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