Refactor some hax related codes.
[sdk/emulator/qemu.git] / kvm-all.c
1 /*
2  * QEMU KVM support
3  *
4  * Copyright IBM, Corp. 2008
5  *           Red Hat, Inc. 2008
6  *
7  * Authors:
8  *  Anthony Liguori   <aliguori@us.ibm.com>
9  *  Glauber Costa     <gcosta@redhat.com>
10  *
11  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2 or later.
12  * See the COPYING file in the top-level directory.
13  *
14  */
15
16 #include <sys/types.h>
17 #include <sys/ioctl.h>
18 #include <sys/mman.h>
19 #include <stdarg.h>
20
21 #include <linux/kvm.h>
22
23 #include "qemu-common.h"
24 #include "qemu/atomic.h"
25 #include "qemu/option.h"
26 #include "qemu/config-file.h"
27 #include "sysemu/sysemu.h"
28 #include "hw/hw.h"
29 #include "hw/pci/msi.h"
30 #include "exec/gdbstub.h"
31 #include "sysemu/kvm.h"
32 #include "qemu/bswap.h"
33 #include "exec/memory.h"
34 #include "exec/address-spaces.h"
35 #include "qemu/event_notifier.h"
36 #include "trace.h"
37
38 /* This check must be after config-host.h is included */
39 #ifdef CONFIG_EVENTFD
40 #include <sys/eventfd.h>
41 #endif
42
43 #ifdef CONFIG_VALGRIND_H
44 #include <valgrind/memcheck.h>
45 #endif
46
47 /* KVM uses PAGE_SIZE in its definition of COALESCED_MMIO_MAX */
48 #define PAGE_SIZE TARGET_PAGE_SIZE
49
50 //#define DEBUG_KVM
51
52 #ifdef DEBUG_KVM
53 #define DPRINTF(fmt, ...) \
54     do { fprintf(stderr, fmt, ## __VA_ARGS__); } while (0)
55 #else
56 #define DPRINTF(fmt, ...) \
57     do { } while (0)
58 #endif
59
60 #define KVM_MSI_HASHTAB_SIZE    256
61
62 typedef struct KVMSlot
63 {
64     hwaddr start_addr;
65     ram_addr_t memory_size;
66     void *ram;
67     int slot;
68     int flags;
69 } KVMSlot;
70
71 typedef struct kvm_dirty_log KVMDirtyLog;
72
73 struct KVMState
74 {
75     KVMSlot slots[32];
76     int fd;
77     int vmfd;
78     int coalesced_mmio;
79     struct kvm_coalesced_mmio_ring *coalesced_mmio_ring;
80     bool coalesced_flush_in_progress;
81     int broken_set_mem_region;
82     int migration_log;
83     int vcpu_events;
84     int robust_singlestep;
85     int debugregs;
86 #ifdef KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG
87     struct kvm_sw_breakpoint_head kvm_sw_breakpoints;
88 #endif
89     int pit_state2;
90     int xsave, xcrs;
91     int many_ioeventfds;
92     int intx_set_mask;
93     /* The man page (and posix) say ioctl numbers are signed int, but
94      * they're not.  Linux, glibc and *BSD all treat ioctl numbers as
95      * unsigned, and treating them as signed here can break things */
96     unsigned irq_set_ioctl;
97 #ifdef KVM_CAP_IRQ_ROUTING
98     struct kvm_irq_routing *irq_routes;
99     int nr_allocated_irq_routes;
100     uint32_t *used_gsi_bitmap;
101     unsigned int gsi_count;
102     QTAILQ_HEAD(msi_hashtab, KVMMSIRoute) msi_hashtab[KVM_MSI_HASHTAB_SIZE];
103     bool direct_msi;
104 #endif
105 };
106
107 KVMState *kvm_state;
108 bool kvm_kernel_irqchip;
109 bool kvm_async_interrupts_allowed;
110 bool kvm_irqfds_allowed;
111 bool kvm_msi_via_irqfd_allowed;
112 bool kvm_gsi_routing_allowed;
113 bool kvm_allowed;
114
115 static const KVMCapabilityInfo kvm_required_capabilites[] = {
116     KVM_CAP_INFO(USER_MEMORY),
117     KVM_CAP_INFO(DESTROY_MEMORY_REGION_WORKS),
118     KVM_CAP_LAST_INFO
119 };
120
121 static KVMSlot *kvm_alloc_slot(KVMState *s)
122 {
123     int i;
124
125     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
126         if (s->slots[i].memory_size == 0) {
127             return &s->slots[i];
128         }
129     }
130
131     fprintf(stderr, "%s: no free slot available\n", __func__);
132     abort();
133 }
134
135 static KVMSlot *kvm_lookup_matching_slot(KVMState *s,
136                                          hwaddr start_addr,
137                                          hwaddr end_addr)
138 {
139     int i;
140
141     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
142         KVMSlot *mem = &s->slots[i];
143
144         if (start_addr == mem->start_addr &&
145             end_addr == mem->start_addr + mem->memory_size) {
146             return mem;
147         }
148     }
149
150     return NULL;
151 }
152
153 /*
154  * Find overlapping slot with lowest start address
155  */
156 static KVMSlot *kvm_lookup_overlapping_slot(KVMState *s,
157                                             hwaddr start_addr,
158                                             hwaddr end_addr)
159 {
160     KVMSlot *found = NULL;
161     int i;
162
163     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
164         KVMSlot *mem = &s->slots[i];
165
166         if (mem->memory_size == 0 ||
167             (found && found->start_addr < mem->start_addr)) {
168             continue;
169         }
170
171         if (end_addr > mem->start_addr &&
172             start_addr < mem->start_addr + mem->memory_size) {
173             found = mem;
174         }
175     }
176
177     return found;
178 }
179
180 int kvm_physical_memory_addr_from_host(KVMState *s, void *ram,
181                                        hwaddr *phys_addr)
182 {
183     int i;
184
185     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
186         KVMSlot *mem = &s->slots[i];
187
188         if (ram >= mem->ram && ram < mem->ram + mem->memory_size) {
189             *phys_addr = mem->start_addr + (ram - mem->ram);
190             return 1;
191         }
192     }
193
194     return 0;
195 }
196
197 static int kvm_set_user_memory_region(KVMState *s, KVMSlot *slot)
198 {
199     struct kvm_userspace_memory_region mem;
200
201     mem.slot = slot->slot;
202     mem.guest_phys_addr = slot->start_addr;
203     mem.memory_size = slot->memory_size;
204     mem.userspace_addr = (unsigned long)slot->ram;
205     mem.flags = slot->flags;
206     if (s->migration_log) {
207         mem.flags |= KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES;
208     }
209     return kvm_vm_ioctl(s, KVM_SET_USER_MEMORY_REGION, &mem);
210 }
211
212 static void kvm_reset_vcpu(void *opaque)
213 {
214     CPUState *cpu = opaque;
215
216     kvm_arch_reset_vcpu(cpu);
217 }
218
219 int kvm_init_vcpu(CPUState *cpu)
220 {
221     KVMState *s = kvm_state;
222     long mmap_size;
223     int ret;
224
225     DPRINTF("kvm_init_vcpu\n");
226
227     ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_CREATE_VCPU, (void *)kvm_arch_vcpu_id(cpu));
228     if (ret < 0) {
229         DPRINTF("kvm_create_vcpu failed\n");
230         goto err;
231     }
232
233     cpu->kvm_fd = ret;
234     cpu->kvm_state = s;
235     cpu->kvm_vcpu_dirty = true;
236
237     mmap_size = kvm_ioctl(s, KVM_GET_VCPU_MMAP_SIZE, 0);
238     if (mmap_size < 0) {
239         ret = mmap_size;
240         DPRINTF("KVM_GET_VCPU_MMAP_SIZE failed\n");
241         goto err;
242     }
243
244     cpu->kvm_run = mmap(NULL, mmap_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,
245                         cpu->kvm_fd, 0);
246     if (cpu->kvm_run == MAP_FAILED) {
247         ret = -errno;
248         DPRINTF("mmap'ing vcpu state failed\n");
249         goto err;
250     }
251
252     if (s->coalesced_mmio && !s->coalesced_mmio_ring) {
253         s->coalesced_mmio_ring =
254             (void *)cpu->kvm_run + s->coalesced_mmio * PAGE_SIZE;
255     }
256
257     ret = kvm_arch_init_vcpu(cpu);
258     if (ret == 0) {
259         qemu_register_reset(kvm_reset_vcpu, cpu);
260         kvm_arch_reset_vcpu(cpu);
261     }
262 err:
263     return ret;
264 }
265
266 /*
267  * dirty pages logging control
268  */
269
270 static int kvm_mem_flags(KVMState *s, bool log_dirty)
271 {
272     return log_dirty ? KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES : 0;
273 }
274
275 static int kvm_slot_dirty_pages_log_change(KVMSlot *mem, bool log_dirty)
276 {
277     KVMState *s = kvm_state;
278     int flags, mask = KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES;
279     int old_flags;
280
281     old_flags = mem->flags;
282
283     flags = (mem->flags & ~mask) | kvm_mem_flags(s, log_dirty);
284     mem->flags = flags;
285
286     /* If nothing changed effectively, no need to issue ioctl */
287     if (s->migration_log) {
288         flags |= KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES;
289     }
290
291     if (flags == old_flags) {
292         return 0;
293     }
294
295     return kvm_set_user_memory_region(s, mem);
296 }
297
298 static int kvm_dirty_pages_log_change(hwaddr phys_addr,
299                                       ram_addr_t size, bool log_dirty)
300 {
301     KVMState *s = kvm_state;
302     KVMSlot *mem = kvm_lookup_matching_slot(s, phys_addr, phys_addr + size);
303
304     if (mem == NULL)  {
305         fprintf(stderr, "BUG: %s: invalid parameters " TARGET_FMT_plx "-"
306                 TARGET_FMT_plx "\n", __func__, phys_addr,
307                 (hwaddr)(phys_addr + size - 1));
308         return -EINVAL;
309     }
310     return kvm_slot_dirty_pages_log_change(mem, log_dirty);
311 }
312
313 static void kvm_log_start(MemoryListener *listener,
314                           MemoryRegionSection *section)
315 {
316     int r;
317
318     r = kvm_dirty_pages_log_change(section->offset_within_address_space,
319                                    section->size, true);
320     if (r < 0) {
321         abort();
322     }
323 }
324
325 static void kvm_log_stop(MemoryListener *listener,
326                           MemoryRegionSection *section)
327 {
328     int r;
329
330     r = kvm_dirty_pages_log_change(section->offset_within_address_space,
331                                    section->size, false);
332     if (r < 0) {
333         abort();
334     }
335 }
336
337 static int kvm_set_migration_log(int enable)
338 {
339     KVMState *s = kvm_state;
340     KVMSlot *mem;
341     int i, err;
342
343     s->migration_log = enable;
344
345     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
346         mem = &s->slots[i];
347
348         if (!mem->memory_size) {
349             continue;
350         }
351         if (!!(mem->flags & KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES) == enable) {
352             continue;
353         }
354         err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
355         if (err) {
356             return err;
357         }
358     }
359     return 0;
360 }
361
362 /* get kvm's dirty pages bitmap and update qemu's */
363 static int kvm_get_dirty_pages_log_range(MemoryRegionSection *section,
364                                          unsigned long *bitmap)
365 {
366     unsigned int i, j;
367     unsigned long page_number, c;
368     hwaddr addr, addr1;
369     unsigned int len = ((section->size / getpagesize()) + HOST_LONG_BITS - 1) / HOST_LONG_BITS;
370     unsigned long hpratio = getpagesize() / TARGET_PAGE_SIZE;
371
372     /*
373      * bitmap-traveling is faster than memory-traveling (for addr...)
374      * especially when most of the memory is not dirty.
375      */
376     for (i = 0; i < len; i++) {
377         if (bitmap[i] != 0) {
378             c = leul_to_cpu(bitmap[i]);
379             do {
380                 j = ffsl(c) - 1;
381                 c &= ~(1ul << j);
382                 page_number = (i * HOST_LONG_BITS + j) * hpratio;
383                 addr1 = page_number * TARGET_PAGE_SIZE;
384                 addr = section->offset_within_region + addr1;
385                 memory_region_set_dirty(section->mr, addr,
386                                         TARGET_PAGE_SIZE * hpratio);
387             } while (c != 0);
388         }
389     }
390     return 0;
391 }
392
393 #define ALIGN(x, y)  (((x)+(y)-1) & ~((y)-1))
394
395 /**
396  * kvm_physical_sync_dirty_bitmap - Grab dirty bitmap from kernel space
397  * This function updates qemu's dirty bitmap using
398  * memory_region_set_dirty().  This means all bits are set
399  * to dirty.
400  *
401  * @start_add: start of logged region.
402  * @end_addr: end of logged region.
403  */
404 static int kvm_physical_sync_dirty_bitmap(MemoryRegionSection *section)
405 {
406     KVMState *s = kvm_state;
407     unsigned long size, allocated_size = 0;
408     KVMDirtyLog d;
409     KVMSlot *mem;
410     int ret = 0;
411     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
412     hwaddr end_addr = start_addr + section->size;
413
414     d.dirty_bitmap = NULL;
415     while (start_addr < end_addr) {
416         mem = kvm_lookup_overlapping_slot(s, start_addr, end_addr);
417         if (mem == NULL) {
418             break;
419         }
420
421         /* XXX bad kernel interface alert
422          * For dirty bitmap, kernel allocates array of size aligned to
423          * bits-per-long.  But for case when the kernel is 64bits and
424          * the userspace is 32bits, userspace can't align to the same
425          * bits-per-long, since sizeof(long) is different between kernel
426          * and user space.  This way, userspace will provide buffer which
427          * may be 4 bytes less than the kernel will use, resulting in
428          * userspace memory corruption (which is not detectable by valgrind
429          * too, in most cases).
430          * So for now, let's align to 64 instead of HOST_LONG_BITS here, in
431          * a hope that sizeof(long) wont become >8 any time soon.
432          */
433         size = ALIGN(((mem->memory_size) >> TARGET_PAGE_BITS),
434                      /*HOST_LONG_BITS*/ 64) / 8;
435         if (!d.dirty_bitmap) {
436             d.dirty_bitmap = g_malloc(size);
437         } else if (size > allocated_size) {
438             d.dirty_bitmap = g_realloc(d.dirty_bitmap, size);
439         }
440         allocated_size = size;
441         memset(d.dirty_bitmap, 0, allocated_size);
442
443         d.slot = mem->slot;
444
445         if (kvm_vm_ioctl(s, KVM_GET_DIRTY_LOG, &d) == -1) {
446             DPRINTF("ioctl failed %d\n", errno);
447             ret = -1;
448             break;
449         }
450
451         kvm_get_dirty_pages_log_range(section, d.dirty_bitmap);
452         start_addr = mem->start_addr + mem->memory_size;
453     }
454     g_free(d.dirty_bitmap);
455
456     return ret;
457 }
458
459 static void kvm_coalesce_mmio_region(MemoryListener *listener,
460                                      MemoryRegionSection *secion,
461                                      hwaddr start, hwaddr size)
462 {
463     KVMState *s = kvm_state;
464
465     if (s->coalesced_mmio) {
466         struct kvm_coalesced_mmio_zone zone;
467
468         zone.addr = start;
469         zone.size = size;
470         zone.pad = 0;
471
472         (void)kvm_vm_ioctl(s, KVM_REGISTER_COALESCED_MMIO, &zone);
473     }
474 }
475
476 static void kvm_uncoalesce_mmio_region(MemoryListener *listener,
477                                        MemoryRegionSection *secion,
478                                        hwaddr start, hwaddr size)
479 {
480     KVMState *s = kvm_state;
481
482     if (s->coalesced_mmio) {
483         struct kvm_coalesced_mmio_zone zone;
484
485         zone.addr = start;
486         zone.size = size;
487         zone.pad = 0;
488
489         (void)kvm_vm_ioctl(s, KVM_UNREGISTER_COALESCED_MMIO, &zone);
490     }
491 }
492
493 int kvm_check_extension(KVMState *s, unsigned int extension)
494 {
495     int ret;
496
497     ret = kvm_ioctl(s, KVM_CHECK_EXTENSION, extension);
498     if (ret < 0) {
499         ret = 0;
500     }
501
502     return ret;
503 }
504
505 static int kvm_set_ioeventfd_mmio(int fd, uint32_t addr, uint32_t val,
506                                   bool assign, uint32_t size, bool datamatch)
507 {
508     int ret;
509     struct kvm_ioeventfd iofd;
510
511     iofd.datamatch = datamatch ? val : 0;
512     iofd.addr = addr;
513     iofd.len = size;
514     iofd.flags = 0;
515     iofd.fd = fd;
516
517     if (!kvm_enabled()) {
518         return -ENOSYS;
519     }
520
521     if (datamatch) {
522         iofd.flags |= KVM_IOEVENTFD_FLAG_DATAMATCH;
523     }
524     if (!assign) {
525         iofd.flags |= KVM_IOEVENTFD_FLAG_DEASSIGN;
526     }
527
528     ret = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_IOEVENTFD, &iofd);
529
530     if (ret < 0) {
531         return -errno;
532     }
533
534     return 0;
535 }
536
537 static int kvm_set_ioeventfd_pio(int fd, uint16_t addr, uint16_t val,
538                                  bool assign, uint32_t size, bool datamatch)
539 {
540     struct kvm_ioeventfd kick = {
541         .datamatch = datamatch ? val : 0,
542         .addr = addr,
543         .flags = KVM_IOEVENTFD_FLAG_PIO,
544         .len = size,
545         .fd = fd,
546     };
547     int r;
548     if (!kvm_enabled()) {
549         return -ENOSYS;
550     }
551     if (datamatch) {
552         kick.flags |= KVM_IOEVENTFD_FLAG_DATAMATCH;
553     }
554     if (!assign) {
555         kick.flags |= KVM_IOEVENTFD_FLAG_DEASSIGN;
556     }
557     r = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_IOEVENTFD, &kick);
558     if (r < 0) {
559         return r;
560     }
561     return 0;
562 }
563
564
565 static int kvm_check_many_ioeventfds(void)
566 {
567     /* Userspace can use ioeventfd for io notification.  This requires a host
568      * that supports eventfd(2) and an I/O thread; since eventfd does not
569      * support SIGIO it cannot interrupt the vcpu.
570      *
571      * Older kernels have a 6 device limit on the KVM io bus.  Find out so we
572      * can avoid creating too many ioeventfds.
573      */
574 #if defined(CONFIG_EVENTFD)
575     int ioeventfds[7];
576     int i, ret = 0;
577     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(ioeventfds); i++) {
578         ioeventfds[i] = eventfd(0, EFD_CLOEXEC);
579         if (ioeventfds[i] < 0) {
580             break;
581         }
582         ret = kvm_set_ioeventfd_pio(ioeventfds[i], 0, i, true, 2, true);
583         if (ret < 0) {
584             close(ioeventfds[i]);
585             break;
586         }
587     }
588
589     /* Decide whether many devices are supported or not */
590     ret = i == ARRAY_SIZE(ioeventfds);
591
592     while (i-- > 0) {
593         kvm_set_ioeventfd_pio(ioeventfds[i], 0, i, false, 2, true);
594         close(ioeventfds[i]);
595     }
596     return ret;
597 #else
598     return 0;
599 #endif
600 }
601
602 static const KVMCapabilityInfo *
603 kvm_check_extension_list(KVMState *s, const KVMCapabilityInfo *list)
604 {
605     while (list->name) {
606         if (!kvm_check_extension(s, list->value)) {
607             return list;
608         }
609         list++;
610     }
611     return NULL;
612 }
613
614 static void kvm_set_phys_mem(MemoryRegionSection *section, bool add)
615 {
616     KVMState *s = kvm_state;
617     KVMSlot *mem, old;
618     int err;
619     MemoryRegion *mr = section->mr;
620     bool log_dirty = memory_region_is_logging(mr);
621     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
622     ram_addr_t size = section->size;
623     void *ram = NULL;
624     unsigned delta;
625
626     /* kvm works in page size chunks, but the function may be called
627        with sub-page size and unaligned start address. */
628     delta = TARGET_PAGE_ALIGN(size) - size;
629     if (delta > size) {
630         return;
631     }
632     start_addr += delta;
633     size -= delta;
634     size &= TARGET_PAGE_MASK;
635     if (!size || (start_addr & ~TARGET_PAGE_MASK)) {
636         return;
637     }
638
639     if (!memory_region_is_ram(mr)) {
640         return;
641     }
642
643     ram = memory_region_get_ram_ptr(mr) + section->offset_within_region + delta;
644
645     while (1) {
646         mem = kvm_lookup_overlapping_slot(s, start_addr, start_addr + size);
647         if (!mem) {
648             break;
649         }
650
651         if (add && start_addr >= mem->start_addr &&
652             (start_addr + size <= mem->start_addr + mem->memory_size) &&
653             (ram - start_addr == mem->ram - mem->start_addr)) {
654             /* The new slot fits into the existing one and comes with
655              * identical parameters - update flags and done. */
656             kvm_slot_dirty_pages_log_change(mem, log_dirty);
657             return;
658         }
659
660         old = *mem;
661
662         if (mem->flags & KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES) {
663             kvm_physical_sync_dirty_bitmap(section);
664         }
665
666         /* unregister the overlapping slot */
667         mem->memory_size = 0;
668         err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
669         if (err) {
670             fprintf(stderr, "%s: error unregistering overlapping slot: %s\n",
671                     __func__, strerror(-err));
672             abort();
673         }
674
675         /* Workaround for older KVM versions: we can't join slots, even not by
676          * unregistering the previous ones and then registering the larger
677          * slot. We have to maintain the existing fragmentation. Sigh.
678          *
679          * This workaround assumes that the new slot starts at the same
680          * address as the first existing one. If not or if some overlapping
681          * slot comes around later, we will fail (not seen in practice so far)
682          * - and actually require a recent KVM version. */
683         if (s->broken_set_mem_region &&
684             old.start_addr == start_addr && old.memory_size < size && add) {
685             mem = kvm_alloc_slot(s);
686             mem->memory_size = old.memory_size;
687             mem->start_addr = old.start_addr;
688             mem->ram = old.ram;
689             mem->flags = kvm_mem_flags(s, log_dirty);
690
691             err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
692             if (err) {
693                 fprintf(stderr, "%s: error updating slot: %s\n", __func__,
694                         strerror(-err));
695                 abort();
696             }
697
698             start_addr += old.memory_size;
699             ram += old.memory_size;
700             size -= old.memory_size;
701             continue;
702         }
703
704         /* register prefix slot */
705         if (old.start_addr < start_addr) {
706             mem = kvm_alloc_slot(s);
707             mem->memory_size = start_addr - old.start_addr;
708             mem->start_addr = old.start_addr;
709             mem->ram = old.ram;
710             mem->flags =  kvm_mem_flags(s, log_dirty);
711
712             err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
713             if (err) {
714                 fprintf(stderr, "%s: error registering prefix slot: %s\n",
715                         __func__, strerror(-err));
716 #ifdef TARGET_PPC
717                 fprintf(stderr, "%s: This is probably because your kernel's " \
718                                 "PAGE_SIZE is too big. Please try to use 4k " \
719                                 "PAGE_SIZE!\n", __func__);
720 #endif
721                 abort();
722             }
723         }
724
725         /* register suffix slot */
726         if (old.start_addr + old.memory_size > start_addr + size) {
727             ram_addr_t size_delta;
728
729             mem = kvm_alloc_slot(s);
730             mem->start_addr = start_addr + size;
731             size_delta = mem->start_addr - old.start_addr;
732             mem->memory_size = old.memory_size - size_delta;
733             mem->ram = old.ram + size_delta;
734             mem->flags = kvm_mem_flags(s, log_dirty);
735
736             err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
737             if (err) {
738                 fprintf(stderr, "%s: error registering suffix slot: %s\n",
739                         __func__, strerror(-err));
740                 abort();
741             }
742         }
743     }
744
745     /* in case the KVM bug workaround already "consumed" the new slot */
746     if (!size) {
747         return;
748     }
749     if (!add) {
750         return;
751     }
752     mem = kvm_alloc_slot(s);
753     mem->memory_size = size;
754     mem->start_addr = start_addr;
755     mem->ram = ram;
756     mem->flags = kvm_mem_flags(s, log_dirty);
757
758     err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
759     if (err) {
760         fprintf(stderr, "%s: error registering slot: %s\n", __func__,
761                 strerror(-err));
762         abort();
763     }
764 }
765
766 static void kvm_region_add(MemoryListener *listener,
767                            MemoryRegionSection *section)
768 {
769     kvm_set_phys_mem(section, true);
770 }
771
772 static void kvm_region_del(MemoryListener *listener,
773                            MemoryRegionSection *section)
774 {
775     kvm_set_phys_mem(section, false);
776 }
777
778 static void kvm_log_sync(MemoryListener *listener,
779                          MemoryRegionSection *section)
780 {
781     int r;
782
783     r = kvm_physical_sync_dirty_bitmap(section);
784     if (r < 0) {
785         abort();
786     }
787 }
788
789 static void kvm_log_global_start(struct MemoryListener *listener)
790 {
791     int r;
792
793     r = kvm_set_migration_log(1);
794     assert(r >= 0);
795 }
796
797 static void kvm_log_global_stop(struct MemoryListener *listener)
798 {
799     int r;
800
801     r = kvm_set_migration_log(0);
802     assert(r >= 0);
803 }
804
805 static void kvm_mem_ioeventfd_add(MemoryListener *listener,
806                                   MemoryRegionSection *section,
807                                   bool match_data, uint64_t data,
808                                   EventNotifier *e)
809 {
810     int fd = event_notifier_get_fd(e);
811     int r;
812
813     r = kvm_set_ioeventfd_mmio(fd, section->offset_within_address_space,
814                                data, true, section->size, match_data);
815     if (r < 0) {
816         abort();
817     }
818 }
819
820 static void kvm_mem_ioeventfd_del(MemoryListener *listener,
821                                   MemoryRegionSection *section,
822                                   bool match_data, uint64_t data,
823                                   EventNotifier *e)
824 {
825     int fd = event_notifier_get_fd(e);
826     int r;
827
828     r = kvm_set_ioeventfd_mmio(fd, section->offset_within_address_space,
829                                data, false, section->size, match_data);
830     if (r < 0) {
831         abort();
832     }
833 }
834
835 static void kvm_io_ioeventfd_add(MemoryListener *listener,
836                                  MemoryRegionSection *section,
837                                  bool match_data, uint64_t data,
838                                  EventNotifier *e)
839 {
840     int fd = event_notifier_get_fd(e);
841     int r;
842
843     r = kvm_set_ioeventfd_pio(fd, section->offset_within_address_space,
844                               data, true, section->size, match_data);
845     if (r < 0) {
846         abort();
847     }
848 }
849
850 static void kvm_io_ioeventfd_del(MemoryListener *listener,
851                                  MemoryRegionSection *section,
852                                  bool match_data, uint64_t data,
853                                  EventNotifier *e)
854
855 {
856     int fd = event_notifier_get_fd(e);
857     int r;
858
859     r = kvm_set_ioeventfd_pio(fd, section->offset_within_address_space,
860                               data, false, section->size, match_data);
861     if (r < 0) {
862         abort();
863     }
864 }
865
866 static MemoryListener kvm_memory_listener = {
867     .region_add = kvm_region_add,
868     .region_del = kvm_region_del,
869     .log_start = kvm_log_start,
870     .log_stop = kvm_log_stop,
871     .log_sync = kvm_log_sync,
872     .log_global_start = kvm_log_global_start,
873     .log_global_stop = kvm_log_global_stop,
874     .eventfd_add = kvm_mem_ioeventfd_add,
875     .eventfd_del = kvm_mem_ioeventfd_del,
876     .coalesced_mmio_add = kvm_coalesce_mmio_region,
877     .coalesced_mmio_del = kvm_uncoalesce_mmio_region,
878     .priority = 10,
879 };
880
881 static MemoryListener kvm_io_listener = {
882     .eventfd_add = kvm_io_ioeventfd_add,
883     .eventfd_del = kvm_io_ioeventfd_del,
884     .priority = 10,
885 };
886
887 static void kvm_handle_interrupt(CPUState *cpu, int mask)
888 {
889     cpu->interrupt_request |= mask;
890
891     if (!qemu_cpu_is_self(cpu)) {
892         qemu_cpu_kick(cpu);
893     }
894 }
895
896 int kvm_set_irq(KVMState *s, int irq, int level)
897 {
898     struct kvm_irq_level event;
899     int ret;
900
901     assert(kvm_async_interrupts_enabled());
902
903     event.level = level;
904     event.irq = irq;
905     ret = kvm_vm_ioctl(s, s->irq_set_ioctl, &event);
906     if (ret < 0) {
907         perror("kvm_set_irq");
908         abort();
909     }
910
911     return (s->irq_set_ioctl == KVM_IRQ_LINE) ? 1 : event.status;
912 }
913
914 #ifdef KVM_CAP_IRQ_ROUTING
915 typedef struct KVMMSIRoute {
916     struct kvm_irq_routing_entry kroute;
917     QTAILQ_ENTRY(KVMMSIRoute) entry;
918 } KVMMSIRoute;
919
920 static void set_gsi(KVMState *s, unsigned int gsi)
921 {
922     s->used_gsi_bitmap[gsi / 32] |= 1U << (gsi % 32);
923 }
924
925 static void clear_gsi(KVMState *s, unsigned int gsi)
926 {
927     s->used_gsi_bitmap[gsi / 32] &= ~(1U << (gsi % 32));
928 }
929
930 static void kvm_init_irq_routing(KVMState *s)
931 {
932     int gsi_count, i;
933
934     gsi_count = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_IRQ_ROUTING);
935     if (gsi_count > 0) {
936         unsigned int gsi_bits, i;
937
938         /* Round up so we can search ints using ffs */
939         gsi_bits = ALIGN(gsi_count, 32);
940         s->used_gsi_bitmap = g_malloc0(gsi_bits / 8);
941         s->gsi_count = gsi_count;
942
943         /* Mark any over-allocated bits as already in use */
944         for (i = gsi_count; i < gsi_bits; i++) {
945             set_gsi(s, i);
946         }
947     }
948
949     s->irq_routes = g_malloc0(sizeof(*s->irq_routes));
950     s->nr_allocated_irq_routes = 0;
951
952     if (!s->direct_msi) {
953         for (i = 0; i < KVM_MSI_HASHTAB_SIZE; i++) {
954             QTAILQ_INIT(&s->msi_hashtab[i]);
955         }
956     }
957
958     kvm_arch_init_irq_routing(s);
959 }
960
961 static void kvm_irqchip_commit_routes(KVMState *s)
962 {
963     int ret;
964
965     s->irq_routes->flags = 0;
966     ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_SET_GSI_ROUTING, s->irq_routes);
967     assert(ret == 0);
968 }
969
970 static void kvm_add_routing_entry(KVMState *s,
971                                   struct kvm_irq_routing_entry *entry)
972 {
973     struct kvm_irq_routing_entry *new;
974     int n, size;
975
976     if (s->irq_routes->nr == s->nr_allocated_irq_routes) {
977         n = s->nr_allocated_irq_routes * 2;
978         if (n < 64) {
979             n = 64;
980         }
981         size = sizeof(struct kvm_irq_routing);
982         size += n * sizeof(*new);
983         s->irq_routes = g_realloc(s->irq_routes, size);
984         s->nr_allocated_irq_routes = n;
985     }
986     n = s->irq_routes->nr++;
987     new = &s->irq_routes->entries[n];
988     memset(new, 0, sizeof(*new));
989     new->gsi = entry->gsi;
990     new->type = entry->type;
991     new->flags = entry->flags;
992     new->u = entry->u;
993
994     set_gsi(s, entry->gsi);
995
996     kvm_irqchip_commit_routes(s);
997 }
998
999 static int kvm_update_routing_entry(KVMState *s,
1000                                     struct kvm_irq_routing_entry *new_entry)
1001 {
1002     struct kvm_irq_routing_entry *entry;
1003     int n;
1004
1005     for (n = 0; n < s->irq_routes->nr; n++) {
1006         entry = &s->irq_routes->entries[n];
1007         if (entry->gsi != new_entry->gsi) {
1008             continue;
1009         }
1010
1011         entry->type = new_entry->type;
1012         entry->flags = new_entry->flags;
1013         entry->u = new_entry->u;
1014
1015         kvm_irqchip_commit_routes(s);
1016
1017         return 0;
1018     }
1019
1020     return -ESRCH;
1021 }
1022
1023 void kvm_irqchip_add_irq_route(KVMState *s, int irq, int irqchip, int pin)
1024 {
1025     struct kvm_irq_routing_entry e;
1026
1027     assert(pin < s->gsi_count);
1028
1029     e.gsi = irq;
1030     e.type = KVM_IRQ_ROUTING_IRQCHIP;
1031     e.flags = 0;
1032     e.u.irqchip.irqchip = irqchip;
1033     e.u.irqchip.pin = pin;
1034     kvm_add_routing_entry(s, &e);
1035 }
1036
1037 void kvm_irqchip_release_virq(KVMState *s, int virq)
1038 {
1039     struct kvm_irq_routing_entry *e;
1040     int i;
1041
1042     for (i = 0; i < s->irq_routes->nr; i++) {
1043         e = &s->irq_routes->entries[i];
1044         if (e->gsi == virq) {
1045             s->irq_routes->nr--;
1046             *e = s->irq_routes->entries[s->irq_routes->nr];
1047         }
1048     }
1049     clear_gsi(s, virq);
1050 }
1051
1052 static unsigned int kvm_hash_msi(uint32_t data)
1053 {
1054     /* This is optimized for IA32 MSI layout. However, no other arch shall
1055      * repeat the mistake of not providing a direct MSI injection API. */
1056     return data & 0xff;
1057 }
1058
1059 static void kvm_flush_dynamic_msi_routes(KVMState *s)
1060 {
1061     KVMMSIRoute *route, *next;
1062     unsigned int hash;
1063
1064     for (hash = 0; hash < KVM_MSI_HASHTAB_SIZE; hash++) {
1065         QTAILQ_FOREACH_SAFE(route, &s->msi_hashtab[hash], entry, next) {
1066             kvm_irqchip_release_virq(s, route->kroute.gsi);
1067             QTAILQ_REMOVE(&s->msi_hashtab[hash], route, entry);
1068             g_free(route);
1069         }
1070     }
1071 }
1072
1073 static int kvm_irqchip_get_virq(KVMState *s)
1074 {
1075     uint32_t *word = s->used_gsi_bitmap;
1076     int max_words = ALIGN(s->gsi_count, 32) / 32;
1077     int i, bit;
1078     bool retry = true;
1079
1080 again:
1081     /* Return the lowest unused GSI in the bitmap */
1082     for (i = 0; i < max_words; i++) {
1083         bit = ffs(~word[i]);
1084         if (!bit) {
1085             continue;
1086         }
1087
1088         return bit - 1 + i * 32;
1089     }
1090     if (!s->direct_msi && retry) {
1091         retry = false;
1092         kvm_flush_dynamic_msi_routes(s);
1093         goto again;
1094     }
1095     return -ENOSPC;
1096
1097 }
1098
1099 static KVMMSIRoute *kvm_lookup_msi_route(KVMState *s, MSIMessage msg)
1100 {
1101     unsigned int hash = kvm_hash_msi(msg.data);
1102     KVMMSIRoute *route;
1103
1104     QTAILQ_FOREACH(route, &s->msi_hashtab[hash], entry) {
1105         if (route->kroute.u.msi.address_lo == (uint32_t)msg.address &&
1106             route->kroute.u.msi.address_hi == (msg.address >> 32) &&
1107             route->kroute.u.msi.data == msg.data) {
1108             return route;
1109         }
1110     }
1111     return NULL;
1112 }
1113
1114 int kvm_irqchip_send_msi(KVMState *s, MSIMessage msg)
1115 {
1116     struct kvm_msi msi;
1117     KVMMSIRoute *route;
1118
1119     if (s->direct_msi) {
1120         msi.address_lo = (uint32_t)msg.address;
1121         msi.address_hi = msg.address >> 32;
1122         msi.data = msg.data;
1123         msi.flags = 0;
1124         memset(msi.pad, 0, sizeof(msi.pad));
1125
1126         return kvm_vm_ioctl(s, KVM_SIGNAL_MSI, &msi);
1127     }
1128
1129     route = kvm_lookup_msi_route(s, msg);
1130     if (!route) {
1131         int virq;
1132
1133         virq = kvm_irqchip_get_virq(s);
1134         if (virq < 0) {
1135             return virq;
1136         }
1137
1138         route = g_malloc(sizeof(KVMMSIRoute));
1139         route->kroute.gsi = virq;
1140         route->kroute.type = KVM_IRQ_ROUTING_MSI;
1141         route->kroute.flags = 0;
1142         route->kroute.u.msi.address_lo = (uint32_t)msg.address;
1143         route->kroute.u.msi.address_hi = msg.address >> 32;
1144         route->kroute.u.msi.data = msg.data;
1145
1146         kvm_add_routing_entry(s, &route->kroute);
1147
1148         QTAILQ_INSERT_TAIL(&s->msi_hashtab[kvm_hash_msi(msg.data)], route,
1149                            entry);
1150     }
1151
1152     assert(route->kroute.type == KVM_IRQ_ROUTING_MSI);
1153
1154     return kvm_set_irq(s, route->kroute.gsi, 1);
1155 }
1156
1157 int kvm_irqchip_add_msi_route(KVMState *s, MSIMessage msg)
1158 {
1159     struct kvm_irq_routing_entry kroute;
1160     int virq;
1161
1162     if (!kvm_gsi_routing_enabled()) {
1163         return -ENOSYS;
1164     }
1165
1166     virq = kvm_irqchip_get_virq(s);
1167     if (virq < 0) {
1168         return virq;
1169     }
1170
1171     kroute.gsi = virq;
1172     kroute.type = KVM_IRQ_ROUTING_MSI;
1173     kroute.flags = 0;
1174     kroute.u.msi.address_lo = (uint32_t)msg.address;
1175     kroute.u.msi.address_hi = msg.address >> 32;
1176     kroute.u.msi.data = msg.data;
1177
1178     kvm_add_routing_entry(s, &kroute);
1179
1180     return virq;
1181 }
1182
1183 int kvm_irqchip_update_msi_route(KVMState *s, int virq, MSIMessage msg)
1184 {
1185     struct kvm_irq_routing_entry kroute;
1186
1187     if (!kvm_irqchip_in_kernel()) {
1188         return -ENOSYS;
1189     }
1190
1191     kroute.gsi = virq;
1192     kroute.type = KVM_IRQ_ROUTING_MSI;
1193     kroute.flags = 0;
1194     kroute.u.msi.address_lo = (uint32_t)msg.address;
1195     kroute.u.msi.address_hi = msg.address >> 32;
1196     kroute.u.msi.data = msg.data;
1197
1198     return kvm_update_routing_entry(s, &kroute);
1199 }
1200
1201 static int kvm_irqchip_assign_irqfd(KVMState *s, int fd, int virq, bool assign)
1202 {
1203     struct kvm_irqfd irqfd = {
1204         .fd = fd,
1205         .gsi = virq,
1206         .flags = assign ? 0 : KVM_IRQFD_FLAG_DEASSIGN,
1207     };
1208
1209     if (!kvm_irqfds_enabled()) {
1210         return -ENOSYS;
1211     }
1212
1213     return kvm_vm_ioctl(s, KVM_IRQFD, &irqfd);
1214 }
1215
1216 #else /* !KVM_CAP_IRQ_ROUTING */
1217
1218 static void kvm_init_irq_routing(KVMState *s)
1219 {
1220 }
1221
1222 void kvm_irqchip_release_virq(KVMState *s, int virq)
1223 {
1224 }
1225
1226 int kvm_irqchip_send_msi(KVMState *s, MSIMessage msg)
1227 {
1228     abort();
1229 }
1230
1231 int kvm_irqchip_add_msi_route(KVMState *s, MSIMessage msg)
1232 {
1233     return -ENOSYS;
1234 }
1235
1236 static int kvm_irqchip_assign_irqfd(KVMState *s, int fd, int virq, bool assign)
1237 {
1238     abort();
1239 }
1240
1241 int kvm_irqchip_update_msi_route(KVMState *s, int virq, MSIMessage msg)
1242 {
1243     return -ENOSYS;
1244 }
1245 #endif /* !KVM_CAP_IRQ_ROUTING */
1246
1247 int kvm_irqchip_add_irqfd_notifier(KVMState *s, EventNotifier *n, int virq)
1248 {
1249     return kvm_irqchip_assign_irqfd(s, event_notifier_get_fd(n), virq, true);
1250 }
1251
1252 int kvm_irqchip_remove_irqfd_notifier(KVMState *s, EventNotifier *n, int virq)
1253 {
1254     return kvm_irqchip_assign_irqfd(s, event_notifier_get_fd(n), virq, false);
1255 }
1256
1257 static int kvm_irqchip_create(KVMState *s)
1258 {
1259     QemuOptsList *list = qemu_find_opts("machine");
1260     int ret;
1261
1262     if (QTAILQ_EMPTY(&list->head) ||
1263         !qemu_opt_get_bool(QTAILQ_FIRST(&list->head),
1264                            "kernel_irqchip", true) ||
1265         !kvm_check_extension(s, KVM_CAP_IRQCHIP)) {
1266         return 0;
1267     }
1268
1269     ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_CREATE_IRQCHIP);
1270     if (ret < 0) {
1271         fprintf(stderr, "Create kernel irqchip failed\n");
1272         return ret;
1273     }
1274
1275     kvm_kernel_irqchip = true;
1276     /* If we have an in-kernel IRQ chip then we must have asynchronous
1277      * interrupt delivery (though the reverse is not necessarily true)
1278      */
1279     kvm_async_interrupts_allowed = true;
1280
1281     kvm_init_irq_routing(s);
1282
1283     return 0;
1284 }
1285
1286 static int kvm_max_vcpus(KVMState *s)
1287 {
1288     int ret;
1289
1290     /* Find number of supported CPUs using the recommended
1291      * procedure from the kernel API documentation to cope with
1292      * older kernels that may be missing capabilities.
1293      */
1294     ret = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_MAX_VCPUS);
1295     if (ret) {
1296         return ret;
1297     }
1298     ret = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_NR_VCPUS);
1299     if (ret) {
1300         return ret;
1301     }
1302
1303     return 4;
1304 }
1305
1306 int kvm_init(void)
1307 {
1308     static const char upgrade_note[] =
1309         "Please upgrade to at least kernel 2.6.29 or recent kvm-kmod\n"
1310         "(see http://sourceforge.net/projects/kvm).\n";
1311     KVMState *s;
1312     const KVMCapabilityInfo *missing_cap;
1313     int ret;
1314     int i;
1315     int max_vcpus;
1316
1317     s = g_malloc0(sizeof(KVMState));
1318
1319     /*
1320      * On systems where the kernel can support different base page
1321      * sizes, host page size may be different from TARGET_PAGE_SIZE,
1322      * even with KVM.  TARGET_PAGE_SIZE is assumed to be the minimum
1323      * page size for the system though.
1324      */
1325     assert(TARGET_PAGE_SIZE <= getpagesize());
1326
1327 #ifdef KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG
1328     QTAILQ_INIT(&s->kvm_sw_breakpoints);
1329 #endif
1330     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
1331         s->slots[i].slot = i;
1332     }
1333     s->vmfd = -1;
1334     s->fd = qemu_open("/dev/kvm", O_RDWR);
1335     if (s->fd == -1) {
1336         fprintf(stderr, "Could not access KVM kernel module: %m\n");
1337         ret = -errno;
1338         goto err;
1339     }
1340
1341     ret = kvm_ioctl(s, KVM_GET_API_VERSION, 0);
1342     if (ret < KVM_API_VERSION) {
1343         if (ret > 0) {
1344             ret = -EINVAL;
1345         }
1346         fprintf(stderr, "kvm version too old\n");
1347         goto err;
1348     }
1349
1350     if (ret > KVM_API_VERSION) {
1351         ret = -EINVAL;
1352         fprintf(stderr, "kvm version not supported\n");
1353         goto err;
1354     }
1355
1356     max_vcpus = kvm_max_vcpus(s);
1357     if (smp_cpus > max_vcpus) {
1358         ret = -EINVAL;
1359         fprintf(stderr, "Number of SMP cpus requested (%d) exceeds max cpus "
1360                 "supported by KVM (%d)\n", smp_cpus, max_vcpus);
1361         goto err;
1362     }
1363
1364     s->vmfd = kvm_ioctl(s, KVM_CREATE_VM, 0);
1365     if (s->vmfd < 0) {
1366 #ifdef TARGET_S390X
1367         fprintf(stderr, "Please add the 'switch_amode' kernel parameter to "
1368                         "your host kernel command line\n");
1369 #endif
1370         ret = s->vmfd;
1371         goto err;
1372     }
1373
1374     missing_cap = kvm_check_extension_list(s, kvm_required_capabilites);
1375     if (!missing_cap) {
1376         missing_cap =
1377             kvm_check_extension_list(s, kvm_arch_required_capabilities);
1378     }
1379     if (missing_cap) {
1380         ret = -EINVAL;
1381         fprintf(stderr, "kvm does not support %s\n%s",
1382                 missing_cap->name, upgrade_note);
1383         goto err;
1384     }
1385
1386     s->coalesced_mmio = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_COALESCED_MMIO);
1387
1388     s->broken_set_mem_region = 1;
1389     ret = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_JOIN_MEMORY_REGIONS_WORKS);
1390     if (ret > 0) {
1391         s->broken_set_mem_region = 0;
1392     }
1393
1394 #ifdef KVM_CAP_VCPU_EVENTS
1395     s->vcpu_events = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_VCPU_EVENTS);
1396 #endif
1397
1398     s->robust_singlestep =
1399         kvm_check_extension(s, KVM_CAP_X86_ROBUST_SINGLESTEP);
1400
1401 #ifdef KVM_CAP_DEBUGREGS
1402     s->debugregs = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_DEBUGREGS);
1403 #endif
1404
1405 #ifdef KVM_CAP_XSAVE
1406     s->xsave = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_XSAVE);
1407 #endif
1408
1409 #ifdef KVM_CAP_XCRS
1410     s->xcrs = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_XCRS);
1411 #endif
1412
1413 #ifdef KVM_CAP_PIT_STATE2
1414     s->pit_state2 = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_PIT_STATE2);
1415 #endif
1416
1417 #ifdef KVM_CAP_IRQ_ROUTING
1418     s->direct_msi = (kvm_check_extension(s, KVM_CAP_SIGNAL_MSI) > 0);
1419 #endif
1420
1421     s->intx_set_mask = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_PCI_2_3);
1422
1423     s->irq_set_ioctl = KVM_IRQ_LINE;
1424     if (kvm_check_extension(s, KVM_CAP_IRQ_INJECT_STATUS)) {
1425         s->irq_set_ioctl = KVM_IRQ_LINE_STATUS;
1426     }
1427
1428     ret = kvm_arch_init(s);
1429     if (ret < 0) {
1430         goto err;
1431     }
1432
1433     ret = kvm_irqchip_create(s);
1434     if (ret < 0) {
1435         goto err;
1436     }
1437
1438     kvm_state = s;
1439     memory_listener_register(&kvm_memory_listener, &address_space_memory);
1440     memory_listener_register(&kvm_io_listener, &address_space_io);
1441
1442     s->many_ioeventfds = kvm_check_many_ioeventfds();
1443
1444     cpu_interrupt_handler = kvm_handle_interrupt;
1445
1446     return 0;
1447
1448 err:
1449     if (s->vmfd >= 0) {
1450         close(s->vmfd);
1451     }
1452     if (s->fd != -1) {
1453         close(s->fd);
1454     }
1455     g_free(s);
1456
1457     return ret;
1458 }
1459
1460 static void kvm_handle_io(uint16_t port, void *data, int direction, int size,
1461                           uint32_t count)
1462 {
1463     int i;
1464     uint8_t *ptr = data;
1465
1466     for (i = 0; i < count; i++) {
1467         if (direction == KVM_EXIT_IO_IN) {
1468             switch (size) {
1469             case 1:
1470                 stb_p(ptr, cpu_inb(port));
1471                 break;
1472             case 2:
1473                 stw_p(ptr, cpu_inw(port));
1474                 break;
1475             case 4:
1476                 stl_p(ptr, cpu_inl(port));
1477                 break;
1478             }
1479         } else {
1480             switch (size) {
1481             case 1:
1482                 cpu_outb(port, ldub_p(ptr));
1483                 break;
1484             case 2:
1485                 cpu_outw(port, lduw_p(ptr));
1486                 break;
1487             case 4:
1488                 cpu_outl(port, ldl_p(ptr));
1489                 break;
1490             }
1491         }
1492
1493         ptr += size;
1494     }
1495 }
1496
1497 static int kvm_handle_internal_error(CPUArchState *env, struct kvm_run *run)
1498 {
1499     CPUState *cpu = ENV_GET_CPU(env);
1500
1501     fprintf(stderr, "KVM internal error.");
1502     if (kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_INTERNAL_ERROR_DATA)) {
1503         int i;
1504
1505         fprintf(stderr, " Suberror: %d\n", run->internal.suberror);
1506         for (i = 0; i < run->internal.ndata; ++i) {
1507             fprintf(stderr, "extra data[%d]: %"PRIx64"\n",
1508                     i, (uint64_t)run->internal.data[i]);
1509         }
1510     } else {
1511         fprintf(stderr, "\n");
1512     }
1513     if (run->internal.suberror == KVM_INTERNAL_ERROR_EMULATION) {
1514         fprintf(stderr, "emulation failure\n");
1515         if (!kvm_arch_stop_on_emulation_error(cpu)) {
1516             cpu_dump_state(env, stderr, fprintf, CPU_DUMP_CODE);
1517             return EXCP_INTERRUPT;
1518         }
1519     }
1520     /* FIXME: Should trigger a qmp message to let management know
1521      * something went wrong.
1522      */
1523     return -1;
1524 }
1525
1526 void kvm_flush_coalesced_mmio_buffer(void)
1527 {
1528     KVMState *s = kvm_state;
1529
1530     if (s->coalesced_flush_in_progress) {
1531         return;
1532     }
1533
1534     s->coalesced_flush_in_progress = true;
1535
1536     if (s->coalesced_mmio_ring) {
1537         struct kvm_coalesced_mmio_ring *ring = s->coalesced_mmio_ring;
1538         while (ring->first != ring->last) {
1539             struct kvm_coalesced_mmio *ent;
1540
1541             ent = &ring->coalesced_mmio[ring->first];
1542
1543             cpu_physical_memory_write(ent->phys_addr, ent->data, ent->len);
1544             smp_wmb();
1545             ring->first = (ring->first + 1) % KVM_COALESCED_MMIO_MAX;
1546         }
1547     }
1548
1549     s->coalesced_flush_in_progress = false;
1550 }
1551
1552 static void do_kvm_cpu_synchronize_state(void *arg)
1553 {
1554     CPUState *cpu = arg;
1555
1556     if (!cpu->kvm_vcpu_dirty) {
1557         kvm_arch_get_registers(cpu);
1558         cpu->kvm_vcpu_dirty = true;
1559     }
1560 }
1561
1562 void kvm_cpu_synchronize_state(CPUArchState *env)
1563 {
1564     CPUState *cpu = ENV_GET_CPU(env);
1565
1566     if (!cpu->kvm_vcpu_dirty) {
1567         run_on_cpu(cpu, do_kvm_cpu_synchronize_state, cpu);
1568     }
1569 }
1570
1571 void kvm_cpu_synchronize_post_reset(CPUState *cpu)
1572 {
1573     kvm_arch_put_registers(cpu, KVM_PUT_RESET_STATE);
1574     cpu->kvm_vcpu_dirty = false;
1575 }
1576
1577 void kvm_cpu_synchronize_post_init(CPUState *cpu)
1578 {
1579     kvm_arch_put_registers(cpu, KVM_PUT_FULL_STATE);
1580     cpu->kvm_vcpu_dirty = false;
1581 }
1582
1583 int kvm_cpu_exec(CPUArchState *env)
1584 {
1585     CPUState *cpu = ENV_GET_CPU(env);
1586     struct kvm_run *run = cpu->kvm_run;
1587     int ret, run_ret;
1588
1589     DPRINTF("kvm_cpu_exec()\n");
1590
1591     if (kvm_arch_process_async_events(cpu)) {
1592         cpu->exit_request = 0;
1593         return EXCP_HLT;
1594     }
1595
1596     do {
1597         if (cpu->kvm_vcpu_dirty) {
1598             kvm_arch_put_registers(cpu, KVM_PUT_RUNTIME_STATE);
1599             cpu->kvm_vcpu_dirty = false;
1600         }
1601
1602         kvm_arch_pre_run(cpu, run);
1603         if (cpu->exit_request) {
1604             DPRINTF("interrupt exit requested\n");
1605             /*
1606              * KVM requires us to reenter the kernel after IO exits to complete
1607              * instruction emulation. This self-signal will ensure that we
1608              * leave ASAP again.
1609              */
1610             qemu_cpu_kick_self();
1611         }
1612         qemu_mutex_unlock_iothread();
1613
1614         run_ret = kvm_vcpu_ioctl(cpu, KVM_RUN, 0);
1615
1616         qemu_mutex_lock_iothread();
1617         kvm_arch_post_run(cpu, run);
1618
1619         if (run_ret < 0) {
1620             if (run_ret == -EINTR || run_ret == -EAGAIN) {
1621                 DPRINTF("io window exit\n");
1622                 ret = EXCP_INTERRUPT;
1623                 break;
1624             }
1625             fprintf(stderr, "error: kvm run failed %s\n",
1626                     strerror(-run_ret));
1627             abort();
1628         }
1629
1630         trace_kvm_run_exit(cpu->cpu_index, run->exit_reason);
1631         switch (run->exit_reason) {
1632         case KVM_EXIT_IO:
1633             DPRINTF("handle_io\n");
1634             kvm_handle_io(run->io.port,
1635                           (uint8_t *)run + run->io.data_offset,
1636                           run->io.direction,
1637                           run->io.size,
1638                           run->io.count);
1639             ret = 0;
1640             break;
1641         case KVM_EXIT_MMIO:
1642             DPRINTF("handle_mmio\n");
1643             cpu_physical_memory_rw(run->mmio.phys_addr,
1644                                    run->mmio.data,
1645                                    run->mmio.len,
1646                                    run->mmio.is_write);
1647             ret = 0;
1648             break;
1649         case KVM_EXIT_IRQ_WINDOW_OPEN:
1650             DPRINTF("irq_window_open\n");
1651             ret = EXCP_INTERRUPT;
1652             break;
1653         case KVM_EXIT_SHUTDOWN:
1654             DPRINTF("shutdown\n");
1655             qemu_system_reset_request();
1656             ret = EXCP_INTERRUPT;
1657             break;
1658         case KVM_EXIT_UNKNOWN:
1659             fprintf(stderr, "KVM: unknown exit, hardware reason %" PRIx64 "\n",
1660                     (uint64_t)run->hw.hardware_exit_reason);
1661             ret = -1;
1662             break;
1663         case KVM_EXIT_INTERNAL_ERROR:
1664             ret = kvm_handle_internal_error(env, run);
1665             break;
1666         default:
1667             DPRINTF("kvm_arch_handle_exit\n");
1668             ret = kvm_arch_handle_exit(cpu, run);
1669             break;
1670         }
1671     } while (ret == 0);
1672
1673     if (ret < 0) {
1674         cpu_dump_state(env, stderr, fprintf, CPU_DUMP_CODE);
1675         vm_stop(RUN_STATE_INTERNAL_ERROR);
1676     }
1677
1678     cpu->exit_request = 0;
1679     return ret;
1680 }
1681
1682 int kvm_ioctl(KVMState *s, int type, ...)
1683 {
1684     int ret;
1685     void *arg;
1686     va_list ap;
1687
1688     va_start(ap, type);
1689     arg = va_arg(ap, void *);
1690     va_end(ap);
1691
1692     trace_kvm_ioctl(type, arg);
1693     ret = ioctl(s->fd, type, arg);
1694     if (ret == -1) {
1695         ret = -errno;
1696     }
1697     return ret;
1698 }
1699
1700 int kvm_vm_ioctl(KVMState *s, int type, ...)
1701 {
1702     int ret;
1703     void *arg;
1704     va_list ap;
1705
1706     va_start(ap, type);
1707     arg = va_arg(ap, void *);
1708     va_end(ap);
1709
1710     trace_kvm_vm_ioctl(type, arg);
1711     ret = ioctl(s->vmfd, type, arg);
1712     if (ret == -1) {
1713         ret = -errno;
1714     }
1715     return ret;
1716 }
1717
1718 int kvm_vcpu_ioctl(CPUState *cpu, int type, ...)
1719 {
1720     int ret;
1721     void *arg;
1722     va_list ap;
1723
1724     va_start(ap, type);
1725     arg = va_arg(ap, void *);
1726     va_end(ap);
1727
1728     trace_kvm_vcpu_ioctl(cpu->cpu_index, type, arg);
1729     ret = ioctl(cpu->kvm_fd, type, arg);
1730     if (ret == -1) {
1731         ret = -errno;
1732     }
1733     return ret;
1734 }
1735
1736 int kvm_has_sync_mmu(void)
1737 {
1738     return kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_SYNC_MMU);
1739 }
1740
1741 int kvm_has_vcpu_events(void)
1742 {
1743     return kvm_state->vcpu_events;
1744 }
1745
1746 int kvm_has_robust_singlestep(void)
1747 {
1748     return kvm_state->robust_singlestep;
1749 }
1750
1751 int kvm_has_debugregs(void)
1752 {
1753     return kvm_state->debugregs;
1754 }
1755
1756 int kvm_has_xsave(void)
1757 {
1758     return kvm_state->xsave;
1759 }
1760
1761 int kvm_has_xcrs(void)
1762 {
1763     return kvm_state->xcrs;
1764 }
1765
1766 int kvm_has_pit_state2(void)
1767 {
1768     return kvm_state->pit_state2;
1769 }
1770
1771 int kvm_has_many_ioeventfds(void)
1772 {
1773     if (!kvm_enabled()) {
1774         return 0;
1775     }
1776     return kvm_state->many_ioeventfds;
1777 }
1778
1779 int kvm_has_gsi_routing(void)
1780 {
1781 #ifdef KVM_CAP_IRQ_ROUTING
1782     return kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_IRQ_ROUTING);
1783 #else
1784     return false;
1785 #endif
1786 }
1787
1788 int kvm_has_intx_set_mask(void)
1789 {
1790     return kvm_state->intx_set_mask;
1791 }
1792
1793 void *kvm_ram_alloc(ram_addr_t size)
1794 {
1795 #ifdef TARGET_S390X
1796     void *mem;
1797
1798     mem = kvm_arch_ram_alloc(size);
1799     if (mem) {
1800         return mem;
1801     }
1802 #endif
1803     return qemu_anon_ram_alloc(size);
1804 }
1805
1806 void kvm_setup_guest_memory(void *start, size_t size)
1807 {
1808 #ifdef CONFIG_VALGRIND_H
1809     VALGRIND_MAKE_MEM_DEFINED(start, size);
1810 #endif
1811     if (!kvm_has_sync_mmu()) {
1812         int ret = qemu_madvise(start, size, QEMU_MADV_DONTFORK);
1813
1814         if (ret) {
1815             perror("qemu_madvise");
1816             fprintf(stderr,
1817                     "Need MADV_DONTFORK in absence of synchronous KVM MMU\n");
1818             exit(1);
1819         }
1820     }
1821 }
1822
1823 #ifdef KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG
1824 struct kvm_sw_breakpoint *kvm_find_sw_breakpoint(CPUState *cpu,
1825                                                  target_ulong pc)
1826 {
1827     struct kvm_sw_breakpoint *bp;
1828
1829     QTAILQ_FOREACH(bp, &cpu->kvm_state->kvm_sw_breakpoints, entry) {
1830         if (bp->pc == pc) {
1831             return bp;
1832         }
1833     }
1834     return NULL;
1835 }
1836
1837 int kvm_sw_breakpoints_active(CPUState *cpu)
1838 {
1839     return !QTAILQ_EMPTY(&cpu->kvm_state->kvm_sw_breakpoints);
1840 }
1841
1842 struct kvm_set_guest_debug_data {
1843     struct kvm_guest_debug dbg;
1844     CPUState *cpu;
1845     int err;
1846 };
1847
1848 static void kvm_invoke_set_guest_debug(void *data)
1849 {
1850     struct kvm_set_guest_debug_data *dbg_data = data;
1851
1852     dbg_data->err = kvm_vcpu_ioctl(dbg_data->cpu, KVM_SET_GUEST_DEBUG,
1853                                    &dbg_data->dbg);
1854 }
1855
1856 int kvm_update_guest_debug(CPUArchState *env, unsigned long reinject_trap)
1857 {
1858     CPUState *cpu = ENV_GET_CPU(env);
1859     struct kvm_set_guest_debug_data data;
1860
1861     data.dbg.control = reinject_trap;
1862
1863     if (env->singlestep_enabled) {
1864         data.dbg.control |= KVM_GUESTDBG_ENABLE | KVM_GUESTDBG_SINGLESTEP;
1865     }
1866     kvm_arch_update_guest_debug(cpu, &data.dbg);
1867     data.cpu = cpu;
1868
1869     run_on_cpu(cpu, kvm_invoke_set_guest_debug, &data);
1870     return data.err;
1871 }
1872
1873 int kvm_insert_breakpoint(CPUArchState *current_env, target_ulong addr,
1874                           target_ulong len, int type)
1875 {
1876     CPUState *current_cpu = ENV_GET_CPU(current_env);
1877     struct kvm_sw_breakpoint *bp;
1878     CPUArchState *env;
1879     int err;
1880
1881     if (type == GDB_BREAKPOINT_SW) {
1882         bp = kvm_find_sw_breakpoint(current_cpu, addr);
1883         if (bp) {
1884             bp->use_count++;
1885             return 0;
1886         }
1887
1888         bp = g_malloc(sizeof(struct kvm_sw_breakpoint));
1889         if (!bp) {
1890             return -ENOMEM;
1891         }
1892
1893         bp->pc = addr;
1894         bp->use_count = 1;
1895         err = kvm_arch_insert_sw_breakpoint(current_cpu, bp);
1896         if (err) {
1897             g_free(bp);
1898             return err;
1899         }
1900
1901         QTAILQ_INSERT_HEAD(&current_cpu->kvm_state->kvm_sw_breakpoints,
1902                           bp, entry);
1903     } else {
1904         err = kvm_arch_insert_hw_breakpoint(addr, len, type);
1905         if (err) {
1906             return err;
1907         }
1908     }
1909
1910     for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
1911         err = kvm_update_guest_debug(env, 0);
1912         if (err) {
1913             return err;
1914         }
1915     }
1916     return 0;
1917 }
1918
1919 int kvm_remove_breakpoint(CPUArchState *current_env, target_ulong addr,
1920                           target_ulong len, int type)
1921 {
1922     CPUState *current_cpu = ENV_GET_CPU(current_env);
1923     struct kvm_sw_breakpoint *bp;
1924     CPUArchState *env;
1925     int err;
1926
1927     if (type == GDB_BREAKPOINT_SW) {
1928         bp = kvm_find_sw_breakpoint(current_cpu, addr);
1929         if (!bp) {
1930             return -ENOENT;
1931         }
1932
1933         if (bp->use_count > 1) {
1934             bp->use_count--;
1935             return 0;
1936         }
1937
1938         err = kvm_arch_remove_sw_breakpoint(current_cpu, bp);
1939         if (err) {
1940             return err;
1941         }
1942
1943         QTAILQ_REMOVE(&current_cpu->kvm_state->kvm_sw_breakpoints, bp, entry);
1944         g_free(bp);
1945     } else {
1946         err = kvm_arch_remove_hw_breakpoint(addr, len, type);
1947         if (err) {
1948             return err;
1949         }
1950     }
1951
1952     for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
1953         err = kvm_update_guest_debug(env, 0);
1954         if (err) {
1955             return err;
1956         }
1957     }
1958     return 0;
1959 }
1960
1961 void kvm_remove_all_breakpoints(CPUArchState *current_env)
1962 {
1963     CPUState *current_cpu = ENV_GET_CPU(current_env);
1964     struct kvm_sw_breakpoint *bp, *next;
1965     KVMState *s = current_cpu->kvm_state;
1966     CPUArchState *env;
1967     CPUState *cpu;
1968
1969     QTAILQ_FOREACH_SAFE(bp, &s->kvm_sw_breakpoints, entry, next) {
1970         if (kvm_arch_remove_sw_breakpoint(current_cpu, bp) != 0) {
1971             /* Try harder to find a CPU that currently sees the breakpoint. */
1972             for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
1973                 cpu = ENV_GET_CPU(env);
1974                 if (kvm_arch_remove_sw_breakpoint(cpu, bp) == 0) {
1975                     break;
1976                 }
1977             }
1978         }
1979         QTAILQ_REMOVE(&s->kvm_sw_breakpoints, bp, entry);
1980         g_free(bp);
1981     }
1982     kvm_arch_remove_all_hw_breakpoints();
1983
1984     for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
1985         kvm_update_guest_debug(env, 0);
1986     }
1987 }
1988
1989 #else /* !KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG */
1990
1991 int kvm_update_guest_debug(CPUArchState *env, unsigned long reinject_trap)
1992 {
1993     return -EINVAL;
1994 }
1995
1996 int kvm_insert_breakpoint(CPUArchState *current_env, target_ulong addr,
1997                           target_ulong len, int type)
1998 {
1999     return -EINVAL;
2000 }
2001
2002 int kvm_remove_breakpoint(CPUArchState *current_env, target_ulong addr,
2003                           target_ulong len, int type)
2004 {
2005     return -EINVAL;
2006 }
2007
2008 void kvm_remove_all_breakpoints(CPUArchState *current_env)
2009 {
2010 }
2011 #endif /* !KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG */
2012
2013 int kvm_set_signal_mask(CPUArchState *env, const sigset_t *sigset)
2014 {
2015     CPUState *cpu = ENV_GET_CPU(env);
2016     struct kvm_signal_mask *sigmask;
2017     int r;
2018
2019     if (!sigset) {
2020         return kvm_vcpu_ioctl(cpu, KVM_SET_SIGNAL_MASK, NULL);
2021     }
2022
2023     sigmask = g_malloc(sizeof(*sigmask) + sizeof(*sigset));
2024
2025     sigmask->len = 8;
2026     memcpy(sigmask->sigset, sigset, sizeof(*sigset));
2027     r = kvm_vcpu_ioctl(cpu, KVM_SET_SIGNAL_MASK, sigmask);
2028     g_free(sigmask);
2029
2030     return r;
2031 }
2032 int kvm_on_sigbus_vcpu(CPUState *cpu, int code, void *addr)
2033 {
2034     return kvm_arch_on_sigbus_vcpu(cpu, code, addr);
2035 }
2036
2037 int kvm_on_sigbus(int code, void *addr)
2038 {
2039     return kvm_arch_on_sigbus(code, addr);
2040 }