]> Git Repo - qemu.git/blob - migration/ram.c
migration/multifd: not use multifd during postcopy
[qemu.git] / migration / ram.c
1 /*
2  * QEMU System Emulator
3  *
4  * Copyright (c) 2003-2008 Fabrice Bellard
5  * Copyright (c) 2011-2015 Red Hat Inc
6  *
7  * Authors:
8  *  Juan Quintela <[email protected]>
9  *
10  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
11  * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
12  * in the Software without restriction, including without limitation the rights
13  * to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
14  * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
15  * furnished to do so, subject to the following conditions:
16  *
17  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
18  * all copies or substantial portions of the Software.
19  *
20  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
21  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
22  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
23  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
24  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
25  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
26  * THE SOFTWARE.
27  */
28
29 #include "qemu/osdep.h"
30 #include "cpu.h"
31 #include <zlib.h>
32 #include "qemu/cutils.h"
33 #include "qemu/bitops.h"
34 #include "qemu/bitmap.h"
35 #include "qemu/main-loop.h"
36 #include "xbzrle.h"
37 #include "ram.h"
38 #include "migration.h"
39 #include "socket.h"
40 #include "migration/register.h"
41 #include "migration/misc.h"
42 #include "qemu-file.h"
43 #include "postcopy-ram.h"
44 #include "page_cache.h"
45 #include "qemu/error-report.h"
46 #include "qapi/error.h"
47 #include "qapi/qapi-events-migration.h"
48 #include "qapi/qmp/qerror.h"
49 #include "trace.h"
50 #include "exec/ram_addr.h"
51 #include "exec/target_page.h"
52 #include "qemu/rcu_queue.h"
53 #include "migration/colo.h"
54 #include "block.h"
55 #include "sysemu/sysemu.h"
56 #include "qemu/uuid.h"
57 #include "savevm.h"
58 #include "qemu/iov.h"
59
60 /***********************************************************/
61 /* ram save/restore */
62
63 /* RAM_SAVE_FLAG_ZERO used to be named RAM_SAVE_FLAG_COMPRESS, it
64  * worked for pages that where filled with the same char.  We switched
65  * it to only search for the zero value.  And to avoid confusion with
66  * RAM_SSAVE_FLAG_COMPRESS_PAGE just rename it.
67  */
68
69 #define RAM_SAVE_FLAG_FULL     0x01 /* Obsolete, not used anymore */
70 #define RAM_SAVE_FLAG_ZERO     0x02
71 #define RAM_SAVE_FLAG_MEM_SIZE 0x04
72 #define RAM_SAVE_FLAG_PAGE     0x08
73 #define RAM_SAVE_FLAG_EOS      0x10
74 #define RAM_SAVE_FLAG_CONTINUE 0x20
75 #define RAM_SAVE_FLAG_XBZRLE   0x40
76 /* 0x80 is reserved in migration.h start with 0x100 next */
77 #define RAM_SAVE_FLAG_COMPRESS_PAGE    0x100
78
79 static inline bool is_zero_range(uint8_t *p, uint64_t size)
80 {
81     return buffer_is_zero(p, size);
82 }
83
84 XBZRLECacheStats xbzrle_counters;
85
86 /* struct contains XBZRLE cache and a static page
87    used by the compression */
88 static struct {
89     /* buffer used for XBZRLE encoding */
90     uint8_t *encoded_buf;
91     /* buffer for storing page content */
92     uint8_t *current_buf;
93     /* Cache for XBZRLE, Protected by lock. */
94     PageCache *cache;
95     QemuMutex lock;
96     /* it will store a page full of zeros */
97     uint8_t *zero_target_page;
98     /* buffer used for XBZRLE decoding */
99     uint8_t *decoded_buf;
100 } XBZRLE;
101
102 static void XBZRLE_cache_lock(void)
103 {
104     if (migrate_use_xbzrle())
105         qemu_mutex_lock(&XBZRLE.lock);
106 }
107
108 static void XBZRLE_cache_unlock(void)
109 {
110     if (migrate_use_xbzrle())
111         qemu_mutex_unlock(&XBZRLE.lock);
112 }
113
114 /**
115  * xbzrle_cache_resize: resize the xbzrle cache
116  *
117  * This function is called from qmp_migrate_set_cache_size in main
118  * thread, possibly while a migration is in progress.  A running
119  * migration may be using the cache and might finish during this call,
120  * hence changes to the cache are protected by XBZRLE.lock().
121  *
122  * Returns 0 for success or -1 for error
123  *
124  * @new_size: new cache size
125  * @errp: set *errp if the check failed, with reason
126  */
127 int xbzrle_cache_resize(int64_t new_size, Error **errp)
128 {
129     PageCache *new_cache;
130     int64_t ret = 0;
131
132     /* Check for truncation */
133     if (new_size != (size_t)new_size) {
134         error_setg(errp, QERR_INVALID_PARAMETER_VALUE, "cache size",
135                    "exceeding address space");
136         return -1;
137     }
138
139     if (new_size == migrate_xbzrle_cache_size()) {
140         /* nothing to do */
141         return 0;
142     }
143
144     XBZRLE_cache_lock();
145
146     if (XBZRLE.cache != NULL) {
147         new_cache = cache_init(new_size, TARGET_PAGE_SIZE, errp);
148         if (!new_cache) {
149             ret = -1;
150             goto out;
151         }
152
153         cache_fini(XBZRLE.cache);
154         XBZRLE.cache = new_cache;
155     }
156 out:
157     XBZRLE_cache_unlock();
158     return ret;
159 }
160
161 static bool ramblock_is_ignored(RAMBlock *block)
162 {
163     return !qemu_ram_is_migratable(block) ||
164            (migrate_ignore_shared() && qemu_ram_is_shared(block));
165 }
166
167 /* Should be holding either ram_list.mutex, or the RCU lock. */
168 #define RAMBLOCK_FOREACH_NOT_IGNORED(block)            \
169     INTERNAL_RAMBLOCK_FOREACH(block)                   \
170         if (ramblock_is_ignored(block)) {} else
171
172 #define RAMBLOCK_FOREACH_MIGRATABLE(block)             \
173     INTERNAL_RAMBLOCK_FOREACH(block)                   \
174         if (!qemu_ram_is_migratable(block)) {} else
175
176 #undef RAMBLOCK_FOREACH
177
178 int foreach_not_ignored_block(RAMBlockIterFunc func, void *opaque)
179 {
180     RAMBlock *block;
181     int ret = 0;
182
183     RCU_READ_LOCK_GUARD();
184
185     RAMBLOCK_FOREACH_NOT_IGNORED(block) {
186         ret = func(block, opaque);
187         if (ret) {
188             break;
189         }
190     }
191     return ret;
192 }
193
194 static void ramblock_recv_map_init(void)
195 {
196     RAMBlock *rb;
197
198     RAMBLOCK_FOREACH_NOT_IGNORED(rb) {
199         assert(!rb->receivedmap);
200         rb->receivedmap = bitmap_new(rb->max_length >> qemu_target_page_bits());
201     }
202 }
203
204 int ramblock_recv_bitmap_test(RAMBlock *rb, void *host_addr)
205 {
206     return test_bit(ramblock_recv_bitmap_offset(host_addr, rb),
207                     rb->receivedmap);
208 }
209
210 bool ramblock_recv_bitmap_test_byte_offset(RAMBlock *rb, uint64_t byte_offset)
211 {
212     return test_bit(byte_offset >> TARGET_PAGE_BITS, rb->receivedmap);
213 }
214
215 void ramblock_recv_bitmap_set(RAMBlock *rb, void *host_addr)
216 {
217     set_bit_atomic(ramblock_recv_bitmap_offset(host_addr, rb), rb->receivedmap);
218 }
219
220 void ramblock_recv_bitmap_set_range(RAMBlock *rb, void *host_addr,
221                                     size_t nr)
222 {
223     bitmap_set_atomic(rb->receivedmap,
224                       ramblock_recv_bitmap_offset(host_addr, rb),
225                       nr);
226 }
227
228 #define  RAMBLOCK_RECV_BITMAP_ENDING  (0x0123456789abcdefULL)
229
230 /*
231  * Format: bitmap_size (8 bytes) + whole_bitmap (N bytes).
232  *
233  * Returns >0 if success with sent bytes, or <0 if error.
234  */
235 int64_t ramblock_recv_bitmap_send(QEMUFile *file,
236                                   const char *block_name)
237 {
238     RAMBlock *block = qemu_ram_block_by_name(block_name);
239     unsigned long *le_bitmap, nbits;
240     uint64_t size;
241
242     if (!block) {
243         error_report("%s: invalid block name: %s", __func__, block_name);
244         return -1;
245     }
246
247     nbits = block->used_length >> TARGET_PAGE_BITS;
248
249     /*
250      * Make sure the tmp bitmap buffer is big enough, e.g., on 32bit
251      * machines we may need 4 more bytes for padding (see below
252      * comment). So extend it a bit before hand.
253      */
254     le_bitmap = bitmap_new(nbits + BITS_PER_LONG);
255
256     /*
257      * Always use little endian when sending the bitmap. This is
258      * required that when source and destination VMs are not using the
259      * same endianess. (Note: big endian won't work.)
260      */
261     bitmap_to_le(le_bitmap, block->receivedmap, nbits);
262
263     /* Size of the bitmap, in bytes */
264     size = DIV_ROUND_UP(nbits, 8);
265
266     /*
267      * size is always aligned to 8 bytes for 64bit machines, but it
268      * may not be true for 32bit machines. We need this padding to
269      * make sure the migration can survive even between 32bit and
270      * 64bit machines.
271      */
272     size = ROUND_UP(size, 8);
273
274     qemu_put_be64(file, size);
275     qemu_put_buffer(file, (const uint8_t *)le_bitmap, size);
276     /*
277      * Mark as an end, in case the middle part is screwed up due to
278      * some "misterious" reason.
279      */
280     qemu_put_be64(file, RAMBLOCK_RECV_BITMAP_ENDING);
281     qemu_fflush(file);
282
283     g_free(le_bitmap);
284
285     if (qemu_file_get_error(file)) {
286         return qemu_file_get_error(file);
287     }
288
289     return size + sizeof(size);
290 }
291
292 /*
293  * An outstanding page request, on the source, having been received
294  * and queued
295  */
296 struct RAMSrcPageRequest {
297     RAMBlock *rb;
298     hwaddr    offset;
299     hwaddr    len;
300
301     QSIMPLEQ_ENTRY(RAMSrcPageRequest) next_req;
302 };
303
304 /* State of RAM for migration */
305 struct RAMState {
306     /* QEMUFile used for this migration */
307     QEMUFile *f;
308     /* Last block that we have visited searching for dirty pages */
309     RAMBlock *last_seen_block;
310     /* Last block from where we have sent data */
311     RAMBlock *last_sent_block;
312     /* Last dirty target page we have sent */
313     ram_addr_t last_page;
314     /* last ram version we have seen */
315     uint32_t last_version;
316     /* We are in the first round */
317     bool ram_bulk_stage;
318     /* The free page optimization is enabled */
319     bool fpo_enabled;
320     /* How many times we have dirty too many pages */
321     int dirty_rate_high_cnt;
322     /* these variables are used for bitmap sync */
323     /* last time we did a full bitmap_sync */
324     int64_t time_last_bitmap_sync;
325     /* bytes transferred at start_time */
326     uint64_t bytes_xfer_prev;
327     /* number of dirty pages since start_time */
328     uint64_t num_dirty_pages_period;
329     /* xbzrle misses since the beginning of the period */
330     uint64_t xbzrle_cache_miss_prev;
331
332     /* compression statistics since the beginning of the period */
333     /* amount of count that no free thread to compress data */
334     uint64_t compress_thread_busy_prev;
335     /* amount bytes after compression */
336     uint64_t compressed_size_prev;
337     /* amount of compressed pages */
338     uint64_t compress_pages_prev;
339
340     /* total handled target pages at the beginning of period */
341     uint64_t target_page_count_prev;
342     /* total handled target pages since start */
343     uint64_t target_page_count;
344     /* number of dirty bits in the bitmap */
345     uint64_t migration_dirty_pages;
346     /* Protects modification of the bitmap and migration dirty pages */
347     QemuMutex bitmap_mutex;
348     /* The RAMBlock used in the last src_page_requests */
349     RAMBlock *last_req_rb;
350     /* Queue of outstanding page requests from the destination */
351     QemuMutex src_page_req_mutex;
352     QSIMPLEQ_HEAD(, RAMSrcPageRequest) src_page_requests;
353 };
354 typedef struct RAMState RAMState;
355
356 static RAMState *ram_state;
357
358 static NotifierWithReturnList precopy_notifier_list;
359
360 void precopy_infrastructure_init(void)
361 {
362     notifier_with_return_list_init(&precopy_notifier_list);
363 }
364
365 void precopy_add_notifier(NotifierWithReturn *n)
366 {
367     notifier_with_return_list_add(&precopy_notifier_list, n);
368 }
369
370 void precopy_remove_notifier(NotifierWithReturn *n)
371 {
372     notifier_with_return_remove(n);
373 }
374
375 int precopy_notify(PrecopyNotifyReason reason, Error **errp)
376 {
377     PrecopyNotifyData pnd;
378     pnd.reason = reason;
379     pnd.errp = errp;
380
381     return notifier_with_return_list_notify(&precopy_notifier_list, &pnd);
382 }
383
384 void precopy_enable_free_page_optimization(void)
385 {
386     if (!ram_state) {
387         return;
388     }
389
390     ram_state->fpo_enabled = true;
391 }
392
393 uint64_t ram_bytes_remaining(void)
394 {
395     return ram_state ? (ram_state->migration_dirty_pages * TARGET_PAGE_SIZE) :
396                        0;
397 }
398
399 MigrationStats ram_counters;
400
401 /* used by the search for pages to send */
402 struct PageSearchStatus {
403     /* Current block being searched */
404     RAMBlock    *block;
405     /* Current page to search from */
406     unsigned long page;
407     /* Set once we wrap around */
408     bool         complete_round;
409 };
410 typedef struct PageSearchStatus PageSearchStatus;
411
412 CompressionStats compression_counters;
413
414 struct CompressParam {
415     bool done;
416     bool quit;
417     bool zero_page;
418     QEMUFile *file;
419     QemuMutex mutex;
420     QemuCond cond;
421     RAMBlock *block;
422     ram_addr_t offset;
423
424     /* internally used fields */
425     z_stream stream;
426     uint8_t *originbuf;
427 };
428 typedef struct CompressParam CompressParam;
429
430 struct DecompressParam {
431     bool done;
432     bool quit;
433     QemuMutex mutex;
434     QemuCond cond;
435     void *des;
436     uint8_t *compbuf;
437     int len;
438     z_stream stream;
439 };
440 typedef struct DecompressParam DecompressParam;
441
442 static CompressParam *comp_param;
443 static QemuThread *compress_threads;
444 /* comp_done_cond is used to wake up the migration thread when
445  * one of the compression threads has finished the compression.
446  * comp_done_lock is used to co-work with comp_done_cond.
447  */
448 static QemuMutex comp_done_lock;
449 static QemuCond comp_done_cond;
450 /* The empty QEMUFileOps will be used by file in CompressParam */
451 static const QEMUFileOps empty_ops = { };
452
453 static QEMUFile *decomp_file;
454 static DecompressParam *decomp_param;
455 static QemuThread *decompress_threads;
456 static QemuMutex decomp_done_lock;
457 static QemuCond decomp_done_cond;
458
459 static bool do_compress_ram_page(QEMUFile *f, z_stream *stream, RAMBlock *block,
460                                  ram_addr_t offset, uint8_t *source_buf);
461
462 static void *do_data_compress(void *opaque)
463 {
464     CompressParam *param = opaque;
465     RAMBlock *block;
466     ram_addr_t offset;
467     bool zero_page;
468
469     qemu_mutex_lock(&param->mutex);
470     while (!param->quit) {
471         if (param->block) {
472             block = param->block;
473             offset = param->offset;
474             param->block = NULL;
475             qemu_mutex_unlock(&param->mutex);
476
477             zero_page = do_compress_ram_page(param->file, &param->stream,
478                                              block, offset, param->originbuf);
479
480             qemu_mutex_lock(&comp_done_lock);
481             param->done = true;
482             param->zero_page = zero_page;
483             qemu_cond_signal(&comp_done_cond);
484             qemu_mutex_unlock(&comp_done_lock);
485
486             qemu_mutex_lock(&param->mutex);
487         } else {
488             qemu_cond_wait(&param->cond, &param->mutex);
489         }
490     }
491     qemu_mutex_unlock(&param->mutex);
492
493     return NULL;
494 }
495
496 static void compress_threads_save_cleanup(void)
497 {
498     int i, thread_count;
499
500     if (!migrate_use_compression() || !comp_param) {
501         return;
502     }
503
504     thread_count = migrate_compress_threads();
505     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
506         /*
507          * we use it as a indicator which shows if the thread is
508          * properly init'd or not
509          */
510         if (!comp_param[i].file) {
511             break;
512         }
513
514         qemu_mutex_lock(&comp_param[i].mutex);
515         comp_param[i].quit = true;
516         qemu_cond_signal(&comp_param[i].cond);
517         qemu_mutex_unlock(&comp_param[i].mutex);
518
519         qemu_thread_join(compress_threads + i);
520         qemu_mutex_destroy(&comp_param[i].mutex);
521         qemu_cond_destroy(&comp_param[i].cond);
522         deflateEnd(&comp_param[i].stream);
523         g_free(comp_param[i].originbuf);
524         qemu_fclose(comp_param[i].file);
525         comp_param[i].file = NULL;
526     }
527     qemu_mutex_destroy(&comp_done_lock);
528     qemu_cond_destroy(&comp_done_cond);
529     g_free(compress_threads);
530     g_free(comp_param);
531     compress_threads = NULL;
532     comp_param = NULL;
533 }
534
535 static int compress_threads_save_setup(void)
536 {
537     int i, thread_count;
538
539     if (!migrate_use_compression()) {
540         return 0;
541     }
542     thread_count = migrate_compress_threads();
543     compress_threads = g_new0(QemuThread, thread_count);
544     comp_param = g_new0(CompressParam, thread_count);
545     qemu_cond_init(&comp_done_cond);
546     qemu_mutex_init(&comp_done_lock);
547     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
548         comp_param[i].originbuf = g_try_malloc(TARGET_PAGE_SIZE);
549         if (!comp_param[i].originbuf) {
550             goto exit;
551         }
552
553         if (deflateInit(&comp_param[i].stream,
554                         migrate_compress_level()) != Z_OK) {
555             g_free(comp_param[i].originbuf);
556             goto exit;
557         }
558
559         /* comp_param[i].file is just used as a dummy buffer to save data,
560          * set its ops to empty.
561          */
562         comp_param[i].file = qemu_fopen_ops(NULL, &empty_ops);
563         comp_param[i].done = true;
564         comp_param[i].quit = false;
565         qemu_mutex_init(&comp_param[i].mutex);
566         qemu_cond_init(&comp_param[i].cond);
567         qemu_thread_create(compress_threads + i, "compress",
568                            do_data_compress, comp_param + i,
569                            QEMU_THREAD_JOINABLE);
570     }
571     return 0;
572
573 exit:
574     compress_threads_save_cleanup();
575     return -1;
576 }
577
578 /* Multiple fd's */
579
580 #define MULTIFD_MAGIC 0x11223344U
581 #define MULTIFD_VERSION 1
582
583 #define MULTIFD_FLAG_SYNC (1 << 0)
584
585 /* This value needs to be a multiple of qemu_target_page_size() */
586 #define MULTIFD_PACKET_SIZE (512 * 1024)
587
588 typedef struct {
589     uint32_t magic;
590     uint32_t version;
591     unsigned char uuid[16]; /* QemuUUID */
592     uint8_t id;
593     uint8_t unused1[7];     /* Reserved for future use */
594     uint64_t unused2[4];    /* Reserved for future use */
595 } __attribute__((packed)) MultiFDInit_t;
596
597 typedef struct {
598     uint32_t magic;
599     uint32_t version;
600     uint32_t flags;
601     /* maximum number of allocated pages */
602     uint32_t pages_alloc;
603     uint32_t pages_used;
604     /* size of the next packet that contains pages */
605     uint32_t next_packet_size;
606     uint64_t packet_num;
607     uint64_t unused[4];    /* Reserved for future use */
608     char ramblock[256];
609     uint64_t offset[];
610 } __attribute__((packed)) MultiFDPacket_t;
611
612 typedef struct {
613     /* number of used pages */
614     uint32_t used;
615     /* number of allocated pages */
616     uint32_t allocated;
617     /* global number of generated multifd packets */
618     uint64_t packet_num;
619     /* offset of each page */
620     ram_addr_t *offset;
621     /* pointer to each page */
622     struct iovec *iov;
623     RAMBlock *block;
624 } MultiFDPages_t;
625
626 typedef struct {
627     /* this fields are not changed once the thread is created */
628     /* channel number */
629     uint8_t id;
630     /* channel thread name */
631     char *name;
632     /* channel thread id */
633     QemuThread thread;
634     /* communication channel */
635     QIOChannel *c;
636     /* sem where to wait for more work */
637     QemuSemaphore sem;
638     /* this mutex protects the following parameters */
639     QemuMutex mutex;
640     /* is this channel thread running */
641     bool running;
642     /* should this thread finish */
643     bool quit;
644     /* thread has work to do */
645     int pending_job;
646     /* array of pages to sent */
647     MultiFDPages_t *pages;
648     /* packet allocated len */
649     uint32_t packet_len;
650     /* pointer to the packet */
651     MultiFDPacket_t *packet;
652     /* multifd flags for each packet */
653     uint32_t flags;
654     /* size of the next packet that contains pages */
655     uint32_t next_packet_size;
656     /* global number of generated multifd packets */
657     uint64_t packet_num;
658     /* thread local variables */
659     /* packets sent through this channel */
660     uint64_t num_packets;
661     /* pages sent through this channel */
662     uint64_t num_pages;
663     /* syncs main thread and channels */
664     QemuSemaphore sem_sync;
665 }  MultiFDSendParams;
666
667 typedef struct {
668     /* this fields are not changed once the thread is created */
669     /* channel number */
670     uint8_t id;
671     /* channel thread name */
672     char *name;
673     /* channel thread id */
674     QemuThread thread;
675     /* communication channel */
676     QIOChannel *c;
677     /* this mutex protects the following parameters */
678     QemuMutex mutex;
679     /* is this channel thread running */
680     bool running;
681     /* should this thread finish */
682     bool quit;
683     /* array of pages to receive */
684     MultiFDPages_t *pages;
685     /* packet allocated len */
686     uint32_t packet_len;
687     /* pointer to the packet */
688     MultiFDPacket_t *packet;
689     /* multifd flags for each packet */
690     uint32_t flags;
691     /* global number of generated multifd packets */
692     uint64_t packet_num;
693     /* thread local variables */
694     /* size of the next packet that contains pages */
695     uint32_t next_packet_size;
696     /* packets sent through this channel */
697     uint64_t num_packets;
698     /* pages sent through this channel */
699     uint64_t num_pages;
700     /* syncs main thread and channels */
701     QemuSemaphore sem_sync;
702 } MultiFDRecvParams;
703
704 static int multifd_send_initial_packet(MultiFDSendParams *p, Error **errp)
705 {
706     MultiFDInit_t msg = {};
707     int ret;
708
709     msg.magic = cpu_to_be32(MULTIFD_MAGIC);
710     msg.version = cpu_to_be32(MULTIFD_VERSION);
711     msg.id = p->id;
712     memcpy(msg.uuid, &qemu_uuid.data, sizeof(msg.uuid));
713
714     ret = qio_channel_write_all(p->c, (char *)&msg, sizeof(msg), errp);
715     if (ret != 0) {
716         return -1;
717     }
718     return 0;
719 }
720
721 static int multifd_recv_initial_packet(QIOChannel *c, Error **errp)
722 {
723     MultiFDInit_t msg;
724     int ret;
725
726     ret = qio_channel_read_all(c, (char *)&msg, sizeof(msg), errp);
727     if (ret != 0) {
728         return -1;
729     }
730
731     msg.magic = be32_to_cpu(msg.magic);
732     msg.version = be32_to_cpu(msg.version);
733
734     if (msg.magic != MULTIFD_MAGIC) {
735         error_setg(errp, "multifd: received packet magic %x "
736                    "expected %x", msg.magic, MULTIFD_MAGIC);
737         return -1;
738     }
739
740     if (msg.version != MULTIFD_VERSION) {
741         error_setg(errp, "multifd: received packet version %d "
742                    "expected %d", msg.version, MULTIFD_VERSION);
743         return -1;
744     }
745
746     if (memcmp(msg.uuid, &qemu_uuid, sizeof(qemu_uuid))) {
747         char *uuid = qemu_uuid_unparse_strdup(&qemu_uuid);
748         char *msg_uuid = qemu_uuid_unparse_strdup((const QemuUUID *)msg.uuid);
749
750         error_setg(errp, "multifd: received uuid '%s' and expected "
751                    "uuid '%s' for channel %hhd", msg_uuid, uuid, msg.id);
752         g_free(uuid);
753         g_free(msg_uuid);
754         return -1;
755     }
756
757     if (msg.id > migrate_multifd_channels()) {
758         error_setg(errp, "multifd: received channel version %d "
759                    "expected %d", msg.version, MULTIFD_VERSION);
760         return -1;
761     }
762
763     return msg.id;
764 }
765
766 static MultiFDPages_t *multifd_pages_init(size_t size)
767 {
768     MultiFDPages_t *pages = g_new0(MultiFDPages_t, 1);
769
770     pages->allocated = size;
771     pages->iov = g_new0(struct iovec, size);
772     pages->offset = g_new0(ram_addr_t, size);
773
774     return pages;
775 }
776
777 static void multifd_pages_clear(MultiFDPages_t *pages)
778 {
779     pages->used = 0;
780     pages->allocated = 0;
781     pages->packet_num = 0;
782     pages->block = NULL;
783     g_free(pages->iov);
784     pages->iov = NULL;
785     g_free(pages->offset);
786     pages->offset = NULL;
787     g_free(pages);
788 }
789
790 static void multifd_send_fill_packet(MultiFDSendParams *p)
791 {
792     MultiFDPacket_t *packet = p->packet;
793     int i;
794
795     packet->flags = cpu_to_be32(p->flags);
796     packet->pages_alloc = cpu_to_be32(p->pages->allocated);
797     packet->pages_used = cpu_to_be32(p->pages->used);
798     packet->next_packet_size = cpu_to_be32(p->next_packet_size);
799     packet->packet_num = cpu_to_be64(p->packet_num);
800
801     if (p->pages->block) {
802         strncpy(packet->ramblock, p->pages->block->idstr, 256);
803     }
804
805     for (i = 0; i < p->pages->used; i++) {
806         packet->offset[i] = cpu_to_be64(p->pages->offset[i]);
807     }
808 }
809
810 static int multifd_recv_unfill_packet(MultiFDRecvParams *p, Error **errp)
811 {
812     MultiFDPacket_t *packet = p->packet;
813     uint32_t pages_max = MULTIFD_PACKET_SIZE / qemu_target_page_size();
814     RAMBlock *block;
815     int i;
816
817     packet->magic = be32_to_cpu(packet->magic);
818     if (packet->magic != MULTIFD_MAGIC) {
819         error_setg(errp, "multifd: received packet "
820                    "magic %x and expected magic %x",
821                    packet->magic, MULTIFD_MAGIC);
822         return -1;
823     }
824
825     packet->version = be32_to_cpu(packet->version);
826     if (packet->version != MULTIFD_VERSION) {
827         error_setg(errp, "multifd: received packet "
828                    "version %d and expected version %d",
829                    packet->version, MULTIFD_VERSION);
830         return -1;
831     }
832
833     p->flags = be32_to_cpu(packet->flags);
834
835     packet->pages_alloc = be32_to_cpu(packet->pages_alloc);
836     /*
837      * If we received a packet that is 100 times bigger than expected
838      * just stop migration.  It is a magic number.
839      */
840     if (packet->pages_alloc > pages_max * 100) {
841         error_setg(errp, "multifd: received packet "
842                    "with size %d and expected a maximum size of %d",
843                    packet->pages_alloc, pages_max * 100) ;
844         return -1;
845     }
846     /*
847      * We received a packet that is bigger than expected but inside
848      * reasonable limits (see previous comment).  Just reallocate.
849      */
850     if (packet->pages_alloc > p->pages->allocated) {
851         multifd_pages_clear(p->pages);
852         p->pages = multifd_pages_init(packet->pages_alloc);
853     }
854
855     p->pages->used = be32_to_cpu(packet->pages_used);
856     if (p->pages->used > packet->pages_alloc) {
857         error_setg(errp, "multifd: received packet "
858                    "with %d pages and expected maximum pages are %d",
859                    p->pages->used, packet->pages_alloc) ;
860         return -1;
861     }
862
863     p->next_packet_size = be32_to_cpu(packet->next_packet_size);
864     p->packet_num = be64_to_cpu(packet->packet_num);
865
866     if (p->pages->used == 0) {
867         return 0;
868     }
869
870     /* make sure that ramblock is 0 terminated */
871     packet->ramblock[255] = 0;
872     block = qemu_ram_block_by_name(packet->ramblock);
873     if (!block) {
874         error_setg(errp, "multifd: unknown ram block %s",
875                    packet->ramblock);
876         return -1;
877     }
878
879     for (i = 0; i < p->pages->used; i++) {
880         ram_addr_t offset = be64_to_cpu(packet->offset[i]);
881
882         if (offset > (block->used_length - TARGET_PAGE_SIZE)) {
883             error_setg(errp, "multifd: offset too long " RAM_ADDR_FMT
884                        " (max " RAM_ADDR_FMT ")",
885                        offset, block->max_length);
886             return -1;
887         }
888         p->pages->iov[i].iov_base = block->host + offset;
889         p->pages->iov[i].iov_len = TARGET_PAGE_SIZE;
890     }
891
892     return 0;
893 }
894
895 struct {
896     MultiFDSendParams *params;
897     /* array of pages to sent */
898     MultiFDPages_t *pages;
899     /* global number of generated multifd packets */
900     uint64_t packet_num;
901     /* send channels ready */
902     QemuSemaphore channels_ready;
903     /*
904      * Have we already run terminate threads.  There is a race when it
905      * happens that we got one error while we are exiting.
906      * We will use atomic operations.  Only valid values are 0 and 1.
907      */
908     int exiting;
909 } *multifd_send_state;
910
911 /*
912  * How we use multifd_send_state->pages and channel->pages?
913  *
914  * We create a pages for each channel, and a main one.  Each time that
915  * we need to send a batch of pages we interchange the ones between
916  * multifd_send_state and the channel that is sending it.  There are
917  * two reasons for that:
918  *    - to not have to do so many mallocs during migration
919  *    - to make easier to know what to free at the end of migration
920  *
921  * This way we always know who is the owner of each "pages" struct,
922  * and we don't need any locking.  It belongs to the migration thread
923  * or to the channel thread.  Switching is safe because the migration
924  * thread is using the channel mutex when changing it, and the channel
925  * have to had finish with its own, otherwise pending_job can't be
926  * false.
927  */
928
929 static int multifd_send_pages(RAMState *rs)
930 {
931     int i;
932     static int next_channel;
933     MultiFDSendParams *p = NULL; /* make happy gcc */
934     MultiFDPages_t *pages = multifd_send_state->pages;
935     uint64_t transferred;
936
937     if (atomic_read(&multifd_send_state->exiting)) {
938         return -1;
939     }
940
941     qemu_sem_wait(&multifd_send_state->channels_ready);
942     for (i = next_channel;; i = (i + 1) % migrate_multifd_channels()) {
943         p = &multifd_send_state->params[i];
944
945         qemu_mutex_lock(&p->mutex);
946         if (p->quit) {
947             error_report("%s: channel %d has already quit!", __func__, i);
948             qemu_mutex_unlock(&p->mutex);
949             return -1;
950         }
951         if (!p->pending_job) {
952             p->pending_job++;
953             next_channel = (i + 1) % migrate_multifd_channels();
954             break;
955         }
956         qemu_mutex_unlock(&p->mutex);
957     }
958     assert(!p->pages->used);
959     assert(!p->pages->block);
960
961     p->packet_num = multifd_send_state->packet_num++;
962     multifd_send_state->pages = p->pages;
963     p->pages = pages;
964     transferred = ((uint64_t) pages->used) * TARGET_PAGE_SIZE + p->packet_len;
965     qemu_file_update_transfer(rs->f, transferred);
966     ram_counters.multifd_bytes += transferred;
967     ram_counters.transferred += transferred;;
968     qemu_mutex_unlock(&p->mutex);
969     qemu_sem_post(&p->sem);
970
971     return 1;
972 }
973
974 static int multifd_queue_page(RAMState *rs, RAMBlock *block, ram_addr_t offset)
975 {
976     MultiFDPages_t *pages = multifd_send_state->pages;
977
978     if (!pages->block) {
979         pages->block = block;
980     }
981
982     if (pages->block == block) {
983         pages->offset[pages->used] = offset;
984         pages->iov[pages->used].iov_base = block->host + offset;
985         pages->iov[pages->used].iov_len = TARGET_PAGE_SIZE;
986         pages->used++;
987
988         if (pages->used < pages->allocated) {
989             return 1;
990         }
991     }
992
993     if (multifd_send_pages(rs) < 0) {
994         return -1;
995     }
996
997     if (pages->block != block) {
998         return  multifd_queue_page(rs, block, offset);
999     }
1000
1001     return 1;
1002 }
1003
1004 static void multifd_send_terminate_threads(Error *err)
1005 {
1006     int i;
1007
1008     trace_multifd_send_terminate_threads(err != NULL);
1009
1010     if (err) {
1011         MigrationState *s = migrate_get_current();
1012         migrate_set_error(s, err);
1013         if (s->state == MIGRATION_STATUS_SETUP ||
1014             s->state == MIGRATION_STATUS_PRE_SWITCHOVER ||
1015             s->state == MIGRATION_STATUS_DEVICE ||
1016             s->state == MIGRATION_STATUS_ACTIVE) {
1017             migrate_set_state(&s->state, s->state,
1018                               MIGRATION_STATUS_FAILED);
1019         }
1020     }
1021
1022     /*
1023      * We don't want to exit each threads twice.  Depending on where
1024      * we get the error, or if there are two independent errors in two
1025      * threads at the same time, we can end calling this function
1026      * twice.
1027      */
1028     if (atomic_xchg(&multifd_send_state->exiting, 1)) {
1029         return;
1030     }
1031
1032     for (i = 0; i < migrate_multifd_channels(); i++) {
1033         MultiFDSendParams *p = &multifd_send_state->params[i];
1034
1035         qemu_mutex_lock(&p->mutex);
1036         p->quit = true;
1037         qemu_sem_post(&p->sem);
1038         qemu_mutex_unlock(&p->mutex);
1039     }
1040 }
1041
1042 void multifd_save_cleanup(void)
1043 {
1044     int i;
1045
1046     if (!migrate_use_multifd()) {
1047         return;
1048     }
1049     multifd_send_terminate_threads(NULL);
1050     for (i = 0; i < migrate_multifd_channels(); i++) {
1051         MultiFDSendParams *p = &multifd_send_state->params[i];
1052
1053         if (p->running) {
1054             qemu_thread_join(&p->thread);
1055         }
1056         socket_send_channel_destroy(p->c);
1057         p->c = NULL;
1058         qemu_mutex_destroy(&p->mutex);
1059         qemu_sem_destroy(&p->sem);
1060         qemu_sem_destroy(&p->sem_sync);
1061         g_free(p->name);
1062         p->name = NULL;
1063         multifd_pages_clear(p->pages);
1064         p->pages = NULL;
1065         p->packet_len = 0;
1066         g_free(p->packet);
1067         p->packet = NULL;
1068     }
1069     qemu_sem_destroy(&multifd_send_state->channels_ready);
1070     g_free(multifd_send_state->params);
1071     multifd_send_state->params = NULL;
1072     multifd_pages_clear(multifd_send_state->pages);
1073     multifd_send_state->pages = NULL;
1074     g_free(multifd_send_state);
1075     multifd_send_state = NULL;
1076 }
1077
1078 static void multifd_send_sync_main(RAMState *rs)
1079 {
1080     int i;
1081
1082     if (!migrate_use_multifd()) {
1083         return;
1084     }
1085     if (multifd_send_state->pages->used) {
1086         if (multifd_send_pages(rs) < 0) {
1087             error_report("%s: multifd_send_pages fail", __func__);
1088             return;
1089         }
1090     }
1091     for (i = 0; i < migrate_multifd_channels(); i++) {
1092         MultiFDSendParams *p = &multifd_send_state->params[i];
1093
1094         trace_multifd_send_sync_main_signal(p->id);
1095
1096         qemu_mutex_lock(&p->mutex);
1097
1098         if (p->quit) {
1099             error_report("%s: channel %d has already quit", __func__, i);
1100             qemu_mutex_unlock(&p->mutex);
1101             return;
1102         }
1103
1104         p->packet_num = multifd_send_state->packet_num++;
1105         p->flags |= MULTIFD_FLAG_SYNC;
1106         p->pending_job++;
1107         qemu_file_update_transfer(rs->f, p->packet_len);
1108         ram_counters.multifd_bytes += p->packet_len;
1109         ram_counters.transferred += p->packet_len;
1110         qemu_mutex_unlock(&p->mutex);
1111         qemu_sem_post(&p->sem);
1112     }
1113     for (i = 0; i < migrate_multifd_channels(); i++) {
1114         MultiFDSendParams *p = &multifd_send_state->params[i];
1115
1116         trace_multifd_send_sync_main_wait(p->id);
1117         qemu_sem_wait(&p->sem_sync);
1118     }
1119     trace_multifd_send_sync_main(multifd_send_state->packet_num);
1120 }
1121
1122 static void *multifd_send_thread(void *opaque)
1123 {
1124     MultiFDSendParams *p = opaque;
1125     Error *local_err = NULL;
1126     int ret = 0;
1127     uint32_t flags = 0;
1128
1129     trace_multifd_send_thread_start(p->id);
1130     rcu_register_thread();
1131
1132     if (multifd_send_initial_packet(p, &local_err) < 0) {
1133         ret = -1;
1134         goto out;
1135     }
1136     /* initial packet */
1137     p->num_packets = 1;
1138
1139     while (true) {
1140         qemu_sem_wait(&p->sem);
1141
1142         if (atomic_read(&multifd_send_state->exiting)) {
1143             break;
1144         }
1145         qemu_mutex_lock(&p->mutex);
1146
1147         if (p->pending_job) {
1148             uint32_t used = p->pages->used;
1149             uint64_t packet_num = p->packet_num;
1150             flags = p->flags;
1151
1152             p->next_packet_size = used * qemu_target_page_size();
1153             multifd_send_fill_packet(p);
1154             p->flags = 0;
1155             p->num_packets++;
1156             p->num_pages += used;
1157             p->pages->used = 0;
1158             p->pages->block = NULL;
1159             qemu_mutex_unlock(&p->mutex);
1160
1161             trace_multifd_send(p->id, packet_num, used, flags,
1162                                p->next_packet_size);
1163
1164             ret = qio_channel_write_all(p->c, (void *)p->packet,
1165                                         p->packet_len, &local_err);
1166             if (ret != 0) {
1167                 break;
1168             }
1169
1170             if (used) {
1171                 ret = qio_channel_writev_all(p->c, p->pages->iov,
1172                                              used, &local_err);
1173                 if (ret != 0) {
1174                     break;
1175                 }
1176             }
1177
1178             qemu_mutex_lock(&p->mutex);
1179             p->pending_job--;
1180             qemu_mutex_unlock(&p->mutex);
1181
1182             if (flags & MULTIFD_FLAG_SYNC) {
1183                 qemu_sem_post(&p->sem_sync);
1184             }
1185             qemu_sem_post(&multifd_send_state->channels_ready);
1186         } else if (p->quit) {
1187             qemu_mutex_unlock(&p->mutex);
1188             break;
1189         } else {
1190             qemu_mutex_unlock(&p->mutex);
1191             /* sometimes there are spurious wakeups */
1192         }
1193     }
1194
1195 out:
1196     if (local_err) {
1197         trace_multifd_send_error(p->id);
1198         multifd_send_terminate_threads(local_err);
1199     }
1200
1201     /*
1202      * Error happen, I will exit, but I can't just leave, tell
1203      * who pay attention to me.
1204      */
1205     if (ret != 0) {
1206         qemu_sem_post(&p->sem_sync);
1207         qemu_sem_post(&multifd_send_state->channels_ready);
1208     }
1209
1210     qemu_mutex_lock(&p->mutex);
1211     p->running = false;
1212     qemu_mutex_unlock(&p->mutex);
1213
1214     rcu_unregister_thread();
1215     trace_multifd_send_thread_end(p->id, p->num_packets, p->num_pages);
1216
1217     return NULL;
1218 }
1219
1220 static void multifd_new_send_channel_async(QIOTask *task, gpointer opaque)
1221 {
1222     MultiFDSendParams *p = opaque;
1223     QIOChannel *sioc = QIO_CHANNEL(qio_task_get_source(task));
1224     Error *local_err = NULL;
1225
1226     trace_multifd_new_send_channel_async(p->id);
1227     if (qio_task_propagate_error(task, &local_err)) {
1228         migrate_set_error(migrate_get_current(), local_err);
1229         multifd_save_cleanup();
1230     } else {
1231         p->c = QIO_CHANNEL(sioc);
1232         qio_channel_set_delay(p->c, false);
1233         p->running = true;
1234         qemu_thread_create(&p->thread, p->name, multifd_send_thread, p,
1235                            QEMU_THREAD_JOINABLE);
1236     }
1237 }
1238
1239 int multifd_save_setup(void)
1240 {
1241     int thread_count;
1242     uint32_t page_count = MULTIFD_PACKET_SIZE / qemu_target_page_size();
1243     uint8_t i;
1244
1245     if (!migrate_use_multifd()) {
1246         return 0;
1247     }
1248     thread_count = migrate_multifd_channels();
1249     multifd_send_state = g_malloc0(sizeof(*multifd_send_state));
1250     multifd_send_state->params = g_new0(MultiFDSendParams, thread_count);
1251     multifd_send_state->pages = multifd_pages_init(page_count);
1252     qemu_sem_init(&multifd_send_state->channels_ready, 0);
1253     atomic_set(&multifd_send_state->exiting, 0);
1254
1255     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
1256         MultiFDSendParams *p = &multifd_send_state->params[i];
1257
1258         qemu_mutex_init(&p->mutex);
1259         qemu_sem_init(&p->sem, 0);
1260         qemu_sem_init(&p->sem_sync, 0);
1261         p->quit = false;
1262         p->pending_job = 0;
1263         p->id = i;
1264         p->pages = multifd_pages_init(page_count);
1265         p->packet_len = sizeof(MultiFDPacket_t)
1266                       + sizeof(ram_addr_t) * page_count;
1267         p->packet = g_malloc0(p->packet_len);
1268         p->packet->magic = cpu_to_be32(MULTIFD_MAGIC);
1269         p->packet->version = cpu_to_be32(MULTIFD_VERSION);
1270         p->name = g_strdup_printf("multifdsend_%d", i);
1271         socket_send_channel_create(multifd_new_send_channel_async, p);
1272     }
1273     return 0;
1274 }
1275
1276 struct {
1277     MultiFDRecvParams *params;
1278     /* number of created threads */
1279     int count;
1280     /* syncs main thread and channels */
1281     QemuSemaphore sem_sync;
1282     /* global number of generated multifd packets */
1283     uint64_t packet_num;
1284 } *multifd_recv_state;
1285
1286 static void multifd_recv_terminate_threads(Error *err)
1287 {
1288     int i;
1289
1290     trace_multifd_recv_terminate_threads(err != NULL);
1291
1292     if (err) {
1293         MigrationState *s = migrate_get_current();
1294         migrate_set_error(s, err);
1295         if (s->state == MIGRATION_STATUS_SETUP ||
1296             s->state == MIGRATION_STATUS_ACTIVE) {
1297             migrate_set_state(&s->state, s->state,
1298                               MIGRATION_STATUS_FAILED);
1299         }
1300     }
1301
1302     for (i = 0; i < migrate_multifd_channels(); i++) {
1303         MultiFDRecvParams *p = &multifd_recv_state->params[i];
1304
1305         qemu_mutex_lock(&p->mutex);
1306         p->quit = true;
1307         /* We could arrive here for two reasons:
1308            - normal quit, i.e. everything went fine, just finished
1309            - error quit: We close the channels so the channel threads
1310              finish the qio_channel_read_all_eof() */
1311         qio_channel_shutdown(p->c, QIO_CHANNEL_SHUTDOWN_BOTH, NULL);
1312         qemu_mutex_unlock(&p->mutex);
1313     }
1314 }
1315
1316 int multifd_load_cleanup(Error **errp)
1317 {
1318     int i;
1319     int ret = 0;
1320
1321     if (!migrate_use_multifd()) {
1322         return 0;
1323     }
1324     multifd_recv_terminate_threads(NULL);
1325     for (i = 0; i < migrate_multifd_channels(); i++) {
1326         MultiFDRecvParams *p = &multifd_recv_state->params[i];
1327
1328         if (p->running) {
1329             p->quit = true;
1330             /*
1331              * multifd_recv_thread may hung at MULTIFD_FLAG_SYNC handle code,
1332              * however try to wakeup it without harm in cleanup phase.
1333              */
1334             qemu_sem_post(&p->sem_sync);
1335             qemu_thread_join(&p->thread);
1336         }
1337         object_unref(OBJECT(p->c));
1338         p->c = NULL;
1339         qemu_mutex_destroy(&p->mutex);
1340         qemu_sem_destroy(&p->sem_sync);
1341         g_free(p->name);
1342         p->name = NULL;
1343         multifd_pages_clear(p->pages);
1344         p->pages = NULL;
1345         p->packet_len = 0;
1346         g_free(p->packet);
1347         p->packet = NULL;
1348     }
1349     qemu_sem_destroy(&multifd_recv_state->sem_sync);
1350     g_free(multifd_recv_state->params);
1351     multifd_recv_state->params = NULL;
1352     g_free(multifd_recv_state);
1353     multifd_recv_state = NULL;
1354
1355     return ret;
1356 }
1357
1358 static void multifd_recv_sync_main(void)
1359 {
1360     int i;
1361
1362     if (!migrate_use_multifd()) {
1363         return;
1364     }
1365     for (i = 0; i < migrate_multifd_channels(); i++) {
1366         MultiFDRecvParams *p = &multifd_recv_state->params[i];
1367
1368         trace_multifd_recv_sync_main_wait(p->id);
1369         qemu_sem_wait(&multifd_recv_state->sem_sync);
1370     }
1371     for (i = 0; i < migrate_multifd_channels(); i++) {
1372         MultiFDRecvParams *p = &multifd_recv_state->params[i];
1373
1374         qemu_mutex_lock(&p->mutex);
1375         if (multifd_recv_state->packet_num < p->packet_num) {
1376             multifd_recv_state->packet_num = p->packet_num;
1377         }
1378         qemu_mutex_unlock(&p->mutex);
1379         trace_multifd_recv_sync_main_signal(p->id);
1380         qemu_sem_post(&p->sem_sync);
1381     }
1382     trace_multifd_recv_sync_main(multifd_recv_state->packet_num);
1383 }
1384
1385 static void *multifd_recv_thread(void *opaque)
1386 {
1387     MultiFDRecvParams *p = opaque;
1388     Error *local_err = NULL;
1389     int ret;
1390
1391     trace_multifd_recv_thread_start(p->id);
1392     rcu_register_thread();
1393
1394     while (true) {
1395         uint32_t used;
1396         uint32_t flags;
1397
1398         if (p->quit) {
1399             break;
1400         }
1401
1402         ret = qio_channel_read_all_eof(p->c, (void *)p->packet,
1403                                        p->packet_len, &local_err);
1404         if (ret == 0) {   /* EOF */
1405             break;
1406         }
1407         if (ret == -1) {   /* Error */
1408             break;
1409         }
1410
1411         qemu_mutex_lock(&p->mutex);
1412         ret = multifd_recv_unfill_packet(p, &local_err);
1413         if (ret) {
1414             qemu_mutex_unlock(&p->mutex);
1415             break;
1416         }
1417
1418         used = p->pages->used;
1419         flags = p->flags;
1420         trace_multifd_recv(p->id, p->packet_num, used, flags,
1421                            p->next_packet_size);
1422         p->num_packets++;
1423         p->num_pages += used;
1424         qemu_mutex_unlock(&p->mutex);
1425
1426         if (used) {
1427             ret = qio_channel_readv_all(p->c, p->pages->iov,
1428                                         used, &local_err);
1429             if (ret != 0) {
1430                 break;
1431             }
1432         }
1433
1434         if (flags & MULTIFD_FLAG_SYNC) {
1435             qemu_sem_post(&multifd_recv_state->sem_sync);
1436             qemu_sem_wait(&p->sem_sync);
1437         }
1438     }
1439
1440     if (local_err) {
1441         multifd_recv_terminate_threads(local_err);
1442     }
1443     qemu_mutex_lock(&p->mutex);
1444     p->running = false;
1445     qemu_mutex_unlock(&p->mutex);
1446
1447     rcu_unregister_thread();
1448     trace_multifd_recv_thread_end(p->id, p->num_packets, p->num_pages);
1449
1450     return NULL;
1451 }
1452
1453 int multifd_load_setup(void)
1454 {
1455     int thread_count;
1456     uint32_t page_count = MULTIFD_PACKET_SIZE / qemu_target_page_size();
1457     uint8_t i;
1458
1459     if (!migrate_use_multifd()) {
1460         return 0;
1461     }
1462     thread_count = migrate_multifd_channels();
1463     multifd_recv_state = g_malloc0(sizeof(*multifd_recv_state));
1464     multifd_recv_state->params = g_new0(MultiFDRecvParams, thread_count);
1465     atomic_set(&multifd_recv_state->count, 0);
1466     qemu_sem_init(&multifd_recv_state->sem_sync, 0);
1467
1468     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
1469         MultiFDRecvParams *p = &multifd_recv_state->params[i];
1470
1471         qemu_mutex_init(&p->mutex);
1472         qemu_sem_init(&p->sem_sync, 0);
1473         p->quit = false;
1474         p->id = i;
1475         p->pages = multifd_pages_init(page_count);
1476         p->packet_len = sizeof(MultiFDPacket_t)
1477                       + sizeof(ram_addr_t) * page_count;
1478         p->packet = g_malloc0(p->packet_len);
1479         p->name = g_strdup_printf("multifdrecv_%d", i);
1480     }
1481     return 0;
1482 }
1483
1484 bool multifd_recv_all_channels_created(void)
1485 {
1486     int thread_count = migrate_multifd_channels();
1487
1488     if (!migrate_use_multifd()) {
1489         return true;
1490     }
1491
1492     return thread_count == atomic_read(&multifd_recv_state->count);
1493 }
1494
1495 /*
1496  * Try to receive all multifd channels to get ready for the migration.
1497  * - Return true and do not set @errp when correctly receving all channels;
1498  * - Return false and do not set @errp when correctly receiving the current one;
1499  * - Return false and set @errp when failing to receive the current channel.
1500  */
1501 bool multifd_recv_new_channel(QIOChannel *ioc, Error **errp)
1502 {
1503     MultiFDRecvParams *p;
1504     Error *local_err = NULL;
1505     int id;
1506
1507     id = multifd_recv_initial_packet(ioc, &local_err);
1508     if (id < 0) {
1509         multifd_recv_terminate_threads(local_err);
1510         error_propagate_prepend(errp, local_err,
1511                                 "failed to receive packet"
1512                                 " via multifd channel %d: ",
1513                                 atomic_read(&multifd_recv_state->count));
1514         return false;
1515     }
1516     trace_multifd_recv_new_channel(id);
1517
1518     p = &multifd_recv_state->params[id];
1519     if (p->c != NULL) {
1520         error_setg(&local_err, "multifd: received id '%d' already setup'",
1521                    id);
1522         multifd_recv_terminate_threads(local_err);
1523         error_propagate(errp, local_err);
1524         return false;
1525     }
1526     p->c = ioc;
1527     object_ref(OBJECT(ioc));
1528     /* initial packet */
1529     p->num_packets = 1;
1530
1531     p->running = true;
1532     qemu_thread_create(&p->thread, p->name, multifd_recv_thread, p,
1533                        QEMU_THREAD_JOINABLE);
1534     atomic_inc(&multifd_recv_state->count);
1535     return atomic_read(&multifd_recv_state->count) ==
1536            migrate_multifd_channels();
1537 }
1538
1539 /**
1540  * save_page_header: write page header to wire
1541  *
1542  * If this is the 1st block, it also writes the block identification
1543  *
1544  * Returns the number of bytes written
1545  *
1546  * @f: QEMUFile where to send the data
1547  * @block: block that contains the page we want to send
1548  * @offset: offset inside the block for the page
1549  *          in the lower bits, it contains flags
1550  */
1551 static size_t save_page_header(RAMState *rs, QEMUFile *f,  RAMBlock *block,
1552                                ram_addr_t offset)
1553 {
1554     size_t size, len;
1555
1556     if (block == rs->last_sent_block) {
1557         offset |= RAM_SAVE_FLAG_CONTINUE;
1558     }
1559     qemu_put_be64(f, offset);
1560     size = 8;
1561
1562     if (!(offset & RAM_SAVE_FLAG_CONTINUE)) {
1563         len = strlen(block->idstr);
1564         qemu_put_byte(f, len);
1565         qemu_put_buffer(f, (uint8_t *)block->idstr, len);
1566         size += 1 + len;
1567         rs->last_sent_block = block;
1568     }
1569     return size;
1570 }
1571
1572 /**
1573  * mig_throttle_guest_down: throotle down the guest
1574  *
1575  * Reduce amount of guest cpu execution to hopefully slow down memory
1576  * writes. If guest dirty memory rate is reduced below the rate at
1577  * which we can transfer pages to the destination then we should be
1578  * able to complete migration. Some workloads dirty memory way too
1579  * fast and will not effectively converge, even with auto-converge.
1580  */
1581 static void mig_throttle_guest_down(void)
1582 {
1583     MigrationState *s = migrate_get_current();
1584     uint64_t pct_initial = s->parameters.cpu_throttle_initial;
1585     uint64_t pct_icrement = s->parameters.cpu_throttle_increment;
1586     int pct_max = s->parameters.max_cpu_throttle;
1587
1588     /* We have not started throttling yet. Let's start it. */
1589     if (!cpu_throttle_active()) {
1590         cpu_throttle_set(pct_initial);
1591     } else {
1592         /* Throttling already on, just increase the rate */
1593         cpu_throttle_set(MIN(cpu_throttle_get_percentage() + pct_icrement,
1594                          pct_max));
1595     }
1596 }
1597
1598 /**
1599  * xbzrle_cache_zero_page: insert a zero page in the XBZRLE cache
1600  *
1601  * @rs: current RAM state
1602  * @current_addr: address for the zero page
1603  *
1604  * Update the xbzrle cache to reflect a page that's been sent as all 0.
1605  * The important thing is that a stale (not-yet-0'd) page be replaced
1606  * by the new data.
1607  * As a bonus, if the page wasn't in the cache it gets added so that
1608  * when a small write is made into the 0'd page it gets XBZRLE sent.
1609  */
1610 static void xbzrle_cache_zero_page(RAMState *rs, ram_addr_t current_addr)
1611 {
1612     if (rs->ram_bulk_stage || !migrate_use_xbzrle()) {
1613         return;
1614     }
1615
1616     /* We don't care if this fails to allocate a new cache page
1617      * as long as it updated an old one */
1618     cache_insert(XBZRLE.cache, current_addr, XBZRLE.zero_target_page,
1619                  ram_counters.dirty_sync_count);
1620 }
1621
1622 #define ENCODING_FLAG_XBZRLE 0x1
1623
1624 /**
1625  * save_xbzrle_page: compress and send current page
1626  *
1627  * Returns: 1 means that we wrote the page
1628  *          0 means that page is identical to the one already sent
1629  *          -1 means that xbzrle would be longer than normal
1630  *
1631  * @rs: current RAM state
1632  * @current_data: pointer to the address of the page contents
1633  * @current_addr: addr of the page
1634  * @block: block that contains the page we want to send
1635  * @offset: offset inside the block for the page
1636  * @last_stage: if we are at the completion stage
1637  */
1638 static int save_xbzrle_page(RAMState *rs, uint8_t **current_data,
1639                             ram_addr_t current_addr, RAMBlock *block,
1640                             ram_addr_t offset, bool last_stage)
1641 {
1642     int encoded_len = 0, bytes_xbzrle;
1643     uint8_t *prev_cached_page;
1644
1645     if (!cache_is_cached(XBZRLE.cache, current_addr,
1646                          ram_counters.dirty_sync_count)) {
1647         xbzrle_counters.cache_miss++;
1648         if (!last_stage) {
1649             if (cache_insert(XBZRLE.cache, current_addr, *current_data,
1650                              ram_counters.dirty_sync_count) == -1) {
1651                 return -1;
1652             } else {
1653                 /* update *current_data when the page has been
1654                    inserted into cache */
1655                 *current_data = get_cached_data(XBZRLE.cache, current_addr);
1656             }
1657         }
1658         return -1;
1659     }
1660
1661     prev_cached_page = get_cached_data(XBZRLE.cache, current_addr);
1662
1663     /* save current buffer into memory */
1664     memcpy(XBZRLE.current_buf, *current_data, TARGET_PAGE_SIZE);
1665
1666     /* XBZRLE encoding (if there is no overflow) */
1667     encoded_len = xbzrle_encode_buffer(prev_cached_page, XBZRLE.current_buf,
1668                                        TARGET_PAGE_SIZE, XBZRLE.encoded_buf,
1669                                        TARGET_PAGE_SIZE);
1670
1671     /*
1672      * Update the cache contents, so that it corresponds to the data
1673      * sent, in all cases except where we skip the page.
1674      */
1675     if (!last_stage && encoded_len != 0) {
1676         memcpy(prev_cached_page, XBZRLE.current_buf, TARGET_PAGE_SIZE);
1677         /*
1678          * In the case where we couldn't compress, ensure that the caller
1679          * sends the data from the cache, since the guest might have
1680          * changed the RAM since we copied it.
1681          */
1682         *current_data = prev_cached_page;
1683     }
1684
1685     if (encoded_len == 0) {
1686         trace_save_xbzrle_page_skipping();
1687         return 0;
1688     } else if (encoded_len == -1) {
1689         trace_save_xbzrle_page_overflow();
1690         xbzrle_counters.overflow++;
1691         return -1;
1692     }
1693
1694     /* Send XBZRLE based compressed page */
1695     bytes_xbzrle = save_page_header(rs, rs->f, block,
1696                                     offset | RAM_SAVE_FLAG_XBZRLE);
1697     qemu_put_byte(rs->f, ENCODING_FLAG_XBZRLE);
1698     qemu_put_be16(rs->f, encoded_len);
1699     qemu_put_buffer(rs->f, XBZRLE.encoded_buf, encoded_len);
1700     bytes_xbzrle += encoded_len + 1 + 2;
1701     xbzrle_counters.pages++;
1702     xbzrle_counters.bytes += bytes_xbzrle;
1703     ram_counters.transferred += bytes_xbzrle;
1704
1705     return 1;
1706 }
1707
1708 /**
1709  * migration_bitmap_find_dirty: find the next dirty page from start
1710  *
1711  * Returns the page offset within memory region of the start of a dirty page
1712  *
1713  * @rs: current RAM state
1714  * @rb: RAMBlock where to search for dirty pages
1715  * @start: page where we start the search
1716  */
1717 static inline
1718 unsigned long migration_bitmap_find_dirty(RAMState *rs, RAMBlock *rb,
1719                                           unsigned long start)
1720 {
1721     unsigned long size = rb->used_length >> TARGET_PAGE_BITS;
1722     unsigned long *bitmap = rb->bmap;
1723     unsigned long next;
1724
1725     if (ramblock_is_ignored(rb)) {
1726         return size;
1727     }
1728
1729     /*
1730      * When the free page optimization is enabled, we need to check the bitmap
1731      * to send the non-free pages rather than all the pages in the bulk stage.
1732      */
1733     if (!rs->fpo_enabled && rs->ram_bulk_stage && start > 0) {
1734         next = start + 1;
1735     } else {
1736         next = find_next_bit(bitmap, size, start);
1737     }
1738
1739     return next;
1740 }
1741
1742 static inline bool migration_bitmap_clear_dirty(RAMState *rs,
1743                                                 RAMBlock *rb,
1744                                                 unsigned long page)
1745 {
1746     bool ret;
1747
1748     qemu_mutex_lock(&rs->bitmap_mutex);
1749
1750     /*
1751      * Clear dirty bitmap if needed.  This _must_ be called before we
1752      * send any of the page in the chunk because we need to make sure
1753      * we can capture further page content changes when we sync dirty
1754      * log the next time.  So as long as we are going to send any of
1755      * the page in the chunk we clear the remote dirty bitmap for all.
1756      * Clearing it earlier won't be a problem, but too late will.
1757      */
1758     if (rb->clear_bmap && clear_bmap_test_and_clear(rb, page)) {
1759         uint8_t shift = rb->clear_bmap_shift;
1760         hwaddr size = 1ULL << (TARGET_PAGE_BITS + shift);
1761         hwaddr start = (page << TARGET_PAGE_BITS) & (-size);
1762
1763         /*
1764          * CLEAR_BITMAP_SHIFT_MIN should always guarantee this... this
1765          * can make things easier sometimes since then start address
1766          * of the small chunk will always be 64 pages aligned so the
1767          * bitmap will always be aligned to unsigned long.  We should
1768          * even be able to remove this restriction but I'm simply
1769          * keeping it.
1770          */
1771         assert(shift >= 6);
1772         trace_migration_bitmap_clear_dirty(rb->idstr, start, size, page);
1773         memory_region_clear_dirty_bitmap(rb->mr, start, size);
1774     }
1775
1776     ret = test_and_clear_bit(page, rb->bmap);
1777
1778     if (ret) {
1779         rs->migration_dirty_pages--;
1780     }
1781     qemu_mutex_unlock(&rs->bitmap_mutex);
1782
1783     return ret;
1784 }
1785
1786 /* Called with RCU critical section */
1787 static void ramblock_sync_dirty_bitmap(RAMState *rs, RAMBlock *rb)
1788 {
1789     rs->migration_dirty_pages +=
1790         cpu_physical_memory_sync_dirty_bitmap(rb, 0, rb->used_length,
1791                                               &rs->num_dirty_pages_period);
1792 }
1793
1794 /**
1795  * ram_pagesize_summary: calculate all the pagesizes of a VM
1796  *
1797  * Returns a summary bitmap of the page sizes of all RAMBlocks
1798  *
1799  * For VMs with just normal pages this is equivalent to the host page
1800  * size. If it's got some huge pages then it's the OR of all the
1801  * different page sizes.
1802  */
1803 uint64_t ram_pagesize_summary(void)
1804 {
1805     RAMBlock *block;
1806     uint64_t summary = 0;
1807
1808     RAMBLOCK_FOREACH_NOT_IGNORED(block) {
1809         summary |= block->page_size;
1810     }
1811
1812     return summary;
1813 }
1814
1815 uint64_t ram_get_total_transferred_pages(void)
1816 {
1817     return  ram_counters.normal + ram_counters.duplicate +
1818                 compression_counters.pages + xbzrle_counters.pages;
1819 }
1820
1821 static void migration_update_rates(RAMState *rs, int64_t end_time)
1822 {
1823     uint64_t page_count = rs->target_page_count - rs->target_page_count_prev;
1824     double compressed_size;
1825
1826     /* calculate period counters */
1827     ram_counters.dirty_pages_rate = rs->num_dirty_pages_period * 1000
1828                 / (end_time - rs->time_last_bitmap_sync);
1829
1830     if (!page_count) {
1831         return;
1832     }
1833
1834     if (migrate_use_xbzrle()) {
1835         xbzrle_counters.cache_miss_rate = (double)(xbzrle_counters.cache_miss -
1836             rs->xbzrle_cache_miss_prev) / page_count;
1837         rs->xbzrle_cache_miss_prev = xbzrle_counters.cache_miss;
1838     }
1839
1840     if (migrate_use_compression()) {
1841         compression_counters.busy_rate = (double)(compression_counters.busy -
1842             rs->compress_thread_busy_prev) / page_count;
1843         rs->compress_thread_busy_prev = compression_counters.busy;
1844
1845         compressed_size = compression_counters.compressed_size -
1846                           rs->compressed_size_prev;
1847         if (compressed_size) {
1848             double uncompressed_size = (compression_counters.pages -
1849                                     rs->compress_pages_prev) * TARGET_PAGE_SIZE;
1850
1851             /* Compression-Ratio = Uncompressed-size / Compressed-size */
1852             compression_counters.compression_rate =
1853                                         uncompressed_size / compressed_size;
1854
1855             rs->compress_pages_prev = compression_counters.pages;
1856             rs->compressed_size_prev = compression_counters.compressed_size;
1857         }
1858     }
1859 }
1860
1861 static void migration_bitmap_sync(RAMState *rs)
1862 {
1863     RAMBlock *block;
1864     int64_t end_time;
1865     uint64_t bytes_xfer_now;
1866
1867     ram_counters.dirty_sync_count++;
1868
1869     if (!rs->time_last_bitmap_sync) {
1870         rs->time_last_bitmap_sync = qemu_clock_get_ms(QEMU_CLOCK_REALTIME);
1871     }
1872
1873     trace_migration_bitmap_sync_start();
1874     memory_global_dirty_log_sync();
1875
1876     qemu_mutex_lock(&rs->bitmap_mutex);
1877     WITH_RCU_READ_LOCK_GUARD() {
1878         RAMBLOCK_FOREACH_NOT_IGNORED(block) {
1879             ramblock_sync_dirty_bitmap(rs, block);
1880         }
1881         ram_counters.remaining = ram_bytes_remaining();
1882     }
1883     qemu_mutex_unlock(&rs->bitmap_mutex);
1884
1885     memory_global_after_dirty_log_sync();
1886     trace_migration_bitmap_sync_end(rs->num_dirty_pages_period);
1887
1888     end_time = qemu_clock_get_ms(QEMU_CLOCK_REALTIME);
1889
1890     /* more than 1 second = 1000 millisecons */
1891     if (end_time > rs->time_last_bitmap_sync + 1000) {
1892         bytes_xfer_now = ram_counters.transferred;
1893
1894         /* During block migration the auto-converge logic incorrectly detects
1895          * that ram migration makes no progress. Avoid this by disabling the
1896          * throttling logic during the bulk phase of block migration. */
1897         if (migrate_auto_converge() && !blk_mig_bulk_active()) {
1898             /* The following detection logic can be refined later. For now:
1899                Check to see if the dirtied bytes is 50% more than the approx.
1900                amount of bytes that just got transferred since the last time we
1901                were in this routine. If that happens twice, start or increase
1902                throttling */
1903
1904             if ((rs->num_dirty_pages_period * TARGET_PAGE_SIZE >
1905                    (bytes_xfer_now - rs->bytes_xfer_prev) / 2) &&
1906                 (++rs->dirty_rate_high_cnt >= 2)) {
1907                     trace_migration_throttle();
1908                     rs->dirty_rate_high_cnt = 0;
1909                     mig_throttle_guest_down();
1910             }
1911         }
1912
1913         migration_update_rates(rs, end_time);
1914
1915         rs->target_page_count_prev = rs->target_page_count;
1916
1917         /* reset period counters */
1918         rs->time_last_bitmap_sync = end_time;
1919         rs->num_dirty_pages_period = 0;
1920         rs->bytes_xfer_prev = bytes_xfer_now;
1921     }
1922     if (migrate_use_events()) {
1923         qapi_event_send_migration_pass(ram_counters.dirty_sync_count);
1924     }
1925 }
1926
1927 static void migration_bitmap_sync_precopy(RAMState *rs)
1928 {
1929     Error *local_err = NULL;
1930
1931     /*
1932      * The current notifier usage is just an optimization to migration, so we
1933      * don't stop the normal migration process in the error case.
1934      */
1935     if (precopy_notify(PRECOPY_NOTIFY_BEFORE_BITMAP_SYNC, &local_err)) {
1936         error_report_err(local_err);
1937     }
1938
1939     migration_bitmap_sync(rs);
1940
1941     if (precopy_notify(PRECOPY_NOTIFY_AFTER_BITMAP_SYNC, &local_err)) {
1942         error_report_err(local_err);
1943     }
1944 }
1945
1946 /**
1947  * save_zero_page_to_file: send the zero page to the file
1948  *
1949  * Returns the size of data written to the file, 0 means the page is not
1950  * a zero page
1951  *
1952  * @rs: current RAM state
1953  * @file: the file where the data is saved
1954  * @block: block that contains the page we want to send
1955  * @offset: offset inside the block for the page
1956  */
1957 static int save_zero_page_to_file(RAMState *rs, QEMUFile *file,
1958                                   RAMBlock *block, ram_addr_t offset)
1959 {
1960     uint8_t *p = block->host + offset;
1961     int len = 0;
1962
1963     if (is_zero_range(p, TARGET_PAGE_SIZE)) {
1964         len += save_page_header(rs, file, block, offset | RAM_SAVE_FLAG_ZERO);
1965         qemu_put_byte(file, 0);
1966         len += 1;
1967     }
1968     return len;
1969 }
1970
1971 /**
1972  * save_zero_page: send the zero page to the stream
1973  *
1974  * Returns the number of pages written.
1975  *
1976  * @rs: current RAM state
1977  * @block: block that contains the page we want to send
1978  * @offset: offset inside the block for the page
1979  */
1980 static int save_zero_page(RAMState *rs, RAMBlock *block, ram_addr_t offset)
1981 {
1982     int len = save_zero_page_to_file(rs, rs->f, block, offset);
1983
1984     if (len) {
1985         ram_counters.duplicate++;
1986         ram_counters.transferred += len;
1987         return 1;
1988     }
1989     return -1;
1990 }
1991
1992 static void ram_release_pages(const char *rbname, uint64_t offset, int pages)
1993 {
1994     if (!migrate_release_ram() || !migration_in_postcopy()) {
1995         return;
1996     }
1997
1998     ram_discard_range(rbname, offset, pages << TARGET_PAGE_BITS);
1999 }
2000
2001 /*
2002  * @pages: the number of pages written by the control path,
2003  *        < 0 - error
2004  *        > 0 - number of pages written
2005  *
2006  * Return true if the pages has been saved, otherwise false is returned.
2007  */
2008 static bool control_save_page(RAMState *rs, RAMBlock *block, ram_addr_t offset,
2009                               int *pages)
2010 {
2011     uint64_t bytes_xmit = 0;
2012     int ret;
2013
2014     *pages = -1;
2015     ret = ram_control_save_page(rs->f, block->offset, offset, TARGET_PAGE_SIZE,
2016                                 &bytes_xmit);
2017     if (ret == RAM_SAVE_CONTROL_NOT_SUPP) {
2018         return false;
2019     }
2020
2021     if (bytes_xmit) {
2022         ram_counters.transferred += bytes_xmit;
2023         *pages = 1;
2024     }
2025
2026     if (ret == RAM_SAVE_CONTROL_DELAYED) {
2027         return true;
2028     }
2029
2030     if (bytes_xmit > 0) {
2031         ram_counters.normal++;
2032     } else if (bytes_xmit == 0) {
2033         ram_counters.duplicate++;
2034     }
2035
2036     return true;
2037 }
2038
2039 /*
2040  * directly send the page to the stream
2041  *
2042  * Returns the number of pages written.
2043  *
2044  * @rs: current RAM state
2045  * @block: block that contains the page we want to send
2046  * @offset: offset inside the block for the page
2047  * @buf: the page to be sent
2048  * @async: send to page asyncly
2049  */
2050 static int save_normal_page(RAMState *rs, RAMBlock *block, ram_addr_t offset,
2051                             uint8_t *buf, bool async)
2052 {
2053     ram_counters.transferred += save_page_header(rs, rs->f, block,
2054                                                  offset | RAM_SAVE_FLAG_PAGE);
2055     if (async) {
2056         qemu_put_buffer_async(rs->f, buf, TARGET_PAGE_SIZE,
2057                               migrate_release_ram() &
2058                               migration_in_postcopy());
2059     } else {
2060         qemu_put_buffer(rs->f, buf, TARGET_PAGE_SIZE);
2061     }
2062     ram_counters.transferred += TARGET_PAGE_SIZE;
2063     ram_counters.normal++;
2064     return 1;
2065 }
2066
2067 /**
2068  * ram_save_page: send the given page to the stream
2069  *
2070  * Returns the number of pages written.
2071  *          < 0 - error
2072  *          >=0 - Number of pages written - this might legally be 0
2073  *                if xbzrle noticed the page was the same.
2074  *
2075  * @rs: current RAM state
2076  * @block: block that contains the page we want to send
2077  * @offset: offset inside the block for the page
2078  * @last_stage: if we are at the completion stage
2079  */
2080 static int ram_save_page(RAMState *rs, PageSearchStatus *pss, bool last_stage)
2081 {
2082     int pages = -1;
2083     uint8_t *p;
2084     bool send_async = true;
2085     RAMBlock *block = pss->block;
2086     ram_addr_t offset = pss->page << TARGET_PAGE_BITS;
2087     ram_addr_t current_addr = block->offset + offset;
2088
2089     p = block->host + offset;
2090     trace_ram_save_page(block->idstr, (uint64_t)offset, p);
2091
2092     XBZRLE_cache_lock();
2093     if (!rs->ram_bulk_stage && !migration_in_postcopy() &&
2094         migrate_use_xbzrle()) {
2095         pages = save_xbzrle_page(rs, &p, current_addr, block,
2096                                  offset, last_stage);
2097         if (!last_stage) {
2098             /* Can't send this cached data async, since the cache page
2099              * might get updated before it gets to the wire
2100              */
2101             send_async = false;
2102         }
2103     }
2104
2105     /* XBZRLE overflow or normal page */
2106     if (pages == -1) {
2107         pages = save_normal_page(rs, block, offset, p, send_async);
2108     }
2109
2110     XBZRLE_cache_unlock();
2111
2112     return pages;
2113 }
2114
2115 static int ram_save_multifd_page(RAMState *rs, RAMBlock *block,
2116                                  ram_addr_t offset)
2117 {
2118     if (multifd_queue_page(rs, block, offset) < 0) {
2119         return -1;
2120     }
2121     ram_counters.normal++;
2122
2123     return 1;
2124 }
2125
2126 static bool do_compress_ram_page(QEMUFile *f, z_stream *stream, RAMBlock *block,
2127                                  ram_addr_t offset, uint8_t *source_buf)
2128 {
2129     RAMState *rs = ram_state;
2130     uint8_t *p = block->host + (offset & TARGET_PAGE_MASK);
2131     bool zero_page = false;
2132     int ret;
2133
2134     if (save_zero_page_to_file(rs, f, block, offset)) {
2135         zero_page = true;
2136         goto exit;
2137     }
2138
2139     save_page_header(rs, f, block, offset | RAM_SAVE_FLAG_COMPRESS_PAGE);
2140
2141     /*
2142      * copy it to a internal buffer to avoid it being modified by VM
2143      * so that we can catch up the error during compression and
2144      * decompression
2145      */
2146     memcpy(source_buf, p, TARGET_PAGE_SIZE);
2147     ret = qemu_put_compression_data(f, stream, source_buf, TARGET_PAGE_SIZE);
2148     if (ret < 0) {
2149         qemu_file_set_error(migrate_get_current()->to_dst_file, ret);
2150         error_report("compressed data failed!");
2151         return false;
2152     }
2153
2154 exit:
2155     ram_release_pages(block->idstr, offset & TARGET_PAGE_MASK, 1);
2156     return zero_page;
2157 }
2158
2159 static void
2160 update_compress_thread_counts(const CompressParam *param, int bytes_xmit)
2161 {
2162     ram_counters.transferred += bytes_xmit;
2163
2164     if (param->zero_page) {
2165         ram_counters.duplicate++;
2166         return;
2167     }
2168
2169     /* 8 means a header with RAM_SAVE_FLAG_CONTINUE. */
2170     compression_counters.compressed_size += bytes_xmit - 8;
2171     compression_counters.pages++;
2172 }
2173
2174 static bool save_page_use_compression(RAMState *rs);
2175
2176 static void flush_compressed_data(RAMState *rs)
2177 {
2178     int idx, len, thread_count;
2179
2180     if (!save_page_use_compression(rs)) {
2181         return;
2182     }
2183     thread_count = migrate_compress_threads();
2184
2185     qemu_mutex_lock(&comp_done_lock);
2186     for (idx = 0; idx < thread_count; idx++) {
2187         while (!comp_param[idx].done) {
2188             qemu_cond_wait(&comp_done_cond, &comp_done_lock);
2189         }
2190     }
2191     qemu_mutex_unlock(&comp_done_lock);
2192
2193     for (idx = 0; idx < thread_count; idx++) {
2194         qemu_mutex_lock(&comp_param[idx].mutex);
2195         if (!comp_param[idx].quit) {
2196             len = qemu_put_qemu_file(rs->f, comp_param[idx].file);
2197             /*
2198              * it's safe to fetch zero_page without holding comp_done_lock
2199              * as there is no further request submitted to the thread,
2200              * i.e, the thread should be waiting for a request at this point.
2201              */
2202             update_compress_thread_counts(&comp_param[idx], len);
2203         }
2204         qemu_mutex_unlock(&comp_param[idx].mutex);
2205     }
2206 }
2207
2208 static inline void set_compress_params(CompressParam *param, RAMBlock *block,
2209                                        ram_addr_t offset)
2210 {
2211     param->block = block;
2212     param->offset = offset;
2213 }
2214
2215 static int compress_page_with_multi_thread(RAMState *rs, RAMBlock *block,
2216                                            ram_addr_t offset)
2217 {
2218     int idx, thread_count, bytes_xmit = -1, pages = -1;
2219     bool wait = migrate_compress_wait_thread();
2220
2221     thread_count = migrate_compress_threads();
2222     qemu_mutex_lock(&comp_done_lock);
2223 retry:
2224     for (idx = 0; idx < thread_count; idx++) {
2225         if (comp_param[idx].done) {
2226             comp_param[idx].done = false;
2227             bytes_xmit = qemu_put_qemu_file(rs->f, comp_param[idx].file);
2228             qemu_mutex_lock(&comp_param[idx].mutex);
2229             set_compress_params(&comp_param[idx], block, offset);
2230             qemu_cond_signal(&comp_param[idx].cond);
2231             qemu_mutex_unlock(&comp_param[idx].mutex);
2232             pages = 1;
2233             update_compress_thread_counts(&comp_param[idx], bytes_xmit);
2234             break;
2235         }
2236     }
2237
2238     /*
2239      * wait for the free thread if the user specifies 'compress-wait-thread',
2240      * otherwise we will post the page out in the main thread as normal page.
2241      */
2242     if (pages < 0 && wait) {
2243         qemu_cond_wait(&comp_done_cond, &comp_done_lock);
2244         goto retry;
2245     }
2246     qemu_mutex_unlock(&comp_done_lock);
2247
2248     return pages;
2249 }
2250
2251 /**
2252  * find_dirty_block: find the next dirty page and update any state
2253  * associated with the search process.
2254  *
2255  * Returns true if a page is found
2256  *
2257  * @rs: current RAM state
2258  * @pss: data about the state of the current dirty page scan
2259  * @again: set to false if the search has scanned the whole of RAM
2260  */
2261 static bool find_dirty_block(RAMState *rs, PageSearchStatus *pss, bool *again)
2262 {
2263     pss->page = migration_bitmap_find_dirty(rs, pss->block, pss->page);
2264     if (pss->complete_round && pss->block == rs->last_seen_block &&
2265         pss->page >= rs->last_page) {
2266         /*
2267          * We've been once around the RAM and haven't found anything.
2268          * Give up.
2269          */
2270         *again = false;
2271         return false;
2272     }
2273     if ((pss->page << TARGET_PAGE_BITS) >= pss->block->used_length) {
2274         /* Didn't find anything in this RAM Block */
2275         pss->page = 0;
2276         pss->block = QLIST_NEXT_RCU(pss->block, next);
2277         if (!pss->block) {
2278             /*
2279              * If memory migration starts over, we will meet a dirtied page
2280              * which may still exists in compression threads's ring, so we
2281              * should flush the compressed data to make sure the new page
2282              * is not overwritten by the old one in the destination.
2283              *
2284              * Also If xbzrle is on, stop using the data compression at this
2285              * point. In theory, xbzrle can do better than compression.
2286              */
2287             flush_compressed_data(rs);
2288
2289             /* Hit the end of the list */
2290             pss->block = QLIST_FIRST_RCU(&ram_list.blocks);
2291             /* Flag that we've looped */
2292             pss->complete_round = true;
2293             rs->ram_bulk_stage = false;
2294         }
2295         /* Didn't find anything this time, but try again on the new block */
2296         *again = true;
2297         return false;
2298     } else {
2299         /* Can go around again, but... */
2300         *again = true;
2301         /* We've found something so probably don't need to */
2302         return true;
2303     }
2304 }
2305
2306 /**
2307  * unqueue_page: gets a page of the queue
2308  *
2309  * Helper for 'get_queued_page' - gets a page off the queue
2310  *
2311  * Returns the block of the page (or NULL if none available)
2312  *
2313  * @rs: current RAM state
2314  * @offset: used to return the offset within the RAMBlock
2315  */
2316 static RAMBlock *unqueue_page(RAMState *rs, ram_addr_t *offset)
2317 {
2318     RAMBlock *block = NULL;
2319
2320     if (QSIMPLEQ_EMPTY_ATOMIC(&rs->src_page_requests)) {
2321         return NULL;
2322     }
2323
2324     qemu_mutex_lock(&rs->src_page_req_mutex);
2325     if (!QSIMPLEQ_EMPTY(&rs->src_page_requests)) {
2326         struct RAMSrcPageRequest *entry =
2327                                 QSIMPLEQ_FIRST(&rs->src_page_requests);
2328         block = entry->rb;
2329         *offset = entry->offset;
2330
2331         if (entry->len > TARGET_PAGE_SIZE) {
2332             entry->len -= TARGET_PAGE_SIZE;
2333             entry->offset += TARGET_PAGE_SIZE;
2334         } else {
2335             memory_region_unref(block->mr);
2336             QSIMPLEQ_REMOVE_HEAD(&rs->src_page_requests, next_req);
2337             g_free(entry);
2338             migration_consume_urgent_request();
2339         }
2340     }
2341     qemu_mutex_unlock(&rs->src_page_req_mutex);
2342
2343     return block;
2344 }
2345
2346 /**
2347  * get_queued_page: unqueue a page from the postcopy requests
2348  *
2349  * Skips pages that are already sent (!dirty)
2350  *
2351  * Returns true if a queued page is found
2352  *
2353  * @rs: current RAM state
2354  * @pss: data about the state of the current dirty page scan
2355  */
2356 static bool get_queued_page(RAMState *rs, PageSearchStatus *pss)
2357 {
2358     RAMBlock  *block;
2359     ram_addr_t offset;
2360     bool dirty;
2361
2362     do {
2363         block = unqueue_page(rs, &offset);
2364         /*
2365          * We're sending this page, and since it's postcopy nothing else
2366          * will dirty it, and we must make sure it doesn't get sent again
2367          * even if this queue request was received after the background
2368          * search already sent it.
2369          */
2370         if (block) {
2371             unsigned long page;
2372
2373             page = offset >> TARGET_PAGE_BITS;
2374             dirty = test_bit(page, block->bmap);
2375             if (!dirty) {
2376                 trace_get_queued_page_not_dirty(block->idstr, (uint64_t)offset,
2377                                                 page);
2378             } else {
2379                 trace_get_queued_page(block->idstr, (uint64_t)offset, page);
2380             }
2381         }
2382
2383     } while (block && !dirty);
2384
2385     if (block) {
2386         /*
2387          * As soon as we start servicing pages out of order, then we have
2388          * to kill the bulk stage, since the bulk stage assumes
2389          * in (migration_bitmap_find_and_reset_dirty) that every page is
2390          * dirty, that's no longer true.
2391          */
2392         rs->ram_bulk_stage = false;
2393
2394         /*
2395          * We want the background search to continue from the queued page
2396          * since the guest is likely to want other pages near to the page
2397          * it just requested.
2398          */
2399         pss->block = block;
2400         pss->page = offset >> TARGET_PAGE_BITS;
2401
2402         /*
2403          * This unqueued page would break the "one round" check, even is
2404          * really rare.
2405          */
2406         pss->complete_round = false;
2407     }
2408
2409     return !!block;
2410 }
2411
2412 /**
2413  * migration_page_queue_free: drop any remaining pages in the ram
2414  * request queue
2415  *
2416  * It should be empty at the end anyway, but in error cases there may
2417  * be some left.  in case that there is any page left, we drop it.
2418  *
2419  */
2420 static void migration_page_queue_free(RAMState *rs)
2421 {
2422     struct RAMSrcPageRequest *mspr, *next_mspr;
2423     /* This queue generally should be empty - but in the case of a failed
2424      * migration might have some droppings in.
2425      */
2426     RCU_READ_LOCK_GUARD();
2427     QSIMPLEQ_FOREACH_SAFE(mspr, &rs->src_page_requests, next_req, next_mspr) {
2428         memory_region_unref(mspr->rb->mr);
2429         QSIMPLEQ_REMOVE_HEAD(&rs->src_page_requests, next_req);
2430         g_free(mspr);
2431     }
2432 }
2433
2434 /**
2435  * ram_save_queue_pages: queue the page for transmission
2436  *
2437  * A request from postcopy destination for example.
2438  *
2439  * Returns zero on success or negative on error
2440  *
2441  * @rbname: Name of the RAMBLock of the request. NULL means the
2442  *          same that last one.
2443  * @start: starting address from the start of the RAMBlock
2444  * @len: length (in bytes) to send
2445  */
2446 int ram_save_queue_pages(const char *rbname, ram_addr_t start, ram_addr_t len)
2447 {
2448     RAMBlock *ramblock;
2449     RAMState *rs = ram_state;
2450
2451     ram_counters.postcopy_requests++;
2452     RCU_READ_LOCK_GUARD();
2453
2454     if (!rbname) {
2455         /* Reuse last RAMBlock */
2456         ramblock = rs->last_req_rb;
2457
2458         if (!ramblock) {
2459             /*
2460              * Shouldn't happen, we can't reuse the last RAMBlock if
2461              * it's the 1st request.
2462              */
2463             error_report("ram_save_queue_pages no previous block");
2464             return -1;
2465         }
2466     } else {
2467         ramblock = qemu_ram_block_by_name(rbname);
2468
2469         if (!ramblock) {
2470             /* We shouldn't be asked for a non-existent RAMBlock */
2471             error_report("ram_save_queue_pages no block '%s'", rbname);
2472             return -1;
2473         }
2474         rs->last_req_rb = ramblock;
2475     }
2476     trace_ram_save_queue_pages(ramblock->idstr, start, len);
2477     if (start+len > ramblock->used_length) {
2478         error_report("%s request overrun start=" RAM_ADDR_FMT " len="
2479                      RAM_ADDR_FMT " blocklen=" RAM_ADDR_FMT,
2480                      __func__, start, len, ramblock->used_length);
2481         return -1;
2482     }
2483
2484     struct RAMSrcPageRequest *new_entry =
2485         g_malloc0(sizeof(struct RAMSrcPageRequest));
2486     new_entry->rb = ramblock;
2487     new_entry->offset = start;
2488     new_entry->len = len;
2489
2490     memory_region_ref(ramblock->mr);
2491     qemu_mutex_lock(&rs->src_page_req_mutex);
2492     QSIMPLEQ_INSERT_TAIL(&rs->src_page_requests, new_entry, next_req);
2493     migration_make_urgent_request();
2494     qemu_mutex_unlock(&rs->src_page_req_mutex);
2495
2496     return 0;
2497 }
2498
2499 static bool save_page_use_compression(RAMState *rs)
2500 {
2501     if (!migrate_use_compression()) {
2502         return false;
2503     }
2504
2505     /*
2506      * If xbzrle is on, stop using the data compression after first
2507      * round of migration even if compression is enabled. In theory,
2508      * xbzrle can do better than compression.
2509      */
2510     if (rs->ram_bulk_stage || !migrate_use_xbzrle()) {
2511         return true;
2512     }
2513
2514     return false;
2515 }
2516
2517 /*
2518  * try to compress the page before posting it out, return true if the page
2519  * has been properly handled by compression, otherwise needs other
2520  * paths to handle it
2521  */
2522 static bool save_compress_page(RAMState *rs, RAMBlock *block, ram_addr_t offset)
2523 {
2524     if (!save_page_use_compression(rs)) {
2525         return false;
2526     }
2527
2528     /*
2529      * When starting the process of a new block, the first page of
2530      * the block should be sent out before other pages in the same
2531      * block, and all the pages in last block should have been sent
2532      * out, keeping this order is important, because the 'cont' flag
2533      * is used to avoid resending the block name.
2534      *
2535      * We post the fist page as normal page as compression will take
2536      * much CPU resource.
2537      */
2538     if (block != rs->last_sent_block) {
2539         flush_compressed_data(rs);
2540         return false;
2541     }
2542
2543     if (compress_page_with_multi_thread(rs, block, offset) > 0) {
2544         return true;
2545     }
2546
2547     compression_counters.busy++;
2548     return false;
2549 }
2550
2551 /**
2552  * ram_save_target_page: save one target page
2553  *
2554  * Returns the number of pages written
2555  *
2556  * @rs: current RAM state
2557  * @pss: data about the page we want to send
2558  * @last_stage: if we are at the completion stage
2559  */
2560 static int ram_save_target_page(RAMState *rs, PageSearchStatus *pss,
2561                                 bool last_stage)
2562 {
2563     RAMBlock *block = pss->block;
2564     ram_addr_t offset = pss->page << TARGET_PAGE_BITS;
2565     int res;
2566
2567     if (control_save_page(rs, block, offset, &res)) {
2568         return res;
2569     }
2570
2571     if (save_compress_page(rs, block, offset)) {
2572         return 1;
2573     }
2574
2575     res = save_zero_page(rs, block, offset);
2576     if (res > 0) {
2577         /* Must let xbzrle know, otherwise a previous (now 0'd) cached
2578          * page would be stale
2579          */
2580         if (!save_page_use_compression(rs)) {
2581             XBZRLE_cache_lock();
2582             xbzrle_cache_zero_page(rs, block->offset + offset);
2583             XBZRLE_cache_unlock();
2584         }
2585         ram_release_pages(block->idstr, offset, res);
2586         return res;
2587     }
2588
2589     /*
2590      * Do not use multifd for:
2591      * 1. Compression as the first page in the new block should be posted out
2592      *    before sending the compressed page
2593      * 2. In postcopy as one whole host page should be placed
2594      */
2595     if (!save_page_use_compression(rs) && migrate_use_multifd()
2596         && !migration_in_postcopy()) {
2597         return ram_save_multifd_page(rs, block, offset);
2598     }
2599
2600     return ram_save_page(rs, pss, last_stage);
2601 }
2602
2603 /**
2604  * ram_save_host_page: save a whole host page
2605  *
2606  * Starting at *offset send pages up to the end of the current host
2607  * page. It's valid for the initial offset to point into the middle of
2608  * a host page in which case the remainder of the hostpage is sent.
2609  * Only dirty target pages are sent. Note that the host page size may
2610  * be a huge page for this block.
2611  * The saving stops at the boundary of the used_length of the block
2612  * if the RAMBlock isn't a multiple of the host page size.
2613  *
2614  * Returns the number of pages written or negative on error
2615  *
2616  * @rs: current RAM state
2617  * @ms: current migration state
2618  * @pss: data about the page we want to send
2619  * @last_stage: if we are at the completion stage
2620  */
2621 static int ram_save_host_page(RAMState *rs, PageSearchStatus *pss,
2622                               bool last_stage)
2623 {
2624     int tmppages, pages = 0;
2625     size_t pagesize_bits =
2626         qemu_ram_pagesize(pss->block) >> TARGET_PAGE_BITS;
2627
2628     if (ramblock_is_ignored(pss->block)) {
2629         error_report("block %s should not be migrated !", pss->block->idstr);
2630         return 0;
2631     }
2632
2633     do {
2634         /* Check the pages is dirty and if it is send it */
2635         if (!migration_bitmap_clear_dirty(rs, pss->block, pss->page)) {
2636             pss->page++;
2637             continue;
2638         }
2639
2640         tmppages = ram_save_target_page(rs, pss, last_stage);
2641         if (tmppages < 0) {
2642             return tmppages;
2643         }
2644
2645         pages += tmppages;
2646         pss->page++;
2647         /* Allow rate limiting to happen in the middle of huge pages */
2648         migration_rate_limit();
2649     } while ((pss->page & (pagesize_bits - 1)) &&
2650              offset_in_ramblock(pss->block, pss->page << TARGET_PAGE_BITS));
2651
2652     /* The offset we leave with is the last one we looked at */
2653     pss->page--;
2654     return pages;
2655 }
2656
2657 /**
2658  * ram_find_and_save_block: finds a dirty page and sends it to f
2659  *
2660  * Called within an RCU critical section.
2661  *
2662  * Returns the number of pages written where zero means no dirty pages,
2663  * or negative on error
2664  *
2665  * @rs: current RAM state
2666  * @last_stage: if we are at the completion stage
2667  *
2668  * On systems where host-page-size > target-page-size it will send all the
2669  * pages in a host page that are dirty.
2670  */
2671
2672 static int ram_find_and_save_block(RAMState *rs, bool last_stage)
2673 {
2674     PageSearchStatus pss;
2675     int pages = 0;
2676     bool again, found;
2677
2678     /* No dirty page as there is zero RAM */
2679     if (!ram_bytes_total()) {
2680         return pages;
2681     }
2682
2683     pss.block = rs->last_seen_block;
2684     pss.page = rs->last_page;
2685     pss.complete_round = false;
2686
2687     if (!pss.block) {
2688         pss.block = QLIST_FIRST_RCU(&ram_list.blocks);
2689     }
2690
2691     do {
2692         again = true;
2693         found = get_queued_page(rs, &pss);
2694
2695         if (!found) {
2696             /* priority queue empty, so just search for something dirty */
2697             found = find_dirty_block(rs, &pss, &again);
2698         }
2699
2700         if (found) {
2701             pages = ram_save_host_page(rs, &pss, last_stage);
2702         }
2703     } while (!pages && again);
2704
2705     rs->last_seen_block = pss.block;
2706     rs->last_page = pss.page;
2707
2708     return pages;
2709 }
2710
2711 void acct_update_position(QEMUFile *f, size_t size, bool zero)
2712 {
2713     uint64_t pages = size / TARGET_PAGE_SIZE;
2714
2715     if (zero) {
2716         ram_counters.duplicate += pages;
2717     } else {
2718         ram_counters.normal += pages;
2719         ram_counters.transferred += size;
2720         qemu_update_position(f, size);
2721     }
2722 }
2723
2724 static uint64_t ram_bytes_total_common(bool count_ignored)
2725 {
2726     RAMBlock *block;
2727     uint64_t total = 0;
2728
2729     RCU_READ_LOCK_GUARD();
2730
2731     if (count_ignored) {
2732         RAMBLOCK_FOREACH_MIGRATABLE(block) {
2733             total += block->used_length;
2734         }
2735     } else {
2736         RAMBLOCK_FOREACH_NOT_IGNORED(block) {
2737             total += block->used_length;
2738         }
2739     }
2740     return total;
2741 }
2742
2743 uint64_t ram_bytes_total(void)
2744 {
2745     return ram_bytes_total_common(false);
2746 }
2747
2748 static void xbzrle_load_setup(void)
2749 {
2750     XBZRLE.decoded_buf = g_malloc(TARGET_PAGE_SIZE);
2751 }
2752
2753 static void xbzrle_load_cleanup(void)
2754 {
2755     g_free(XBZRLE.decoded_buf);
2756     XBZRLE.decoded_buf = NULL;
2757 }
2758
2759 static void ram_state_cleanup(RAMState **rsp)
2760 {
2761     if (*rsp) {
2762         migration_page_queue_free(*rsp);
2763         qemu_mutex_destroy(&(*rsp)->bitmap_mutex);
2764         qemu_mutex_destroy(&(*rsp)->src_page_req_mutex);
2765         g_free(*rsp);
2766         *rsp = NULL;
2767     }
2768 }
2769
2770 static void xbzrle_cleanup(void)
2771 {
2772     XBZRLE_cache_lock();
2773     if (XBZRLE.cache) {
2774         cache_fini(XBZRLE.cache);
2775         g_free(XBZRLE.encoded_buf);
2776         g_free(XBZRLE.current_buf);
2777         g_free(XBZRLE.zero_target_page);
2778         XBZRLE.cache = NULL;
2779         XBZRLE.encoded_buf = NULL;
2780         XBZRLE.current_buf = NULL;
2781         XBZRLE.zero_target_page = NULL;
2782     }
2783     XBZRLE_cache_unlock();
2784 }
2785
2786 static void ram_save_cleanup(void *opaque)
2787 {
2788     RAMState **rsp = opaque;
2789     RAMBlock *block;
2790
2791     /* caller have hold iothread lock or is in a bh, so there is
2792      * no writing race against the migration bitmap
2793      */
2794     memory_global_dirty_log_stop();
2795
2796     RAMBLOCK_FOREACH_NOT_IGNORED(block) {
2797         g_free(block->clear_bmap);
2798         block->clear_bmap = NULL;
2799         g_free(block->bmap);
2800         block->bmap = NULL;
2801     }
2802
2803     xbzrle_cleanup();
2804     compress_threads_save_cleanup();
2805     ram_state_cleanup(rsp);
2806 }
2807
2808 static void ram_state_reset(RAMState *rs)
2809 {
2810     rs->last_seen_block = NULL;
2811     rs->last_sent_block = NULL;
2812     rs->last_page = 0;
2813     rs->last_version = ram_list.version;
2814     rs->ram_bulk_stage = true;
2815     rs->fpo_enabled = false;
2816 }
2817
2818 #define MAX_WAIT 50 /* ms, half buffered_file limit */
2819
2820 /*
2821  * 'expected' is the value you expect the bitmap mostly to be full
2822  * of; it won't bother printing lines that are all this value.
2823  * If 'todump' is null the migration bitmap is dumped.
2824  */
2825 void ram_debug_dump_bitmap(unsigned long *todump, bool expected,
2826                            unsigned long pages)
2827 {
2828     int64_t cur;
2829     int64_t linelen = 128;
2830     char linebuf[129];
2831
2832     for (cur = 0; cur < pages; cur += linelen) {
2833         int64_t curb;
2834         bool found = false;
2835         /*
2836          * Last line; catch the case where the line length
2837          * is longer than remaining ram
2838          */
2839         if (cur + linelen > pages) {
2840             linelen = pages - cur;
2841         }
2842         for (curb = 0; curb < linelen; curb++) {
2843             bool thisbit = test_bit(cur + curb, todump);
2844             linebuf[curb] = thisbit ? '1' : '.';
2845             found = found || (thisbit != expected);
2846         }
2847         if (found) {
2848             linebuf[curb] = '\0';
2849             fprintf(stderr,  "0x%08" PRIx64 " : %s\n", cur, linebuf);
2850         }
2851     }
2852 }
2853
2854 /* **** functions for postcopy ***** */
2855
2856 void ram_postcopy_migrated_memory_release(MigrationState *ms)
2857 {
2858     struct RAMBlock *block;
2859
2860     RAMBLOCK_FOREACH_NOT_IGNORED(block) {
2861         unsigned long *bitmap = block->bmap;
2862         unsigned long range = block->used_length >> TARGET_PAGE_BITS;
2863         unsigned long run_start = find_next_zero_bit(bitmap, range, 0);
2864
2865         while (run_start < range) {
2866             unsigned long run_end = find_next_bit(bitmap, range, run_start + 1);
2867             ram_discard_range(block->idstr, run_start << TARGET_PAGE_BITS,
2868                               (run_end - run_start) << TARGET_PAGE_BITS);
2869             run_start = find_next_zero_bit(bitmap, range, run_end + 1);
2870         }
2871     }
2872 }
2873
2874 /**
2875  * postcopy_send_discard_bm_ram: discard a RAMBlock
2876  *
2877  * Returns zero on success
2878  *
2879  * Callback from postcopy_each_ram_send_discard for each RAMBlock
2880  *
2881  * @ms: current migration state
2882  * @block: RAMBlock to discard
2883  */
2884 static int postcopy_send_discard_bm_ram(MigrationState *ms, RAMBlock *block)
2885 {
2886     unsigned long end = block->used_length >> TARGET_PAGE_BITS;
2887     unsigned long current;
2888     unsigned long *bitmap = block->bmap;
2889
2890     for (current = 0; current < end; ) {
2891         unsigned long one = find_next_bit(bitmap, end, current);
2892         unsigned long zero, discard_length;
2893
2894         if (one >= end) {
2895             break;
2896         }
2897
2898         zero = find_next_zero_bit(bitmap, end, one + 1);
2899
2900         if (zero >= end) {
2901             discard_length = end - one;
2902         } else {
2903             discard_length = zero - one;
2904         }
2905         postcopy_discard_send_range(ms, one, discard_length);
2906         current = one + discard_length;
2907     }
2908
2909     return 0;
2910 }
2911
2912 /**
2913  * postcopy_each_ram_send_discard: discard all RAMBlocks
2914  *
2915  * Returns 0 for success or negative for error
2916  *
2917  * Utility for the outgoing postcopy code.
2918  *   Calls postcopy_send_discard_bm_ram for each RAMBlock
2919  *   passing it bitmap indexes and name.
2920  * (qemu_ram_foreach_block ends up passing unscaled lengths
2921  *  which would mean postcopy code would have to deal with target page)
2922  *
2923  * @ms: current migration state
2924  */
2925 static int postcopy_each_ram_send_discard(MigrationState *ms)
2926 {
2927     struct RAMBlock *block;
2928     int ret;
2929
2930     RAMBLOCK_FOREACH_NOT_IGNORED(block) {
2931         postcopy_discard_send_init(ms, block->idstr);
2932
2933         /*
2934          * Postcopy sends chunks of bitmap over the wire, but it
2935          * just needs indexes at this point, avoids it having
2936          * target page specific code.
2937          */
2938         ret = postcopy_send_discard_bm_ram(ms, block);
2939         postcopy_discard_send_finish(ms);
2940         if (ret) {
2941             return ret;
2942         }
2943     }
2944
2945     return 0;
2946 }
2947
2948 /**
2949  * postcopy_chunk_hostpages_pass: canonicalize bitmap in hostpages
2950  *
2951  * Helper for postcopy_chunk_hostpages; it's called twice to
2952  * canonicalize the two bitmaps, that are similar, but one is
2953  * inverted.
2954  *
2955  * Postcopy requires that all target pages in a hostpage are dirty or
2956  * clean, not a mix.  This function canonicalizes the bitmaps.
2957  *
2958  * @ms: current migration state
2959  * @block: block that contains the page we want to canonicalize
2960  */
2961 static void postcopy_chunk_hostpages_pass(MigrationState *ms, RAMBlock *block)
2962 {
2963     RAMState *rs = ram_state;
2964     unsigned long *bitmap = block->bmap;
2965     unsigned int host_ratio = block->page_size / TARGET_PAGE_SIZE;
2966     unsigned long pages = block->used_length >> TARGET_PAGE_BITS;
2967     unsigned long run_start;
2968
2969     if (block->page_size == TARGET_PAGE_SIZE) {
2970         /* Easy case - TPS==HPS for a non-huge page RAMBlock */
2971         return;
2972     }
2973
2974     /* Find a dirty page */
2975     run_start = find_next_bit(bitmap, pages, 0);
2976
2977     while (run_start < pages) {
2978
2979         /*
2980          * If the start of this run of pages is in the middle of a host
2981          * page, then we need to fixup this host page.
2982          */
2983         if (QEMU_IS_ALIGNED(run_start, host_ratio)) {
2984             /* Find the end of this run */
2985             run_start = find_next_zero_bit(bitmap, pages, run_start + 1);
2986             /*
2987              * If the end isn't at the start of a host page, then the
2988              * run doesn't finish at the end of a host page
2989              * and we need to discard.
2990              */
2991         }
2992
2993         if (!QEMU_IS_ALIGNED(run_start, host_ratio)) {
2994             unsigned long page;
2995             unsigned long fixup_start_addr = QEMU_ALIGN_DOWN(run_start,
2996                                                              host_ratio);
2997             run_start = QEMU_ALIGN_UP(run_start, host_ratio);
2998
2999             /* Clean up the bitmap */
3000             for (page = fixup_start_addr;
3001                  page < fixup_start_addr + host_ratio; page++) {
3002                 /*
3003                  * Remark them as dirty, updating the count for any pages
3004                  * that weren't previously dirty.
3005                  */
3006                 rs->migration_dirty_pages += !test_and_set_bit(page, bitmap);
3007             }
3008         }
3009
3010         /* Find the next dirty page for the next iteration */
3011         run_start = find_next_bit(bitmap, pages, run_start);
3012     }
3013 }
3014
3015 /**
3016  * postcopy_chunk_hostpages: discard any partially sent host page
3017  *
3018  * Utility for the outgoing postcopy code.
3019  *
3020  * Discard any partially sent host-page size chunks, mark any partially
3021  * dirty host-page size chunks as all dirty.  In this case the host-page
3022  * is the host-page for the particular RAMBlock, i.e. it might be a huge page
3023  *
3024  * Returns zero on success
3025  *
3026  * @ms: current migration state
3027  * @block: block we want to work with
3028  */
3029 static int postcopy_chunk_hostpages(MigrationState *ms, RAMBlock *block)
3030 {
3031     postcopy_discard_send_init(ms, block->idstr);
3032
3033     /*
3034      * Ensure that all partially dirty host pages are made fully dirty.
3035      */
3036     postcopy_chunk_hostpages_pass(ms, block);
3037
3038     postcopy_discard_send_finish(ms);
3039     return 0;
3040 }
3041
3042 /**
3043  * ram_postcopy_send_discard_bitmap: transmit the discard bitmap
3044  *
3045  * Returns zero on success
3046  *
3047  * Transmit the set of pages to be discarded after precopy to the target
3048  * these are pages that:
3049  *     a) Have been previously transmitted but are now dirty again
3050  *     b) Pages that have never been transmitted, this ensures that
3051  *        any pages on the destination that have been mapped by background
3052  *        tasks get discarded (transparent huge pages is the specific concern)
3053  * Hopefully this is pretty sparse
3054  *
3055  * @ms: current migration state
3056  */
3057 int ram_postcopy_send_discard_bitmap(MigrationState *ms)
3058 {
3059     RAMState *rs = ram_state;
3060     RAMBlock *block;
3061     int ret;
3062
3063     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3064
3065     /* This should be our last sync, the src is now paused */
3066     migration_bitmap_sync(rs);
3067
3068     /* Easiest way to make sure we don't resume in the middle of a host-page */
3069     rs->last_seen_block = NULL;
3070     rs->last_sent_block = NULL;
3071     rs->last_page = 0;
3072
3073     RAMBLOCK_FOREACH_NOT_IGNORED(block) {
3074         /* Deal with TPS != HPS and huge pages */
3075         ret = postcopy_chunk_hostpages(ms, block);
3076         if (ret) {
3077             return ret;
3078         }
3079
3080 #ifdef DEBUG_POSTCOPY
3081         ram_debug_dump_bitmap(block->bmap, true,
3082                               block->used_length >> TARGET_PAGE_BITS);
3083 #endif
3084     }
3085     trace_ram_postcopy_send_discard_bitmap();
3086
3087     ret = postcopy_each_ram_send_discard(ms);
3088
3089     return ret;
3090 }
3091
3092 /**
3093  * ram_discard_range: discard dirtied pages at the beginning of postcopy
3094  *
3095  * Returns zero on success
3096  *
3097  * @rbname: name of the RAMBlock of the request. NULL means the
3098  *          same that last one.
3099  * @start: RAMBlock starting page
3100  * @length: RAMBlock size
3101  */
3102 int ram_discard_range(const char *rbname, uint64_t start, size_t length)
3103 {
3104     trace_ram_discard_range(rbname, start, length);
3105
3106     RCU_READ_LOCK_GUARD();
3107     RAMBlock *rb = qemu_ram_block_by_name(rbname);
3108
3109     if (!rb) {
3110         error_report("ram_discard_range: Failed to find block '%s'", rbname);
3111         return -1;
3112     }
3113
3114     /*
3115      * On source VM, we don't need to update the received bitmap since
3116      * we don't even have one.
3117      */
3118     if (rb->receivedmap) {
3119         bitmap_clear(rb->receivedmap, start >> qemu_target_page_bits(),
3120                      length >> qemu_target_page_bits());
3121     }
3122
3123     return ram_block_discard_range(rb, start, length);
3124 }
3125
3126 /*
3127  * For every allocation, we will try not to crash the VM if the
3128  * allocation failed.
3129  */
3130 static int xbzrle_init(void)
3131 {
3132     Error *local_err = NULL;
3133
3134     if (!migrate_use_xbzrle()) {
3135         return 0;
3136     }
3137
3138     XBZRLE_cache_lock();
3139
3140     XBZRLE.zero_target_page = g_try_malloc0(TARGET_PAGE_SIZE);
3141     if (!XBZRLE.zero_target_page) {
3142         error_report("%s: Error allocating zero page", __func__);
3143         goto err_out;
3144     }
3145
3146     XBZRLE.cache = cache_init(migrate_xbzrle_cache_size(),
3147                               TARGET_PAGE_SIZE, &local_err);
3148     if (!XBZRLE.cache) {
3149         error_report_err(local_err);
3150         goto free_zero_page;
3151     }
3152
3153     XBZRLE.encoded_buf = g_try_malloc0(TARGET_PAGE_SIZE);
3154     if (!XBZRLE.encoded_buf) {
3155         error_report("%s: Error allocating encoded_buf", __func__);
3156         goto free_cache;
3157     }
3158
3159     XBZRLE.current_buf = g_try_malloc(TARGET_PAGE_SIZE);
3160     if (!XBZRLE.current_buf) {
3161         error_report("%s: Error allocating current_buf", __func__);
3162         goto free_encoded_buf;
3163     }
3164
3165     /* We are all good */
3166     XBZRLE_cache_unlock();
3167     return 0;
3168
3169 free_encoded_buf:
3170     g_free(XBZRLE.encoded_buf);
3171     XBZRLE.encoded_buf = NULL;
3172 free_cache:
3173     cache_fini(XBZRLE.cache);
3174     XBZRLE.cache = NULL;
3175 free_zero_page:
3176     g_free(XBZRLE.zero_target_page);
3177     XBZRLE.zero_target_page = NULL;
3178 err_out:
3179     XBZRLE_cache_unlock();
3180     return -ENOMEM;
3181 }
3182
3183 static int ram_state_init(RAMState **rsp)
3184 {
3185     *rsp = g_try_new0(RAMState, 1);
3186
3187     if (!*rsp) {
3188         error_report("%s: Init ramstate fail", __func__);
3189         return -1;
3190     }
3191
3192     qemu_mutex_init(&(*rsp)->bitmap_mutex);
3193     qemu_mutex_init(&(*rsp)->src_page_req_mutex);
3194     QSIMPLEQ_INIT(&(*rsp)->src_page_requests);
3195
3196     /*
3197      * Count the total number of pages used by ram blocks not including any
3198      * gaps due to alignment or unplugs.
3199      * This must match with the initial values of dirty bitmap.
3200      */
3201     (*rsp)->migration_dirty_pages = ram_bytes_total() >> TARGET_PAGE_BITS;
3202     ram_state_reset(*rsp);
3203
3204     return 0;
3205 }
3206
3207 static void ram_list_init_bitmaps(void)
3208 {
3209     MigrationState *ms = migrate_get_current();
3210     RAMBlock *block;
3211     unsigned long pages;
3212     uint8_t shift;
3213
3214     /* Skip setting bitmap if there is no RAM */
3215     if (ram_bytes_total()) {
3216         shift = ms->clear_bitmap_shift;
3217         if (shift > CLEAR_BITMAP_SHIFT_MAX) {
3218             error_report("clear_bitmap_shift (%u) too big, using "
3219                          "max value (%u)", shift, CLEAR_BITMAP_SHIFT_MAX);
3220             shift = CLEAR_BITMAP_SHIFT_MAX;
3221         } else if (shift < CLEAR_BITMAP_SHIFT_MIN) {
3222             error_report("clear_bitmap_shift (%u) too small, using "
3223                          "min value (%u)", shift, CLEAR_BITMAP_SHIFT_MIN);
3224             shift = CLEAR_BITMAP_SHIFT_MIN;
3225         }
3226
3227         RAMBLOCK_FOREACH_NOT_IGNORED(block) {
3228             pages = block->max_length >> TARGET_PAGE_BITS;
3229             /*
3230              * The initial dirty bitmap for migration must be set with all
3231              * ones to make sure we'll migrate every guest RAM page to
3232              * destination.
3233              * Here we set RAMBlock.bmap all to 1 because when rebegin a
3234              * new migration after a failed migration, ram_list.
3235              * dirty_memory[DIRTY_MEMORY_MIGRATION] don't include the whole
3236              * guest memory.
3237              */
3238             block->bmap = bitmap_new(pages);
3239             bitmap_set(block->bmap, 0, pages);
3240             block->clear_bmap_shift = shift;
3241             block->clear_bmap = bitmap_new(clear_bmap_size(pages, shift));
3242         }
3243     }
3244 }
3245
3246 static void ram_init_bitmaps(RAMState *rs)
3247 {
3248     /* For memory_global_dirty_log_start below.  */
3249     qemu_mutex_lock_iothread();
3250     qemu_mutex_lock_ramlist();
3251
3252     WITH_RCU_READ_LOCK_GUARD() {
3253         ram_list_init_bitmaps();
3254         memory_global_dirty_log_start();
3255         migration_bitmap_sync_precopy(rs);
3256     }
3257     qemu_mutex_unlock_ramlist();
3258     qemu_mutex_unlock_iothread();
3259 }
3260
3261 static int ram_init_all(RAMState **rsp)
3262 {
3263     if (ram_state_init(rsp)) {
3264         return -1;
3265     }
3266
3267     if (xbzrle_init()) {
3268         ram_state_cleanup(rsp);
3269         return -1;
3270     }
3271
3272     ram_init_bitmaps(*rsp);
3273
3274     return 0;
3275 }
3276
3277 static void ram_state_resume_prepare(RAMState *rs, QEMUFile *out)
3278 {
3279     RAMBlock *block;
3280     uint64_t pages = 0;
3281
3282     /*
3283      * Postcopy is not using xbzrle/compression, so no need for that.
3284      * Also, since source are already halted, we don't need to care
3285      * about dirty page logging as well.
3286      */
3287
3288     RAMBLOCK_FOREACH_NOT_IGNORED(block) {
3289         pages += bitmap_count_one(block->bmap,
3290                                   block->used_length >> TARGET_PAGE_BITS);
3291     }
3292
3293     /* This may not be aligned with current bitmaps. Recalculate. */
3294     rs->migration_dirty_pages = pages;
3295
3296     rs->last_seen_block = NULL;
3297     rs->last_sent_block = NULL;
3298     rs->last_page = 0;
3299     rs->last_version = ram_list.version;
3300     /*
3301      * Disable the bulk stage, otherwise we'll resend the whole RAM no
3302      * matter what we have sent.
3303      */
3304     rs->ram_bulk_stage = false;
3305
3306     /* Update RAMState cache of output QEMUFile */
3307     rs->f = out;
3308
3309     trace_ram_state_resume_prepare(pages);
3310 }
3311
3312 /*
3313  * This function clears bits of the free pages reported by the caller from the
3314  * migration dirty bitmap. @addr is the host address corresponding to the
3315  * start of the continuous guest free pages, and @len is the total bytes of
3316  * those pages.
3317  */
3318 void qemu_guest_free_page_hint(void *addr, size_t len)
3319 {
3320     RAMBlock *block;
3321     ram_addr_t offset;
3322     size_t used_len, start, npages;
3323     MigrationState *s = migrate_get_current();
3324
3325     /* This function is currently expected to be used during live migration */
3326     if (!migration_is_setup_or_active(s->state)) {
3327         return;
3328     }
3329
3330     for (; len > 0; len -= used_len, addr += used_len) {
3331         block = qemu_ram_block_from_host(addr, false, &offset);
3332         if (unlikely(!block || offset >= block->used_length)) {
3333             /*
3334              * The implementation might not support RAMBlock resize during
3335              * live migration, but it could happen in theory with future
3336              * updates. So we add a check here to capture that case.
3337              */
3338             error_report_once("%s unexpected error", __func__);
3339             return;
3340         }
3341
3342         if (len <= block->used_length - offset) {
3343             used_len = len;
3344         } else {
3345             used_len = block->used_length - offset;
3346         }
3347
3348         start = offset >> TARGET_PAGE_BITS;
3349         npages = used_len >> TARGET_PAGE_BITS;
3350
3351         qemu_mutex_lock(&ram_state->bitmap_mutex);
3352         ram_state->migration_dirty_pages -=
3353                       bitmap_count_one_with_offset(block->bmap, start, npages);
3354         bitmap_clear(block->bmap, start, npages);
3355         qemu_mutex_unlock(&ram_state->bitmap_mutex);
3356     }
3357 }
3358
3359 /*
3360  * Each of ram_save_setup, ram_save_iterate and ram_save_complete has
3361  * long-running RCU critical section.  When rcu-reclaims in the code
3362  * start to become numerous it will be necessary to reduce the
3363  * granularity of these critical sections.
3364  */
3365
3366 /**
3367  * ram_save_setup: Setup RAM for migration
3368  *
3369  * Returns zero to indicate success and negative for error
3370  *
3371  * @f: QEMUFile where to send the data
3372  * @opaque: RAMState pointer
3373  */
3374 static int ram_save_setup(QEMUFile *f, void *opaque)
3375 {
3376     RAMState **rsp = opaque;
3377     RAMBlock *block;
3378
3379     if (compress_threads_save_setup()) {
3380         return -1;
3381     }
3382
3383     /* migration has already setup the bitmap, reuse it. */
3384     if (!migration_in_colo_state()) {
3385         if (ram_init_all(rsp) != 0) {
3386             compress_threads_save_cleanup();
3387             return -1;
3388         }
3389     }
3390     (*rsp)->f = f;
3391
3392     WITH_RCU_READ_LOCK_GUARD() {
3393         qemu_put_be64(f, ram_bytes_total_common(true) | RAM_SAVE_FLAG_MEM_SIZE);
3394
3395         RAMBLOCK_FOREACH_MIGRATABLE(block) {
3396             qemu_put_byte(f, strlen(block->idstr));
3397             qemu_put_buffer(f, (uint8_t *)block->idstr, strlen(block->idstr));
3398             qemu_put_be64(f, block->used_length);
3399             if (migrate_postcopy_ram() && block->page_size !=
3400                                           qemu_host_page_size) {
3401                 qemu_put_be64(f, block->page_size);
3402             }
3403             if (migrate_ignore_shared()) {
3404                 qemu_put_be64(f, block->mr->addr);
3405             }
3406         }
3407     }
3408
3409     ram_control_before_iterate(f, RAM_CONTROL_SETUP);
3410     ram_control_after_iterate(f, RAM_CONTROL_SETUP);
3411
3412     multifd_send_sync_main(*rsp);
3413     qemu_put_be64(f, RAM_SAVE_FLAG_EOS);
3414     qemu_fflush(f);
3415
3416     return 0;
3417 }
3418
3419 /**
3420  * ram_save_iterate: iterative stage for migration
3421  *
3422  * Returns zero to indicate success and negative for error
3423  *
3424  * @f: QEMUFile where to send the data
3425  * @opaque: RAMState pointer
3426  */
3427 static int ram_save_iterate(QEMUFile *f, void *opaque)
3428 {
3429     RAMState **temp = opaque;
3430     RAMState *rs = *temp;
3431     int ret;
3432     int i;
3433     int64_t t0;
3434     int done = 0;
3435
3436     if (blk_mig_bulk_active()) {
3437         /* Avoid transferring ram during bulk phase of block migration as
3438          * the bulk phase will usually take a long time and transferring
3439          * ram updates during that time is pointless. */
3440         goto out;
3441     }
3442
3443     WITH_RCU_READ_LOCK_GUARD() {
3444         if (ram_list.version != rs->last_version) {
3445             ram_state_reset(rs);
3446         }
3447
3448         /* Read version before ram_list.blocks */
3449         smp_rmb();
3450
3451         ram_control_before_iterate(f, RAM_CONTROL_ROUND);
3452
3453         t0 = qemu_clock_get_ns(QEMU_CLOCK_REALTIME);
3454         i = 0;
3455         while ((ret = qemu_file_rate_limit(f)) == 0 ||
3456                 !QSIMPLEQ_EMPTY(&rs->src_page_requests)) {
3457             int pages;
3458
3459             if (qemu_file_get_error(f)) {
3460                 break;
3461             }
3462
3463             pages = ram_find_and_save_block(rs, false);
3464             /* no more pages to sent */
3465             if (pages == 0) {
3466                 done = 1;
3467                 break;
3468             }
3469
3470             if (pages < 0) {
3471                 qemu_file_set_error(f, pages);
3472                 break;
3473             }
3474
3475             rs->target_page_count += pages;
3476
3477             /*
3478              * During postcopy, it is necessary to make sure one whole host
3479              * page is sent in one chunk.
3480              */
3481             if (migrate_postcopy_ram()) {
3482                 flush_compressed_data(rs);
3483             }
3484
3485             /*
3486              * we want to check in the 1st loop, just in case it was the 1st
3487              * time and we had to sync the dirty bitmap.
3488              * qemu_clock_get_ns() is a bit expensive, so we only check each
3489              * some iterations
3490              */
3491             if ((i & 63) == 0) {
3492                 uint64_t t1 = (qemu_clock_get_ns(QEMU_CLOCK_REALTIME) - t0) /
3493                               1000000;
3494                 if (t1 > MAX_WAIT) {
3495                     trace_ram_save_iterate_big_wait(t1, i);
3496                     break;
3497                 }
3498             }
3499             i++;
3500         }
3501     }
3502
3503     /*
3504      * Must occur before EOS (or any QEMUFile operation)
3505      * because of RDMA protocol.
3506      */
3507     ram_control_after_iterate(f, RAM_CONTROL_ROUND);
3508
3509 out:
3510     multifd_send_sync_main(rs);
3511     qemu_put_be64(f, RAM_SAVE_FLAG_EOS);
3512     qemu_fflush(f);
3513     ram_counters.transferred += 8;
3514
3515     ret = qemu_file_get_error(f);
3516     if (ret < 0) {
3517         return ret;
3518     }
3519
3520     return done;
3521 }
3522
3523 /**
3524  * ram_save_complete: function called to send the remaining amount of ram
3525  *
3526  * Returns zero to indicate success or negative on error
3527  *
3528  * Called with iothread lock
3529  *
3530  * @f: QEMUFile where to send the data
3531  * @opaque: RAMState pointer
3532  */
3533 static int ram_save_complete(QEMUFile *f, void *opaque)
3534 {
3535     RAMState **temp = opaque;
3536     RAMState *rs = *temp;
3537     int ret = 0;
3538
3539     WITH_RCU_READ_LOCK_GUARD() {
3540         if (!migration_in_postcopy()) {
3541             migration_bitmap_sync_precopy(rs);
3542         }
3543
3544         ram_control_before_iterate(f, RAM_CONTROL_FINISH);
3545
3546         /* try transferring iterative blocks of memory */
3547
3548         /* flush all remaining blocks regardless of rate limiting */
3549         while (true) {
3550             int pages;
3551
3552             pages = ram_find_and_save_block(rs, !migration_in_colo_state());
3553             /* no more blocks to sent */
3554             if (pages == 0) {
3555                 break;
3556             }
3557             if (pages < 0) {
3558                 ret = pages;
3559                 break;
3560             }
3561         }
3562
3563         flush_compressed_data(rs);
3564         ram_control_after_iterate(f, RAM_CONTROL_FINISH);
3565     }
3566
3567     multifd_send_sync_main(rs);
3568     qemu_put_be64(f, RAM_SAVE_FLAG_EOS);
3569     qemu_fflush(f);
3570
3571     return ret;
3572 }
3573
3574 static void ram_save_pending(QEMUFile *f, void *opaque, uint64_t max_size,
3575                              uint64_t *res_precopy_only,
3576                              uint64_t *res_compatible,
3577                              uint64_t *res_postcopy_only)
3578 {
3579     RAMState **temp = opaque;
3580     RAMState *rs = *temp;
3581     uint64_t remaining_size;
3582
3583     remaining_size = rs->migration_dirty_pages * TARGET_PAGE_SIZE;
3584
3585     if (!migration_in_postcopy() &&
3586         remaining_size < max_size) {
3587         qemu_mutex_lock_iothread();
3588         WITH_RCU_READ_LOCK_GUARD() {
3589             migration_bitmap_sync_precopy(rs);
3590         }
3591         qemu_mutex_unlock_iothread();
3592         remaining_size = rs->migration_dirty_pages * TARGET_PAGE_SIZE;
3593     }
3594
3595     if (migrate_postcopy_ram()) {
3596         /* We can do postcopy, and all the data is postcopiable */
3597         *res_compatible += remaining_size;
3598     } else {
3599         *res_precopy_only += remaining_size;
3600     }
3601 }
3602
3603 static int load_xbzrle(QEMUFile *f, ram_addr_t addr, void *host)
3604 {
3605     unsigned int xh_len;
3606     int xh_flags;
3607     uint8_t *loaded_data;
3608
3609     /* extract RLE header */
3610     xh_flags = qemu_get_byte(f);
3611     xh_len = qemu_get_be16(f);
3612
3613     if (xh_flags != ENCODING_FLAG_XBZRLE) {
3614         error_report("Failed to load XBZRLE page - wrong compression!");
3615         return -1;
3616     }
3617
3618     if (xh_len > TARGET_PAGE_SIZE) {
3619         error_report("Failed to load XBZRLE page - len overflow!");
3620         return -1;
3621     }
3622     loaded_data = XBZRLE.decoded_buf;
3623     /* load data and decode */
3624     /* it can change loaded_data to point to an internal buffer */
3625     qemu_get_buffer_in_place(f, &loaded_data, xh_len);
3626
3627     /* decode RLE */
3628     if (xbzrle_decode_buffer(loaded_data, xh_len, host,
3629                              TARGET_PAGE_SIZE) == -1) {
3630         error_report("Failed to load XBZRLE page - decode error!");
3631         return -1;
3632     }
3633
3634     return 0;
3635 }
3636
3637 /**
3638  * ram_block_from_stream: read a RAMBlock id from the migration stream
3639  *
3640  * Must be called from within a rcu critical section.
3641  *
3642  * Returns a pointer from within the RCU-protected ram_list.
3643  *
3644  * @f: QEMUFile where to read the data from
3645  * @flags: Page flags (mostly to see if it's a continuation of previous block)
3646  */
3647 static inline RAMBlock *ram_block_from_stream(QEMUFile *f, int flags)
3648 {
3649     static RAMBlock *block = NULL;
3650     char id[256];
3651     uint8_t len;
3652
3653     if (flags & RAM_SAVE_FLAG_CONTINUE) {
3654         if (!block) {
3655             error_report("Ack, bad migration stream!");
3656             return NULL;
3657         }
3658         return block;
3659     }
3660
3661     len = qemu_get_byte(f);
3662     qemu_get_buffer(f, (uint8_t *)id, len);
3663     id[len] = 0;
3664
3665     block = qemu_ram_block_by_name(id);
3666     if (!block) {
3667         error_report("Can't find block %s", id);
3668         return NULL;
3669     }
3670
3671     if (ramblock_is_ignored(block)) {
3672         error_report("block %s should not be migrated !", id);
3673         return NULL;
3674     }
3675
3676     return block;
3677 }
3678
3679 static inline void *host_from_ram_block_offset(RAMBlock *block,
3680                                                ram_addr_t offset)
3681 {
3682     if (!offset_in_ramblock(block, offset)) {
3683         return NULL;
3684     }
3685
3686     return block->host + offset;
3687 }
3688
3689 static inline void *colo_cache_from_block_offset(RAMBlock *block,
3690                                                  ram_addr_t offset)
3691 {
3692     if (!offset_in_ramblock(block, offset)) {
3693         return NULL;
3694     }
3695     if (!block->colo_cache) {
3696         error_report("%s: colo_cache is NULL in block :%s",
3697                      __func__, block->idstr);
3698         return NULL;
3699     }
3700
3701     /*
3702     * During colo checkpoint, we need bitmap of these migrated pages.
3703     * It help us to decide which pages in ram cache should be flushed
3704     * into VM's RAM later.
3705     */
3706     if (!test_and_set_bit(offset >> TARGET_PAGE_BITS, block->bmap)) {
3707         ram_state->migration_dirty_pages++;
3708     }
3709     return block->colo_cache + offset;
3710 }
3711
3712 /**
3713  * ram_handle_compressed: handle the zero page case
3714  *
3715  * If a page (or a whole RDMA chunk) has been
3716  * determined to be zero, then zap it.
3717  *
3718  * @host: host address for the zero page
3719  * @ch: what the page is filled from.  We only support zero
3720  * @size: size of the zero page
3721  */
3722 void ram_handle_compressed(void *host, uint8_t ch, uint64_t size)
3723 {
3724     if (ch != 0 || !is_zero_range(host, size)) {
3725         memset(host, ch, size);
3726     }
3727 }
3728
3729 /* return the size after decompression, or negative value on error */
3730 static int
3731 qemu_uncompress_data(z_stream *stream, uint8_t *dest, size_t dest_len,
3732                      const uint8_t *source, size_t source_len)
3733 {
3734     int err;
3735
3736     err = inflateReset(stream);
3737     if (err != Z_OK) {
3738         return -1;
3739     }
3740
3741     stream->avail_in = source_len;
3742     stream->next_in = (uint8_t *)source;
3743     stream->avail_out = dest_len;
3744     stream->next_out = dest;
3745
3746     err = inflate(stream, Z_NO_FLUSH);
3747     if (err != Z_STREAM_END) {
3748         return -1;
3749     }
3750
3751     return stream->total_out;
3752 }
3753
3754 static void *do_data_decompress(void *opaque)
3755 {
3756     DecompressParam *param = opaque;
3757     unsigned long pagesize;
3758     uint8_t *des;
3759     int len, ret;
3760
3761     qemu_mutex_lock(&param->mutex);
3762     while (!param->quit) {
3763         if (param->des) {
3764             des = param->des;
3765             len = param->len;
3766             param->des = 0;
3767             qemu_mutex_unlock(&param->mutex);
3768
3769             pagesize = TARGET_PAGE_SIZE;
3770
3771             ret = qemu_uncompress_data(&param->stream, des, pagesize,
3772                                        param->compbuf, len);
3773             if (ret < 0 && migrate_get_current()->decompress_error_check) {
3774                 error_report("decompress data failed");
3775                 qemu_file_set_error(decomp_file, ret);
3776             }
3777
3778             qemu_mutex_lock(&decomp_done_lock);
3779             param->done = true;
3780             qemu_cond_signal(&decomp_done_cond);
3781             qemu_mutex_unlock(&decomp_done_lock);
3782
3783             qemu_mutex_lock(&param->mutex);
3784         } else {
3785             qemu_cond_wait(&param->cond, &param->mutex);
3786         }
3787     }
3788     qemu_mutex_unlock(&param->mutex);
3789
3790     return NULL;
3791 }
3792
3793 static int wait_for_decompress_done(void)
3794 {
3795     int idx, thread_count;
3796
3797     if (!migrate_use_compression()) {
3798         return 0;
3799     }
3800
3801     thread_count = migrate_decompress_threads();
3802     qemu_mutex_lock(&decomp_done_lock);
3803     for (idx = 0; idx < thread_count; idx++) {
3804         while (!decomp_param[idx].done) {
3805             qemu_cond_wait(&decomp_done_cond, &decomp_done_lock);
3806         }
3807     }
3808     qemu_mutex_unlock(&decomp_done_lock);
3809     return qemu_file_get_error(decomp_file);
3810 }
3811
3812 static void compress_threads_load_cleanup(void)
3813 {
3814     int i, thread_count;
3815
3816     if (!migrate_use_compression()) {
3817         return;
3818     }
3819     thread_count = migrate_decompress_threads();
3820     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
3821         /*
3822          * we use it as a indicator which shows if the thread is
3823          * properly init'd or not
3824          */
3825         if (!decomp_param[i].compbuf) {
3826             break;
3827         }
3828
3829         qemu_mutex_lock(&decomp_param[i].mutex);
3830         decomp_param[i].quit = true;
3831         qemu_cond_signal(&decomp_param[i].cond);
3832         qemu_mutex_unlock(&decomp_param[i].mutex);
3833     }
3834     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
3835         if (!decomp_param[i].compbuf) {
3836             break;
3837         }
3838
3839         qemu_thread_join(decompress_threads + i);
3840         qemu_mutex_destroy(&decomp_param[i].mutex);
3841         qemu_cond_destroy(&decomp_param[i].cond);
3842         inflateEnd(&decomp_param[i].stream);
3843         g_free(decomp_param[i].compbuf);
3844         decomp_param[i].compbuf = NULL;
3845     }
3846     g_free(decompress_threads);
3847     g_free(decomp_param);
3848     decompress_threads = NULL;
3849     decomp_param = NULL;
3850     decomp_file = NULL;
3851 }
3852
3853 static int compress_threads_load_setup(QEMUFile *f)
3854 {
3855     int i, thread_count;
3856
3857     if (!migrate_use_compression()) {
3858         return 0;
3859     }
3860
3861     thread_count = migrate_decompress_threads();
3862     decompress_threads = g_new0(QemuThread, thread_count);
3863     decomp_param = g_new0(DecompressParam, thread_count);
3864     qemu_mutex_init(&decomp_done_lock);
3865     qemu_cond_init(&decomp_done_cond);
3866     decomp_file = f;
3867     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
3868         if (inflateInit(&decomp_param[i].stream) != Z_OK) {
3869             goto exit;
3870         }
3871
3872         decomp_param[i].compbuf = g_malloc0(compressBound(TARGET_PAGE_SIZE));
3873         qemu_mutex_init(&decomp_param[i].mutex);
3874         qemu_cond_init(&decomp_param[i].cond);
3875         decomp_param[i].done = true;
3876         decomp_param[i].quit = false;
3877         qemu_thread_create(decompress_threads + i, "decompress",
3878                            do_data_decompress, decomp_param + i,
3879                            QEMU_THREAD_JOINABLE);
3880     }
3881     return 0;
3882 exit:
3883     compress_threads_load_cleanup();
3884     return -1;
3885 }
3886
3887 static void decompress_data_with_multi_threads(QEMUFile *f,
3888                                                void *host, int len)
3889 {
3890     int idx, thread_count;
3891
3892     thread_count = migrate_decompress_threads();
3893     qemu_mutex_lock(&decomp_done_lock);
3894     while (true) {
3895         for (idx = 0; idx < thread_count; idx++) {
3896             if (decomp_param[idx].done) {
3897                 decomp_param[idx].done = false;
3898                 qemu_mutex_lock(&decomp_param[idx].mutex);
3899                 qemu_get_buffer(f, decomp_param[idx].compbuf, len);
3900                 decomp_param[idx].des = host;
3901                 decomp_param[idx].len = len;
3902                 qemu_cond_signal(&decomp_param[idx].cond);
3903                 qemu_mutex_unlock(&decomp_param[idx].mutex);
3904                 break;
3905             }
3906         }
3907         if (idx < thread_count) {
3908             break;
3909         } else {
3910             qemu_cond_wait(&decomp_done_cond, &decomp_done_lock);
3911         }
3912     }
3913     qemu_mutex_unlock(&decomp_done_lock);
3914 }
3915
3916 /*
3917  * colo cache: this is for secondary VM, we cache the whole
3918  * memory of the secondary VM, it is need to hold the global lock
3919  * to call this helper.
3920  */
3921 int colo_init_ram_cache(void)
3922 {
3923     RAMBlock *block;
3924
3925     WITH_RCU_READ_LOCK_GUARD() {
3926         RAMBLOCK_FOREACH_NOT_IGNORED(block) {
3927             block->colo_cache = qemu_anon_ram_alloc(block->used_length,
3928                                                     NULL,
3929                                                     false);
3930             if (!block->colo_cache) {
3931                 error_report("%s: Can't alloc memory for COLO cache of block %s,"
3932                              "size 0x" RAM_ADDR_FMT, __func__, block->idstr,
3933                              block->used_length);
3934                 RAMBLOCK_FOREACH_NOT_IGNORED(block) {
3935                     if (block->colo_cache) {
3936                         qemu_anon_ram_free(block->colo_cache, block->used_length);
3937                         block->colo_cache = NULL;
3938                     }
3939                 }
3940                 return -errno;
3941             }
3942             memcpy(block->colo_cache, block->host, block->used_length);
3943         }
3944     }
3945
3946     /*
3947     * Record the dirty pages that sent by PVM, we use this dirty bitmap together
3948     * with to decide which page in cache should be flushed into SVM's RAM. Here
3949     * we use the same name 'ram_bitmap' as for migration.
3950     */
3951     if (ram_bytes_total()) {
3952         RAMBlock *block;
3953
3954         RAMBLOCK_FOREACH_NOT_IGNORED(block) {
3955             unsigned long pages = block->max_length >> TARGET_PAGE_BITS;
3956
3957             block->bmap = bitmap_new(pages);
3958             bitmap_set(block->bmap, 0, pages);
3959         }
3960     }
3961     ram_state = g_new0(RAMState, 1);
3962     ram_state->migration_dirty_pages = 0;
3963     qemu_mutex_init(&ram_state->bitmap_mutex);
3964     memory_global_dirty_log_start();
3965
3966     return 0;
3967 }
3968
3969 /* It is need to hold the global lock to call this helper */
3970 void colo_release_ram_cache(void)
3971 {
3972     RAMBlock *block;
3973
3974     memory_global_dirty_log_stop();
3975     RAMBLOCK_FOREACH_NOT_IGNORED(block) {
3976         g_free(block->bmap);
3977         block->bmap = NULL;
3978     }
3979
3980     WITH_RCU_READ_LOCK_GUARD() {
3981         RAMBLOCK_FOREACH_NOT_IGNORED(block) {
3982             if (block->colo_cache) {
3983                 qemu_anon_ram_free(block->colo_cache, block->used_length);
3984                 block->colo_cache = NULL;
3985             }
3986         }
3987     }
3988     qemu_mutex_destroy(&ram_state->bitmap_mutex);
3989     g_free(ram_state);
3990     ram_state = NULL;
3991 }
3992
3993 /**
3994  * ram_load_setup: Setup RAM for migration incoming side
3995  *
3996  * Returns zero to indicate success and negative for error
3997  *
3998  * @f: QEMUFile where to receive the data
3999  * @opaque: RAMState pointer
4000  */
4001 static int ram_load_setup(QEMUFile *f, void *opaque)
4002 {
4003     if (compress_threads_load_setup(f)) {
4004         return -1;
4005     }
4006
4007     xbzrle_load_setup();
4008     ramblock_recv_map_init();
4009
4010     return 0;
4011 }
4012
4013 static int ram_load_cleanup(void *opaque)
4014 {
4015     RAMBlock *rb;
4016
4017     RAMBLOCK_FOREACH_NOT_IGNORED(rb) {
4018         qemu_ram_block_writeback(rb);
4019     }
4020
4021     xbzrle_load_cleanup();
4022     compress_threads_load_cleanup();
4023
4024     RAMBLOCK_FOREACH_NOT_IGNORED(rb) {
4025         g_free(rb->receivedmap);
4026         rb->receivedmap = NULL;
4027     }
4028
4029     return 0;
4030 }
4031
4032 /**
4033  * ram_postcopy_incoming_init: allocate postcopy data structures
4034  *
4035  * Returns 0 for success and negative if there was one error
4036  *
4037  * @mis: current migration incoming state
4038  *
4039  * Allocate data structures etc needed by incoming migration with
4040  * postcopy-ram. postcopy-ram's similarly names
4041  * postcopy_ram_incoming_init does the work.
4042  */
4043 int ram_postcopy_incoming_init(MigrationIncomingState *mis)
4044 {
4045     return postcopy_ram_incoming_init(mis);
4046 }
4047
4048 /**
4049  * ram_load_postcopy: load a page in postcopy case
4050  *
4051  * Returns 0 for success or -errno in case of error
4052  *
4053  * Called in postcopy mode by ram_load().
4054  * rcu_read_lock is taken prior to this being called.
4055  *
4056  * @f: QEMUFile where to send the data
4057  */
4058 static int ram_load_postcopy(QEMUFile *f)
4059 {
4060     int flags = 0, ret = 0;
4061     bool place_needed = false;
4062     bool matches_target_page_size = false;
4063     MigrationIncomingState *mis = migration_incoming_get_current();
4064     /* Temporary page that is later 'placed' */
4065     void *postcopy_host_page = mis->postcopy_tmp_page;
4066     void *this_host = NULL;
4067     bool all_zero = false;
4068     int target_pages = 0;
4069
4070     while (!ret && !(flags & RAM_SAVE_FLAG_EOS)) {
4071         ram_addr_t addr;
4072         void *host = NULL;
4073         void *page_buffer = NULL;
4074         void *place_source = NULL;
4075         RAMBlock *block = NULL;
4076         uint8_t ch;
4077         int len;
4078
4079         addr = qemu_get_be64(f);
4080
4081         /*
4082          * If qemu file error, we should stop here, and then "addr"
4083          * may be invalid
4084          */
4085         ret = qemu_file_get_error(f);
4086         if (ret) {
4087             break;
4088         }
4089
4090         flags = addr & ~TARGET_PAGE_MASK;
4091         addr &= TARGET_PAGE_MASK;
4092
4093         trace_ram_load_postcopy_loop((uint64_t)addr, flags);
4094         place_needed = false;
4095         if (flags & (RAM_SAVE_FLAG_ZERO | RAM_SAVE_FLAG_PAGE |
4096                      RAM_SAVE_FLAG_COMPRESS_PAGE)) {
4097             block = ram_block_from_stream(f, flags);
4098
4099             host = host_from_ram_block_offset(block, addr);
4100             if (!host) {
4101                 error_report("Illegal RAM offset " RAM_ADDR_FMT, addr);
4102                 ret = -EINVAL;
4103                 break;
4104             }
4105             target_pages++;
4106             matches_target_page_size = block->page_size == TARGET_PAGE_SIZE;
4107             /*
4108              * Postcopy requires that we place whole host pages atomically;
4109              * these may be huge pages for RAMBlocks that are backed by
4110              * hugetlbfs.
4111              * To make it atomic, the data is read into a temporary page
4112              * that's moved into place later.
4113              * The migration protocol uses,  possibly smaller, target-pages
4114              * however the source ensures it always sends all the components
4115              * of a host page in one chunk.
4116              */
4117             page_buffer = postcopy_host_page +
4118                           ((uintptr_t)host & (block->page_size - 1));
4119             /* If all TP are zero then we can optimise the place */
4120             if (target_pages == 1) {
4121                 all_zero = true;
4122                 this_host = (void *)QEMU_ALIGN_DOWN((uintptr_t)host,
4123                                                     block->page_size);
4124             } else {
4125                 /* not the 1st TP within the HP */
4126                 if (QEMU_ALIGN_DOWN((uintptr_t)host, block->page_size) !=
4127                     (uintptr_t)this_host) {
4128                     error_report("Non-same host page %p/%p",
4129                                   host, this_host);
4130                     ret = -EINVAL;
4131                     break;
4132                 }
4133             }
4134
4135             /*
4136              * If it's the last part of a host page then we place the host
4137              * page
4138              */
4139             if (target_pages == (block->page_size / TARGET_PAGE_SIZE)) {
4140                 place_needed = true;
4141                 target_pages = 0;
4142             }
4143             place_source = postcopy_host_page;
4144         }
4145
4146         switch (flags & ~RAM_SAVE_FLAG_CONTINUE) {
4147         case RAM_SAVE_FLAG_ZERO:
4148             ch = qemu_get_byte(f);
4149             /*
4150              * Can skip to set page_buffer when
4151              * this is a zero page and (block->page_size == TARGET_PAGE_SIZE).
4152              */
4153             if (ch || !matches_target_page_size) {
4154                 memset(page_buffer, ch, TARGET_PAGE_SIZE);
4155             }
4156             if (ch) {
4157                 all_zero = false;
4158             }
4159             break;
4160
4161         case RAM_SAVE_FLAG_PAGE:
4162             all_zero = false;
4163             if (!matches_target_page_size) {
4164                 /* For huge pages, we always use temporary buffer */
4165                 qemu_get_buffer(f, page_buffer, TARGET_PAGE_SIZE);
4166             } else {
4167                 /*
4168                  * For small pages that matches target page size, we
4169                  * avoid the qemu_file copy.  Instead we directly use
4170                  * the buffer of QEMUFile to place the page.  Note: we
4171                  * cannot do any QEMUFile operation before using that
4172                  * buffer to make sure the buffer is valid when
4173                  * placing the page.
4174                  */
4175                 qemu_get_buffer_in_place(f, (uint8_t **)&place_source,
4176                                          TARGET_PAGE_SIZE);
4177             }
4178             break;
4179         case RAM_SAVE_FLAG_COMPRESS_PAGE:
4180             all_zero = false;
4181             len = qemu_get_be32(f);
4182             if (len < 0 || len > compressBound(TARGET_PAGE_SIZE)) {
4183                 error_report("Invalid compressed data length: %d", len);
4184                 ret = -EINVAL;
4185                 break;
4186             }
4187             decompress_data_with_multi_threads(f, page_buffer, len);
4188             break;
4189
4190         case RAM_SAVE_FLAG_EOS:
4191             /* normal exit */
4192             multifd_recv_sync_main();
4193             break;
4194         default:
4195             error_report("Unknown combination of migration flags: %#x"
4196                          " (postcopy mode)", flags);
4197             ret = -EINVAL;
4198             break;
4199         }
4200
4201         /* Got the whole host page, wait for decompress before placing. */
4202         if (place_needed) {
4203             ret |= wait_for_decompress_done();
4204         }
4205
4206         /* Detect for any possible file errors */
4207         if (!ret && qemu_file_get_error(f)) {
4208             ret = qemu_file_get_error(f);
4209         }
4210
4211         if (!ret && place_needed) {
4212             /* This gets called at the last target page in the host page */
4213             void *place_dest = (void *)QEMU_ALIGN_DOWN((uintptr_t)host,
4214                                                        block->page_size);
4215
4216             if (all_zero) {
4217                 ret = postcopy_place_page_zero(mis, place_dest,
4218                                                block);
4219             } else {
4220                 ret = postcopy_place_page(mis, place_dest,
4221                                           place_source, block);
4222             }
4223         }
4224     }
4225
4226     return ret;
4227 }
4228
4229 static bool postcopy_is_advised(void)
4230 {
4231     PostcopyState ps = postcopy_state_get();
4232     return ps >= POSTCOPY_INCOMING_ADVISE && ps < POSTCOPY_INCOMING_END;
4233 }
4234
4235 static bool postcopy_is_running(void)
4236 {
4237     PostcopyState ps = postcopy_state_get();
4238     return ps >= POSTCOPY_INCOMING_LISTENING && ps < POSTCOPY_INCOMING_END;
4239 }
4240
4241 /*
4242  * Flush content of RAM cache into SVM's memory.
4243  * Only flush the pages that be dirtied by PVM or SVM or both.
4244  */
4245 static void colo_flush_ram_cache(void)
4246 {
4247     RAMBlock *block = NULL;
4248     void *dst_host;
4249     void *src_host;
4250     unsigned long offset = 0;
4251
4252     memory_global_dirty_log_sync();
4253     WITH_RCU_READ_LOCK_GUARD() {
4254         RAMBLOCK_FOREACH_NOT_IGNORED(block) {
4255             ramblock_sync_dirty_bitmap(ram_state, block);
4256         }
4257     }
4258
4259     trace_colo_flush_ram_cache_begin(ram_state->migration_dirty_pages);
4260     WITH_RCU_READ_LOCK_GUARD() {
4261         block = QLIST_FIRST_RCU(&ram_list.blocks);
4262
4263         while (block) {
4264             offset = migration_bitmap_find_dirty(ram_state, block, offset);
4265
4266             if (offset << TARGET_PAGE_BITS >= block->used_length) {
4267                 offset = 0;
4268                 block = QLIST_NEXT_RCU(block, next);
4269             } else {
4270                 migration_bitmap_clear_dirty(ram_state, block, offset);
4271                 dst_host = block->host + (offset << TARGET_PAGE_BITS);
4272                 src_host = block->colo_cache + (offset << TARGET_PAGE_BITS);
4273                 memcpy(dst_host, src_host, TARGET_PAGE_SIZE);
4274             }
4275         }
4276     }
4277     trace_colo_flush_ram_cache_end();
4278 }
4279
4280 /**
4281  * ram_load_precopy: load pages in precopy case
4282  *
4283  * Returns 0 for success or -errno in case of error
4284  *
4285  * Called in precopy mode by ram_load().
4286  * rcu_read_lock is taken prior to this being called.
4287  *
4288  * @f: QEMUFile where to send the data
4289  */
4290 static int ram_load_precopy(QEMUFile *f)
4291 {
4292     int flags = 0, ret = 0, invalid_flags = 0, len = 0, i = 0;
4293     /* ADVISE is earlier, it shows the source has the postcopy capability on */
4294     bool postcopy_advised = postcopy_is_advised();
4295     if (!migrate_use_compression()) {
4296         invalid_flags |= RAM_SAVE_FLAG_COMPRESS_PAGE;
4297     }
4298
4299     while (!ret && !(flags & RAM_SAVE_FLAG_EOS)) {
4300         ram_addr_t addr, total_ram_bytes;
4301         void *host = NULL;
4302         uint8_t ch;
4303
4304         /*
4305          * Yield periodically to let main loop run, but an iteration of
4306          * the main loop is expensive, so do it each some iterations
4307          */
4308         if ((i & 32767) == 0 && qemu_in_coroutine()) {
4309             aio_co_schedule(qemu_get_current_aio_context(),
4310                             qemu_coroutine_self());
4311             qemu_coroutine_yield();
4312         }
4313         i++;
4314
4315         addr = qemu_get_be64(f);
4316         flags = addr & ~TARGET_PAGE_MASK;
4317         addr &= TARGET_PAGE_MASK;
4318
4319         if (flags & invalid_flags) {
4320             if (flags & invalid_flags & RAM_SAVE_FLAG_COMPRESS_PAGE) {
4321                 error_report("Received an unexpected compressed page");
4322             }
4323
4324             ret = -EINVAL;
4325             break;
4326         }
4327
4328         if (flags & (RAM_SAVE_FLAG_ZERO | RAM_SAVE_FLAG_PAGE |
4329                      RAM_SAVE_FLAG_COMPRESS_PAGE | RAM_SAVE_FLAG_XBZRLE)) {
4330             RAMBlock *block = ram_block_from_stream(f, flags);
4331
4332             /*
4333              * After going into COLO, we should load the Page into colo_cache.
4334              */
4335             if (migration_incoming_in_colo_state()) {
4336                 host = colo_cache_from_block_offset(block, addr);
4337             } else {
4338                 host = host_from_ram_block_offset(block, addr);
4339             }
4340             if (!host) {
4341                 error_report("Illegal RAM offset " RAM_ADDR_FMT, addr);
4342                 ret = -EINVAL;
4343                 break;
4344             }
4345
4346             if (!migration_incoming_in_colo_state()) {
4347                 ramblock_recv_bitmap_set(block, host);
4348             }
4349
4350             trace_ram_load_loop(block->idstr, (uint64_t)addr, flags, host);
4351         }
4352
4353         switch (flags & ~RAM_SAVE_FLAG_CONTINUE) {
4354         case RAM_SAVE_FLAG_MEM_SIZE:
4355             /* Synchronize RAM block list */
4356             total_ram_bytes = addr;
4357             while (!ret && total_ram_bytes) {
4358                 RAMBlock *block;
4359                 char id[256];
4360                 ram_addr_t length;
4361
4362                 len = qemu_get_byte(f);
4363                 qemu_get_buffer(f, (uint8_t *)id, len);
4364                 id[len] = 0;
4365                 length = qemu_get_be64(f);
4366
4367                 block = qemu_ram_block_by_name(id);
4368                 if (block && !qemu_ram_is_migratable(block)) {
4369                     error_report("block %s should not be migrated !", id);
4370                     ret = -EINVAL;
4371                 } else if (block) {
4372                     if (length != block->used_length) {
4373                         Error *local_err = NULL;
4374
4375                         ret = qemu_ram_resize(block, length,
4376                                               &local_err);
4377                         if (local_err) {
4378                             error_report_err(local_err);
4379                         }
4380                     }
4381                     /* For postcopy we need to check hugepage sizes match */
4382                     if (postcopy_advised &&
4383                         block->page_size != qemu_host_page_size) {
4384                         uint64_t remote_page_size = qemu_get_be64(f);
4385                         if (remote_page_size != block->page_size) {
4386                             error_report("Mismatched RAM page size %s "
4387                                          "(local) %zd != %" PRId64,
4388                                          id, block->page_size,
4389                                          remote_page_size);
4390                             ret = -EINVAL;
4391                         }
4392                     }
4393                     if (migrate_ignore_shared()) {
4394                         hwaddr addr = qemu_get_be64(f);
4395                         if (ramblock_is_ignored(block) &&
4396                             block->mr->addr != addr) {
4397                             error_report("Mismatched GPAs for block %s "
4398                                          "%" PRId64 "!= %" PRId64,
4399                                          id, (uint64_t)addr,
4400                                          (uint64_t)block->mr->addr);
4401                             ret = -EINVAL;
4402                         }
4403                     }
4404                     ram_control_load_hook(f, RAM_CONTROL_BLOCK_REG,
4405                                           block->idstr);
4406                 } else {
4407                     error_report("Unknown ramblock \"%s\", cannot "
4408                                  "accept migration", id);
4409                     ret = -EINVAL;
4410                 }
4411
4412                 total_ram_bytes -= length;
4413             }
4414             break;
4415
4416         case RAM_SAVE_FLAG_ZERO:
4417             ch = qemu_get_byte(f);
4418             ram_handle_compressed(host, ch, TARGET_PAGE_SIZE);
4419             break;
4420
4421         case RAM_SAVE_FLAG_PAGE:
4422             qemu_get_buffer(f, host, TARGET_PAGE_SIZE);
4423             break;
4424
4425         case RAM_SAVE_FLAG_COMPRESS_PAGE:
4426             len = qemu_get_be32(f);
4427             if (len < 0 || len > compressBound(TARGET_PAGE_SIZE)) {
4428                 error_report("Invalid compressed data length: %d", len);
4429                 ret = -EINVAL;
4430                 break;
4431             }
4432             decompress_data_with_multi_threads(f, host, len);
4433             break;
4434
4435         case RAM_SAVE_FLAG_XBZRLE:
4436             if (load_xbzrle(f, addr, host) < 0) {
4437                 error_report("Failed to decompress XBZRLE page at "
4438                              RAM_ADDR_FMT, addr);
4439                 ret = -EINVAL;
4440                 break;
4441             }
4442             break;
4443         case RAM_SAVE_FLAG_EOS:
4444             /* normal exit */
4445             multifd_recv_sync_main();
4446             break;
4447         default:
4448             if (flags & RAM_SAVE_FLAG_HOOK) {
4449                 ram_control_load_hook(f, RAM_CONTROL_HOOK, NULL);
4450             } else {
4451                 error_report("Unknown combination of migration flags: %#x",
4452                              flags);
4453                 ret = -EINVAL;
4454             }
4455         }
4456         if (!ret) {
4457             ret = qemu_file_get_error(f);
4458         }
4459     }
4460
4461     ret |= wait_for_decompress_done();
4462     return ret;
4463 }
4464
4465 static int ram_load(QEMUFile *f, void *opaque, int version_id)
4466 {
4467     int ret = 0;
4468     static uint64_t seq_iter;
4469     /*
4470      * If system is running in postcopy mode, page inserts to host memory must
4471      * be atomic
4472      */
4473     bool postcopy_running = postcopy_is_running();
4474
4475     seq_iter++;
4476
4477     if (version_id != 4) {
4478         return -EINVAL;
4479     }
4480
4481     /*
4482      * This RCU critical section can be very long running.
4483      * When RCU reclaims in the code start to become numerous,
4484      * it will be necessary to reduce the granularity of this
4485      * critical section.
4486      */
4487     WITH_RCU_READ_LOCK_GUARD() {
4488         if (postcopy_running) {
4489             ret = ram_load_postcopy(f);
4490         } else {
4491             ret = ram_load_precopy(f);
4492         }
4493     }
4494     trace_ram_load_complete(ret, seq_iter);
4495
4496     if (!ret  && migration_incoming_in_colo_state()) {
4497         colo_flush_ram_cache();
4498     }
4499     return ret;
4500 }
4501
4502 static bool ram_has_postcopy(void *opaque)
4503 {
4504     RAMBlock *rb;
4505     RAMBLOCK_FOREACH_NOT_IGNORED(rb) {
4506         if (ramblock_is_pmem(rb)) {
4507             info_report("Block: %s, host: %p is a nvdimm memory, postcopy"
4508                          "is not supported now!", rb->idstr, rb->host);
4509             return false;
4510         }
4511     }
4512
4513     return migrate_postcopy_ram();
4514 }
4515
4516 /* Sync all the dirty bitmap with destination VM.  */
4517 static int ram_dirty_bitmap_sync_all(MigrationState *s, RAMState *rs)
4518 {
4519     RAMBlock *block;
4520     QEMUFile *file = s->to_dst_file;
4521     int ramblock_count = 0;
4522
4523     trace_ram_dirty_bitmap_sync_start();
4524
4525     RAMBLOCK_FOREACH_NOT_IGNORED(block) {
4526         qemu_savevm_send_recv_bitmap(file, block->idstr);
4527         trace_ram_dirty_bitmap_request(block->idstr);
4528         ramblock_count++;
4529     }
4530
4531     trace_ram_dirty_bitmap_sync_wait();
4532
4533     /* Wait until all the ramblocks' dirty bitmap synced */
4534     while (ramblock_count--) {
4535         qemu_sem_wait(&s->rp_state.rp_sem);
4536     }
4537
4538     trace_ram_dirty_bitmap_sync_complete();
4539
4540     return 0;
4541 }
4542
4543 static void ram_dirty_bitmap_reload_notify(MigrationState *s)
4544 {
4545     qemu_sem_post(&s->rp_state.rp_sem);
4546 }
4547
4548 /*
4549  * Read the received bitmap, revert it as the initial dirty bitmap.
4550  * This is only used when the postcopy migration is paused but wants
4551  * to resume from a middle point.
4552  */
4553 int ram_dirty_bitmap_reload(MigrationState *s, RAMBlock *block)
4554 {
4555     int ret = -EINVAL;
4556     QEMUFile *file = s->rp_state.from_dst_file;
4557     unsigned long *le_bitmap, nbits = block->used_length >> TARGET_PAGE_BITS;
4558     uint64_t local_size = DIV_ROUND_UP(nbits, 8);
4559     uint64_t size, end_mark;
4560
4561     trace_ram_dirty_bitmap_reload_begin(block->idstr);
4562
4563     if (s->state != MIGRATION_STATUS_POSTCOPY_RECOVER) {
4564         error_report("%s: incorrect state %s", __func__,
4565                      MigrationStatus_str(s->state));
4566         return -EINVAL;
4567     }
4568
4569     /*
4570      * Note: see comments in ramblock_recv_bitmap_send() on why we
4571      * need the endianess convertion, and the paddings.
4572      */
4573     local_size = ROUND_UP(local_size, 8);
4574
4575     /* Add paddings */
4576     le_bitmap = bitmap_new(nbits + BITS_PER_LONG);
4577
4578     size = qemu_get_be64(file);
4579
4580     /* The size of the bitmap should match with our ramblock */
4581     if (size != local_size) {
4582         error_report("%s: ramblock '%s' bitmap size mismatch "
4583                      "(0x%"PRIx64" != 0x%"PRIx64")", __func__,
4584                      block->idstr, size, local_size);
4585         ret = -EINVAL;
4586         goto out;
4587     }
4588
4589     size = qemu_get_buffer(file, (uint8_t *)le_bitmap, local_size);
4590     end_mark = qemu_get_be64(file);
4591
4592     ret = qemu_file_get_error(file);
4593     if (ret || size != local_size) {
4594         error_report("%s: read bitmap failed for ramblock '%s': %d"
4595                      " (size 0x%"PRIx64", got: 0x%"PRIx64")",
4596                      __func__, block->idstr, ret, local_size, size);
4597         ret = -EIO;
4598         goto out;
4599     }
4600
4601     if (end_mark != RAMBLOCK_RECV_BITMAP_ENDING) {
4602         error_report("%s: ramblock '%s' end mark incorrect: 0x%"PRIu64,
4603                      __func__, block->idstr, end_mark);
4604         ret = -EINVAL;
4605         goto out;
4606     }
4607
4608     /*
4609      * Endianess convertion. We are during postcopy (though paused).
4610      * The dirty bitmap won't change. We can directly modify it.
4611      */
4612     bitmap_from_le(block->bmap, le_bitmap, nbits);
4613
4614     /*
4615      * What we received is "received bitmap". Revert it as the initial
4616      * dirty bitmap for this ramblock.
4617      */
4618     bitmap_complement(block->bmap, block->bmap, nbits);
4619
4620     trace_ram_dirty_bitmap_reload_complete(block->idstr);
4621
4622     /*
4623      * We succeeded to sync bitmap for current ramblock. If this is
4624      * the last one to sync, we need to notify the main send thread.
4625      */
4626     ram_dirty_bitmap_reload_notify(s);
4627
4628     ret = 0;
4629 out:
4630     g_free(le_bitmap);
4631     return ret;
4632 }
4633
4634 static int ram_resume_prepare(MigrationState *s, void *opaque)
4635 {
4636     RAMState *rs = *(RAMState **)opaque;
4637     int ret;
4638
4639     ret = ram_dirty_bitmap_sync_all(s, rs);
4640     if (ret) {
4641         return ret;
4642     }
4643
4644     ram_state_resume_prepare(rs, s->to_dst_file);
4645
4646     return 0;
4647 }
4648
4649 static SaveVMHandlers savevm_ram_handlers = {
4650     .save_setup = ram_save_setup,
4651     .save_live_iterate = ram_save_iterate,
4652     .save_live_complete_postcopy = ram_save_complete,
4653     .save_live_complete_precopy = ram_save_complete,
4654     .has_postcopy = ram_has_postcopy,
4655     .save_live_pending = ram_save_pending,
4656     .load_state = ram_load,
4657     .save_cleanup = ram_save_cleanup,
4658     .load_setup = ram_load_setup,
4659     .load_cleanup = ram_load_cleanup,
4660     .resume_prepare = ram_resume_prepare,
4661 };
4662
4663 void ram_mig_init(void)
4664 {
4665     qemu_mutex_init(&XBZRLE.lock);
4666     register_savevm_live("ram", 0, 4, &savevm_ram_handlers, &ram_state);
4667 }
This page took 0.282584 seconds and 4 git commands to generate.