreign_range(xen_xc, xen_domid, XC_PAGE_SIZE,
1111                                                    PROT_READ|PROT_WRITE, ioreq_pfn);
1112     if (state->buffered_io_page == NULL) {
1113         hw_error("map buffered IO page returned error %d", errno);
1114     }
1115
1116     state->ioreq_local_port = g_malloc0(smp_cpus * sizeof (evtchn_port_t));
1117
1118     /* FIXME: how about if we overflow the page here? */
1119     for (i = 0; i < smp_cpus; i++) {
1120         rc = xc_evtchn_bind_interdomain(state->xce_handle, xen_domid,
1121                                         xen_vcpu_eport(state->shared_page, i));
1122         if (rc == -1) {
1123             fprintf(stderr, "bind interdomain ioctl error %d\n", errno);
1124             return -1;
1125         }
1126         state->ioreq_local_port[i] = rc;
1127     }
1128
1129     rc = xc_get_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_BUFIOREQ_EVTCHN,
1130             &bufioreq_evtchn);
1131     if (rc < 0) {
1132         fprintf(stderr, "failed to get HVM_PARAM_BUFIOREQ_EVTCHN\n");
1133         return -1;
1134     }
1135     rc = xc_evtchn_bind_interdomain(state->xce_handle, xen_domid,
1136             (uint32_t)bufioreq_evtchn);
1137     if (rc == -1) {
1138         fprintf(stderr, "bind interdomain ioctl error %d\n", errno);
1139         return -1;
1140     }
1141     state->bufioreq_local_port = rc;
1142
1143     /* Init RAM management */
1144     xen_map_cache_init(xen_phys_offset_to_gaddr, state);
1145     xen_ram_init(ram_size);
1146
1147     qemu_add_vm_change_state_handler(xen_hvm_change_state_handler, state);
1148
1149     state->memory_listener = xen_memory_listener;
1150     QLIST_INIT(&state->physmap);
1151     memory_listener_register(&state->memory_listener, get_system_memory());
1152     state->log_for_dirtybit = NULL;
1153
1154     /* Initialize backend core & drivers */
1155     if (xen_be_init() != 0) {
1156         fprintf(stderr, "%s: xen backend core setup failed\n", __FUNCTION__);
1157         exit(1);
1158     }
1159     xen_be_register("console", &xen_console_ops);
1160     xen_be_register("vkbd", &xen_kbdmouse_ops);
1161     xen_be_register("qdisk", &xen_blkdev_ops);
1162     xen_read_physmap(state);
1163
1164     return 0;
1165 }
1166
1167 void destroy_hvm_domain(bool reboot)
1168 {
1169     XenXC xc_handle;
1170     int sts;
1171
1172     xc_handle = xen_xc_interface_open(0, 0, 0);
1173     if (xc_handle == XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
1174         fprintf(stderr, "Cannot acquire xenctrl handle\n");
1175     } else {
1176         sts = xc_domain_shutdown(xc_handle, xen_domid,
1177                                  reboot ? SHUTDOWN_reboot : SHUTDOWN_poweroff);
1178         if (sts != 0) {
1179             fprintf(stderr, "xc_domain_shutdown failed to issue %s, "
1180                     "sts %d, %s\n", reboot ? "reboot" : "poweroff",
1181                     sts, strerror(errno));
1182         } else {
1183             fprintf(stderr, "Issued domain %d %s\n", xen_domid,
1184                     reboot ? "reboot" : "poweroff");
1185         }
1186         xc_interface_close(xc_handle);
1187     }
1188 }
1189
1190 void xen_register_framebuffer(MemoryRegion *mr)
1191 {
1192     framebuffer = mr;
1193 }