target/i386/kvm.c

   1 /*
   2  * QEMU KVM support
   3  *
   4  * Copyright (C) 2006-2008 Qumranet Technologies
   5  * Copyright IBM, Corp. 2008
   6  *
   7  * Authors:
   8  *  Anthony Liguori   <[email protected]>
   9  *
  10  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2 or later.
  11  * See the COPYING file in the top-level directory.
  12  *
  13  */
  14
  15 #include "qemu/osdep.h"
  16 #include "qapi/error.h"
  17 #include <sys/ioctl.h>
  18 #include <sys/utsname.h>
  19
  20 #include <linux/kvm.h>
  21 #include "standard-headers/asm-x86/kvm_para.h"
  22
  23 #include "cpu.h"
  24 #include "sysemu/sysemu.h"
  25 #include "sysemu/hw_accel.h"
  26 #include "sysemu/kvm_int.h"
  27 #include "kvm_i386.h"
  28 #include "hyperv.h"
  29 #include "hyperv-proto.h"
  30
  31 #include "exec/gdbstub.h"
  32 #include "qemu/host-utils.h"
  33 #include "qemu/config-file.h"
  34 #include "qemu/error-report.h"
  35 #include "hw/i386/pc.h"
  36 #include "hw/i386/apic.h"
  37 #include "hw/i386/apic_internal.h"
  38 #include "hw/i386/apic-msidef.h"
  39 #include "hw/i386/intel_iommu.h"
  40 #include "hw/i386/x86-iommu.h"
  41
  42 #include "hw/pci/pci.h"
  43 #include "hw/pci/msi.h"
  44 #include "hw/pci/msix.h"
  45 #include "migration/blocker.h"
  46 #include "exec/memattrs.h"
  47 #include "trace.h"
  48
  49 //#define DEBUG_KVM
  50
  51 #ifdef DEBUG_KVM
  52 #define DPRINTF(fmt, ...) \
  53     do { fprintf(stderr, fmt, ## __VA_ARGS__); } while (0)
  54 #else
  55 #define DPRINTF(fmt, ...) \
  56     do { } while (0)
  57 #endif
  58
  59 #define MSR_KVM_WALL_CLOCK  0x11
  60 #define MSR_KVM_SYSTEM_TIME 0x12
  61
  62 /* A 4096-byte buffer can hold the 8-byte kvm_msrs header, plus
  63  * 255 kvm_msr_entry structs */
  64 #define MSR_BUF_SIZE 4096
  65
  66 const KVMCapabilityInfo kvm_arch_required_capabilities[] = {
  67     KVM_CAP_INFO(SET_TSS_ADDR),
  68     KVM_CAP_INFO(EXT_CPUID),
  69     KVM_CAP_INFO(MP_STATE),
  70     KVM_CAP_LAST_INFO
  71 };
  72
  73 static bool has_msr_star;
  74 static bool has_msr_hsave_pa;
  75 static bool has_msr_tsc_aux;
  76 static bool has_msr_tsc_adjust;
  77 static bool has_msr_tsc_deadline;
  78 static bool has_msr_feature_control;
  79 static bool has_msr_misc_enable;
  80 static bool has_msr_smbase;
  81 static bool has_msr_bndcfgs;
  82 static int lm_capable_kernel;
  83 static bool has_msr_hv_hypercall;
  84 static bool has_msr_hv_crash;
  85 static bool has_msr_hv_reset;
  86 static bool has_msr_hv_vpindex;
  87 static bool hv_vpindex_settable;
  88 static bool has_msr_hv_runtime;
  89 static bool has_msr_hv_synic;
  90 static bool has_msr_hv_stimer;
  91 static bool has_msr_hv_frequencies;
  92 static bool has_msr_hv_reenlightenment;
  93 static bool has_msr_xss;
  94 static bool has_msr_spec_ctrl;
  95 static bool has_msr_virt_ssbd;
  96 static bool has_msr_smi_count;
  97 static bool has_msr_arch_capabs;
  98 static bool has_msr_core_capabs;
  99
 100 static uint32_t has_architectural_pmu_version;
 101 static uint32_t num_architectural_pmu_gp_counters;
 102 static uint32_t num_architectural_pmu_fixed_counters;
 103
 104 static int has_xsave;
 105 static int has_xcrs;
 106 static int has_pit_state2;
 107 static int has_exception_payload;
 108
 109 static bool has_msr_mcg_ext_ctl;
 110
 111 static struct kvm_cpuid2 *cpuid_cache;
 112 static struct kvm_msr_list *kvm_feature_msrs;
 113
 114 int kvm_has_pit_state2(void)
 115 {
 116     return has_pit_state2;
 117 }
 118
 119 bool kvm_has_smm(void)
 120 {
 121     return kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_X86_SMM);
 122 }
 123
 124 bool kvm_has_adjust_clock_stable(void)
 125 {
 126     int ret = kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_ADJUST_CLOCK);
 127
 128     return (ret == KVM_CLOCK_TSC_STABLE);
 129 }
 130
 131 bool kvm_allows_irq0_override(void)
 132 {
 133     return !kvm_irqchip_in_kernel() || kvm_has_gsi_routing();
 134 }
 135
 136 static bool kvm_x2apic_api_set_flags(uint64_t flags)
 137 {
 138     KVMState *s = KVM_STATE(current_machine->accelerator);
 139
 140     return !kvm_vm_enable_cap(s, KVM_CAP_X2APIC_API, 0, flags);
 141 }
 142
 143 #define MEMORIZE(fn, _result) \
 144     ({ \
 145         static bool _memorized; \
 146         \
 147         if (_memorized) { \
 148             return _result; \
 149         } \
 150         _memorized = true; \
 151         _result = fn; \
 152     })
 153
 154 static bool has_x2apic_api;
 155
 156 bool kvm_has_x2apic_api(void)
 157 {
 158     return has_x2apic_api;
 159 }
 160
 161 bool kvm_enable_x2apic(void)
 162 {
 163     return MEMORIZE(
 164              kvm_x2apic_api_set_flags(KVM_X2APIC_API_USE_32BIT_IDS |
 165                                       KVM_X2APIC_API_DISABLE_BROADCAST_QUIRK),
 166              has_x2apic_api);
 167 }
 168
 169 bool kvm_hv_vpindex_settable(void)
 170 {
 171     return hv_vpindex_settable;
 172 }
 173
 174 static int kvm_get_tsc(CPUState *cs)
 175 {
 176     X86CPU *cpu = X86_CPU(cs);
 177     CPUX86State *env = &cpu->env;
 178     struct {
 179         struct kvm_msrs info;
 180         struct kvm_msr_entry entries[1];
 181     } msr_data;
 182     int ret;
 183
 184     if (env->tsc_valid) {
 185         return 0;
 186     }
 187
 188     msr_data.info.nmsrs = 1;
 189     msr_data.entries[0].index = MSR_IA32_TSC;
 190     env->tsc_valid = !runstate_is_running();
 191
 192     ret = kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_GET_MSRS, &msr_data);
 193     if (ret < 0) {
 194         return ret;
 195     }
 196
 197     assert(ret == 1);
 198     env->tsc = msr_data.entries[0].data;
 199     return 0;
 200 }
 201
 202 static inline void do_kvm_synchronize_tsc(CPUState *cpu, run_on_cpu_data arg)
 203 {
 204     kvm_get_tsc(cpu);
 205 }
 206
 207 void kvm_synchronize_all_tsc(void)
 208 {
 209     CPUState *cpu;
 210
 211     if (kvm_enabled()) {
 212         CPU_FOREACH(cpu) {
 213             run_on_cpu(cpu, do_kvm_synchronize_tsc, RUN_ON_CPU_NULL);
 214         }
 215     }
 216 }
 217
 218 static struct kvm_cpuid2 *try_get_cpuid(KVMState *s, int max)
 219 {
 220     struct kvm_cpuid2 *cpuid;
 221     int r, size;
 222
 223     size = sizeof(*cpuid) + max * sizeof(*cpuid->entries);
 224     cpuid = g_malloc0(size);
 225     cpuid->nent = max;
 226     r = kvm_ioctl(s, KVM_GET_SUPPORTED_CPUID, cpuid);
 227     if (r == 0 && cpuid->nent >= max) {
 228         r = -E2BIG;
 229     }
 230     if (r < 0) {
 231         if (r == -E2BIG) {
 232             g_free(cpuid);
 233             return NULL;
 234         } else {
 235             fprintf(stderr, "KVM_GET_SUPPORTED_CPUID failed: %s\n",
 236                     strerror(-r));
 237             exit(1);
 238         }
 239     }
 240     return cpuid;
 241 }
 242
 243 /* Run KVM_GET_SUPPORTED_CPUID ioctl(), allocating a buffer large enough
 244  * for all entries.
 245  */
 246 static struct kvm_cpuid2 *get_supported_cpuid(KVMState *s)
 247 {
 248     struct kvm_cpuid2 *cpuid;
 249     int max = 1;
 250
 251     if (cpuid_cache != NULL) {
 252         return cpuid_cache;
 253     }
 254     while ((cpuid = try_get_cpuid(s, max)) == NULL) {
 255         max *= 2;
 256     }
 257     cpuid_cache = cpuid;
 258     return cpuid;
 259 }
 260
 261 static const struct kvm_para_features {
 262     int cap;
 263     int feature;
 264 } para_features[] = {
 265     { KVM_CAP_CLOCKSOURCE, KVM_FEATURE_CLOCKSOURCE },
 266     { KVM_CAP_NOP_IO_DELAY, KVM_FEATURE_NOP_IO_DELAY },
 267     { KVM_CAP_PV_MMU, KVM_FEATURE_MMU_OP },
 268     { KVM_CAP_ASYNC_PF, KVM_FEATURE_ASYNC_PF },
 269 };
 270
 271 static int get_para_features(KVMState *s)
 272 {
 273     int i, features = 0;
 274
 275     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(para_features); i++) {
 276         if (kvm_check_extension(s, para_features[i].cap)) {
 277             features |= (1 << para_features[i].feature);
 278         }
 279     }
 280
 281     return features;
 282 }
 283
 284 static bool host_tsx_blacklisted(void)
 285 {
 286     int family, model, stepping;\
 287     char vendor[CPUID_VENDOR_SZ + 1];
 288
 289     host_vendor_fms(vendor, &family, &model, &stepping);
 290
 291     /* Check if we are running on a Haswell host known to have broken TSX */
 292     return !strcmp(vendor, CPUID_VENDOR_INTEL) &&
 293            (family == 6) &&
 294            ((model == 63 && stepping < 4) ||
 295             model == 60 || model == 69 || model == 70);
 296 }
 297
 298 /* Returns the value for a specific register on the cpuid entry
 299  */
 300 static uint32_t cpuid_entry_get_reg(struct kvm_cpuid_entry2 *entry, int reg)
 301 {
 302     uint32_t ret = 0;
 303     switch (reg) {
 304     case R_EAX:
 305         ret = entry->eax;
 306         break;
 307     case R_EBX:
 308         ret = entry->ebx;
 309         break;
 310     case R_ECX:
 311         ret = entry->ecx;
 312         break;
 313     case R_EDX:
 314         ret = entry->edx;
 315         break;
 316     }
 317     return ret;
 318 }
 319
 320 /* Find matching entry for function/index on kvm_cpuid2 struct
 321  */
 322 static struct kvm_cpuid_entry2 *cpuid_find_entry(struct kvm_cpuid2 *cpuid,
 323                                                  uint32_t function,
 324                                                  uint32_t index)
 325 {
 326     int i;
 327     for (i = 0; i < cpuid->nent; ++i) {
 328         if (cpuid->entries[i].function == function &&
 329             cpuid->entries[i].index == index) {
 330             return &cpuid->entries[i];
 331         }
 332     }
 333     /* not found: */
 334     return NULL;
 335 }
 336
 337 uint32_t kvm_arch_get_supported_cpuid(KVMState *s, uint32_t function,
 338                                       uint32_t index, int reg)
 339 {
 340     struct kvm_cpuid2 *cpuid;
 341     uint32_t ret = 0;
 342     uint32_t cpuid_1_edx;
 343     bool found = false;
 344
 345     cpuid = get_supported_cpuid(s);
 346
 347     struct kvm_cpuid_entry2 *entry = cpuid_find_entry(cpuid, function, index);
 348     if (entry) {
 349         found = true;
 350         ret = cpuid_entry_get_reg(entry, reg);
 351     }
 352
 353     /* Fixups for the data returned by KVM, below */
 354
 355     if (function == 1 && reg == R_EDX) {
 356         /* KVM before 2.6.30 misreports the following features */
 357         ret |= CPUID_MTRR | CPUID_PAT | CPUID_MCE | CPUID_MCA;
 358     } else if (function == 1 && reg == R_ECX) {
 359         /* We can set the hypervisor flag, even if KVM does not return it on
 360          * GET_SUPPORTED_CPUID
 361          */
 362         ret |= CPUID_EXT_HYPERVISOR;
 363         /* tsc-deadline flag is not returned by GET_SUPPORTED_CPUID, but it
 364          * can be enabled if the kernel has KVM_CAP_TSC_DEADLINE_TIMER,
 365          * and the irqchip is in the kernel.
 366          */
 367         if (kvm_irqchip_in_kernel() &&
 368                 kvm_check_extension(s, KVM_CAP_TSC_DEADLINE_TIMER)) {
 369             ret |= CPUID_EXT_TSC_DEADLINE_TIMER;
 370         }
 371
 372         /* x2apic is reported by GET_SUPPORTED_CPUID, but it can't be enabled
 373          * without the in-kernel irqchip
 374          */
 375         if (!kvm_irqchip_in_kernel()) {
 376             ret &= ~CPUID_EXT_X2APIC;
 377         }
 378
 379         if (enable_cpu_pm) {
 380             int disable_exits = kvm_check_extension(s,
 381                                                     KVM_CAP_X86_DISABLE_EXITS);
 382
 383             if (disable_exits & KVM_X86_DISABLE_EXITS_MWAIT) {
 384                 ret |= CPUID_EXT_MONITOR;
 385             }
 386         }
 387     } else if (function == 6 && reg == R_EAX) {
 388         ret |= CPUID_6_EAX_ARAT; /* safe to allow because of emulated APIC */
 389     } else if (function == 7 && index == 0 && reg == R_EBX) {
 390         if (host_tsx_blacklisted()) {
 391             ret &= ~(CPUID_7_0_EBX_RTM | CPUID_7_0_EBX_HLE);
 392         }
 393     } else if (function == 7 && index == 0 && reg == R_EDX) {
 394         /*
 395          * Linux v4.17-v4.20 incorrectly return ARCH_CAPABILITIES on SVM hosts.
 396          * We can detect the bug by checking if MSR_IA32_ARCH_CAPABILITIES is
 397          * returned by KVM_GET_MSR_INDEX_LIST.
 398          */
 399         if (!has_msr_arch_capabs) {
 400             ret &= ~CPUID_7_0_EDX_ARCH_CAPABILITIES;
 401         }
 402     } else if (function == 0x80000001 && reg == R_ECX) {
 403         /*
 404          * It's safe to enable TOPOEXT even if it's not returned by
 405          * GET_SUPPORTED_CPUID.  Unconditionally enabling TOPOEXT here allows
 406          * us to keep CPU models including TOPOEXT runnable on older kernels.
 407          */
 408         ret |= CPUID_EXT3_TOPOEXT;
 409     } else if (function == 0x80000001 && reg == R_EDX) {
 410         /* On Intel, kvm returns cpuid according to the Intel spec,
 411          * so add missing bits according to the AMD spec:
 412          */
 413         cpuid_1_edx = kvm_arch_get_supported_cpuid(s, 1, 0, R_EDX);
 414         ret |= cpuid_1_edx & CPUID_EXT2_AMD_ALIASES;
 415     } else if (function == KVM_CPUID_FEATURES && reg == R_EAX) {
 416         /* kvm_pv_unhalt is reported by GET_SUPPORTED_CPUID, but it can't
 417          * be enabled without the in-kernel irqchip
 418          */
 419         if (!kvm_irqchip_in_kernel()) {
 420             ret &= ~(1U << KVM_FEATURE_PV_UNHALT);
 421         }
 422     } else if (function == KVM_CPUID_FEATURES && reg == R_EDX) {
 423         ret |= 1U << KVM_HINTS_REALTIME;
 424         found = 1;
 425     }
 426
 427     /* fallback for older kernels */
 428     if ((function == KVM_CPUID_FEATURES) && !found) {
 429         ret = get_para_features(s);
 430     }
 431
 432     return ret;
 433 }
 434
 435 uint32_t kvm_arch_get_supported_msr_feature(KVMState *s, uint32_t index)
 436 {
 437     struct {
 438         struct kvm_msrs info;
 439         struct kvm_msr_entry entries[1];
 440     } msr_data;
 441     uint32_t ret;
 442
 443     if (kvm_feature_msrs == NULL) { /* Host doesn't support feature MSRs */
 444         return 0;
 445     }
 446
 447     /* Check if requested MSR is supported feature MSR */
 448     int i;
 449     for (i = 0; i < kvm_feature_msrs->nmsrs; i++)
 450         if (kvm_feature_msrs->indices[i] == index) {
 451             break;
 452         }
 453     if (i == kvm_feature_msrs->nmsrs) {
 454         return 0; /* if the feature MSR is not supported, simply return 0 */
 455     }
 456
 457     msr_data.info.nmsrs = 1;
 458     msr_data.entries[0].index = index;
 459
 460     ret = kvm_ioctl(s, KVM_GET_MSRS, &msr_data);
 461     if (ret != 1) {
 462         error_report("KVM get MSR (index=0x%x) feature failed, %s",
 463             index, strerror(-ret));
 464         exit(1);
 465     }
 466
 467     return msr_data.entries[0].data;
 468 }
 469
 470
 471 typedef struct HWPoisonPage {
 472     ram_addr_t ram_addr;
 473     QLIST_ENTRY(HWPoisonPage) list;
 474 } HWPoisonPage;
 475
 476 static QLIST_HEAD(, HWPoisonPage) hwpoison_page_list =
 477     QLIST_HEAD_INITIALIZER(hwpoison_page_list);
 478
 479 static void kvm_unpoison_all(void *param)
 480 {
 481     HWPoisonPage *page, *next_page;
 482
 483     QLIST_FOREACH_SAFE(page, &hwpoison_page_list, list, next_page) {
 484         QLIST_REMOVE(page, list);
 485         qemu_ram_remap(page->ram_addr, TARGET_PAGE_SIZE);
 486         g_free(page);
 487     }
 488 }
 489
 490 static void kvm_hwpoison_page_add(ram_addr_t ram_addr)
 491 {
 492     HWPoisonPage *page;
 493
 494     QLIST_FOREACH(page, &hwpoison_page_list, list) {
 495         if (page->ram_addr == ram_addr) {
 496             return;
 497         }
 498     }
 499     page = g_new(HWPoisonPage, 1);
 500     page->ram_addr = ram_addr;
 501     QLIST_INSERT_HEAD(&hwpoison_page_list, page, list);
 502 }
 503
 504 static int kvm_get_mce_cap_supported(KVMState *s, uint64_t *mce_cap,
 505                                      int *max_banks)
 506 {
 507     int r;
 508
 509     r = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_MCE);
 510     if (r > 0) {
 511         *max_banks = r;
 512         return kvm_ioctl(s, KVM_X86_GET_MCE_CAP_SUPPORTED, mce_cap);
 513     }
 514     return -ENOSYS;
 515 }
 516
 517 static void kvm_mce_inject(X86CPU *cpu, hwaddr paddr, int code)
 518 {
 519     CPUState *cs = CPU(cpu);
 520     CPUX86State *env = &cpu->env;
 521     uint64_t status = MCI_STATUS_VAL | MCI_STATUS_UC | MCI_STATUS_EN |
 522                       MCI_STATUS_MISCV | MCI_STATUS_ADDRV | MCI_STATUS_S;
 523     uint64_t mcg_status = MCG_STATUS_MCIP;
 524     int flags = 0;
 525
 526     if (code == BUS_MCEERR_AR) {
 527         status |= MCI_STATUS_AR | 0x134;
 528         mcg_status |= MCG_STATUS_EIPV;
 529     } else {
 530         status |= 0xc0;
 531         mcg_status |= MCG_STATUS_RIPV;
 532     }
 533
 534     flags = cpu_x86_support_mca_broadcast(env) ? MCE_INJECT_BROADCAST : 0;
 535     /* We need to read back the value of MSR_EXT_MCG_CTL that was set by the
 536      * guest kernel back into env->mcg_ext_ctl.
 537      */
 538     cpu_synchronize_state(cs);
 539     if (env->mcg_ext_ctl & MCG_EXT_CTL_LMCE_EN) {
 540         mcg_status |= MCG_STATUS_LMCE;
 541         flags = 0;
 542     }
 543
 544     cpu_x86_inject_mce(NULL, cpu, 9, status, mcg_status, paddr,
 545                        (MCM_ADDR_PHYS << 6) | 0xc, flags);
 546 }
 547
 548 static void hardware_memory_error(void)
 549 {
 550     fprintf(stderr, "Hardware memory error!\n");
 551     exit(1);
 552 }
 553
 554 void kvm_arch_on_sigbus_vcpu(CPUState *c, int code, void *addr)
 555 {
 556     X86CPU *cpu = X86_CPU(c);
 557     CPUX86State *env = &cpu->env;
 558     ram_addr_t ram_addr;
 559     hwaddr paddr;
 560
 561     /* If we get an action required MCE, it has been injected by KVM
 562      * while the VM was running.  An action optional MCE instead should
 563      * be coming from the main thread, which qemu_init_sigbus identifies
 564      * as the "early kill" thread.
 565      */
 566     assert(code == BUS_MCEERR_AR || code == BUS_MCEERR_AO);
 567
 568     if ((env->mcg_cap & MCG_SER_P) && addr) {
 569         ram_addr = qemu_ram_addr_from_host(addr);
 570         if (ram_addr != RAM_ADDR_INVALID &&
 571             kvm_physical_memory_addr_from_host(c->kvm_state, addr, &paddr)) {
 572             kvm_hwpoison_page_add(ram_addr);
 573             kvm_mce_inject(cpu, paddr, code);
 574             return;
 575         }
 576
 577         fprintf(stderr, "Hardware memory error for memory used by "
 578                 "QEMU itself instead of guest system!\n");
 579     }
 580
 581     if (code == BUS_MCEERR_AR) {
 582         hardware_memory_error();
 583     }
 584
 585     /* Hope we are lucky for AO MCE */
 586 }
 587
 588 static void kvm_reset_exception(CPUX86State *env)
 589 {
 590     env->exception_nr = -1;
 591     env->exception_pending = 0;
 592     env->exception_injected = 0;
 593     env->exception_has_payload = false;
 594     env->exception_payload = 0;
 595 }
 596
 597 static void kvm_queue_exception(CPUX86State *env,
 598                                 int32_t exception_nr,
 599                                 uint8_t exception_has_payload,
 600                                 uint64_t exception_payload)
 601 {
 602     assert(env->exception_nr == -1);
 603     assert(!env->exception_pending);
 604     assert(!env->exception_injected);
 605     assert(!env->exception_has_payload);
 606
 607     env->exception_nr = exception_nr;
 608
 609     if (has_exception_payload) {
 610         env->exception_pending = 1;
 611
 612         env->exception_has_payload = exception_has_payload;
 613         env->exception_payload = exception_payload;
 614     } else {
 615         env->exception_injected = 1;
 616
 617         if (exception_nr == EXCP01_DB) {
 618             assert(exception_has_payload);
 619             env->dr[6] = exception_payload;
 620         } else if (exception_nr == EXCP0E_PAGE) {
 621             assert(exception_has_payload);
 622             env->cr[2] = exception_payload;
 623         } else {
 624             assert(!exception_has_payload);
 625         }
 626     }
 627 }
 628
 629 static int kvm_inject_mce_oldstyle(X86CPU *cpu)
 630 {
 631     CPUX86State *env = &cpu->env;
 632
 633     if (!kvm_has_vcpu_events() && env->exception_nr == EXCP12_MCHK) {
 634         unsigned int bank, bank_num = env->mcg_cap & 0xff;
 635         struct kvm_x86_mce mce;
 636
 637         kvm_reset_exception(env);
 638
 639         /*
 640          * There must be at least one bank in use if an MCE is pending.
 641          * Find it and use its values for the event injection.
 642          */
 643         for (bank = 0; bank < bank_num; bank++) {
 644             if (env->mce_banks[bank * 4 + 1] & MCI_STATUS_VAL) {
 645                 break;
 646             }
 647         }
 648         assert(bank < bank_num);
 649
 650         mce.bank = bank;
 651         mce.status = env->mce_banks[bank * 4 + 1];
 652         mce.mcg_status = env->mcg_status;
 653         mce.addr = env->mce_banks[bank * 4 + 2];
 654         mce.misc = env->mce_banks[bank * 4 + 3];
 655
 656         return kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_X86_SET_MCE, &mce);
 657     }
 658     return 0;
 659 }
 660
 661 static void cpu_update_state(void *opaque, int running, RunState state)
 662 {
 663     CPUX86State *env = opaque;
 664
 665     if (running) {
 666         env->tsc_valid = false;
 667     }
 668 }
 669
 670 unsigned long kvm_arch_vcpu_id(CPUState *cs)
 671 {
 672     X86CPU *cpu = X86_CPU(cs);
 673     return cpu->apic_id;
 674 }
 675
 676 #ifndef KVM_CPUID_SIGNATURE_NEXT
 677 #define KVM_CPUID_SIGNATURE_NEXT                0x40000100
 678 #endif
 679
 680 static bool hyperv_enabled(X86CPU *cpu)
 681 {
 682     CPUState *cs = CPU(cpu);
 683     return kvm_check_extension(cs->kvm_state, KVM_CAP_HYPERV) > 0 &&
 684         ((cpu->hyperv_spinlock_attempts != HYPERV_SPINLOCK_NEVER_RETRY) ||
 685          cpu->hyperv_features || cpu->hyperv_passthrough);
 686 }
 687
 688 static int kvm_arch_set_tsc_khz(CPUState *cs)
 689 {
 690     X86CPU *cpu = X86_CPU(cs);
 691     CPUX86State *env = &cpu->env;
 692     int r;
 693
 694     if (!env->tsc_khz) {
 695         return 0;
 696     }
 697
 698     r = kvm_check_extension(cs->kvm_state, KVM_CAP_TSC_CONTROL) ?
 699         kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_SET_TSC_KHZ, env->tsc_khz) :
 700         -ENOTSUP;
 701     if (r < 0) {
 702         /* When KVM_SET_TSC_KHZ fails, it's an error only if the current
 703          * TSC frequency doesn't match the one we want.
 704          */
 705         int cur_freq = kvm_check_extension(cs->kvm_state, KVM_CAP_GET_TSC_KHZ) ?
 706                        kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_GET_TSC_KHZ) :
 707                        -ENOTSUP;
 708         if (cur_freq <= 0 || cur_freq != env->tsc_khz) {
 709             warn_report("TSC frequency mismatch between "
 710                         "VM (%" PRId64 " kHz) and host (%d kHz), "
 711                         "and TSC scaling unavailable",
 712                         env->tsc_khz, cur_freq);
 713             return r;
 714         }
 715     }
 716
 717     return 0;
 718 }
 719
 720 static bool tsc_is_stable_and_known(CPUX86State *env)
 721 {
 722     if (!env->tsc_khz) {
 723         return false;
 724     }
 725     return (env->features[FEAT_8000_0007_EDX] & CPUID_APM_INVTSC)
 726         || env->user_tsc_khz;
 727 }
 728
 729 static struct {
 730     const char *desc;
 731     struct {
 732         uint32_t fw;
 733         uint32_t bits;
 734     } flags[2];
 735     uint64_t dependencies;
 736 } kvm_hyperv_properties[] = {
 737     [HYPERV_FEAT_RELAXED] = {
 738         .desc = "relaxed timing (hv-relaxed)",
 739         .flags = {
 740             {.fw = FEAT_HYPERV_EAX,
 741              .bits = HV_HYPERCALL_AVAILABLE},
 742             {.fw = FEAT_HV_RECOMM_EAX,
 743              .bits = HV_RELAXED_TIMING_RECOMMENDED}
 744         }
 745     },
 746     [HYPERV_FEAT_VAPIC] = {
 747         .desc = "virtual APIC (hv-vapic)",
 748         .flags = {
 749             {.fw = FEAT_HYPERV_EAX,
 750              .bits = HV_HYPERCALL_AVAILABLE | HV_APIC_ACCESS_AVAILABLE},
 751             {.fw = FEAT_HV_RECOMM_EAX,
 752              .bits = HV_APIC_ACCESS_RECOMMENDED}
 753         }
 754     },
 755     [HYPERV_FEAT_TIME] = {
 756         .desc = "clocksources (hv-time)",
 757         .flags = {
 758             {.fw = FEAT_HYPERV_EAX,
 759              .bits = HV_HYPERCALL_AVAILABLE | HV_TIME_REF_COUNT_AVAILABLE |
 760              HV_REFERENCE_TSC_AVAILABLE}
 761         }
 762     },
 763     [HYPERV_FEAT_CRASH] = {
 764         .desc = "crash MSRs (hv-crash)",
 765         .flags = {
 766             {.fw = FEAT_HYPERV_EDX,
 767              .bits = HV_GUEST_CRASH_MSR_AVAILABLE}
 768         }
 769     },
 770     [HYPERV_FEAT_RESET] = {
 771         .desc = "reset MSR (hv-reset)",
 772         .flags = {
 773             {.fw = FEAT_HYPERV_EAX,
 774              .bits = HV_RESET_AVAILABLE}
 775         }
 776     },
 777     [HYPERV_FEAT_VPINDEX] = {
 778         .desc = "VP_INDEX MSR (hv-vpindex)",
 779         .flags = {
 780             {.fw = FEAT_HYPERV_EAX,
 781              .bits = HV_VP_INDEX_AVAILABLE}
 782         }
 783     },
 784     [HYPERV_FEAT_RUNTIME] = {
 785         .desc = "VP_RUNTIME MSR (hv-runtime)",
 786         .flags = {
 787             {.fw = FEAT_HYPERV_EAX,
 788              .bits = HV_VP_RUNTIME_AVAILABLE}
 789         }
 790     },
 791     [HYPERV_FEAT_SYNIC] = {
 792         .desc = "synthetic interrupt controller (hv-synic)",
 793         .flags = {
 794             {.fw = FEAT_HYPERV_EAX,
 795              .bits = HV_SYNIC_AVAILABLE}
 796         }
 797     },
 798     [HYPERV_FEAT_STIMER] = {
 799         .desc = "synthetic timers (hv-stimer)",
 800         .flags = {
 801             {.fw = FEAT_HYPERV_EAX,
 802              .bits = HV_SYNTIMERS_AVAILABLE}
 803         },
 804         .dependencies = BIT(HYPERV_FEAT_SYNIC) | BIT(HYPERV_FEAT_TIME)
 805     },
 806     [HYPERV_FEAT_FREQUENCIES] = {
 807         .desc = "frequency MSRs (hv-frequencies)",
 808         .flags = {
 809             {.fw = FEAT_HYPERV_EAX,
 810              .bits = HV_ACCESS_FREQUENCY_MSRS},
 811             {.fw = FEAT_HYPERV_EDX,
 812              .bits = HV_FREQUENCY_MSRS_AVAILABLE}
 813         }
 814     },
 815     [HYPERV_FEAT_REENLIGHTENMENT] = {
 816         .desc = "reenlightenment MSRs (hv-reenlightenment)",
 817         .flags = {
 818             {.fw = FEAT_HYPERV_EAX,
 819              .bits = HV_ACCESS_REENLIGHTENMENTS_CONTROL}
 820         }
 821     },
 822     [HYPERV_FEAT_TLBFLUSH] = {
 823         .desc = "paravirtualized TLB flush (hv-tlbflush)",
 824         .flags = {
 825             {.fw = FEAT_HV_RECOMM_EAX,
 826              .bits = HV_REMOTE_TLB_FLUSH_RECOMMENDED |
 827              HV_EX_PROCESSOR_MASKS_RECOMMENDED}
 828         },
 829         .dependencies = BIT(HYPERV_FEAT_VPINDEX)
 830     },
 831     [HYPERV_FEAT_EVMCS] = {
 832         .desc = "enlightened VMCS (hv-evmcs)",
 833         .flags = {
 834             {.fw = FEAT_HV_RECOMM_EAX,
 835              .bits = HV_ENLIGHTENED_VMCS_RECOMMENDED}
 836         },
 837         .dependencies = BIT(HYPERV_FEAT_VAPIC)
 838     },
 839     [HYPERV_FEAT_IPI] = {
 840         .desc = "paravirtualized IPI (hv-ipi)",
 841         .flags = {
 842             {.fw = FEAT_HV_RECOMM_EAX,
 843              .bits = HV_CLUSTER_IPI_RECOMMENDED |
 844              HV_EX_PROCESSOR_MASKS_RECOMMENDED}
 845         },
 846         .dependencies = BIT(HYPERV_FEAT_VPINDEX)
 847     },
 848     [HYPERV_FEAT_STIMER_DIRECT] = {
 849         .desc = "direct mode synthetic timers (hv-stimer-direct)",
 850         .flags = {
 851             {.fw = FEAT_HYPERV_EDX,
 852              .bits = HV_STIMER_DIRECT_MODE_AVAILABLE}
 853         },
 854         .dependencies = BIT(HYPERV_FEAT_STIMER)
 855     },
 856 };
 857
 858 static struct kvm_cpuid2 *try_get_hv_cpuid(CPUState *cs, int max)
 859 {
 860     struct kvm_cpuid2 *cpuid;
 861     int r, size;
 862
 863     size = sizeof(*cpuid) + max * sizeof(*cpuid->entries);
 864     cpuid = g_malloc0(size);
 865     cpuid->nent = max;
 866
 867     r = kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_GET_SUPPORTED_HV_CPUID, cpuid);
 868     if (r == 0 && cpuid->nent >= max) {
 869         r = -E2BIG;
 870     }
 871     if (r < 0) {
 872         if (r == -E2BIG) {
 873             g_free(cpuid);
 874             return NULL;
 875         } else {
 876             fprintf(stderr, "KVM_GET_SUPPORTED_HV_CPUID failed: %s\n",
 877                     strerror(-r));
 878             exit(1);
 879         }
 880     }
 881     return cpuid;
 882 }
 883
 884 /*
 885  * Run KVM_GET_SUPPORTED_HV_CPUID ioctl(), allocating a buffer large enough
 886  * for all entries.
 887  */
 888 static struct kvm_cpuid2 *get_supported_hv_cpuid(CPUState *cs)
 889 {
 890     struct kvm_cpuid2 *cpuid;
 891     int max = 7; /* 0x40000000..0x40000005, 0x4000000A */
 892
 893     /*
 894      * When the buffer is too small, KVM_GET_SUPPORTED_HV_CPUID fails with
 895      * -E2BIG, however, it doesn't report back the right size. Keep increasing
 896      * it and re-trying until we succeed.
 897      */
 898     while ((cpuid = try_get_hv_cpuid(cs, max)) == NULL) {
 899         max++;
 900     }
 901     return cpuid;
 902 }
 903
 904 /*
 905  * When KVM_GET_SUPPORTED_HV_CPUID is not supported we fill CPUID feature
 906  * leaves from KVM_CAP_HYPERV* and present MSRs data.
 907  */
 908 static struct kvm_cpuid2 *get_supported_hv_cpuid_legacy(CPUState *cs)
 909 {
 910     X86CPU *cpu = X86_CPU(cs);
 911     struct kvm_cpuid2 *cpuid;
 912     struct kvm_cpuid_entry2 *entry_feat, *entry_recomm;
 913
 914     /* HV_CPUID_FEATURES, HV_CPUID_ENLIGHTMENT_INFO */
 915     cpuid = g_malloc0(sizeof(*cpuid) + 2 * sizeof(*cpuid->entries));
 916     cpuid->nent = 2;
 917
 918     /* HV_CPUID_VENDOR_AND_MAX_FUNCTIONS */
 919     entry_feat = &cpuid->entries[0];
 920     entry_feat->function = HV_CPUID_FEATURES;
 921
 922     entry_recomm = &cpuid->entries[1];
 923     entry_recomm->function = HV_CPUID_ENLIGHTMENT_INFO;
 924     entry_recomm->ebx = cpu->hyperv_spinlock_attempts;
 925
 926     if (kvm_check_extension(cs->kvm_state, KVM_CAP_HYPERV) > 0) {
 927         entry_feat->eax |= HV_HYPERCALL_AVAILABLE;
 928         entry_feat->eax |= HV_APIC_ACCESS_AVAILABLE;
 929         entry_feat->edx |= HV_CPU_DYNAMIC_PARTITIONING_AVAILABLE;
 930         entry_recomm->eax |= HV_RELAXED_TIMING_RECOMMENDED;
 931         entry_recomm->eax |= HV_APIC_ACCESS_RECOMMENDED;
 932     }
 933
 934     if (kvm_check_extension(cs->kvm_state, KVM_CAP_HYPERV_TIME) > 0) {
 935         entry_feat->eax |= HV_TIME_REF_COUNT_AVAILABLE;
 936         entry_feat->eax |= HV_REFERENCE_TSC_AVAILABLE;
 937     }
 938
 939     if (has_msr_hv_frequencies) {
 940         entry_feat->eax |= HV_ACCESS_FREQUENCY_MSRS;
 941         entry_feat->edx |= HV_FREQUENCY_MSRS_AVAILABLE;
 942     }
 943
 944     if (has_msr_hv_crash) {
 945         entry_feat->edx |= HV_GUEST_CRASH_MSR_AVAILABLE;
 946     }
 947
 948     if (has_msr_hv_reenlightenment) {
 949         entry_feat->eax |= HV_ACCESS_REENLIGHTENMENTS_CONTROL;
 950     }
 951
 952     if (has_msr_hv_reset) {
 953         entry_feat->eax |= HV_RESET_AVAILABLE;
 954     }
 955
 956     if (has_msr_hv_vpindex) {
 957         entry_feat->eax |= HV_VP_INDEX_AVAILABLE;
 958     }
 959
 960     if (has_msr_hv_runtime) {
 961         entry_feat->eax |= HV_VP_RUNTIME_AVAILABLE;
 962     }
 963
 964     if (has_msr_hv_synic) {
 965         unsigned int cap = cpu->hyperv_synic_kvm_only ?
 966             KVM_CAP_HYPERV_SYNIC : KVM_CAP_HYPERV_SYNIC2;
 967
 968         if (kvm_check_extension(cs->kvm_state, cap) > 0) {
 969             entry_feat->eax |= HV_SYNIC_AVAILABLE;
 970         }
 971     }
 972
 973     if (has_msr_hv_stimer) {
 974         entry_feat->eax |= HV_SYNTIMERS_AVAILABLE;
 975     }
 976
 977     if (kvm_check_extension(cs->kvm_state,
 978                             KVM_CAP_HYPERV_TLBFLUSH) > 0) {
 979         entry_recomm->eax |= HV_REMOTE_TLB_FLUSH_RECOMMENDED;
 980         entry_recomm->eax |= HV_EX_PROCESSOR_MASKS_RECOMMENDED;
 981     }
 982
 983     if (kvm_check_extension(cs->kvm_state,
 984                             KVM_CAP_HYPERV_ENLIGHTENED_VMCS) > 0) {
 985         entry_recomm->eax |= HV_ENLIGHTENED_VMCS_RECOMMENDED;
 986     }
 987
 988     if (kvm_check_extension(cs->kvm_state,
 989                             KVM_CAP_HYPERV_SEND_IPI) > 0) {
 990         entry_recomm->eax |= HV_CLUSTER_IPI_RECOMMENDED;
 991         entry_recomm->eax |= HV_EX_PROCESSOR_MASKS_RECOMMENDED;
 992     }
 993
 994     return cpuid;
 995 }
 996
 997 static int hv_cpuid_get_fw(struct kvm_cpuid2 *cpuid, int fw, uint32_t *r)
 998 {
 999     struct kvm_cpuid_entry2 *entry;
1000     uint32_t func;
1001     int reg;
1002
1003     switch (fw) {
1004     case FEAT_HYPERV_EAX:
1005         reg = R_EAX;
1006         func = HV_CPUID_FEATURES;
1007         break;
1008     case FEAT_HYPERV_EDX:
1009         reg = R_EDX;
1010         func = HV_CPUID_FEATURES;
1011         break;
1012     case FEAT_HV_RECOMM_EAX:
1013         reg = R_EAX;
1014         func = HV_CPUID_ENLIGHTMENT_INFO;
1015         break;
1016     default:
1017         return -EINVAL;
1018     }
1019
1020     entry = cpuid_find_entry(cpuid, func, 0);
1021     if (!entry) {
1022         return -ENOENT;
1023     }
1024
1025     switch (reg) {
1026     case R_EAX:
1027         *r = entry->eax;
1028         break;
1029     case R_EDX:
1030         *r = entry->edx;
1031         break;
1032     default:
1033         return -EINVAL;
1034     }
1035
1036     return 0;
1037 }
1038
1039 static int hv_cpuid_check_and_set(CPUState *cs, struct kvm_cpuid2 *cpuid,
1040                                   int feature)
1041 {
1042     X86CPU *cpu = X86_CPU(cs);
1043     CPUX86State *env = &cpu->env;
1044     uint32_t r, fw, bits;
1045     uint64_t deps;
1046     int i, dep_feat;
1047
1048     if (!hyperv_feat_enabled(cpu, feature) && !cpu->hyperv_passthrough) {
1049         return 0;
1050     }
1051
1052     deps = kvm_hyperv_properties[feature].dependencies;
1053     while (deps) {
1054         dep_feat = ctz64(deps);
1055         if (!(hyperv_feat_enabled(cpu, dep_feat))) {
1056                 fprintf(stderr,
1057                         "Hyper-V %s requires Hyper-V %s\n",
1058                         kvm_hyperv_properties[feature].desc,
1059                         kvm_hyperv_properties[dep_feat].desc);
1060                 return 1;
1061         }
1062         deps &= ~(1ull << dep_feat);
1063     }
1064
1065     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(kvm_hyperv_properties[feature].flags); i++) {
1066         fw = kvm_hyperv_properties[feature].flags[i].fw;
1067         bits = kvm_hyperv_properties[feature].flags[i].bits;
1068
1069         if (!fw) {
1070             continue;
1071         }
1072
1073         if (hv_cpuid_get_fw(cpuid, fw, &r) || (r & bits) != bits) {
1074             if (hyperv_feat_enabled(cpu, feature)) {
1075                 fprintf(stderr,
1076                         "Hyper-V %s is not supported by kernel\n",
1077                         kvm_hyperv_properties[feature].desc);
1078                 return 1;
1079             } else {
1080                 return 0;
1081             }
1082         }
1083
1084         env->features[fw] |= bits;
1085     }
1086
1087     if (cpu->hyperv_passthrough) {
1088         cpu->hyperv_features |= BIT(feature);
1089     }
1090
1091     return 0;
1092 }
1093
1094 /*
1095  * Fill in Hyper-V CPUIDs. Returns the number of entries filled in cpuid_ent in
1096  * case of success, errno < 0 in case of failure and 0 when no Hyper-V
1097  * extentions are enabled.
1098  */
1099 static int hyperv_handle_properties(CPUState *cs,
1100                                     struct kvm_cpuid_entry2 *cpuid_ent)
1101 {
1102     X86CPU *cpu = X86_CPU(cs);
1103     CPUX86State *env = &cpu->env;
1104     struct kvm_cpuid2 *cpuid;
1105     struct kvm_cpuid_entry2 *c;
1106     uint32_t signature[3];
1107     uint32_t cpuid_i = 0;
1108     int r;
1109
1110     if (!hyperv_enabled(cpu))
1111         return 0;
1112
1113     if (hyperv_feat_enabled(cpu, HYPERV_FEAT_EVMCS) ||
1114         cpu->hyperv_passthrough) {
1115         uint16_t evmcs_version;
1116
1117         r = kvm_vcpu_enable_cap(cs, KVM_CAP_HYPERV_ENLIGHTENED_VMCS, 0,
1118                                 (uintptr_t)&evmcs_version);
1119
1120         if (hyperv_feat_enabled(cpu, HYPERV_FEAT_EVMCS) && r) {
1121             fprintf(stderr, "Hyper-V %s is not supported by kernel\n",
1122                     kvm_hyperv_properties[HYPERV_FEAT_EVMCS].desc);
1123             return -ENOSYS;
1124         }
1125
1126         if (!r) {
1127             env->features[FEAT_HV_RECOMM_EAX] |=
1128                 HV_ENLIGHTENED_VMCS_RECOMMENDED;
1129             env->features[FEAT_HV_NESTED_EAX] = evmcs_version;
1130         }
1131     }
1132
1133     if (kvm_check_extension(cs->kvm_state, KVM_CAP_HYPERV_CPUID) > 0) {
1134         cpuid = get_supported_hv_cpuid(cs);
1135     } else {
1136         cpuid = get_supported_hv_cpuid_legacy(cs);
1137     }
1138
1139     if (cpu->hyperv_passthrough) {
1140         memcpy(cpuid_ent, &cpuid->entries[0],
1141                cpuid->nent * sizeof(cpuid->entries[0]));
1142
1143         c = cpuid_find_entry(cpuid, HV_CPUID_FEATURES, 0);
1144         if (c) {
1145             env->features[FEAT_HYPERV_EAX] = c->eax;
1146             env->features[FEAT_HYPERV_EBX] = c->ebx;
1147             env->features[FEAT_HYPERV_EDX] = c->eax;
1148         }
1149         c = cpuid_find_entry(cpuid, HV_CPUID_ENLIGHTMENT_INFO, 0);
1150         if (c) {
1151             env->features[FEAT_HV_RECOMM_EAX] = c->eax;
1152
1153             /* hv-spinlocks may have been overriden */
1154             if (cpu->hyperv_spinlock_attempts != HYPERV_SPINLOCK_NEVER_RETRY) {
1155                 c->ebx = cpu->hyperv_spinlock_attempts;
1156             }
1157         }
1158         c = cpuid_find_entry(cpuid, HV_CPUID_NESTED_FEATURES, 0);
1159         if (c) {
1160             env->features[FEAT_HV_NESTED_EAX] = c->eax;
1161         }
1162     }
1163
1164     /* Features */
1165     r = hv_cpuid_check_and_set(cs, cpuid, HYPERV_FEAT_RELAXED);
1166     r |= hv_cpuid_check_and_set(cs, cpuid, HYPERV_FEAT_VAPIC);
1167     r |= hv_cpuid_check_and_set(cs, cpuid, HYPERV_FEAT_TIME);
1168     r |= hv_cpuid_check_and_set(cs, cpuid, HYPERV_FEAT_CRASH);
1169     r |= hv_cpuid_check_and_set(cs, cpuid, HYPERV_FEAT_RESET);
1170     r |= hv_cpuid_check_and_set(cs, cpuid, HYPERV_FEAT_VPINDEX);
1171     r |= hv_cpuid_check_and_set(cs, cpuid, HYPERV_FEAT_RUNTIME);
1172     r |= hv_cpuid_check_and_set(cs, cpuid, HYPERV_FEAT_SYNIC);
1173     r |= hv_cpuid_check_and_set(cs, cpuid, HYPERV_FEAT_STIMER);
1174     r |= hv_cpuid_check_and_set(cs, cpuid, HYPERV_FEAT_FREQUENCIES);
1175     r |= hv_cpuid_check_and_set(cs, cpuid, HYPERV_FEAT_REENLIGHTENMENT);
1176     r |= hv_cpuid_check_and_set(cs, cpuid, HYPERV_FEAT_TLBFLUSH);
1177     r |= hv_cpuid_check_and_set(cs, cpuid, HYPERV_FEAT_EVMCS);
1178     r |= hv_cpuid_check_and_set(cs, cpuid, HYPERV_FEAT_IPI);
1179     r |= hv_cpuid_check_and_set(cs, cpuid, HYPERV_FEAT_STIMER_DIRECT);
1180
1181     /* Additional dependencies not covered by kvm_hyperv_properties[] */
1182     if (hyperv_feat_enabled(cpu, HYPERV_FEAT_SYNIC) &&
1183         !cpu->hyperv_synic_kvm_only &&
1184         !hyperv_feat_enabled(cpu, HYPERV_FEAT_VPINDEX)) {
1185         fprintf(stderr, "Hyper-V %s requires Hyper-V %s\n",
1186                 kvm_hyperv_properties[HYPERV_FEAT_SYNIC].desc,
1187                 kvm_hyperv_properties[HYPERV_FEAT_VPINDEX].desc);
1188         r |= 1;
1189     }
1190
1191     /* Not exposed by KVM but needed to make CPU hotplug in Windows work */
1192     env->features[FEAT_HYPERV_EDX] |= HV_CPU_DYNAMIC_PARTITIONING_AVAILABLE;
1193
1194     if (r) {
1195         r = -ENOSYS;
1196         goto free;
1197     }
1198
1199     if (cpu->hyperv_passthrough) {
1200         /* We already copied all feature words from KVM as is */
1201         r = cpuid->nent;
1202         goto free;
1203     }
1204
1205     c = &cpuid_ent[cpuid_i++];
1206     c->function = HV_CPUID_VENDOR_AND_MAX_FUNCTIONS;
1207     if (!cpu->hyperv_vendor_id) {
1208         memcpy(signature, "Microsoft Hv", 12);
1209     } else {
1210         size_t len = strlen(cpu->hyperv_vendor_id);
1211
1212         if (len > 12) {
1213             error_report("hv-vendor-id truncated to 12 characters");
1214             len = 12;
1215         }
1216         memset(signature, 0, 12);
1217         memcpy(signature, cpu->hyperv_vendor_id, len);
1218     }
1219     c->eax = hyperv_feat_enabled(cpu, HYPERV_FEAT_EVMCS) ?
1220         HV_CPUID_NESTED_FEATURES : HV_CPUID_IMPLEMENT_LIMITS;
1221     c->ebx = signature[0];
1222     c->ecx = signature[1];
1223     c->edx = signature[2];
1224
1225     c = &cpuid_ent[cpuid_i++];
1226     c->function = HV_CPUID_INTERFACE;
1227     memcpy(signature, "Hv#1\0\0\0\0\0\0\0\0", 12);
1228     c->eax = signature[0];
1229     c->ebx = 0;
1230     c->ecx = 0;
1231     c->edx = 0;
1232
1233     c = &cpuid_ent[cpuid_i++];
1234     c->function = HV_CPUID_VERSION;
1235     c->eax = 0x00001bbc;
1236     c->ebx = 0x00060001;
1237
1238     c = &cpuid_ent[cpuid_i++];
1239     c->function = HV_CPUID_FEATURES;
1240     c->eax = env->features[FEAT_HYPERV_EAX];
1241     c->ebx = env->features[FEAT_HYPERV_EBX];
1242     c->edx = env->features[FEAT_HYPERV_EDX];
1243
1244     c = &cpuid_ent[cpuid_i++];
1245     c->function = HV_CPUID_ENLIGHTMENT_INFO;
1246     c->eax = env->features[FEAT_HV_RECOMM_EAX];
1247     c->ebx = cpu->hyperv_spinlock_attempts;
1248
1249     c = &cpuid_ent[cpuid_i++];
1250     c->function = HV_CPUID_IMPLEMENT_LIMITS;
1251     c->eax = cpu->hv_max_vps;
1252     c->ebx = 0x40;
1253
1254     if (hyperv_feat_enabled(cpu, HYPERV_FEAT_EVMCS)) {
1255         __u32 function;
1256
1257         /* Create zeroed 0x40000006..0x40000009 leaves */
1258         for (function = HV_CPUID_IMPLEMENT_LIMITS + 1;
1259              function < HV_CPUID_NESTED_FEATURES; function++) {
1260             c = &cpuid_ent[cpuid_i++];
1261             c->function = function;
1262         }
1263
1264         c = &cpuid_ent[cpuid_i++];
1265         c->function = HV_CPUID_NESTED_FEATURES;
1266         c->eax = env->features[FEAT_HV_NESTED_EAX];
1267     }
1268     r = cpuid_i;
1269
1270 free:
1271     g_free(cpuid);
1272
1273     return r;
1274 }
1275
1276 static Error *hv_passthrough_mig_blocker;
1277
1278 static int hyperv_init_vcpu(X86CPU *cpu)
1279 {
1280     CPUState *cs = CPU(cpu);
1281     Error *local_err = NULL;
1282     int ret;
1283
1284     if (cpu->hyperv_passthrough && hv_passthrough_mig_blocker == NULL) {
1285         error_setg(&hv_passthrough_mig_blocker,
1286                    "'hv-passthrough' CPU flag prevents migration, use explicit"
1287                    " set of hv-* flags instead");
1288         ret = migrate_add_blocker(hv_passthrough_mig_blocker, &local_err);
1289         if (local_err) {
1290             error_report_err(local_err);
1291             error_free(hv_passthrough_mig_blocker);
1292             return ret;
1293         }
1294     }
1295
1296     if (hyperv_feat_enabled(cpu, HYPERV_FEAT_VPINDEX) && !hv_vpindex_settable) {
1297         /*
1298          * the kernel doesn't support setting vp_index; assert that its value
1299          * is in sync
1300          */
1301         struct {
1302             struct kvm_msrs info;
1303             struct kvm_msr_entry entries[1];
1304         } msr_data = {
1305             .info.nmsrs = 1,
1306             .entries[0].index = HV_X64_MSR_VP_INDEX,
1307         };
1308
1309         ret = kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_GET_MSRS, &msr_data);
1310         if (ret < 0) {
1311             return ret;
1312         }
1313         assert(ret == 1);
1314
1315         if (msr_data.entries[0].data != hyperv_vp_index(CPU(cpu))) {
1316             error_report("kernel's vp_index != QEMU's vp_index");
1317             return -ENXIO;
1318         }
1319     }
1320
1321     if (hyperv_feat_enabled(cpu, HYPERV_FEAT_SYNIC)) {
1322         uint32_t synic_cap = cpu->hyperv_synic_kvm_only ?
1323             KVM_CAP_HYPERV_SYNIC : KVM_CAP_HYPERV_SYNIC2;
1324         ret = kvm_vcpu_enable_cap(cs, synic_cap, 0);
1325         if (ret < 0) {
1326             error_report("failed to turn on HyperV SynIC in KVM: %s",
1327                          strerror(-ret));
1328             return ret;
1329         }
1330
1331         if (!cpu->hyperv_synic_kvm_only) {
1332             ret = hyperv_x86_synic_add(cpu);
1333             if (ret < 0) {
1334                 error_report("failed to create HyperV SynIC: %s",
1335                              strerror(-ret));
1336                 return ret;
1337             }
1338         }
1339     }
1340
1341     return 0;
1342 }
1343
1344 static Error *invtsc_mig_blocker;
1345 static Error *nested_virt_mig_blocker;
1346
1347 #define KVM_MAX_CPUID_ENTRIES  100
1348
1349 int kvm_arch_init_vcpu(CPUState *cs)
1350 {
1351     struct {
1352         struct kvm_cpuid2 cpuid;
1353         struct kvm_cpuid_entry2 entries[KVM_MAX_CPUID_ENTRIES];
1354     } cpuid_data;
1355     /*
1356      * The kernel defines these structs with padding fields so there
1357      * should be no extra padding in our cpuid_data struct.
1358      */
1359     QEMU_BUILD_BUG_ON(sizeof(cpuid_data) !=
1360                       sizeof(struct kvm_cpuid2) +
1361                       sizeof(struct kvm_cpuid_entry2) * KVM_MAX_CPUID_ENTRIES);
1362
1363     X86CPU *cpu = X86_CPU(cs);
1364     CPUX86State *env = &cpu->env;
1365     uint32_t limit, i, j, cpuid_i;
1366     uint32_t unused;
1367     struct kvm_cpuid_entry2 *c;
1368     uint32_t signature[3];
1369     int kvm_base = KVM_CPUID_SIGNATURE;
1370     int max_nested_state_len;
1371     int r;
1372     Error *local_err = NULL;
1373
1374     memset(&cpuid_data, 0, sizeof(cpuid_data));
1375
1376     cpuid_i = 0;
1377
1378     r = kvm_arch_set_tsc_khz(cs);
1379     if (r < 0) {
1380         return r;
1381     }
1382
1383     /* vcpu's TSC frequency is either specified by user, or following
1384      * the value used by KVM if the former is not present. In the
1385      * latter case, we query it from KVM and record in env->tsc_khz,
1386      * so that vcpu's TSC frequency can be migrated later via this field.
1387      */
1388     if (!env->tsc_khz) {
1389         r = kvm_check_extension(cs->kvm_state, KVM_CAP_GET_TSC_KHZ) ?
1390             kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_GET_TSC_KHZ) :
1391             -ENOTSUP;
1392         if (r > 0) {
1393             env->tsc_khz = r;
1394         }
1395     }
1396
1397     /* Paravirtualization CPUIDs */
1398     r = hyperv_handle_properties(cs, cpuid_data.entries);
1399     if (r < 0) {
1400         return r;
1401     } else if (r > 0) {
1402         cpuid_i = r;
1403         kvm_base = KVM_CPUID_SIGNATURE_NEXT;
1404         has_msr_hv_hypercall = true;
1405     }
1406
1407     if (cpu->expose_kvm) {
1408         memcpy(signature, "KVMKVMKVM\0\0\0", 12);
1409         c = &cpuid_data.entries[cpuid_i++];
1410         c->function = KVM_CPUID_SIGNATURE | kvm_base;
1411         c->eax = KVM_CPUID_FEATURES | kvm_base;
1412         c->ebx = signature[0];
1413         c->ecx = signature[1];
1414         c->edx = signature[2];
1415
1416         c = &cpuid_data.entries[cpuid_i++];
1417         c->function = KVM_CPUID_FEATURES | kvm_base;
1418         c->eax = env->features[FEAT_KVM];
1419         c->edx = env->features[FEAT_KVM_HINTS];
1420     }
1421
1422     cpu_x86_cpuid(env, 0, 0, &limit, &unused, &unused, &unused);
1423
1424     for (i = 0; i <= limit; i++) {
1425         if (cpuid_i == KVM_MAX_CPUID_ENTRIES) {
1426             fprintf(stderr, "unsupported level value: 0x%x\n", limit);
1427             abort();
1428         }
1429         c = &cpuid_data.entries[cpuid_i++];
1430
1431         switch (i) {
1432         case 2: {
1433             /* Keep reading function 2 till all the input is received */
1434             int times;
1435
1436             c->function = i;
1437             c->flags = KVM_CPUID_FLAG_STATEFUL_FUNC |
1438                        KVM_CPUID_FLAG_STATE_READ_NEXT;
1439             cpu_x86_cpuid(env, i, 0, &c->eax, &c->ebx, &c->ecx, &c->edx);
1440             times = c->eax & 0xff;
1441
1442             for (j = 1; j < times; ++j) {
1443                 if (cpuid_i == KVM_MAX_CPUID_ENTRIES) {
1444                     fprintf(stderr, "cpuid_data is full, no space for "
1445                             "cpuid(eax:2):eax & 0xf = 0x%x\n", times);
1446                     abort();
1447                 }
1448                 c = &cpuid_data.entries[cpuid_i++];
1449                 c->function = i;
1450                 c->flags = KVM_CPUID_FLAG_STATEFUL_FUNC;
1451                 cpu_x86_cpuid(env, i, 0, &c->eax, &c->ebx, &c->ecx, &c->edx);
1452             }
1453             break;
1454         }
1455         case 4:
1456         case 0xb:
1457         case 0xd:
1458             for (j = 0; ; j++) {
1459                 if (i == 0xd && j == 64) {
1460                     break;
1461                 }
1462                 c->function = i;
1463                 c->flags = KVM_CPUID_FLAG_SIGNIFCANT_INDEX;
1464                 c->index = j;
1465                 cpu_x86_cpuid(env, i, j, &c->eax, &c->ebx, &c->ecx, &c->edx);
1466
1467                 if (i == 4 && c->eax == 0) {
1468                     break;
1469                 }
1470                 if (i == 0xb && !(c->ecx & 0xff00)) {
1471                     break;
1472                 }
1473                 if (i == 0xd && c->eax == 0) {
1474                     continue;
1475                 }
1476                 if (cpuid_i == KVM_MAX_CPUID_ENTRIES) {
1477                     fprintf(stderr, "cpuid_data is full, no space for "
1478                             "cpuid(eax:0x%x,ecx:0x%x)\n", i, j);
1479                     abort();
1480                 }
1481                 c = &cpuid_data.entries[cpuid_i++];
1482             }
1483             break;
1484         case 0x14: {
1485             uint32_t times;
1486
1487             c->function = i;
1488             c->index = 0;
1489             c->flags = KVM_CPUID_FLAG_SIGNIFCANT_INDEX;
1490             cpu_x86_cpuid(env, i, 0, &c->eax, &c->ebx, &c->ecx, &c->edx);
1491             times = c->eax;
1492
1493             for (j = 1; j <= times; ++j) {
1494                 if (cpuid_i == KVM_MAX_CPUID_ENTRIES) {
1495                     fprintf(stderr, "cpuid_data is full, no space for "
1496                                 "cpuid(eax:0x14,ecx:0x%x)\n", j);
1497                     abort();
1498                 }
1499                 c = &cpuid_data.entries[cpuid_i++];
1500                 c->function = i;
1501                 c->index = j;
1502                 c->flags = KVM_CPUID_FLAG_SIGNIFCANT_INDEX;
1503                 cpu_x86_cpuid(env, i, j, &c->eax, &c->ebx, &c->ecx, &c->edx);
1504             }
1505             break;
1506         }
1507         default:
1508             c->function = i;
1509             c->flags = 0;
1510             cpu_x86_cpuid(env, i, 0, &c->eax, &c->ebx, &c->ecx, &c->edx);
1511             break;
1512         }
1513     }
1514
1515     if (limit >= 0x0a) {
1516         uint32_t eax, edx;
1517
1518         cpu_x86_cpuid(env, 0x0a, 0, &eax, &unused, &unused, &edx);
1519
1520         has_architectural_pmu_version = eax & 0xff;
1521         if (has_architectural_pmu_version > 0) {
1522             num_architectural_pmu_gp_counters = (eax & 0xff00) >> 8;
1523
1524             /* Shouldn't be more than 32, since that's the number of bits
1525              * available in EBX to tell us _which_ counters are available.
1526              * Play it safe.
1527              */
1528             if (num_architectural_pmu_gp_counters > MAX_GP_COUNTERS) {
1529                 num_architectural_pmu_gp_counters = MAX_GP_COUNTERS;
1530             }
1531
1532             if (has_architectural_pmu_version > 1) {
1533                 num_architectural_pmu_fixed_counters = edx & 0x1f;
1534
1535                 if (num_architectural_pmu_fixed_counters > MAX_FIXED_COUNTERS) {
1536                     num_architectural_pmu_fixed_counters = MAX_FIXED_COUNTERS;
1537                 }
1538             }
1539         }
1540     }
1541
1542     cpu_x86_cpuid(env, 0x80000000, 0, &limit, &unused, &unused, &unused);
1543
1544     for (i = 0x80000000; i <= limit; i++) {
1545         if (cpuid_i == KVM_MAX_CPUID_ENTRIES) {
1546             fprintf(stderr, "unsupported xlevel value: 0x%x\n", limit);
1547             abort();
1548         }
1549         c = &cpuid_data.entries[cpuid_i++];
1550
1551         switch (i) {
1552         case 0x8000001d:
1553             /* Query for all AMD cache information leaves */
1554             for (j = 0; ; j++) {
1555                 c->function = i;
1556                 c->flags = KVM_CPUID_FLAG_SIGNIFCANT_INDEX;
1557                 c->index = j;
1558                 cpu_x86_cpuid(env, i, j, &c->eax, &c->ebx, &c->ecx, &c->edx);
1559
1560                 if (c->eax == 0) {
1561                     break;
1562                 }
1563                 if (cpuid_i == KVM_MAX_CPUID_ENTRIES) {
1564                     fprintf(stderr, "cpuid_data is full, no space for "
1565                             "cpuid(eax:0x%x,ecx:0x%x)\n", i, j);
1566                     abort();
1567                 }
1568                 c = &cpuid_data.entries[cpuid_i++];
1569             }
1570             break;
1571         default:
1572             c->function = i;
1573             c->flags = 0;
1574             cpu_x86_cpuid(env, i, 0, &c->eax, &c->ebx, &c->ecx, &c->edx);
1575             break;
1576         }
1577     }
1578
1579     /* Call Centaur's CPUID instructions they are supported. */
1580     if (env->cpuid_xlevel2 > 0) {
1581         cpu_x86_cpuid(env, 0xC0000000, 0, &limit, &unused, &unused, &unused);
1582
1583         for (i = 0xC0000000; i <= limit; i++) {
1584             if (cpuid_i == KVM_MAX_CPUID_ENTRIES) {
1585                 fprintf(stderr, "unsupported xlevel2 value: 0x%x\n", limit);
1586                 abort();
1587             }
1588             c = &cpuid_data.entries[cpuid_i++];
1589
1590             c->function = i;
1591             c->flags = 0;
1592             cpu_x86_cpuid(env, i, 0, &c->eax, &c->ebx, &c->ecx, &c->edx);
1593         }
1594     }
1595
1596     cpuid_data.cpuid.nent = cpuid_i;
1597
1598     if (((env->cpuid_version >> 8)&0xF) >= 6
1599         && (env->features[FEAT_1_EDX] & (CPUID_MCE | CPUID_MCA)) ==
1600            (CPUID_MCE | CPUID_MCA)
1601         && kvm_check_extension(cs->kvm_state, KVM_CAP_MCE) > 0) {
1602         uint64_t mcg_cap, unsupported_caps;
1603         int banks;
1604         int ret;
1605
1606         ret = kvm_get_mce_cap_supported(cs->kvm_state, &mcg_cap, &banks);
1607         if (ret < 0) {
1608             fprintf(stderr, "kvm_get_mce_cap_supported: %s", strerror(-ret));
1609             return ret;
1610         }
1611
1612         if (banks < (env->mcg_cap & MCG_CAP_BANKS_MASK)) {
1613             error_report("kvm: Unsupported MCE bank count (QEMU = %d, KVM = %d)",
1614                          (int)(env->mcg_cap & MCG_CAP_BANKS_MASK), banks);
1615             return -ENOTSUP;
1616         }
1617
1618         unsupported_caps = env->mcg_cap & ~(mcg_cap | MCG_CAP_BANKS_MASK);
1619         if (unsupported_caps) {
1620             if (unsupported_caps & MCG_LMCE_P) {
1621                 error_report("kvm: LMCE not supported");
1622                 return -ENOTSUP;
1623             }
1624             warn_report("Unsupported MCG_CAP bits: 0x%" PRIx64,
1625                         unsupported_caps);
1626         }
1627
1628         env->mcg_cap &= mcg_cap | MCG_CAP_BANKS_MASK;
1629         ret = kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_X86_SETUP_MCE, &env->mcg_cap);
1630         if (ret < 0) {
1631             fprintf(stderr, "KVM_X86_SETUP_MCE: %s", strerror(-ret));
1632             return ret;
1633         }
1634     }
1635
1636     qemu_add_vm_change_state_handler(cpu_update_state, env);
1637
1638     c = cpuid_find_entry(&cpuid_data.cpuid, 1, 0);
1639     if (c) {
1640         has_msr_feature_control = !!(c->ecx & CPUID_EXT_VMX) ||
1641                                   !!(c->ecx & CPUID_EXT_SMX);
1642     }
1643
1644     if (cpu_has_vmx(env) && !nested_virt_mig_blocker &&
1645         ((kvm_max_nested_state_length() <= 0) || !has_exception_payload)) {
1646         error_setg(&nested_virt_mig_blocker,
1647                    "Kernel do not provide required capabilities for "
1648                    "nested virtualization migration. "
1649                    "(CAP_NESTED_STATE=%d, CAP_EXCEPTION_PAYLOAD=%d)",
1650                    kvm_max_nested_state_length() > 0,
1651                    has_exception_payload);
1652         r = migrate_add_blocker(nested_virt_mig_blocker, &local_err);
1653         if (local_err) {
1654             error_report_err(local_err);
1655             error_free(nested_virt_mig_blocker);
1656             return r;
1657         }
1658     }
1659
1660     if (env->mcg_cap & MCG_LMCE_P) {
1661         has_msr_mcg_ext_ctl = has_msr_feature_control = true;
1662     }
1663
1664     if (!env->user_tsc_khz) {
1665         if ((env->features[FEAT_8000_0007_EDX] & CPUID_APM_INVTSC) &&
1666             invtsc_mig_blocker == NULL) {
1667             error_setg(&invtsc_mig_blocker,
1668                        "State blocked by non-migratable CPU device"
1669                        " (invtsc flag)");
1670             r = migrate_add_blocker(invtsc_mig_blocker, &local_err);
1671             if (local_err) {
1672                 error_report_err(local_err);
1673                 error_free(invtsc_mig_blocker);
1674                 goto fail2;
1675             }
1676         }
1677     }
1678
1679     if (cpu->vmware_cpuid_freq
1680         /* Guests depend on 0x40000000 to detect this feature, so only expose
1681          * it if KVM exposes leaf 0x40000000. (Conflicts with Hyper-V) */
1682         && cpu->expose_kvm
1683         && kvm_base == KVM_CPUID_SIGNATURE
1684         /* TSC clock must be stable and known for this feature. */
1685         && tsc_is_stable_and_known(env)) {
1686
1687         c = &cpuid_data.entries[cpuid_i++];
1688         c->function = KVM_CPUID_SIGNATURE | 0x10;
1689         c->eax = env->tsc_khz;
1690         /* LAPIC resolution of 1ns (freq: 1GHz) is hardcoded in KVM's
1691          * APIC_BUS_CYCLE_NS */
1692         c->ebx = 1000000;
1693         c->ecx = c->edx = 0;
1694
1695         c = cpuid_find_entry(&cpuid_data.cpuid, kvm_base, 0);
1696         c->eax = MAX(c->eax, KVM_CPUID_SIGNATURE | 0x10);
1697     }
1698
1699     cpuid_data.cpuid.nent = cpuid_i;
1700
1701     cpuid_data.cpuid.padding = 0;
1702     r = kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_SET_CPUID2, &cpuid_data);
1703     if (r) {
1704         goto fail;
1705     }
1706
1707     if (has_xsave) {
1708         env->xsave_buf = qemu_memalign(4096, sizeof(struct kvm_xsave));
1709     }
1710
1711     max_nested_state_len = kvm_max_nested_state_length();
1712     if (max_nested_state_len > 0) {
1713         assert(max_nested_state_len >= offsetof(struct kvm_nested_state, data));
1714         env->nested_state = g_malloc0(max_nested_state_len);
1715
1716         env->nested_state->size = max_nested_state_len;
1717
1718         if (IS_INTEL_CPU(env)) {
1719             struct kvm_vmx_nested_state_hdr *vmx_hdr =
1720                 &env->nested_state->hdr.vmx;
1721
1722             env->nested_state->format = KVM_STATE_NESTED_FORMAT_VMX;
1723             vmx_hdr->vmxon_pa = -1ull;
1724             vmx_hdr->vmcs12_pa = -1ull;
1725         }
1726     }
1727
1728     cpu->kvm_msr_buf = g_malloc0(MSR_BUF_SIZE);
1729
1730     if (!(env->features[FEAT_8000_0001_EDX] & CPUID_EXT2_RDTSCP)) {
1731         has_msr_tsc_aux = false;
1732     }
1733
1734     r = hyperv_init_vcpu(cpu);
1735     if (r) {
1736         goto fail;
1737     }
1738
1739     return 0;
1740
1741  fail:
1742     migrate_del_blocker(invtsc_mig_blocker);
1743  fail2:
1744     migrate_del_blocker(nested_virt_mig_blocker);
1745
1746     return r;
1747 }
1748
1749 int kvm_arch_destroy_vcpu(CPUState *cs)
1750 {
1751     X86CPU *cpu = X86_CPU(cs);
1752     CPUX86State *env = &cpu->env;
1753
1754     if (cpu->kvm_msr_buf) {
1755         g_free(cpu->kvm_msr_buf);
1756         cpu->kvm_msr_buf = NULL;
1757     }
1758
1759     if (env->nested_state) {
1760         g_free(env->nested_state);
1761         env->nested_state = NULL;
1762     }
1763
1764     return 0;
1765 }
1766
1767 void kvm_arch_reset_vcpu(X86CPU *cpu)
1768 {
1769     CPUX86State *env = &cpu->env;
1770
1771     env->xcr0 = 1;
1772     if (kvm_irqchip_in_kernel()) {
1773         env->mp_state = cpu_is_bsp(cpu) ? KVM_MP_STATE_RUNNABLE :
1774                                           KVM_MP_STATE_UNINITIALIZED;
1775     } else {
1776         env->mp_state = KVM_MP_STATE_RUNNABLE;
1777     }
1778
1779     if (hyperv_feat_enabled(cpu, HYPERV_FEAT_SYNIC)) {
1780         int i;
1781         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(env->msr_hv_synic_sint); i++) {
1782             env->msr_hv_synic_sint[i] = HV_SINT_MASKED;
1783         }
1784
1785         hyperv_x86_synic_reset(cpu);
1786     }
1787 }
1788
1789 void kvm_arch_do_init_vcpu(X86CPU *cpu)
1790 {
1791     CPUX86State *env = &cpu->env;
1792
1793     /* APs get directly into wait-for-SIPI state.  */
1794     if (env->mp_state == KVM_MP_STATE_UNINITIALIZED) {
1795         env->mp_state = KVM_MP_STATE_INIT_RECEIVED;
1796     }
1797 }
1798
1799 static int kvm_get_supported_feature_msrs(KVMState *s)
1800 {
1801     int ret = 0;
1802
1803     if (kvm_feature_msrs != NULL) {
1804         return 0;
1805     }
1806
1807     if (!kvm_check_extension(s, KVM_CAP_GET_MSR_FEATURES)) {
1808         return 0;
1809     }
1810
1811     struct kvm_msr_list msr_list;
1812
1813     msr_list.nmsrs = 0;
1814     ret = kvm_ioctl(s, KVM_GET_MSR_FEATURE_INDEX_LIST, &msr_list);
1815     if (ret < 0 && ret != -E2BIG) {
1816         error_report("Fetch KVM feature MSR list failed: %s",
1817             strerror(-ret));
1818         return ret;
1819     }
1820
1821     assert(msr_list.nmsrs > 0);
1822     kvm_feature_msrs = (struct kvm_msr_list *) \
1823         g_malloc0(sizeof(msr_list) +
1824                  msr_list.nmsrs * sizeof(msr_list.indices[0]));
1825
1826     kvm_feature_msrs->nmsrs = msr_list.nmsrs;
1827     ret = kvm_ioctl(s, KVM_GET_MSR_FEATURE_INDEX_LIST, kvm_feature_msrs);
1828
1829     if (ret < 0) {
1830         error_report("Fetch KVM feature MSR list failed: %s",
1831             strerror(-ret));
1832         g_free(kvm_feature_msrs);
1833         kvm_feature_msrs = NULL;
1834         return ret;
1835     }
1836
1837     return 0;
1838 }
1839
1840 static int kvm_get_supported_msrs(KVMState *s)
1841 {
1842     static int kvm_supported_msrs;
1843     int ret = 0;
1844
1845     /* first time */
1846     if (kvm_supported_msrs == 0) {
1847         struct kvm_msr_list msr_list, *kvm_msr_list;
1848
1849         kvm_supported_msrs = -1;
1850
1851         /* Obtain MSR list from KVM.  These are the MSRs that we must
1852          * save/restore */
1853         msr_list.nmsrs = 0;
1854         ret = kvm_ioctl(s, KVM_GET_MSR_INDEX_LIST, &msr_list);
1855         if (ret < 0 && ret != -E2BIG) {
1856             return ret;
1857         }
1858         /* Old kernel modules had a bug and could write beyond the provided
1859            memory. Allocate at least a safe amount of 1K. */
1860         kvm_msr_list = g_malloc0(MAX(1024, sizeof(msr_list) +
1861                                               msr_list.nmsrs *
1862                                               sizeof(msr_list.indices[0])));
1863
1864         kvm_msr_list->nmsrs = msr_list.nmsrs;
1865         ret = kvm_ioctl(s, KVM_GET_MSR_INDEX_LIST, kvm_msr_list);
1866         if (ret >= 0) {
1867             int i;
1868
1869             for (i = 0; i < kvm_msr_list->nmsrs; i++) {
1870                 switch (kvm_msr_list->indices[i]) {
1871                 case MSR_STAR:
1872                     has_msr_star = true;
1873                     break;
1874                 case MSR_VM_HSAVE_PA:
1875                     has_msr_hsave_pa = true;
1876                     break;
1877                 case MSR_TSC_AUX:
1878                     has_msr_tsc_aux = true;
1879                     break;
1880                 case MSR_TSC_ADJUST:
1881                     has_msr_tsc_adjust = true;
1882                     break;
1883                 case MSR_IA32_TSCDEADLINE:
1884                     has_msr_tsc_deadline = true;
1885                     break;
1886                 case MSR_IA32_SMBASE:
1887                     has_msr_smbase = true;
1888                     break;
1889                 case MSR_SMI_COUNT:
1890                     has_msr_smi_count = true;
1891                     break;
1892                 case MSR_IA32_MISC_ENABLE:
1893                     has_msr_misc_enable = true;
1894                     break;
1895                 case MSR_IA32_BNDCFGS:
1896                     has_msr_bndcfgs = true;
1897                     break;
1898                 case MSR_IA32_XSS:
1899                     has_msr_xss = true;
1900                     break;
1901                 case HV_X64_MSR_CRASH_CTL:
1902                     has_msr_hv_crash = true;
1903                     break;
1904                 case HV_X64_MSR_RESET:
1905                     has_msr_hv_reset = true;
1906                     break;
1907                 case HV_X64_MSR_VP_INDEX:
1908                     has_msr_hv_vpindex = true;
1909                     break;
1910                 case HV_X64_MSR_VP_RUNTIME:
1911                     has_msr_hv_runtime = true;
1912                     break;
1913                 case HV_X64_MSR_SCONTROL:
1914                     has_msr_hv_synic = true;
1915                     break;
1916                 case HV_X64_MSR_STIMER0_CONFIG:
1917                     has_msr_hv_stimer = true;
1918                     break;
1919                 case HV_X64_MSR_TSC_FREQUENCY:
1920                     has_msr_hv_frequencies = true;
1921                     break;
1922                 case HV_X64_MSR_REENLIGHTENMENT_CONTROL:
1923                     has_msr_hv_reenlightenment = true;
1924                     break;
1925                 case MSR_IA32_SPEC_CTRL:
1926                     has_msr_spec_ctrl = true;
1927                     break;
1928                 case MSR_VIRT_SSBD:
1929                     has_msr_virt_ssbd = true;
1930                     break;
1931                 case MSR_IA32_ARCH_CAPABILITIES:
1932                     has_msr_arch_capabs = true;
1933                     break;
1934                 case MSR_IA32_CORE_CAPABILITY:
1935                     has_msr_core_capabs = true;
1936                     break;
1937                 }
1938             }
1939         }
1940
1941         g_free(kvm_msr_list);
1942     }
1943
1944     return ret;
1945 }
1946
1947 static Notifier smram_machine_done;
1948 static KVMMemoryListener smram_listener;
1949 static AddressSpace smram_address_space;
1950 static MemoryRegion smram_as_root;
1951 static MemoryRegion smram_as_mem;
1952
1953 static void register_smram_listener(Notifier *n, void *unused)
1954 {
1955     MemoryRegion *smram =
1956         (MemoryRegion *) object_resolve_path("/machine/smram", NULL);
1957
1958     /* Outer container... */
1959     memory_region_init(&smram_as_root, OBJECT(kvm_state), "mem-container-smram", ~0ull);
1960     memory_region_set_enabled(&smram_as_root, true);
1961
1962     /* ... with two regions inside: normal system memory with low
1963      * priority, and...
1964      */
1965     memory_region_init_alias(&smram_as_mem, OBJECT(kvm_state), "mem-smram",
1966                              get_system_memory(), 0, ~0ull);
1967     memory_region_add_subregion_overlap(&smram_as_root, 0, &smram_as_mem, 0);
1968     memory_region_set_enabled(&smram_as_mem, true);
1969
1970     if (smram) {
1971         /* ... SMRAM with higher priority */
1972         memory_region_add_subregion_overlap(&smram_as_root, 0, smram, 10);
1973         memory_region_set_enabled(smram, true);
1974     }
1975
1976     address_space_init(&smram_address_space, &smram_as_root, "KVM-SMRAM");
1977     kvm_memory_listener_register(kvm_state, &smram_listener,
1978                                  &smram_address_space, 1);
1979 }
1980
1981 int kvm_arch_init(MachineState *ms, KVMState *s)
1982 {
1983     uint64_t identity_base = 0xfffbc000;
1984     uint64_t shadow_mem;
1985     int ret;
1986     struct utsname utsname;
1987
1988     has_xsave = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_XSAVE);
1989     has_xcrs = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_XCRS);
1990     has_pit_state2 = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_PIT_STATE2);
1991
1992     hv_vpindex_settable = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_HYPERV_VP_INDEX);
1993
1994     has_exception_payload = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_EXCEPTION_PAYLOAD);
1995     if (has_exception_payload) {
1996         ret = kvm_vm_enable_cap(s, KVM_CAP_EXCEPTION_PAYLOAD, 0, true);
1997         if (ret < 0) {
1998             error_report("kvm: Failed to enable exception payload cap: %s",
1999                          strerror(-ret));
2000             return ret;
2001         }
2002     }
2003
2004     ret = kvm_get_supported_msrs(s);
2005     if (ret < 0) {
2006         return ret;
2007     }
2008
2009     kvm_get_supported_feature_msrs(s);
2010
2011     uname(&utsname);
2012     lm_capable_kernel = strcmp(utsname.machine, "x86_64") == 0;
2013
2014     /*
2015      * On older Intel CPUs, KVM uses vm86 mode to emulate 16-bit code directly.
2016      * In order to use vm86 mode, an EPT identity map and a TSS  are needed.
2017      * Since these must be part of guest physical memory, we need to allocate
2018      * them, both by setting their start addresses in the kernel and by
2019      * creating a corresponding e820 entry. We need 4 pages before the BIOS.
2020      *
2021      * Older KVM versions may not support setting the identity map base. In
2022      * that case we need to stick with the default, i.e. a 256K maximum BIOS
2023      * size.
2024      */
2025     if (kvm_check_extension(s, KVM_CAP_SET_IDENTITY_MAP_ADDR)) {
2026         /* Allows up to 16M BIOSes. */
2027         identity_base = 0xfeffc000;
2028
2029         ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_SET_IDENTITY_MAP_ADDR, &identity_base);
2030         if (ret < 0) {
2031             return ret;
2032         }
2033     }
2034
2035     /* Set TSS base one page after EPT identity map. */
2036     ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_SET_TSS_ADDR, identity_base + 0x1000);
2037     if (ret < 0) {
2038         return ret;
2039     }
2040
2041     /* Tell fw_cfg to notify the BIOS to reserve the range. */
2042     ret = e820_add_entry(identity_base, 0x4000, E820_RESERVED);
2043     if (ret < 0) {
2044         fprintf(stderr, "e820_add_entry() table is full\n");
2045         return ret;
2046     }
2047     qemu_register_reset(kvm_unpoison_all, NULL);
2048
2049     shadow_mem = machine_kvm_shadow_mem(ms);
2050     if (shadow_mem != -1) {
2051         shadow_mem /= 4096;
2052         ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_SET_NR_MMU_PAGES, shadow_mem);
2053         if (ret < 0) {
2054             return ret;
2055         }
2056     }
2057
2058     if (kvm_check_extension(s, KVM_CAP_X86_SMM) &&
2059         object_dynamic_cast(OBJECT(ms), TYPE_PC_MACHINE) &&
2060         pc_machine_is_smm_enabled(PC_MACHINE(ms))) {
2061         smram_machine_done.notify = register_smram_listener;
2062         qemu_add_machine_init_done_notifier(&smram_machine_done);
2063     }
2064
2065     if (enable_cpu_pm) {
2066         int disable_exits = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_X86_DISABLE_EXITS);
2067         int ret;
2068
2069 /* Work around for kernel header with a typo. TODO: fix header and drop. */
2070 #if defined(KVM_X86_DISABLE_EXITS_HTL) && !defined(KVM_X86_DISABLE_EXITS_HLT)
2071 #define KVM_X86_DISABLE_EXITS_HLT KVM_X86_DISABLE_EXITS_HTL
2072 #endif
2073         if (disable_exits) {
2074             disable_exits &= (KVM_X86_DISABLE_EXITS_MWAIT |
2075                               KVM_X86_DISABLE_EXITS_HLT |
2076                               KVM_X86_DISABLE_EXITS_PAUSE);
2077         }
2078
2079         ret = kvm_vm_enable_cap(s, KVM_CAP_X86_DISABLE_EXITS, 0,
2080                                 disable_exits);
2081         if (ret < 0) {
2082             error_report("kvm: guest stopping CPU not supported: %s",
2083                          strerror(-ret));
2084         }
2085     }
2086
2087     return 0;
2088 }
2089
2090 static void set_v8086_seg(struct kvm_segment *lhs, const SegmentCache *rhs)
2091 {
2092     lhs->selector = rhs->selector;
2093     lhs->base = rhs->base;
2094     lhs->limit = rhs->limit;
2095     lhs->type = 3;
2096     lhs->present = 1;
2097     lhs->dpl = 3;
2098     lhs->db = 0;
2099     lhs->s = 1;
2100     lhs->l = 0;
2101     lhs->g = 0;
2102     lhs->avl = 0;
2103     lhs->unusable = 0;
2104 }
2105
2106 static void set_seg(struct kvm_segment *lhs, const SegmentCache *rhs)
2107 {
2108     unsigned flags = rhs->flags;
2109     lhs->selector = rhs->selector;
2110     lhs->base = rhs->base;
2111     lhs->limit = rhs->limit;
2112     lhs->type = (flags >> DESC_TYPE_SHIFT) & 15;
2113     lhs->present = (flags & DESC_P_MASK) != 0;
2114     lhs->dpl = (flags >> DESC_DPL_SHIFT) & 3;
2115     lhs->db = (flags >> DESC_B_SHIFT) & 1;
2116     lhs->s = (flags & DESC_S_MASK) != 0;
2117     lhs->l = (flags >> DESC_L_SHIFT) & 1;
2118     lhs->g = (flags & DESC_G_MASK) != 0;
2119     lhs->avl = (flags & DESC_AVL_MASK) != 0;
2120     lhs->unusable = !lhs->present;
2121     lhs->padding = 0;
2122 }
2123
2124 static void get_seg(SegmentCache *lhs, const struct kvm_segment *rhs)
2125 {
2126     lhs->selector = rhs->selector;
2127     lhs->base = rhs->base;
2128     lhs->limit = rhs->limit;
2129     lhs->flags = (rhs->type << DESC_TYPE_SHIFT) |
2130                  ((rhs->present && !rhs->unusable) * DESC_P_MASK) |
2131                  (rhs->dpl << DESC_DPL_SHIFT) |
2132                  (rhs->db << DESC_B_SHIFT) |
2133                  (rhs->s * DESC_S_MASK) |
2134                  (rhs->l << DESC_L_SHIFT) |
2135                  (rhs->g * DESC_G_MASK) |
2136                  (rhs->avl * DESC_AVL_MASK);
2137 }
2138
2139 static void kvm_getput_reg(__u64 *kvm_reg, target_ulong *qemu_reg, int set)
2140 {
2141     if (set) {
2142         *kvm_reg = *qemu_reg;
2143     } else {
2144         *qemu_reg = *kvm_reg;
2145     }
2146 }
2147
2148 static int kvm_getput_regs(X86CPU *cpu, int set)
2149 {
2150     CPUX86State *env = &cpu->env;
2151     struct kvm_regs regs;
2152     int ret = 0;
2153
2154     if (!set) {
2155         ret = kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_GET_REGS, &regs);
2156         if (ret < 0) {
2157             return ret;
2158         }
2159     }
2160
2161     kvm_getput_reg(&regs.rax, &env->regs[R_EAX], set);
2162     kvm_getput_reg(&regs.rbx, &env->regs[R_EBX], set);
2163     kvm_getput_reg(&regs.rcx, &env->regs[R_ECX], set);
2164     kvm_getput_reg(&regs.rdx, &env->regs[R_EDX], set);
2165     kvm_getput_reg(&regs.rsi, &env->regs[R_ESI], set);
2166     kvm_getput_reg(&regs.rdi, &env->regs[R_EDI], set);
2167     kvm_getput_reg(&regs.rsp, &env->regs[R_ESP], set);
2168     kvm_getput_reg(&regs.rbp, &env->regs[R_EBP], set);
2169 #ifdef TARGET_X86_64
2170     kvm_getput_reg(&regs.r8, &env->regs[8], set);
2171     kvm_getput_reg(&regs.r9, &env->regs[9], set);
2172     kvm_getput_reg(&regs.r10, &env->regs[10], set);
2173     kvm_getput_reg(&regs.r11, &env->regs[11], set);
2174     kvm_getput_reg(&regs.r12, &env->regs[12], set);
2175     kvm_getput_reg(&regs.r13, &env->regs[13], set);
2176     kvm_getput_reg(&regs.r14, &env->regs[14], set);
2177     kvm_getput_reg(&regs.r15, &env->regs[15], set);
2178 #endif
2179
2180     kvm_getput_reg(&regs.rflags, &env->eflags, set);
2181     kvm_getput_reg(&regs.rip, &env->eip, set);
2182
2183     if (set) {
2184         ret = kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_SET_REGS, &regs);
2185     }
2186
2187     return ret;
2188 }
2189
2190 static int kvm_put_fpu(X86CPU *cpu)
2191 {
2192     CPUX86State *env = &cpu->env;
2193     struct kvm_fpu fpu;
2194     int i;
2195
2196     memset(&fpu, 0, sizeof fpu);
2197     fpu.fsw = env->fpus & ~(7 << 11);
2198     fpu.fsw |= (env->fpstt & 7) << 11;
2199     fpu.fcw = env->fpuc;
2200     fpu.last_opcode = env->fpop;
2201     fpu.last_ip = env->fpip;
2202     fpu.last_dp = env->fpdp;
2203     for (i = 0; i < 8; ++i) {
2204         fpu.ftwx |= (!env->fptags[i]) << i;
2205     }
2206     memcpy(fpu.fpr, env->fpregs, sizeof env->fpregs);
2207     for (i = 0; i < CPU_NB_REGS; i++) {
2208         stq_p(&fpu.xmm[i][0], env->xmm_regs[i].ZMM_Q(0));
2209         stq_p(&fpu.xmm[i][8], env->xmm_regs[i].ZMM_Q(1));
2210     }
2211     fpu.mxcsr = env->mxcsr;
2212
2213     return kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_SET_FPU, &fpu);
2214 }
2215
2216 #define XSAVE_FCW_FSW     0
2217 #define XSAVE_FTW_FOP     1
2218 #define XSAVE_CWD_RIP     2
2219 #define XSAVE_CWD_RDP     4
2220 #define XSAVE_MXCSR       6
2221 #define XSAVE_ST_SPACE    8
2222 #define XSAVE_XMM_SPACE   40
2223 #define XSAVE_XSTATE_BV   128
2224 #define XSAVE_YMMH_SPACE  144
2225 #define XSAVE_BNDREGS     240
2226 #define XSAVE_BNDCSR      256
2227 #define XSAVE_OPMASK      272
2228 #define XSAVE_ZMM_Hi256   288
2229 #define XSAVE_Hi16_ZMM    416
2230 #define XSAVE_PKRU        672
2231
2232 #define XSAVE_BYTE_OFFSET(word_offset) \
2233     ((word_offset) * sizeof_field(struct kvm_xsave, region[0]))
2234
2235 #define ASSERT_OFFSET(word_offset, field) \
2236     QEMU_BUILD_BUG_ON(XSAVE_BYTE_OFFSET(word_offset) != \
2237                       offsetof(X86XSaveArea, field))
2238
2239 ASSERT_OFFSET(XSAVE_FCW_FSW, legacy.fcw);
2240 ASSERT_OFFSET(XSAVE_FTW_FOP, legacy.ftw);
2241 ASSERT_OFFSET(XSAVE_CWD_RIP, legacy.fpip);
2242 ASSERT_OFFSET(XSAVE_CWD_RDP, legacy.fpdp);
2243 ASSERT_OFFSET(XSAVE_MXCSR, legacy.mxcsr);
2244 ASSERT_OFFSET(XSAVE_ST_SPACE, legacy.fpregs);
2245 ASSERT_OFFSET(XSAVE_XMM_SPACE, legacy.xmm_regs);
2246 ASSERT_OFFSET(XSAVE_XSTATE_BV, header.xstate_bv);
2247 ASSERT_OFFSET(XSAVE_YMMH_SPACE, avx_state);
2248 ASSERT_OFFSET(XSAVE_BNDREGS, bndreg_state);
2249 ASSERT_OFFSET(XSAVE_BNDCSR, bndcsr_state);
2250 ASSERT_OFFSET(XSAVE_OPMASK, opmask_state);
2251 ASSERT_OFFSET(XSAVE_ZMM_Hi256, zmm_hi256_state);
2252 ASSERT_OFFSET(XSAVE_Hi16_ZMM, hi16_zmm_state);
2253 ASSERT_OFFSET(XSAVE_PKRU, pkru_state);
2254
2255 static int kvm_put_xsave(X86CPU *cpu)
2256 {
2257     CPUX86State *env = &cpu->env;
2258     X86XSaveArea *xsave = env->xsave_buf;
2259
2260     if (!has_xsave) {
2261         return kvm_put_fpu(cpu);
2262     }
2263     x86_cpu_xsave_all_areas(cpu, xsave);
2264
2265     return kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_SET_XSAVE, xsave);
2266 }
2267
2268 static int kvm_put_xcrs(X86CPU *cpu)
2269 {
2270     CPUX86State *env = &cpu->env;
2271     struct kvm_xcrs xcrs = {};
2272
2273     if (!has_xcrs) {
2274         return 0;
2275     }
2276
2277     xcrs.nr_xcrs = 1;
2278     xcrs.flags = 0;
2279     xcrs.xcrs[0].xcr = 0;
2280     xcrs.xcrs[0].value = env->xcr0;
2281     return kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_SET_XCRS, &xcrs);
2282 }
2283
2284 static int kvm_put_sregs(X86CPU *cpu)
2285 {
2286     CPUX86State *env = &cpu->env;
2287     struct kvm_sregs sregs;
2288
2289     memset(sregs.interrupt_bitmap, 0, sizeof(sregs.interrupt_bitmap));
2290     if (env->interrupt_injected >= 0) {
2291         sregs.interrupt_bitmap[env->interrupt_injected / 64] |=
2292                 (uint64_t)1 << (env->interrupt_injected % 64);
2293     }
2294
2295     if ((env->eflags & VM_MASK)) {
2296         set_v8086_seg(&sregs.cs, &env->segs[R_CS]);
2297         set_v8086_seg(&sregs.ds, &env->segs[R_DS]);
2298         set_v8086_seg(&sregs.es, &env->segs[R_ES]);
2299         set_v8086_seg(&sregs.fs, &env->segs[R_FS]);
2300         set_v8086_seg(&sregs.gs, &env->segs[R_GS]);
2301         set_v8086_seg(&sregs.ss, &env->segs[R_SS]);
2302     } else {
2303         set_seg(&sregs.cs, &env->segs[R_CS]);
2304         set_seg(&sregs.ds, &env->segs[R_DS]);
2305         set_seg(&sregs.es, &env->segs[R_ES]);
2306         set_seg(&sregs.fs, &env->segs[R_FS]);
2307         set_seg(&sregs.gs, &env->segs[R_GS]);
2308         set_seg(&sregs.ss, &env->segs[R_SS]);
2309     }
2310
2311     set_seg(&sregs.tr, &env->tr);
2312     set_seg(&sregs.ldt, &env->ldt);
2313
2314     sregs.idt.limit = env->idt.limit;
2315     sregs.idt.base = env->idt.base;
2316     memset(sregs.idt.padding, 0, sizeof sregs.idt.padding);
2317     sregs.gdt.limit = env->gdt.limit;
2318     sregs.gdt.base = env->gdt.base;
2319     memset(sregs.gdt.padding, 0, sizeof sregs.gdt.padding);
2320
2321     sregs.cr0 = env->cr[0];
2322     sregs.cr2 = env->cr[2];
2323     sregs.cr3 = env->cr[3];
2324     sregs.cr4 = env->cr[4];
2325
2326     sregs.cr8 = cpu_get_apic_tpr(cpu->apic_state);
2327     sregs.apic_base = cpu_get_apic_base(cpu->apic_state);
2328
2329     sregs.efer = env->efer;
2330
2331     return kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_SET_SREGS, &sregs);
2332 }
2333
2334 static void kvm_msr_buf_reset(X86CPU *cpu)
2335 {
2336     memset(cpu->kvm_msr_buf, 0, MSR_BUF_SIZE);
2337 }
2338
2339 static void kvm_msr_entry_add(X86CPU *cpu, uint32_t index, uint64_t value)
2340 {
2341     struct kvm_msrs *msrs = cpu->kvm_msr_buf;
2342     void *limit = ((void *)msrs) + MSR_BUF_SIZE;
2343     struct kvm_msr_entry *entry = &msrs->entries[msrs->nmsrs];
2344
2345     assert((void *)(entry + 1) <= limit);
2346
2347     entry->index = index;
2348     entry->reserved = 0;
2349     entry->data = value;
2350     msrs->nmsrs++;
2351 }
2352
2353 static int kvm_put_one_msr(X86CPU *cpu, int index, uint64_t value)
2354 {
2355     kvm_msr_buf_reset(cpu);
2356     kvm_msr_entry_add(cpu, index, value);
2357
2358     return kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_SET_MSRS, cpu->kvm_msr_buf);
2359 }
2360
2361 void kvm_put_apicbase(X86CPU *cpu, uint64_t value)
2362 {
2363     int ret;
2364
2365     ret = kvm_put_one_msr(cpu, MSR_IA32_APICBASE, value);
2366     assert(ret == 1);
2367 }
2368
2369 static int kvm_put_tscdeadline_msr(X86CPU *cpu)
2370 {
2371     CPUX86State *env = &cpu->env;
2372     int ret;
2373
2374     if (!has_msr_tsc_deadline) {
2375         return 0;
2376     }
2377
2378     ret = kvm_put_one_msr(cpu, MSR_IA32_TSCDEADLINE, env->tsc_deadline);
2379     if (ret < 0) {
2380         return ret;
2381     }
2382
2383     assert(ret == 1);
2384     return 0;
2385 }
2386
2387 /*
2388  * Provide a separate write service for the feature control MSR in order to
2389  * kick the VCPU out of VMXON or even guest mode on reset. This has to be done
2390  * before writing any other state because forcibly leaving nested mode
2391  * invalidates the VCPU state.
2392  */
2393 static int kvm_put_msr_feature_control(X86CPU *cpu)
2394 {
2395     int ret;
2396
2397     if (!has_msr_feature_control) {
2398         return 0;
2399     }
2400
2401     ret = kvm_put_one_msr(cpu, MSR_IA32_FEATURE_CONTROL,
2402                           cpu->env.msr_ia32_feature_control);
2403     if (ret < 0) {
2404         return ret;
2405     }
2406
2407     assert(ret == 1);
2408     return 0;
2409 }
2410
2411 static int kvm_put_msrs(X86CPU *cpu, int level)
2412 {
2413     CPUX86State *env = &cpu->env;
2414     int i;
2415     int ret;
2416
2417     kvm_msr_buf_reset(cpu);
2418
2419     kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, env->sysenter_cs);
2420     kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_SYSENTER_ESP, env->sysenter_esp);
2421     kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_SYSENTER_EIP, env->sysenter_eip);
2422     kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_PAT, env->pat);
2423     if (has_msr_star) {
2424         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_STAR, env->star);
2425     }
2426     if (has_msr_hsave_pa) {
2427         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_VM_HSAVE_PA, env->vm_hsave);
2428     }
2429     if (has_msr_tsc_aux) {
2430         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_TSC_AUX, env->tsc_aux);
2431     }
2432     if (has_msr_tsc_adjust) {
2433         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_TSC_ADJUST, env->tsc_adjust);
2434     }
2435     if (has_msr_misc_enable) {
2436         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_MISC_ENABLE,
2437                           env->msr_ia32_misc_enable);
2438     }
2439     if (has_msr_smbase) {
2440         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_SMBASE, env->smbase);
2441     }
2442     if (has_msr_smi_count) {
2443         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_SMI_COUNT, env->msr_smi_count);
2444     }
2445     if (has_msr_bndcfgs) {
2446         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_BNDCFGS, env->msr_bndcfgs);
2447     }
2448     if (has_msr_xss) {
2449         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_XSS, env->xss);
2450     }
2451     if (has_msr_spec_ctrl) {
2452         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_SPEC_CTRL, env->spec_ctrl);
2453     }
2454     if (has_msr_virt_ssbd) {
2455         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_VIRT_SSBD, env->virt_ssbd);
2456     }
2457
2458 #ifdef TARGET_X86_64
2459     if (lm_capable_kernel) {
2460         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_CSTAR, env->cstar);
2461         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_KERNELGSBASE, env->kernelgsbase);
2462         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_FMASK, env->fmask);
2463         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_LSTAR, env->lstar);
2464     }
2465 #endif
2466
2467     /* If host supports feature MSR, write down. */
2468     if (has_msr_arch_capabs) {
2469         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_ARCH_CAPABILITIES,
2470                           env->features[FEAT_ARCH_CAPABILITIES]);
2471     }
2472
2473     if (has_msr_core_capabs) {
2474         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_CORE_CAPABILITY,
2475                           env->features[FEAT_CORE_CAPABILITY]);
2476     }
2477
2478     /*
2479      * The following MSRs have side effects on the guest or are too heavy
2480      * for normal writeback. Limit them to reset or full state updates.
2481      */
2482     if (level >= KVM_PUT_RESET_STATE) {
2483         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_TSC, env->tsc);
2484         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_KVM_SYSTEM_TIME, env->system_time_msr);
2485         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_KVM_WALL_CLOCK, env->wall_clock_msr);
2486         if (env->features[FEAT_KVM] & (1 << KVM_FEATURE_ASYNC_PF)) {
2487             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_KVM_ASYNC_PF_EN, env->async_pf_en_msr);
2488         }
2489         if (env->features[FEAT_KVM] & (1 << KVM_FEATURE_PV_EOI)) {
2490             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_KVM_PV_EOI_EN, env->pv_eoi_en_msr);
2491         }
2492         if (env->features[FEAT_KVM] & (1 << KVM_FEATURE_STEAL_TIME)) {
2493             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_KVM_STEAL_TIME, env->steal_time_msr);
2494         }
2495         if (has_architectural_pmu_version > 0) {
2496             if (has_architectural_pmu_version > 1) {
2497                 /* Stop the counter.  */
2498                 kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_CORE_PERF_FIXED_CTR_CTRL, 0);
2499                 kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_CORE_PERF_GLOBAL_CTRL, 0);
2500             }
2501
2502             /* Set the counter values.  */
2503             for (i = 0; i < num_architectural_pmu_fixed_counters; i++) {
2504                 kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_CORE_PERF_FIXED_CTR0 + i,
2505                                   env->msr_fixed_counters[i]);
2506             }
2507             for (i = 0; i < num_architectural_pmu_gp_counters; i++) {
2508                 kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_P6_PERFCTR0 + i,
2509                                   env->msr_gp_counters[i]);
2510                 kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_P6_EVNTSEL0 + i,
2511                                   env->msr_gp_evtsel[i]);
2512             }
2513             if (has_architectural_pmu_version > 1) {
2514                 kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_CORE_PERF_GLOBAL_STATUS,
2515                                   env->msr_global_status);
2516                 kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_CORE_PERF_GLOBAL_OVF_CTRL,
2517                                   env->msr_global_ovf_ctrl);
2518
2519                 /* Now start the PMU.  */
2520                 kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_CORE_PERF_FIXED_CTR_CTRL,
2521                                   env->msr_fixed_ctr_ctrl);
2522                 kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_CORE_PERF_GLOBAL_CTRL,
2523                                   env->msr_global_ctrl);
2524             }
2525         }
2526         /*
2527          * Hyper-V partition-wide MSRs: to avoid clearing them on cpu hot-add,
2528          * only sync them to KVM on the first cpu
2529          */
2530         if (current_cpu == first_cpu) {
2531             if (has_msr_hv_hypercall) {
2532                 kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_GUEST_OS_ID,
2533                                   env->msr_hv_guest_os_id);
2534                 kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_HYPERCALL,
2535                                   env->msr_hv_hypercall);
2536             }
2537             if (hyperv_feat_enabled(cpu, HYPERV_FEAT_TIME)) {
2538                 kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_REFERENCE_TSC,
2539                                   env->msr_hv_tsc);
2540             }
2541             if (hyperv_feat_enabled(cpu, HYPERV_FEAT_REENLIGHTENMENT)) {
2542                 kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_REENLIGHTENMENT_CONTROL,
2543                                   env->msr_hv_reenlightenment_control);
2544                 kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_TSC_EMULATION_CONTROL,
2545                                   env->msr_hv_tsc_emulation_control);
2546                 kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_TSC_EMULATION_STATUS,
2547                                   env->msr_hv_tsc_emulation_status);
2548             }
2549         }
2550         if (hyperv_feat_enabled(cpu, HYPERV_FEAT_VAPIC)) {
2551             kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_APIC_ASSIST_PAGE,
2552                               env->msr_hv_vapic);
2553         }
2554         if (has_msr_hv_crash) {
2555             int j;
2556
2557             for (j = 0; j < HV_CRASH_PARAMS; j++)
2558                 kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_CRASH_P0 + j,
2559                                   env->msr_hv_crash_params[j]);
2560
2561             kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_CRASH_CTL, HV_CRASH_CTL_NOTIFY);
2562         }
2563         if (has_msr_hv_runtime) {
2564             kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_VP_RUNTIME, env->msr_hv_runtime);
2565         }
2566         if (hyperv_feat_enabled(cpu, HYPERV_FEAT_VPINDEX)
2567             && hv_vpindex_settable) {
2568             kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_VP_INDEX,
2569                               hyperv_vp_index(CPU(cpu)));
2570         }
2571         if (hyperv_feat_enabled(cpu, HYPERV_FEAT_SYNIC)) {
2572             int j;
2573
2574             kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_SVERSION, HV_SYNIC_VERSION);
2575
2576             kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_SCONTROL,
2577                               env->msr_hv_synic_control);
2578             kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_SIEFP,
2579                               env->msr_hv_synic_evt_page);
2580             kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_SIMP,
2581                               env->msr_hv_synic_msg_page);
2582
2583             for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(env->msr_hv_synic_sint); j++) {
2584                 kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_SINT0 + j,
2585                                   env->msr_hv_synic_sint[j]);
2586             }
2587         }
2588         if (has_msr_hv_stimer) {
2589             int j;
2590
2591             for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(env->msr_hv_stimer_config); j++) {
2592                 kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_STIMER0_CONFIG + j * 2,
2593                                 env->msr_hv_stimer_config[j]);
2594             }
2595
2596             for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(env->msr_hv_stimer_count); j++) {
2597                 kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_STIMER0_COUNT + j * 2,
2598                                 env->msr_hv_stimer_count[j]);
2599             }
2600         }
2601         if (env->features[FEAT_1_EDX] & CPUID_MTRR) {
2602             uint64_t phys_mask = MAKE_64BIT_MASK(0, cpu->phys_bits);
2603
2604             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MTRRdefType, env->mtrr_deftype);
2605             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MTRRfix64K_00000, env->mtrr_fixed[0]);
2606             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MTRRfix16K_80000, env->mtrr_fixed[1]);
2607             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MTRRfix16K_A0000, env->mtrr_fixed[2]);
2608             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MTRRfix4K_C0000, env->mtrr_fixed[3]);
2609             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MTRRfix4K_C8000, env->mtrr_fixed[4]);
2610             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MTRRfix4K_D0000, env->mtrr_fixed[5]);
2611             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MTRRfix4K_D8000, env->mtrr_fixed[6]);
2612             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MTRRfix4K_E0000, env->mtrr_fixed[7]);
2613             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MTRRfix4K_E8000, env->mtrr_fixed[8]);
2614             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MTRRfix4K_F0000, env->mtrr_fixed[9]);
2615             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MTRRfix4K_F8000, env->mtrr_fixed[10]);
2616             for (i = 0; i < MSR_MTRRcap_VCNT; i++) {
2617                 /* The CPU GPs if we write to a bit above the physical limit of
2618                  * the host CPU (and KVM emulates that)
2619                  */
2620                 uint64_t mask = env->mtrr_var[i].mask;
2621                 mask &= phys_mask;
2622
2623                 kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MTRRphysBase(i),
2624                                   env->mtrr_var[i].base);
2625                 kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MTRRphysMask(i), mask);
2626             }
2627         }
2628         if (env->features[FEAT_7_0_EBX] & CPUID_7_0_EBX_INTEL_PT) {
2629             int addr_num = kvm_arch_get_supported_cpuid(kvm_state,
2630                                                     0x14, 1, R_EAX) & 0x7;
2631
2632             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_RTIT_CTL,
2633                             env->msr_rtit_ctrl);
2634             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_RTIT_STATUS,
2635                             env->msr_rtit_status);
2636             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_RTIT_OUTPUT_BASE,
2637                             env->msr_rtit_output_base);
2638             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_RTIT_OUTPUT_MASK,
2639                             env->msr_rtit_output_mask);
2640             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_RTIT_CR3_MATCH,
2641                             env->msr_rtit_cr3_match);
2642             for (i = 0; i < addr_num; i++) {
2643                 kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_RTIT_ADDR0_A + i,
2644                             env->msr_rtit_addrs[i]);
2645             }
2646         }
2647
2648         /* Note: MSR_IA32_FEATURE_CONTROL is written separately, see
2649          *       kvm_put_msr_feature_control. */
2650     }
2651     if (env->mcg_cap) {
2652         int i;
2653
2654         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MCG_STATUS, env->mcg_status);
2655         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MCG_CTL, env->mcg_ctl);
2656         if (has_msr_mcg_ext_ctl) {
2657             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MCG_EXT_CTL, env->mcg_ext_ctl);
2658         }
2659         for (i = 0; i < (env->mcg_cap & 0xff) * 4; i++) {
2660             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MC0_CTL + i, env->mce_banks[i]);
2661         }
2662     }
2663
2664     ret = kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_SET_MSRS, cpu->kvm_msr_buf);
2665     if (ret < 0) {
2666         return ret;
2667     }
2668
2669     if (ret < cpu->kvm_msr_buf->nmsrs) {
2670         struct kvm_msr_entry *e = &cpu->kvm_msr_buf->entries[ret];
2671         error_report("error: failed to set MSR 0x%" PRIx32 " to 0x%" PRIx64,
2672                      (uint32_t)e->index, (uint64_t)e->data);
2673     }
2674
2675     assert(ret == cpu->kvm_msr_buf->nmsrs);
2676     return 0;
2677 }
2678
2679
2680 static int kvm_get_fpu(X86CPU *cpu)
2681 {
2682     CPUX86State *env = &cpu->env;
2683     struct kvm_fpu fpu;
2684     int i, ret;
2685
2686     ret = kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_GET_FPU, &fpu);
2687     if (ret < 0) {
2688         return ret;
2689     }
2690
2691     env->fpstt = (fpu.fsw >> 11) & 7;
2692     env->fpus = fpu.fsw;
2693     env->fpuc = fpu.fcw;
2694     env->fpop = fpu.last_opcode;
2695     env->fpip = fpu.last_ip;
2696     env->fpdp = fpu.last_dp;
2697     for (i = 0; i < 8; ++i) {
2698         env->fptags[i] = !((fpu.ftwx >> i) & 1);
2699     }
2700     memcpy(env->fpregs, fpu.fpr, sizeof env->fpregs);
2701     for (i = 0; i < CPU_NB_REGS; i++) {
2702         env->xmm_regs[i].ZMM_Q(0) = ldq_p(&fpu.xmm[i][0]);
2703         env->xmm_regs[i].ZMM_Q(1) = ldq_p(&fpu.xmm[i][8]);
2704     }
2705     env->mxcsr = fpu.mxcsr;
2706
2707     return 0;
2708 }
2709
2710 static int kvm_get_xsave(X86CPU *cpu)
2711 {
2712     CPUX86State *env = &cpu->env;
2713     X86XSaveArea *xsave = env->xsave_buf;
2714     int ret;
2715
2716     if (!has_xsave) {
2717         return kvm_get_fpu(cpu);
2718     }
2719
2720     ret = kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_GET_XSAVE, xsave);
2721     if (ret < 0) {
2722         return ret;
2723     }
2724     x86_cpu_xrstor_all_areas(cpu, xsave);
2725
2726     return 0;
2727 }
2728
2729 static int kvm_get_xcrs(X86CPU *cpu)
2730 {
2731     CPUX86State *env = &cpu->env;
2732     int i, ret;
2733     struct kvm_xcrs xcrs;
2734
2735     if (!has_xcrs) {
2736         return 0;
2737     }
2738
2739     ret = kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_GET_XCRS, &xcrs);
2740     if (ret < 0) {
2741         return ret;
2742     }
2743
2744     for (i = 0; i < xcrs.nr_xcrs; i++) {
2745         /* Only support xcr0 now */
2746         if (xcrs.xcrs[i].xcr == 0) {
2747             env->xcr0 = xcrs.xcrs[i].value;
2748             break;
2749         }
2750     }
2751     return 0;
2752 }
2753
2754 static int kvm_get_sregs(X86CPU *cpu)
2755 {
2756     CPUX86State *env = &cpu->env;
2757     struct kvm_sregs sregs;
2758     int bit, i, ret;
2759
2760     ret = kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_GET_SREGS, &sregs);
2761     if (ret < 0) {
2762         return ret;
2763     }
2764
2765     /* There can only be one pending IRQ set in the bitmap at a time, so try
2766        to find it and save its number instead (-1 for none). */
2767     env->interrupt_injected = -1;
2768     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(sregs.interrupt_bitmap); i++) {
2769         if (sregs.interrupt_bitmap[i]) {
2770             bit = ctz64(sregs.interrupt_bitmap[i]);
2771             env->interrupt_injected = i * 64 + bit;
2772             break;
2773         }
2774     }
2775
2776     get_seg(&env->segs[R_CS], &sregs.cs);
2777     get_seg(&env->segs[R_DS], &sregs.ds);
2778     get_seg(&env->segs[R_ES], &sregs.es);
2779     get_seg(&env->segs[R_FS], &sregs.fs);
2780     get_seg(&env->segs[R_GS], &sregs.gs);
2781     get_seg(&env->segs[R_SS], &sregs.ss);
2782
2783     get_seg(&env->tr, &sregs.tr);
2784     get_seg(&env->ldt, &sregs.ldt);
2785
2786     env->idt.limit = sregs.idt.limit;
2787     env->idt.base = sregs.idt.base;
2788     env->gdt.limit = sregs.gdt.limit;
2789     env->gdt.base = sregs.gdt.base;
2790
2791     env->cr[0] = sregs.cr0;
2792     env->cr[2] = sregs.cr2;
2793     env->cr[3] = sregs.cr3;
2794     env->cr[4] = sregs.cr4;
2795
2796     env->efer = sregs.efer;
2797
2798     /* changes to apic base and cr8/tpr are read back via kvm_arch_post_run */
2799     x86_update_hflags(env);
2800
2801     return 0;
2802 }
2803
2804 static int kvm_get_msrs(X86CPU *cpu)
2805 {
2806     CPUX86State *env = &cpu->env;
2807     struct kvm_msr_entry *msrs = cpu->kvm_msr_buf->entries;
2808     int ret, i;
2809     uint64_t mtrr_top_bits;
2810
2811     kvm_msr_buf_reset(cpu);
2812
2813     kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_SYSENTER_CS, 0);
2814     kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_SYSENTER_ESP, 0);
2815     kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_SYSENTER_EIP, 0);
2816     kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_PAT, 0);
2817     if (has_msr_star) {
2818         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_STAR, 0);
2819     }
2820     if (has_msr_hsave_pa) {
2821         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_VM_HSAVE_PA, 0);
2822     }
2823     if (has_msr_tsc_aux) {
2824         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_TSC_AUX, 0);
2825     }
2826     if (has_msr_tsc_adjust) {
2827         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_TSC_ADJUST, 0);
2828     }
2829     if (has_msr_tsc_deadline) {
2830         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_TSCDEADLINE, 0);
2831     }
2832     if (has_msr_misc_enable) {
2833         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_MISC_ENABLE, 0);
2834     }
2835     if (has_msr_smbase) {
2836         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_SMBASE, 0);
2837     }
2838     if (has_msr_smi_count) {
2839         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_SMI_COUNT, 0);
2840     }
2841     if (has_msr_feature_control) {
2842         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_FEATURE_CONTROL, 0);
2843     }
2844     if (has_msr_bndcfgs) {
2845         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_BNDCFGS, 0);
2846     }
2847     if (has_msr_xss) {
2848         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_XSS, 0);
2849     }
2850     if (has_msr_spec_ctrl) {
2851         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_SPEC_CTRL, 0);
2852     }
2853     if (has_msr_virt_ssbd) {
2854         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_VIRT_SSBD, 0);
2855     }
2856     if (!env->tsc_valid) {
2857         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_TSC, 0);
2858         env->tsc_valid = !runstate_is_running();
2859     }
2860
2861 #ifdef TARGET_X86_64
2862     if (lm_capable_kernel) {
2863         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_CSTAR, 0);
2864         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_KERNELGSBASE, 0);
2865         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_FMASK, 0);
2866         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_LSTAR, 0);
2867     }
2868 #endif
2869     kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_KVM_SYSTEM_TIME, 0);
2870     kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_KVM_WALL_CLOCK, 0);
2871     if (env->features[FEAT_KVM] & (1 << KVM_FEATURE_ASYNC_PF)) {
2872         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_KVM_ASYNC_PF_EN, 0);
2873     }
2874     if (env->features[FEAT_KVM] & (1 << KVM_FEATURE_PV_EOI)) {
2875         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_KVM_PV_EOI_EN, 0);
2876     }
2877     if (env->features[FEAT_KVM] & (1 << KVM_FEATURE_STEAL_TIME)) {
2878         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_KVM_STEAL_TIME, 0);
2879     }
2880     if (has_architectural_pmu_version > 0) {
2881         if (has_architectural_pmu_version > 1) {
2882             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_CORE_PERF_FIXED_CTR_CTRL, 0);
2883             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_CORE_PERF_GLOBAL_CTRL, 0);
2884             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_CORE_PERF_GLOBAL_STATUS, 0);
2885             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_CORE_PERF_GLOBAL_OVF_CTRL, 0);
2886         }
2887         for (i = 0; i < num_architectural_pmu_fixed_counters; i++) {
2888             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_CORE_PERF_FIXED_CTR0 + i, 0);
2889         }
2890         for (i = 0; i < num_architectural_pmu_gp_counters; i++) {
2891             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_P6_PERFCTR0 + i, 0);
2892             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_P6_EVNTSEL0 + i, 0);
2893         }
2894     }
2895
2896     if (env->mcg_cap) {
2897         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MCG_STATUS, 0);
2898         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MCG_CTL, 0);
2899         if (has_msr_mcg_ext_ctl) {
2900             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MCG_EXT_CTL, 0);
2901         }
2902         for (i = 0; i < (env->mcg_cap & 0xff) * 4; i++) {
2903             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MC0_CTL + i, 0);
2904         }
2905     }
2906
2907     if (has_msr_hv_hypercall) {
2908         kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_HYPERCALL, 0);
2909         kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_GUEST_OS_ID, 0);
2910     }
2911     if (hyperv_feat_enabled(cpu, HYPERV_FEAT_VAPIC)) {
2912         kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_APIC_ASSIST_PAGE, 0);
2913     }
2914     if (hyperv_feat_enabled(cpu, HYPERV_FEAT_TIME)) {
2915         kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_REFERENCE_TSC, 0);
2916     }
2917     if (hyperv_feat_enabled(cpu, HYPERV_FEAT_REENLIGHTENMENT)) {
2918         kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_REENLIGHTENMENT_CONTROL, 0);
2919         kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_TSC_EMULATION_CONTROL, 0);
2920         kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_TSC_EMULATION_STATUS, 0);
2921     }
2922     if (has_msr_hv_crash) {
2923         int j;
2924
2925         for (j = 0; j < HV_CRASH_PARAMS; j++) {
2926             kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_CRASH_P0 + j, 0);
2927         }
2928     }
2929     if (has_msr_hv_runtime) {
2930         kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_VP_RUNTIME, 0);
2931     }
2932     if (hyperv_feat_enabled(cpu, HYPERV_FEAT_SYNIC)) {
2933         uint32_t msr;
2934
2935         kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_SCONTROL, 0);
2936         kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_SIEFP, 0);
2937         kvm_msr_entry_add(cpu, HV_X64_MSR_SIMP, 0);
2938         for (msr = HV_X64_MSR_SINT0; msr <= HV_X64_MSR_SINT15; msr++) {
2939             kvm_msr_entry_add(cpu, msr, 0);
2940         }
2941     }
2942     if (has_msr_hv_stimer) {
2943         uint32_t msr;
2944
2945         for (msr = HV_X64_MSR_STIMER0_CONFIG; msr <= HV_X64_MSR_STIMER3_COUNT;
2946              msr++) {
2947             kvm_msr_entry_add(cpu, msr, 0);
2948         }
2949     }
2950     if (env->features[FEAT_1_EDX] & CPUID_MTRR) {
2951         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MTRRdefType, 0);
2952         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MTRRfix64K_00000, 0);
2953         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MTRRfix16K_80000, 0);
2954         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MTRRfix16K_A0000, 0);
2955         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MTRRfix4K_C0000, 0);
2956         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MTRRfix4K_C8000, 0);
2957         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MTRRfix4K_D0000, 0);
2958         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MTRRfix4K_D8000, 0);
2959         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MTRRfix4K_E0000, 0);
2960         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MTRRfix4K_E8000, 0);
2961         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MTRRfix4K_F0000, 0);
2962         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MTRRfix4K_F8000, 0);
2963         for (i = 0; i < MSR_MTRRcap_VCNT; i++) {
2964             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MTRRphysBase(i), 0);
2965             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_MTRRphysMask(i), 0);
2966         }
2967     }
2968
2969     if (env->features[FEAT_7_0_EBX] & CPUID_7_0_EBX_INTEL_PT) {
2970         int addr_num =
2971             kvm_arch_get_supported_cpuid(kvm_state, 0x14, 1, R_EAX) & 0x7;
2972
2973         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_RTIT_CTL, 0);
2974         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_RTIT_STATUS, 0);
2975         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_RTIT_OUTPUT_BASE, 0);
2976         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_RTIT_OUTPUT_MASK, 0);
2977         kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_RTIT_CR3_MATCH, 0);
2978         for (i = 0; i < addr_num; i++) {
2979             kvm_msr_entry_add(cpu, MSR_IA32_RTIT_ADDR0_A + i, 0);
2980         }
2981     }
2982
2983     ret = kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_GET_MSRS, cpu->kvm_msr_buf);
2984     if (ret < 0) {
2985         return ret;
2986     }
2987
2988     if (ret < cpu->kvm_msr_buf->nmsrs) {
2989         struct kvm_msr_entry *e = &cpu->kvm_msr_buf->entries[ret];
2990         error_report("error: failed to get MSR 0x%" PRIx32,
2991                      (uint32_t)e->index);
2992     }
2993
2994     assert(ret == cpu->kvm_msr_buf->nmsrs);
2995     /*
2996      * MTRR masks: Each mask consists of 5 parts
2997      * a  10..0: must be zero
2998      * b  11   : valid bit
2999      * c n-1.12: actual mask bits
3000      * d  51..n: reserved must be zero
3001      * e  63.52: reserved must be zero
3002      *
3003      * 'n' is the number of physical bits supported by the CPU and is
3004      * apparently always <= 52.   We know our 'n' but don't know what
3005      * the destinations 'n' is; it might be smaller, in which case
3006      * it masks (c) on loading. It might be larger, in which case
3007      * we fill 'd' so that d..c is consistent irrespetive of the 'n'
3008      * we're migrating to.
3009      */
3010
3011     if (cpu->fill_mtrr_mask) {
3012         QEMU_BUILD_BUG_ON(TARGET_PHYS_ADDR_SPACE_BITS > 52);
3013         assert(cpu->phys_bits <= TARGET_PHYS_ADDR_SPACE_BITS);
3014         mtrr_top_bits = MAKE_64BIT_MASK(cpu->phys_bits, 52 - cpu->phys_bits);
3015     } else {
3016         mtrr_top_bits = 0;
3017     }
3018
3019     for (i = 0; i < ret; i++) {
3020         uint32_t index = msrs[i].index;
3021         switch (index) {
3022         case MSR_IA32_SYSENTER_CS:
3023             env->sysenter_cs = msrs[i].data;
3024             break;
3025         case MSR_IA32_SYSENTER_ESP:
3026             env->sysenter_esp = msrs[i].data;
3027             break;
3028         case MSR_IA32_SYSENTER_EIP:
3029             env->sysenter_eip = msrs[i].data;
3030             break;
3031         case MSR_PAT:
3032             env->pat = msrs[i].data;
3033             break;
3034         case MSR_STAR:
3035             env->star = msrs[i].data;
3036             break;
3037 #ifdef TARGET_X86_64
3038         case MSR_CSTAR:
3039             env->cstar = msrs[i].data;
3040             break;
3041         case MSR_KERNELGSBASE:
3042             env->kernelgsbase = msrs[i].data;
3043             break;
3044         case MSR_FMASK:
3045             env->fmask = msrs[i].data;
3046             break;
3047         case MSR_LSTAR:
3048             env->lstar = msrs[i].data;
3049             break;
3050 #endif
3051         case MSR_IA32_TSC:
3052             env->tsc = msrs[i].data;
3053             break;
3054         case MSR_TSC_AUX:
3055             env->tsc_aux = msrs[i].data;
3056             break;
3057         case MSR_TSC_ADJUST:
3058             env->tsc_adjust = msrs[i].data;
3059             break;
3060         case MSR_IA32_TSCDEADLINE:
3061             env->tsc_deadline = msrs[i].data;
3062             break;
3063         case MSR_VM_HSAVE_PA:
3064             env->vm_hsave = msrs[i].data;
3065             break;
3066         case MSR_KVM_SYSTEM_TIME:
3067             env->system_time_msr = msrs[i].data;
3068             break;
3069         case MSR_KVM_WALL_CLOCK:
3070             env->wall_clock_msr = msrs[i].data;
3071             break;
3072         case MSR_MCG_STATUS:
3073             env->mcg_status = msrs[i].data;
3074             break;
3075         case MSR_MCG_CTL:
3076             env->mcg_ctl = msrs[i].data;
3077             break;
3078         case MSR_MCG_EXT_CTL:
3079             env->mcg_ext_ctl = msrs[i].data;
3080             break;
3081         case MSR_IA32_MISC_ENABLE:
3082             env->msr_ia32_misc_enable = msrs[i].data;
3083             break;
3084         case MSR_IA32_SMBASE:
3085             env->smbase = msrs[i].data;
3086             break;
3087         case MSR_SMI_COUNT:
3088             env->msr_smi_count = msrs[i].data;
3089             break;
3090         case MSR_IA32_FEATURE_CONTROL:
3091             env->msr_ia32_feature_control = msrs[i].data;
3092             break;
3093         case MSR_IA32_BNDCFGS:
3094             env->msr_bndcfgs = msrs[i].data;
3095             break;
3096         case MSR_IA32_XSS:
3097             env->xss = msrs[i].data;
3098             break;
3099         default:
3100             if (msrs[i].index >= MSR_MC0_CTL &&
3101                 msrs[i].index < MSR_MC0_CTL + (env->mcg_cap & 0xff) * 4) {
3102                 env->mce_banks[msrs[i].index - MSR_MC0_CTL] = msrs[i].data;
3103             }
3104             break;
3105         case MSR_KVM_ASYNC_PF_EN:
3106             env->async_pf_en_msr = msrs[i].data;
3107             break;
3108         case MSR_KVM_PV_EOI_EN:
3109             env->pv_eoi_en_msr = msrs[i].data;
3110             break;
3111         case MSR_KVM_STEAL_TIME:
3112             env->steal_time_msr = msrs[i].data;
3113             break;
3114         case MSR_CORE_PERF_FIXED_CTR_CTRL:
3115             env->msr_fixed_ctr_ctrl = msrs[i].data;
3116             break;
3117         case MSR_CORE_PERF_GLOBAL_CTRL:
3118             env->msr_global_ctrl = msrs[i].data;
3119             break;
3120         case MSR_CORE_PERF_GLOBAL_STATUS:
3121             env->msr_global_status = msrs[i].data;
3122             break;
3123         case MSR_CORE_PERF_GLOBAL_OVF_CTRL:
3124             env->msr_global_ovf_ctrl = msrs[i].data;
3125             break;
3126         case MSR_CORE_PERF_FIXED_CTR0 ... MSR_CORE_PERF_FIXED_CTR0 + MAX_FIXED_COUNTERS - 1:
3127             env->msr_fixed_counters[index - MSR_CORE_PERF_FIXED_CTR0] = msrs[i].data;
3128             break;
3129         case MSR_P6_PERFCTR0 ... MSR_P6_PERFCTR0 + MAX_GP_COUNTERS - 1:
3130             env->msr_gp_counters[index - MSR_P6_PERFCTR0] = msrs[i].data;
3131             break;
3132         case MSR_P6_EVNTSEL0 ... MSR_P6_EVNTSEL0 + MAX_GP_COUNTERS - 1:
3133             env->msr_gp_evtsel[index - MSR_P6_EVNTSEL0] = msrs[i].data;
3134             break;
3135         case HV_X64_MSR_HYPERCALL:
3136             env->msr_hv_hypercall = msrs[i].data;
3137             break;
3138         case HV_X64_MSR_GUEST_OS_ID:
3139             env->msr_hv_guest_os_id = msrs[i].data;
3140             break;
3141         case HV_X64_MSR_APIC_ASSIST_PAGE:
3142             env->msr_hv_vapic = msrs[i].data;
3143             break;
3144         case HV_X64_MSR_REFERENCE_TSC:
3145             env->msr_hv_tsc = msrs[i].data;
3146             break;
3147         case HV_X64_MSR_CRASH_P0 ... HV_X64_MSR_CRASH_P4:
3148             env->msr_hv_crash_params[index - HV_X64_MSR_CRASH_P0] = msrs[i].data;
3149             break;
3150         case HV_X64_MSR_VP_RUNTIME:
3151             env->msr_hv_runtime = msrs[i].data;
3152             break;
3153         case HV_X64_MSR_SCONTROL:
3154             env->msr_hv_synic_control = msrs[i].data;
3155             break;
3156         case HV_X64_MSR_SIEFP:
3157             env->msr_hv_synic_evt_page = msrs[i].data;
3158             break;
3159         case HV_X64_MSR_SIMP:
3160             env->msr_hv_synic_msg_page = msrs[i].data;
3161             break;
3162         case HV_X64_MSR_SINT0 ... HV_X64_MSR_SINT15:
3163             env->msr_hv_synic_sint[index - HV_X64_MSR_SINT0] = msrs[i].data;
3164             break;
3165         case HV_X64_MSR_STIMER0_CONFIG:
3166         case HV_X64_MSR_STIMER1_CONFIG:
3167         case HV_X64_MSR_STIMER2_CONFIG:
3168         case HV_X64_MSR_STIMER3_CONFIG:
3169             env->msr_hv_stimer_config[(index - HV_X64_MSR_STIMER0_CONFIG)/2] =
3170                                 msrs[i].data;
3171             break;
3172         case HV_X64_MSR_STIMER0_COUNT:
3173         case HV_X64_MSR_STIMER1_COUNT:
3174         case HV_X64_MSR_STIMER2_COUNT:
3175         case HV_X64_MSR_STIMER3_COUNT:
3176             env->msr_hv_stimer_count[(index - HV_X64_MSR_STIMER0_COUNT)/2] =
3177                                 msrs[i].data;
3178             break;
3179         case HV_X64_MSR_REENLIGHTENMENT_CONTROL:
3180             env->msr_hv_reenlightenment_control = msrs[i].data;
3181             break;
3182         case HV_X64_MSR_TSC_EMULATION_CONTROL:
3183             env->msr_hv_tsc_emulation_control = msrs[i].data;
3184             break;
3185         case HV_X64_MSR_TSC_EMULATION_STATUS:
3186             env->msr_hv_tsc_emulation_status = msrs[i].data;
3187             break;
3188         case MSR_MTRRdefType:
3189             env->mtrr_deftype = msrs[i].data;
3190             break;
3191         case MSR_MTRRfix64K_00000:
3192             env->mtrr_fixed[0] = msrs[i].data;
3193             break;
3194         case MSR_MTRRfix16K_80000:
3195             env->mtrr_fixed[1] = msrs[i].data;
3196             break;
3197         case MSR_MTRRfix16K_A0000:
3198             env->mtrr_fixed[2] = msrs[i].data;
3199             break;
3200         case MSR_MTRRfix4K_C0000:
3201             env->mtrr_fixed[3] = msrs[i].data;
3202             break;
3203         case MSR_MTRRfix4K_C8000:
3204             env->mtrr_fixed[4] = msrs[i].data;
3205             break;
3206         case MSR_MTRRfix4K_D0000:
3207             env->mtrr_fixed[5] = msrs[i].data;
3208             break;
3209         case MSR_MTRRfix4K_D8000:
3210             env->mtrr_fixed[6] = msrs[i].data;
3211             break;
3212         case MSR_MTRRfix4K_E0000:
3213             env->mtrr_fixed[7] = msrs[i].data;
3214             break;
3215         case MSR_MTRRfix4K_E8000:
3216             env->mtrr_fixed[8] = msrs[i].data;
3217             break;
3218         case MSR_MTRRfix4K_F0000:
3219             env->mtrr_fixed[9] = msrs[i].data;
3220             break;
3221         case MSR_MTRRfix4K_F8000:
3222             env->mtrr_fixed[10] = msrs[i].data;
3223             break;
3224         case MSR_MTRRphysBase(0) ... MSR_MTRRphysMask(MSR_MTRRcap_VCNT - 1):
3225             if (index & 1) {
3226                 env->mtrr_var[MSR_MTRRphysIndex(index)].mask = msrs[i].data |
3227                                                                mtrr_top_bits;
3228             } else {
3229                 env->mtrr_var[MSR_MTRRphysIndex(index)].base = msrs[i].data;
3230             }
3231             break;
3232         case MSR_IA32_SPEC_CTRL:
3233             env->spec_ctrl = msrs[i].data;
3234             break;
3235         case MSR_VIRT_SSBD:
3236             env->virt_ssbd = msrs[i].data;
3237             break;
3238         case MSR_IA32_RTIT_CTL:
3239             env->msr_rtit_ctrl = msrs[i].data;
3240             break;
3241         case MSR_IA32_RTIT_STATUS:
3242             env->msr_rtit_status = msrs[i].data;
3243             break;
3244         case MSR_IA32_RTIT_OUTPUT_BASE:
3245             env->msr_rtit_output_base = msrs[i].data;
3246             break;
3247         case MSR_IA32_RTIT_OUTPUT_MASK:
3248             env->msr_rtit_output_mask = msrs[i].data;
3249             break;
3250         case MSR_IA32_RTIT_CR3_MATCH:
3251             env->msr_rtit_cr3_match = msrs[i].data;
3252             break;
3253         case MSR_IA32_RTIT_ADDR0_A ... MSR_IA32_RTIT_ADDR3_B:
3254             env->msr_rtit_addrs[index - MSR_IA32_RTIT_ADDR0_A] = msrs[i].data;
3255             break;
3256         }
3257     }
3258
3259     return 0;
3260 }
3261
3262 static int kvm_put_mp_state(X86CPU *cpu)
3263 {
3264     struct kvm_mp_state mp_state = { .mp_state = cpu->env.mp_state };
3265
3266     return kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_SET_MP_STATE, &mp_state);
3267 }
3268
3269 static int kvm_get_mp_state(X86CPU *cpu)
3270 {
3271     CPUState *cs = CPU(cpu);
3272     CPUX86State *env = &cpu->env;
3273     struct kvm_mp_state mp_state;
3274     int ret;
3275
3276     ret = kvm_vcpu_ioctl(cs, KVM_GET_MP_STATE, &mp_state);
3277     if (ret < 0) {
3278         return ret;
3279     }
3280     env->mp_state = mp_state.mp_state;
3281     if (kvm_irqchip_in_kernel()) {
3282         cs->halted = (mp_state.mp_state == KVM_MP_STATE_HALTED);
3283     }
3284     return 0;
3285 }
3286
3287 static int kvm_get_apic(X86CPU *cpu)
3288 {
3289     DeviceState *apic = cpu->apic_state;
3290     struct kvm_lapic_state kapic;
3291     int ret;
3292
3293     if (apic && kvm_irqchip_in_kernel()) {
3294         ret = kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_GET_LAPIC, &kapic);
3295         if (ret < 0) {
3296             return ret;
3297         }
3298
3299         kvm_get_apic_state(apic, &kapic);
3300     }
3301     return 0;
3302 }
3303
3304 static int kvm_put_vcpu_events(X86CPU *cpu, int level)
3305 {
3306     CPUState *cs = CPU(cpu);
3307     CPUX86State *env = &cpu->env;
3308     struct kvm_vcpu_events events = {};
3309
3310     if (!kvm_has_vcpu_events()) {
3311         return 0;
3312     }
3313
3314     events.flags = 0;
3315
3316     if (has_exception_payload) {
3317         events.flags |= KVM_VCPUEVENT_VALID_PAYLOAD;
3318         events.exception.pending = env->exception_pending;
3319         events.exception_has_payload = env->exception_has_payload;
3320         events.exception_payload = env->exception_payload;
3321     }
3322     events.exception.nr = env->exception_nr;
3323     events.exception.injected = env->exception_injected;
3324     events.exception.has_error_code = env->has_error_code;
3325     events.exception.error_code = env->error_code;
3326
3327     events.interrupt.injected = (env->interrupt_injected >= 0);
3328     events.interrupt.nr = env->interrupt_injected;
3329     events.interrupt.soft = env->soft_interrupt;
3330
3331     events.nmi.injected = env->nmi_injected;
3332     events.nmi.pending = env->nmi_pending;
3333     events.nmi.masked = !!(env->hflags2 & HF2_NMI_MASK);
3334
3335     events.sipi_vector = env->sipi_vector;
3336
3337     if (has_msr_smbase) {
3338         events.smi.smm = !!(env->hflags & HF_SMM_MASK);
3339         events.smi.smm_inside_nmi = !!(env->hflags2 & HF2_SMM_INSIDE_NMI_MASK);
3340         if (kvm_irqchip_in_kernel()) {
3341             /* As soon as these are moved to the kernel, remove them
3342              * from cs->interrupt_request.
3343              */
3344             events.smi.pending = cs->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_SMI;
3345             events.smi.latched_init = cs->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_INIT;
3346             cs->interrupt_request &= ~(CPU_INTERRUPT_INIT | CPU_INTERRUPT_SMI);
3347         } else {
3348             /* Keep these in cs->interrupt_request.  */
3349             events.smi.pending = 0;
3350             events.smi.latched_init = 0;
3351         }
3352         /* Stop SMI delivery on old machine types to avoid a reboot
3353          * on an inward migration of an old VM.
3354          */
3355         if (!cpu->kvm_no_smi_migration) {
3356             events.flags |= KVM_VCPUEVENT_VALID_SMM;
3357         }
3358     }
3359
3360     if (level >= KVM_PUT_RESET_STATE) {
3361         events.flags |= KVM_VCPUEVENT_VALID_NMI_PENDING;
3362         if (env->mp_state == KVM_MP_STATE_SIPI_RECEIVED) {
3363             events.flags |= KVM_VCPUEVENT_VALID_SIPI_VECTOR;
3364         }
3365     }
3366
3367     return kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_SET_VCPU_EVENTS, &events);
3368 }
3369
3370 static int kvm_get_vcpu_events(X86CPU *cpu)
3371 {
3372     CPUX86State *env = &cpu->env;
3373     struct kvm_vcpu_events events;
3374     int ret;
3375
3376     if (!kvm_has_vcpu_events()) {
3377         return 0;
3378     }
3379
3380     memset(&events, 0, sizeof(events));
3381     ret = kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_GET_VCPU_EVENTS, &events);
3382     if (ret < 0) {
3383        return ret;
3384     }
3385
3386     if (events.flags & KVM_VCPUEVENT_VALID_PAYLOAD) {
3387         env->exception_pending = events.exception.pending;
3388         env->exception_has_payload = events.exception_has_payload;
3389         env->exception_payload = events.exception_payload;
3390     } else {
3391         env->exception_pending = 0;
3392         env->exception_has_payload = false;
3393     }
3394     env->exception_injected = events.exception.injected;
3395     env->exception_nr =
3396         (env->exception_pending || env->exception_injected) ?
3397         events.exception.nr : -1;
3398     env->has_error_code = events.exception.has_error_code;
3399     env->error_code = events.exception.error_code;
3400
3401     env->interrupt_injected =
3402         events.interrupt.injected ? events.interrupt.nr : -1;
3403     env->soft_interrupt = events.interrupt.soft;
3404
3405     env->nmi_injected = events.nmi.injected;
3406     env->nmi_pending = events.nmi.pending;
3407     if (events.nmi.masked) {
3408         env->hflags2 |= HF2_NMI_MASK;
3409     } else {
3410         env->hflags2 &= ~HF2_NMI_MASK;
3411     }
3412
3413     if (events.flags & KVM_VCPUEVENT_VALID_SMM) {
3414         if (events.smi.smm) {
3415             env->hflags |= HF_SMM_MASK;
3416         } else {
3417             env->hflags &= ~HF_SMM_MASK;
3418         }
3419         if (events.smi.pending) {
3420             cpu_interrupt(CPU(cpu), CPU_INTERRUPT_SMI);
3421         } else {
3422             cpu_reset_interrupt(CPU(cpu), CPU_INTERRUPT_SMI);
3423         }
3424         if (events.smi.smm_inside_nmi) {
3425             env->hflags2 |= HF2_SMM_INSIDE_NMI_MASK;
3426         } else {
3427             env->hflags2 &= ~HF2_SMM_INSIDE_NMI_MASK;
3428         }
3429         if (events.smi.latched_init) {
3430             cpu_interrupt(CPU(cpu), CPU_INTERRUPT_INIT);
3431         } else {
3432             cpu_reset_interrupt(CPU(cpu), CPU_INTERRUPT_INIT);
3433         }
3434     }
3435
3436     env->sipi_vector = events.sipi_vector;
3437
3438     return 0;
3439 }
3440
3441 static int kvm_guest_debug_workarounds(X86CPU *cpu)
3442 {
3443     CPUState *cs = CPU(cpu);
3444     CPUX86State *env = &cpu->env;
3445     int ret = 0;
3446     unsigned long reinject_trap = 0;
3447
3448     if (!kvm_has_vcpu_events()) {
3449         if (env->exception_nr == EXCP01_DB) {
3450             reinject_trap = KVM_GUESTDBG_INJECT_DB;
3451         } else if (env->exception_injected == EXCP03_INT3) {
3452             reinject_trap = KVM_GUESTDBG_INJECT_BP;
3453         }
3454         kvm_reset_exception(env);
3455     }
3456
3457     /*
3458      * Kernels before KVM_CAP_X86_ROBUST_SINGLESTEP overwrote flags.TF
3459      * injected via SET_GUEST_DEBUG while updating GP regs. Work around this
3460      * by updating the debug state once again if single-stepping is on.
3461      * Another reason to call kvm_update_guest_debug here is a pending debug
3462      * trap raise by the guest. On kernels without SET_VCPU_EVENTS we have to
3463      * reinject them via SET_GUEST_DEBUG.
3464      */
3465     if (reinject_trap ||
3466         (!kvm_has_robust_singlestep() && cs->singlestep_enabled)) {
3467         ret = kvm_update_guest_debug(cs, reinject_trap);
3468     }
3469     return ret;
3470 }
3471
3472 static int kvm_put_debugregs(X86CPU *cpu)
3473 {
3474     CPUX86State *env = &cpu->env;
3475     struct kvm_debugregs dbgregs;
3476     int i;
3477
3478     if (!kvm_has_debugregs()) {
3479         return 0;
3480     }
3481
3482     for (i = 0; i < 4; i++) {
3483         dbgregs.db[i] = env->dr[i];
3484     }
3485     dbgregs.dr6 = env->dr[6];
3486     dbgregs.dr7 = env->dr[7];
3487     dbgregs.flags = 0;
3488
3489     return kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_SET_DEBUGREGS, &dbgregs);
3490 }
3491
3492 static int kvm_get_debugregs(X86CPU *cpu)
3493 {
3494     CPUX86State *env = &cpu->env;
3495     struct kvm_debugregs dbgregs;
3496     int i, ret;
3497
3498     if (!kvm_has_debugregs()) {
3499         return 0;
3500     }
3501
3502     ret = kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_GET_DEBUGREGS, &dbgregs);
3503     if (ret < 0) {
3504         return ret;
3505     }
3506     for (i = 0; i < 4; i++) {
3507         env->dr[i] = dbgregs.db[i];
3508     }
3509     env->dr[4] = env->dr[6] = dbgregs.dr6;
3510     env->dr[5] = env->dr[7] = dbgregs.dr7;
3511
3512     return 0;
3513 }
3514
3515 static int kvm_put_nested_state(X86CPU *cpu)
3516 {
3517     CPUX86State *env = &cpu->env;
3518     int max_nested_state_len = kvm_max_nested_state_length();
3519
3520     if (max_nested_state_len <= 0) {
3521         return 0;
3522     }
3523
3524     assert(env->nested_state->size <= max_nested_state_len);
3525     return kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_SET_NESTED_STATE, env->nested_state);
3526 }
3527
3528 static int kvm_get_nested_state(X86CPU *cpu)
3529 {
3530     CPUX86State *env = &cpu->env;
3531     int max_nested_state_len = kvm_max_nested_state_length();
3532     int ret;
3533
3534     if (max_nested_state_len <= 0) {
3535         return 0;
3536     }
3537
3538     /*
3539      * It is possible that migration restored a smaller size into
3540      * nested_state->hdr.size than what our kernel support.
3541      * We preserve migration origin nested_state->hdr.size for
3542      * call to KVM_SET_NESTED_STATE but wish that our next call
3543      * to KVM_GET_NESTED_STATE will use max size our kernel support.
3544      */
3545     env->nested_state->size = max_nested_state_len;
3546
3547     ret = kvm_vcpu_ioctl(CPU(cpu), KVM_GET_NESTED_STATE, env->nested_state);
3548     if (ret < 0) {
3549         return ret;
3550     }
3551
3552     if (env->nested_state->flags & KVM_STATE_NESTED_GUEST_MODE) {
3553         env->hflags |= HF_GUEST_MASK;
3554     } else {
3555         env->hflags &= ~HF_GUEST_MASK;
3556     }
3557
3558     return ret;
3559 }
3560
3561 int kvm_arch_put_registers(CPUState *cpu, int level)
3562 {
3563     X86CPU *x86_cpu = X86_CPU(cpu);
3564     int ret;
3565
3566     assert(cpu_is_stopped(cpu) || qemu_cpu_is_self(cpu));
3567
3568     ret = kvm_put_nested_state(x86_cpu);
3569     if (ret < 0) {
3570         return ret;
3571     }
3572
3573     if (level >= KVM_PUT_RESET_STATE) {
3574         ret = kvm_put_msr_feature_control(x86_cpu);
3575         if (ret < 0) {
3576             return ret;
3577         }
3578     }
3579
3580     if (level == KVM_PUT_FULL_STATE) {
3581         /* We don't check for kvm_arch_set_tsc_khz() errors here,
3582          * because TSC frequency mismatch shouldn't abort migration,
3583          * unless the user explicitly asked for a more strict TSC
3584          * setting (e.g. using an explicit "tsc-freq" option).
3585          */
3586         kvm_arch_set_tsc_khz(cpu);
3587     }
3588
3589     ret = kvm_getput_regs(x86_cpu, 1);
3590     if (ret < 0) {
3591         return ret;
3592     }
3593     ret = kvm_put_xsave(x86_cpu);
3594     if (ret < 0) {
3595         return ret;
3596     }
3597     ret = kvm_put_xcrs(x86_cpu);
3598     if (ret < 0) {
3599         return ret;
3600     }
3601     ret = kvm_put_sregs(x86_cpu);
3602     if (ret < 0) {
3603         return ret;
3604     }
3605     /* must be before kvm_put_msrs */
3606     ret = kvm_inject_mce_oldstyle(x86_cpu);
3607     if (ret < 0) {
3608         return ret;
3609     }
3610     ret = kvm_put_msrs(x86_cpu, level);
3611     if (ret < 0) {
3612         return ret;
3613     }
3614     ret = kvm_put_vcpu_events(x86_cpu, level);
3615     if (ret < 0) {
3616         return ret;
3617     }
3618     if (level >= KVM_PUT_RESET_STATE) {
3619         ret = kvm_put_mp_state(x86_cpu);
3620         if (ret < 0) {
3621             return ret;
3622         }
3623     }
3624
3625     ret = kvm_put_tscdeadline_msr(x86_cpu);
3626     if (ret < 0) {
3627         return ret;
3628     }
3629     ret = kvm_put_debugregs(x86_cpu);
3630     if (ret < 0) {
3631         return ret;
3632     }
3633     /* must be last */
3634     ret = kvm_guest_debug_workarounds(x86_cpu);
3635     if (ret < 0) {
3636         return ret;
3637     }
3638     return 0;
3639 }
3640
3641 int kvm_arch_get_registers(CPUState *cs)
3642 {
3643     X86CPU *cpu = X86_CPU(cs);
3644     int ret;
3645
3646     assert(cpu_is_stopped(cs) || qemu_cpu_is_self(cs));
3647
3648     ret = kvm_get_vcpu_events(cpu);
3649     if (ret < 0) {
3650         goto out;
3651     }
3652     /*
3653      * KVM_GET_MPSTATE can modify CS and RIP, call it before
3654      * KVM_GET_REGS and KVM_GET_SREGS.
3655      */
3656     ret = kvm_get_mp_state(cpu);
3657     if (ret < 0) {
3658         goto out;
3659     }
3660     ret = kvm_getput_regs(cpu, 0);
3661     if (ret < 0) {
3662         goto out;
3663     }
3664     ret = kvm_get_xsave(cpu);
3665     if (ret < 0) {
3666         goto out;
3667     }
3668     ret = kvm_get_xcrs(cpu);
3669     if (ret < 0) {
3670         goto out;
3671     }
3672     ret = kvm_get_sregs(cpu);
3673     if (ret < 0) {
3674         goto out;
3675     }
3676     ret = kvm_get_msrs(cpu);
3677     if (ret < 0) {
3678         goto out;
3679     }
3680     ret = kvm_get_apic(cpu);
3681     if (ret < 0) {
3682         goto out;
3683     }
3684     ret = kvm_get_debugregs(cpu);
3685     if (ret < 0) {
3686         goto out;
3687     }
3688     ret = kvm_get_nested_state(cpu);
3689     if (ret < 0) {
3690         goto out;
3691     }
3692     ret = 0;
3693  out:
3694     cpu_sync_bndcs_hflags(&cpu->env);
3695     return ret;
3696 }
3697
3698 void kvm_arch_pre_run(CPUState *cpu, struct kvm_run *run)
3699 {
3700     X86CPU *x86_cpu = X86_CPU(cpu);
3701     CPUX86State *env = &x86_cpu->env;
3702     int ret;
3703
3704     /* Inject NMI */
3705     if (cpu->interrupt_request & (CPU_INTERRUPT_NMI | CPU_INTERRUPT_SMI)) {
3706         if (cpu->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_NMI) {
3707             qemu_mutex_lock_iothread();
3708             cpu->interrupt_request &= ~CPU_INTERRUPT_NMI;
3709             qemu_mutex_unlock_iothread();
3710             DPRINTF("injected NMI\n");
3711             ret = kvm_vcpu_ioctl(cpu, KVM_NMI);
3712             if (ret < 0) {
3713                 fprintf(stderr, "KVM: injection failed, NMI lost (%s)\n",
3714                         strerror(-ret));
3715             }
3716         }
3717         if (cpu->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_SMI) {
3718             qemu_mutex_lock_iothread();
3719             cpu->interrupt_request &= ~CPU_INTERRUPT_SMI;
3720             qemu_mutex_unlock_iothread();
3721             DPRINTF("injected SMI\n");
3722             ret = kvm_vcpu_ioctl(cpu, KVM_SMI);
3723             if (ret < 0) {
3724                 fprintf(stderr, "KVM: injection failed, SMI lost (%s)\n",
3725                         strerror(-ret));
3726             }
3727         }
3728     }
3729
3730     if (!kvm_pic_in_kernel()) {
3731         qemu_mutex_lock_iothread();
3732     }
3733
3734     /* Force the VCPU out of its inner loop to process any INIT requests
3735      * or (for userspace APIC, but it is cheap to combine the checks here)
3736      * pending TPR access reports.
3737      */
3738     if (cpu->interrupt_request & (CPU_INTERRUPT_INIT | CPU_INTERRUPT_TPR)) {
3739         if ((cpu->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_INIT) &&
3740             !(env->hflags & HF_SMM_MASK)) {
3741             cpu->exit_request = 1;
3742         }
3743         if (cpu->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_TPR) {
3744             cpu->exit_request = 1;
3745         }
3746     }
3747
3748     if (!kvm_pic_in_kernel()) {
3749         /* Try to inject an interrupt if the guest can accept it */
3750         if (run->ready_for_interrupt_injection &&
3751             (cpu->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_HARD) &&
3752             (env->eflags & IF_MASK)) {
3753             int irq;
3754
3755             cpu->interrupt_request &= ~CPU_INTERRUPT_HARD;
3756             irq = cpu_get_pic_interrupt(env);
3757             if (irq >= 0) {
3758                 struct kvm_interrupt intr;
3759
3760                 intr.irq = irq;
3761                 DPRINTF("injected interrupt %d\n", irq);
3762                 ret = kvm_vcpu_ioctl(cpu, KVM_INTERRUPT, &intr);
3763                 if (ret < 0) {
3764                     fprintf(stderr,
3765                             "KVM: injection failed, interrupt lost (%s)\n",
3766                             strerror(-ret));
3767                 }
3768             }
3769         }
3770
3771         /* If we have an interrupt but the guest is not ready to receive an
3772          * interrupt, request an interrupt window exit.  This will
3773          * cause a return to userspace as soon as the guest is ready to
3774          * receive interrupts. */
3775         if ((cpu->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_HARD)) {
3776             run->request_interrupt_window = 1;
3777         } else {
3778             run->request_interrupt_window = 0;
3779         }
3780
3781         DPRINTF("setting tpr\n");
3782         run->cr8 = cpu_get_apic_tpr(x86_cpu->apic_state);
3783
3784         qemu_mutex_unlock_iothread();
3785     }
3786 }
3787
3788 MemTxAttrs kvm_arch_post_run(CPUState *cpu, struct kvm_run *run)
3789 {
3790     X86CPU *x86_cpu = X86_CPU(cpu);
3791     CPUX86State *env = &x86_cpu->env;
3792
3793     if (run->flags & KVM_RUN_X86_SMM) {
3794         env->hflags |= HF_SMM_MASK;
3795     } else {
3796         env->hflags &= ~HF_SMM_MASK;
3797     }
3798     if (run->if_flag) {
3799         env->eflags |= IF_MASK;
3800     } else {
3801         env->eflags &= ~IF_MASK;
3802     }
3803
3804     /* We need to protect the apic state against concurrent accesses from
3805      * different threads in case the userspace irqchip is used. */
3806     if (!kvm_irqchip_in_kernel()) {
3807         qemu_mutex_lock_iothread();
3808     }
3809     cpu_set_apic_tpr(x86_cpu->apic_state, run->cr8);
3810     cpu_set_apic_base(x86_cpu->apic_state, run->apic_base);
3811     if (!kvm_irqchip_in_kernel()) {
3812         qemu_mutex_unlock_iothread();
3813     }
3814     return cpu_get_mem_attrs(env);
3815 }
3816
3817 int kvm_arch_process_async_events(CPUState *cs)
3818 {
3819     X86CPU *cpu = X86_CPU(cs);
3820     CPUX86State *env = &cpu->env;
3821
3822     if (cs->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_MCE) {
3823         /* We must not raise CPU_INTERRUPT_MCE if it's not supported. */
3824         assert(env->mcg_cap);
3825
3826         cs->interrupt_request &= ~CPU_INTERRUPT_MCE;
3827
3828         kvm_cpu_synchronize_state(cs);
3829
3830         if (env->exception_nr == EXCP08_DBLE) {
3831             /* this means triple fault */
3832             qemu_system_reset_request(SHUTDOWN_CAUSE_GUEST_RESET);
3833             cs->exit_request = 1;
3834             return 0;
3835         }
3836         kvm_queue_exception(env, EXCP12_MCHK, 0, 0);
3837         env->has_error_code = 0;
3838
3839         cs->halted = 0;
3840         if (kvm_irqchip_in_kernel() && env->mp_state == KVM_MP_STATE_HALTED) {
3841             env->mp_state = KVM_MP_STATE_RUNNABLE;
3842         }
3843     }
3844
3845     if ((cs->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_INIT) &&
3846         !(env->hflags & HF_SMM_MASK)) {
3847         kvm_cpu_synchronize_state(cs);
3848         do_cpu_init(cpu);
3849     }
3850
3851     if (kvm_irqchip_in_kernel()) {
3852         return 0;
3853     }
3854
3855     if (cs->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_POLL) {
3856         cs->interrupt_request &= ~CPU_INTERRUPT_POLL;
3857         apic_poll_irq(cpu->apic_state);
3858     }
3859     if (((cs->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_HARD) &&
3860          (env->eflags & IF_MASK)) ||
3861         (cs->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_NMI)) {
3862         cs->halted = 0;
3863     }
3864     if (cs->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_SIPI) {
3865         kvm_cpu_synchronize_state(cs);
3866         do_cpu_sipi(cpu);
3867     }
3868     if (cs->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_TPR) {
3869         cs->interrupt_request &= ~CPU_INTERRUPT_TPR;
3870         kvm_cpu_synchronize_state(cs);
3871         apic_handle_tpr_access_report(cpu->apic_state, env->eip,
3872                                       env->tpr_access_type);
3873     }
3874
3875     return cs->halted;
3876 }
3877
3878 static int kvm_handle_halt(X86CPU *cpu)
3879 {
3880     CPUState *cs = CPU(cpu);
3881     CPUX86State *env = &cpu->env;
3882
3883     if (!((cs->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_HARD) &&
3884           (env->eflags & IF_MASK)) &&
3885         !(cs->interrupt_request & CPU_INTERRUPT_NMI)) {
3886         cs->halted = 1;
3887         return EXCP_HLT;
3888     }
3889
3890     return 0;
3891 }
3892
3893 static int kvm_handle_tpr_access(X86CPU *cpu)
3894 {
3895     CPUState *cs = CPU(cpu);
3896     struct kvm_run *run = cs->kvm_run;
3897
3898     apic_handle_tpr_access_report(cpu->apic_state, run->tpr_access.rip,
3899                                   run->tpr_access.is_write ? TPR_ACCESS_WRITE
3900                                                            : TPR_ACCESS_READ);
3901     return 1;
3902 }
3903
3904 int kvm_arch_insert_sw_breakpoint(CPUState *cs, struct kvm_sw_breakpoint *bp)
3905 {
3906     static const uint8_t int3 = 0xcc;
3907
3908     if (cpu_memory_rw_debug(cs, bp->pc, (uint8_t *)&bp->saved_insn, 1, 0) ||
3909         cpu_memory_rw_debug(cs, bp->pc, (uint8_t *)&int3, 1, 1)) {
3910         return -EINVAL;
3911     }
3912     return 0;
3913 }
3914
3915 int kvm_arch_remove_sw_breakpoint(CPUState *cs, struct kvm_sw_breakpoint *bp)
3916 {
3917     uint8_t int3;
3918
3919     if (cpu_memory_rw_debug(cs, bp->pc, &int3, 1, 0) || int3 != 0xcc ||
3920         cpu_memory_rw_debug(cs, bp->pc, (uint8_t *)&bp->saved_insn, 1, 1)) {
3921         return -EINVAL;
3922     }
3923     return 0;
3924 }
3925
3926 static struct {
3927     target_ulong addr;
3928     int len;
3929     int type;
3930 } hw_breakpoint[4];
3931
3932 static int nb_hw_breakpoint;
3933
3934 static int find_hw_breakpoint(target_ulong addr, int len, int type)
3935 {
3936     int n;
3937
3938     for (n = 0; n < nb_hw_breakpoint; n++) {
3939         if (hw_breakpoint[n].addr == addr && hw_breakpoint[n].type == type &&
3940             (hw_breakpoint[n].len == len || len == -1)) {
3941             return n;
3942         }
3943     }
3944     return -1;
3945 }
3946
3947 int kvm_arch_insert_hw_breakpoint(target_ulong addr,
3948                                   target_ulong len, int type)
3949 {
3950     switch (type) {
3951     case GDB_BREAKPOINT_HW:
3952         len = 1;
3953         break;
3954     case GDB_WATCHPOINT_WRITE:
3955     case GDB_WATCHPOINT_ACCESS:
3956         switch (len) {
3957         case 1:
3958             break;
3959         case 2:
3960         case 4:
3961         case 8:
3962             if (addr & (len - 1)) {
3963                 return -EINVAL;
3964             }
3965             break;
3966         default:
3967             return -EINVAL;
3968         }
3969         break;
3970     default:
3971         return -ENOSYS;
3972     }
3973
3974     if (nb_hw_breakpoint == 4) {
3975         return -ENOBUFS;
3976     }
3977     if (find_hw_breakpoint(addr, len, type) >= 0) {
3978         return -EEXIST;
3979     }
3980     hw_breakpoint[nb_hw_breakpoint].addr = addr;
3981     hw_breakpoint[nb_hw_breakpoint].len = len;
3982     hw_breakpoint[nb_hw_breakpoint].type = type;
3983     nb_hw_breakpoint++;
3984
3985     return 0;
3986 }
3987
3988 int kvm_arch_remove_hw_breakpoint(target_ulong addr,
3989                                   target_ulong len, int type)
3990 {
3991     int n;
3992
3993     n = find_hw_breakpoint(addr, (type == GDB_BREAKPOINT_HW) ? 1 : len, type);
3994     if (n < 0) {
3995         return -ENOENT;
3996     }
3997     nb_hw_breakpoint--;
3998     hw_breakpoint[n] = hw_breakpoint[nb_hw_breakpoint];
3999
4000     return 0;
4001 }
4002
4003 void kvm_arch_remove_all_hw_breakpoints(void)
4004 {
4005     nb_hw_breakpoint = 0;
4006 }
4007
4008 static CPUWatchpoint hw_watchpoint;
4009
4010 static int kvm_handle_debug(X86CPU *cpu,
4011                             struct kvm_debug_exit_arch *arch_info)
4012 {
4013     CPUState *cs = CPU(cpu);
4014     CPUX86State *env = &cpu->env;
4015     int ret = 0;
4016     int n;
4017
4018     if (arch_info->exception == EXCP01_DB) {
4019         if (arch_info->dr6 & DR6_BS) {
4020             if (cs->singlestep_enabled) {
4021                 ret = EXCP_DEBUG;
4022             }
4023         } else {
4024             for (n = 0; n < 4; n++) {
4025                 if (arch_info->dr6 & (1 << n)) {
4026                     switch ((arch_info->dr7 >> (16 + n*4)) & 0x3) {
4027                     case 0x0:
4028                         ret = EXCP_DEBUG;
4029                         break;
4030                     case 0x1:
4031                         ret = EXCP_DEBUG;
4032                         cs->watchpoint_hit = &hw_watchpoint;
4033                         hw_watchpoint.vaddr = hw_breakpoint[n].addr;
4034                         hw_watchpoint.flags = BP_MEM_WRITE;
4035                         break;
4036                     case 0x3:
4037                         ret = EXCP_DEBUG;
4038                         cs->watchpoint_hit = &hw_watchpoint;
4039                         hw_watchpoint.vaddr = hw_breakpoint[n].addr;
4040                         hw_watchpoint.flags = BP_MEM_ACCESS;
4041                         break;
4042                     }
4043                 }
4044             }
4045         }
4046     } else if (kvm_find_sw_breakpoint(cs, arch_info->pc)) {
4047         ret = EXCP_DEBUG;
4048     }
4049     if (ret == 0) {
4050         cpu_synchronize_state(cs);
4051         assert(env->exception_nr == -1);
4052
4053         /* pass to guest */
4054         kvm_queue_exception(env, arch_info->exception,
4055                             arch_info->exception == EXCP01_DB,
4056                             arch_info->dr6);
4057         env->has_error_code = 0;
4058     }
4059
4060     return ret;
4061 }
4062
4063 void kvm_arch_update_guest_debug(CPUState *cpu, struct kvm_guest_debug *dbg)
4064 {
4065     const uint8_t type_code[] = {
4066         [GDB_BREAKPOINT_HW] = 0x0,
4067         [GDB_WATCHPOINT_WRITE] = 0x1,
4068         [GDB_WATCHPOINT_ACCESS] = 0x3
4069     };
4070     const uint8_t len_code[] = {
4071         [1] = 0x0, [2] = 0x1, [4] = 0x3, [8] = 0x2
4072     };
4073     int n;
4074
4075     if (kvm_sw_breakpoints_active(cpu)) {
4076         dbg->control |= KVM_GUESTDBG_ENABLE | KVM_GUESTDBG_USE_SW_BP;
4077     }
4078     if (nb_hw_breakpoint > 0) {
4079         dbg->control |= KVM_GUESTDBG_ENABLE | KVM_GUESTDBG_USE_HW_BP;
4080         dbg->arch.debugreg[7] = 0x0600;
4081         for (n = 0; n < nb_hw_breakpoint; n++) {
4082             dbg->arch.debugreg[n] = hw_breakpoint[n].addr;
4083             dbg->arch.debugreg[7] |= (2 << (n * 2)) |
4084                 (type_code[hw_breakpoint[n].type] << (16 + n*4)) |
4085                 ((uint32_t)len_code[hw_breakpoint[n].len] << (18 + n*4));
4086         }
4087     }
4088 }
4089
4090 static bool host_supports_vmx(void)
4091 {
4092     uint32_t ecx, unused;
4093
4094     host_cpuid(1, 0, &unused, &unused, &ecx, &unused);
4095     return ecx & CPUID_EXT_VMX;
4096 }
4097
4098 #define VMX_INVALID_GUEST_STATE 0x80000021
4099
4100 int kvm_arch_handle_exit(CPUState *cs, struct kvm_run *run)
4101 {
4102     X86CPU *cpu = X86_CPU(cs);
4103     uint64_t code;
4104     int ret;
4105
4106     switch (run->exit_reason) {
4107     case KVM_EXIT_HLT:
4108         DPRINTF("handle_hlt\n");
4109         qemu_mutex_lock_iothread();
4110         ret = kvm_handle_halt(cpu);
4111         qemu_mutex_unlock_iothread();
4112         break;
4113     case KVM_EXIT_SET_TPR:
4114         ret = 0;
4115         break;
4116     case KVM_EXIT_TPR_ACCESS:
4117         qemu_mutex_lock_iothread();
4118         ret = kvm_handle_tpr_access(cpu);
4119         qemu_mutex_unlock_iothread();
4120         break;
4121     case KVM_EXIT_FAIL_ENTRY:
4122         code = run->fail_entry.hardware_entry_failure_reason;
4123         fprintf(stderr, "KVM: entry failed, hardware error 0x%" PRIx64 "\n",
4124                 code);
4125         if (host_supports_vmx() && code == VMX_INVALID_GUEST_STATE) {
4126             fprintf(stderr,
4127                     "\nIf you're running a guest on an Intel machine without "
4128                         "unrestricted mode\n"
4129                     "support, the failure can be most likely due to the guest "
4130                         "entering an invalid\n"
4131                     "state for Intel VT. For example, the guest maybe running "
4132                         "in big real mode\n"
4133                     "which is not supported on less recent Intel processors."
4134                         "\n\n");
4135         }
4136         ret = -1;
4137         break;
4138     case KVM_EXIT_EXCEPTION:
4139         fprintf(stderr, "KVM: exception %d exit (error code 0x%x)\n",
4140                 run->ex.exception, run->ex.error_code);
4141         ret = -1;
4142         break;
4143     case KVM_EXIT_DEBUG:
4144         DPRINTF("kvm_exit_debug\n");
4145         qemu_mutex_lock_iothread();
4146         ret = kvm_handle_debug(cpu, &run->debug.arch);
4147         qemu_mutex_unlock_iothread();
4148         break;
4149     case KVM_EXIT_HYPERV:
4150         ret = kvm_hv_handle_exit(cpu, &run->hyperv);
4151         break;
4152     case KVM_EXIT_IOAPIC_EOI:
4153         ioapic_eoi_broadcast(run->eoi.vector);
4154         ret = 0;
4155         break;
4156     default:
4157         fprintf(stderr, "KVM: unknown exit reason %d\n", run->exit_reason);
4158         ret = -1;
4159         break;
4160     }
4161
4162     return ret;
4163 }
4164
4165 bool kvm_arch_stop_on_emulation_error(CPUState *cs)
4166 {
4167     X86CPU *cpu = X86_CPU(cs);
4168     CPUX86State *env = &cpu->env;
4169
4170     kvm_cpu_synchronize_state(cs);
4171     return !(env->cr[0] & CR0_PE_MASK) ||
4172            ((env->segs[R_CS].selector  & 3) != 3);
4173 }
4174
4175 void kvm_arch_init_irq_routing(KVMState *s)
4176 {
4177     if (!kvm_check_extension(s, KVM_CAP_IRQ_ROUTING)) {
4178         /* If kernel can't do irq routing, interrupt source
4179          * override 0->2 cannot be set up as required by HPET.
4180          * So we have to disable it.
4181          */
4182         no_hpet = 1;
4183     }
4184     /* We know at this point that we're using the in-kernel
4185      * irqchip, so we can use irqfds, and on x86 we know
4186      * we can use msi via irqfd and GSI routing.
4187      */
4188     kvm_msi_via_irqfd_allowed = true;
4189     kvm_gsi_routing_allowed = true;
4190
4191     if (kvm_irqchip_is_split()) {
4192         int i;
4193
4194         /* If the ioapic is in QEMU and the lapics are in KVM, reserve
4195            MSI routes for signaling interrupts to the local apics. */
4196         for (i = 0; i < IOAPIC_NUM_PINS; i++) {
4197             if (kvm_irqchip_add_msi_route(s, 0, NULL) < 0) {
4198                 error_report("Could not enable split IRQ mode.");
4199                 exit(1);
4200             }
4201         }
4202     }
4203 }
4204
4205 int kvm_arch_irqchip_create(MachineState *ms, KVMState *s)
4206 {
4207     int ret;
4208     if (machine_kernel_irqchip_split(ms)) {
4209         ret = kvm_vm_enable_cap(s, KVM_CAP_SPLIT_IRQCHIP, 0, 24);
4210         if (ret) {
4211             error_report("Could not enable split irqchip mode: %s",
4212                          strerror(-ret));
4213             exit(1);
4214         } else {
4215             DPRINTF("Enabled KVM_CAP_SPLIT_IRQCHIP\n");
4216             kvm_split_irqchip = true;
4217             return 1;
4218         }
4219     } else {
4220         return 0;
4221     }
4222 }
4223
4224 /* Classic KVM device assignment interface. Will remain x86 only. */
4225 int kvm_device_pci_assign(KVMState *s, PCIHostDeviceAddress *dev_addr,
4226                           uint32_t flags, uint32_t *dev_id)
4227 {
4228     struct kvm_assigned_pci_dev dev_data = {
4229         .segnr = dev_addr->domain,
4230         .busnr = dev_addr->bus,
4231         .devfn = PCI_DEVFN(dev_addr->slot, dev_addr->function),
4232         .flags = flags,
4233     };
4234     int ret;
4235
4236     dev_data.assigned_dev_id =
4237         (dev_addr->domain << 16) | (dev_addr->bus << 8) | dev_data.devfn;
4238
4239     ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_ASSIGN_PCI_DEVICE, &dev_data);
4240     if (ret < 0) {
4241         return ret;
4242     }
4243
4244     *dev_id = dev_data.assigned_dev_id;
4245
4246     return 0;
4247 }
4248
4249 int kvm_device_pci_deassign(KVMState *s, uint32_t dev_id)
4250 {
4251     struct kvm_assigned_pci_dev dev_data = {
4252         .assigned_dev_id = dev_id,
4253     };
4254
4255     return kvm_vm_ioctl(s, KVM_DEASSIGN_PCI_DEVICE, &dev_data);
4256 }
4257
4258 static int kvm_assign_irq_internal(KVMState *s, uint32_t dev_id,
4259                                    uint32_t irq_type, uint32_t guest_irq)
4260 {
4261     struct kvm_assigned_irq assigned_irq = {
4262         .assigned_dev_id = dev_id,
4263         .guest_irq = guest_irq,
4264         .flags = irq_type,
4265     };
4266
4267     if (kvm_check_extension(s, KVM_CAP_ASSIGN_DEV_IRQ)) {
4268         return kvm_vm_ioctl(s, KVM_ASSIGN_DEV_IRQ, &assigned_irq);
4269     } else {
4270         return kvm_vm_ioctl(s, KVM_ASSIGN_IRQ, &assigned_irq);
4271     }
4272 }
4273
4274 int kvm_device_intx_assign(KVMState *s, uint32_t dev_id, bool use_host_msi,
4275                            uint32_t guest_irq)
4276 {
4277     uint32_t irq_type = KVM_DEV_IRQ_GUEST_INTX |
4278         (use_host_msi ? KVM_DEV_IRQ_HOST_MSI : KVM_DEV_IRQ_HOST_INTX);
4279
4280     return kvm_assign_irq_internal(s, dev_id, irq_type, guest_irq);
4281 }
4282
4283 int kvm_device_intx_set_mask(KVMState *s, uint32_t dev_id, bool masked)
4284 {
4285     struct kvm_assigned_pci_dev dev_data = {
4286         .assigned_dev_id = dev_id,
4287         .flags = masked ? KVM_DEV_ASSIGN_MASK_INTX : 0,
4288     };
4289
4290     return kvm_vm_ioctl(s, KVM_ASSIGN_SET_INTX_MASK, &dev_data);
4291 }
4292
4293 static int kvm_deassign_irq_internal(KVMState *s, uint32_t dev_id,
4294                                      uint32_t type)
4295 {
4296     struct kvm_assigned_irq assigned_irq = {
4297         .assigned_dev_id = dev_id,
4298         .flags = type,
4299     };
4300
4301     return kvm_vm_ioctl(s, KVM_DEASSIGN_DEV_IRQ, &assigned_irq);
4302 }
4303
4304 int kvm_device_intx_deassign(KVMState *s, uint32_t dev_id, bool use_host_msi)
4305 {
4306     return kvm_deassign_irq_internal(s, dev_id, KVM_DEV_IRQ_GUEST_INTX |
4307         (use_host_msi ? KVM_DEV_IRQ_HOST_MSI : KVM_DEV_IRQ_HOST_INTX));
4308 }
4309
4310 int kvm_device_msi_assign(KVMState *s, uint32_t dev_id, int virq)
4311 {
4312     return kvm_assign_irq_internal(s, dev_id, KVM_DEV_IRQ_HOST_MSI |
4313                                               KVM_DEV_IRQ_GUEST_MSI, virq);
4314 }
4315
4316 int kvm_device_msi_deassign(KVMState *s, uint32_t dev_id)
4317 {
4318     return kvm_deassign_irq_internal(s, dev_id, KVM_DEV_IRQ_GUEST_MSI |
4319                                                 KVM_DEV_IRQ_HOST_MSI);
4320 }
4321
4322 bool kvm_device_msix_supported(KVMState *s)
4323 {
4324     /* The kernel lacks a corresponding KVM_CAP, so we probe by calling
4325      * KVM_ASSIGN_SET_MSIX_NR with an invalid parameter. */
4326     return kvm_vm_ioctl(s, KVM_ASSIGN_SET_MSIX_NR, NULL) == -EFAULT;
4327 }
4328
4329 int kvm_device_msix_init_vectors(KVMState *s, uint32_t dev_id,
4330                                  uint32_t nr_vectors)
4331 {
4332     struct kvm_assigned_msix_nr msix_nr = {
4333         .assigned_dev_id = dev_id,
4334         .entry_nr = nr_vectors,
4335     };
4336
4337     return kvm_vm_ioctl(s, KVM_ASSIGN_SET_MSIX_NR, &msix_nr);
4338 }
4339
4340 int kvm_device_msix_set_vector(KVMState *s, uint32_t dev_id, uint32_t vector,
4341                                int virq)
4342 {
4343     struct kvm_assigned_msix_entry msix_entry = {
4344         .assigned_dev_id = dev_id,
4345         .gsi = virq,
4346         .entry = vector,
4347     };
4348
4349     return kvm_vm_ioctl(s, KVM_ASSIGN_SET_MSIX_ENTRY, &msix_entry);
4350 }
4351
4352 int kvm_device_msix_assign(KVMState *s, uint32_t dev_id)
4353 {
4354     return kvm_assign_irq_internal(s, dev_id, KVM_DEV_IRQ_HOST_MSIX |
4355                                               KVM_DEV_IRQ_GUEST_MSIX, 0);
4356 }
4357
4358 int kvm_device_msix_deassign(KVMState *s, uint32_t dev_id)
4359 {
4360     return kvm_deassign_irq_internal(s, dev_id, KVM_DEV_IRQ_GUEST_MSIX |
4361                                                 KVM_DEV_IRQ_HOST_MSIX);
4362 }
4363
4364 int kvm_arch_fixup_msi_route(struct kvm_irq_routing_entry *route,
4365                              uint64_t address, uint32_t data, PCIDevice *dev)
4366 {
4367     X86IOMMUState *iommu = x86_iommu_get_default();
4368
4369     if (iommu) {
4370         int ret;
4371         MSIMessage src, dst;
4372         X86IOMMUClass *class = X86_IOMMU_GET_CLASS(iommu);
4373
4374         if (!class->int_remap) {
4375             return 0;
4376         }
4377
4378         src.address = route->u.msi.address_hi;
4379         src.address <<= VTD_MSI_ADDR_HI_SHIFT;
4380         src.address |= route->u.msi.address_lo;
4381         src.data = route->u.msi.data;
4382
4383         ret = class->int_remap(iommu, &src, &dst, dev ? \
4384                                pci_requester_id(dev) : \
4385                                X86_IOMMU_SID_INVALID);
4386         if (ret) {
4387             trace_kvm_x86_fixup_msi_error(route->gsi);
4388             return 1;
4389         }
4390
4391         route->u.msi.address_hi = dst.address >> VTD_MSI_ADDR_HI_SHIFT;
4392         route->u.msi.address_lo = dst.address & VTD_MSI_ADDR_LO_MASK;
4393         route->u.msi.data = dst.data;
4394     }
4395
4396     return 0;
4397 }
4398
4399 typedef struct MSIRouteEntry MSIRouteEntry;
4400
4401 struct MSIRouteEntry {
4402     PCIDevice *dev;             /* Device pointer */
4403     int vector;                 /* MSI/MSIX vector index */
4404     int virq;                   /* Virtual IRQ index */
4405     QLIST_ENTRY(MSIRouteEntry) list;
4406 };
4407
4408 /* List of used GSI routes */
4409 static QLIST_HEAD(, MSIRouteEntry) msi_route_list = \
4410     QLIST_HEAD_INITIALIZER(msi_route_list);
4411
4412 static void kvm_update_msi_routes_all(void *private, bool global,
4413                                       uint32_t index, uint32_t mask)
4414 {
4415     int cnt = 0, vector;
4416     MSIRouteEntry *entry;
4417     MSIMessage msg;
4418     PCIDevice *dev;
4419
4420     /* TODO: explicit route update */
4421     QLIST_FOREACH(entry, &msi_route_list, list) {
4422         cnt++;
4423         vector = entry->vector;
4424         dev = entry->dev;
4425         if (msix_enabled(dev) && !msix_is_masked(dev, vector)) {
4426             msg = msix_get_message(dev, vector);
4427         } else if (msi_enabled(dev) && !msi_is_masked(dev, vector)) {
4428             msg = msi_get_message(dev, vector);
4429         } else {
4430             /*
4431              * Either MSI/MSIX is disabled for the device, or the
4432              * specific message was masked out.  Skip this one.
4433              */
4434             continue;
4435         }
4436         kvm_irqchip_update_msi_route(kvm_state, entry->virq, msg, dev);
4437     }
4438     kvm_irqchip_commit_routes(kvm_state);
4439     trace_kvm_x86_update_msi_routes(cnt);
4440 }
4441
4442 int kvm_arch_add_msi_route_post(struct kvm_irq_routing_entry *route,
4443                                 int vector, PCIDevice *dev)
4444 {
4445     static bool notify_list_inited = false;
4446     MSIRouteEntry *entry;
4447
4448     if (!dev) {
4449         /* These are (possibly) IOAPIC routes only used for split
4450          * kernel irqchip mode, while what we are housekeeping are
4451          * PCI devices only. */
4452         return 0;
4453     }
4454
4455     entry = g_new0(MSIRouteEntry, 1);
4456     entry->dev = dev;
4457     entry->vector = vector;
4458     entry->virq = route->gsi;
4459     QLIST_INSERT_HEAD(&msi_route_list, entry, list);
4460
4461     trace_kvm_x86_add_msi_route(route->gsi);
4462
4463     if (!notify_list_inited) {
4464         /* For the first time we do add route, add ourselves into
4465          * IOMMU's IEC notify list if needed. */
4466         X86IOMMUState *iommu = x86_iommu_get_default();
4467         if (iommu) {
4468             x86_iommu_iec_register_notifier(iommu,
4469                                             kvm_update_msi_routes_all,
4470                                             NULL);
4471         }
4472         notify_list_inited = true;
4473     }
4474     return 0;
4475 }
4476
4477 int kvm_arch_release_virq_post(int virq)
4478 {
4479     MSIRouteEntry *entry, *next;
4480     QLIST_FOREACH_SAFE(entry, &msi_route_list, list, next) {
4481         if (entry->virq == virq) {
4482             trace_kvm_x86_remove_msi_route(virq);
4483             QLIST_REMOVE(entry, list);
4484             g_free(entry);
4485             break;
4486         }
4487     }
4488     return 0;
4489 }
4490
4491 int kvm_arch_msi_data_to_gsi(uint32_t data)
4492 {
4493     abort();
4494 }