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 bool kvm_readonly_mem_allowed;
 115
 116 static const KVMCapabilityInfo kvm_required_capabilites[] = {
 117     KVM_CAP_INFO(USER_MEMORY),
 118     KVM_CAP_INFO(DESTROY_MEMORY_REGION_WORKS),
 119     KVM_CAP_LAST_INFO
 120 };
 121
 122 static KVMSlot *kvm_alloc_slot(KVMState *s)
 123 {
 124     int i;
 125
 126     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
 127         if (s->slots[i].memory_size == 0) {
 128             return &s->slots[i];
 129         }
 130     }
 131
 132     fprintf(stderr, "%s: no free slot available\n", __func__);
 133     abort();
 134 }
 135
 136 static KVMSlot *kvm_lookup_matching_slot(KVMState *s,
 137                                          hwaddr start_addr,
 138                                          hwaddr end_addr)
 139 {
 140     int i;
 141
 142     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
 143         KVMSlot *mem = &s->slots[i];
 144
 145         if (start_addr == mem->start_addr &&
 146             end_addr == mem->start_addr + mem->memory_size) {
 147             return mem;
 148         }
 149     }
 150
 151     return NULL;
 152 }
 153
 154 /*
 155  * Find overlapping slot with lowest start address
 156  */
 157 static KVMSlot *kvm_lookup_overlapping_slot(KVMState *s,
 158                                             hwaddr start_addr,
 159                                             hwaddr end_addr)
 160 {
 161     KVMSlot *found = NULL;
 162     int i;
 163
 164     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
 165         KVMSlot *mem = &s->slots[i];
 166
 167         if (mem->memory_size == 0 ||
 168             (found && found->start_addr < mem->start_addr)) {
 169             continue;
 170         }
 171
 172         if (end_addr > mem->start_addr &&
 173             start_addr < mem->start_addr + mem->memory_size) {
 174             found = mem;
 175         }
 176     }
 177
 178     return found;
 179 }
 180
 181 int kvm_physical_memory_addr_from_host(KVMState *s, void *ram,
 182                                        hwaddr *phys_addr)
 183 {
 184     int i;
 185
 186     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
 187         KVMSlot *mem = &s->slots[i];
 188
 189         if (ram >= mem->ram && ram < mem->ram + mem->memory_size) {
 190             *phys_addr = mem->start_addr + (ram - mem->ram);
 191             return 1;
 192         }
 193     }
 194
 195     return 0;
 196 }
 197
 198 static int kvm_set_user_memory_region(KVMState *s, KVMSlot *slot)
 199 {
 200     struct kvm_userspace_memory_region mem;
 201
 202     mem.slot = slot->slot;
 203     mem.guest_phys_addr = slot->start_addr;
 204     mem.memory_size = slot->memory_size;
 205     mem.userspace_addr = (unsigned long)slot->ram;
 206     mem.flags = slot->flags;
 207     if (s->migration_log) {
 208         mem.flags |= KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES;
 209     }
 210     return kvm_vm_ioctl(s, KVM_SET_USER_MEMORY_REGION, &mem);
 211 }
 212
 213 static void kvm_reset_vcpu(void *opaque)
 214 {
 215     CPUState *cpu = opaque;
 216
 217     kvm_arch_reset_vcpu(cpu);
 218 }
 219
 220 int kvm_init_vcpu(CPUState *cpu)
 221 {
 222     KVMState *s = kvm_state;
 223     long mmap_size;
 224     int ret;
 225
 226     DPRINTF("kvm_init_vcpu\n");
 227
 228     ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_CREATE_VCPU, (void *)kvm_arch_vcpu_id(cpu));
 229     if (ret < 0) {
 230         DPRINTF("kvm_create_vcpu failed\n");
 231         goto err;
 232     }
 233
 234     cpu->kvm_fd = ret;
 235     cpu->kvm_state = s;
 236     cpu->kvm_vcpu_dirty = true;
 237
 238     mmap_size = kvm_ioctl(s, KVM_GET_VCPU_MMAP_SIZE, 0);
 239     if (mmap_size < 0) {
 240         ret = mmap_size;
 241         DPRINTF("KVM_GET_VCPU_MMAP_SIZE failed\n");
 242         goto err;
 243     }
 244
 245     cpu->kvm_run = mmap(NULL, mmap_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,
 246                         cpu->kvm_fd, 0);
 247     if (cpu->kvm_run == MAP_FAILED) {
 248         ret = -errno;
 249         DPRINTF("mmap'ing vcpu state failed\n");
 250         goto err;
 251     }
 252
 253     if (s->coalesced_mmio && !s->coalesced_mmio_ring) {
 254         s->coalesced_mmio_ring =
 255             (void *)cpu->kvm_run + s->coalesced_mmio * PAGE_SIZE;
 256     }
 257
 258     ret = kvm_arch_init_vcpu(cpu);
 259     if (ret == 0) {
 260         qemu_register_reset(kvm_reset_vcpu, cpu);
 261         kvm_arch_reset_vcpu(cpu);
 262     }
 263 err:
 264     return ret;
 265 }
 266
 267 /*
 268  * dirty pages logging control
 269  */
 270
 271 static int kvm_mem_flags(KVMState *s, bool log_dirty)
 272 {
 273     return log_dirty ? KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES : 0;
 274 }
 275
 276 static int kvm_slot_dirty_pages_log_change(KVMSlot *mem, bool log_dirty)
 277 {
 278     KVMState *s = kvm_state;
 279     int flags, mask = KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES;
 280     int old_flags;
 281
 282     old_flags = mem->flags;
 283
 284     flags = (mem->flags & ~mask) | kvm_mem_flags(s, log_dirty);
 285     mem->flags = flags;
 286
 287     /* If nothing changed effectively, no need to issue ioctl */
 288     if (s->migration_log) {
 289         flags |= KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES;
 290     }
 291
 292     if (flags == old_flags) {
 293         return 0;
 294     }
 295
 296     return kvm_set_user_memory_region(s, mem);
 297 }
 298
 299 static int kvm_dirty_pages_log_change(hwaddr phys_addr,
 300                                       ram_addr_t size, bool log_dirty)
 301 {
 302     KVMState *s = kvm_state;
 303     KVMSlot *mem = kvm_lookup_matching_slot(s, phys_addr, phys_addr + size);
 304
 305     if (mem == NULL)  {
 306         fprintf(stderr, "BUG: %s: invalid parameters " TARGET_FMT_plx "-"
 307                 TARGET_FMT_plx "\n", __func__, phys_addr,
 308                 (hwaddr)(phys_addr + size - 1));
 309         return -EINVAL;
 310     }
 311     return kvm_slot_dirty_pages_log_change(mem, log_dirty);
 312 }
 313
 314 static void kvm_log_start(MemoryListener *listener,
 315                           MemoryRegionSection *section)
 316 {
 317     int r;
 318
 319     r = kvm_dirty_pages_log_change(section->offset_within_address_space,
 320                                    section->size, true);
 321     if (r < 0) {
 322         abort();
 323     }
 324 }
 325
 326 static void kvm_log_stop(MemoryListener *listener,
 327                           MemoryRegionSection *section)
 328 {
 329     int r;
 330
 331     r = kvm_dirty_pages_log_change(section->offset_within_address_space,
 332                                    section->size, false);
 333     if (r < 0) {
 334         abort();
 335     }
 336 }
 337
 338 static int kvm_set_migration_log(int enable)
 339 {
 340     KVMState *s = kvm_state;
 341     KVMSlot *mem;
 342     int i, err;
 343
 344     s->migration_log = enable;
 345
 346     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
 347         mem = &s->slots[i];
 348
 349         if (!mem->memory_size) {
 350             continue;
 351         }
 352         if (!!(mem->flags & KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES) == enable) {
 353             continue;
 354         }
 355         err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
 356         if (err) {
 357             return err;
 358         }
 359     }
 360     return 0;
 361 }
 362
 363 /* get kvm's dirty pages bitmap and update qemu's */
 364 static int kvm_get_dirty_pages_log_range(MemoryRegionSection *section,
 365                                          unsigned long *bitmap)
 366 {
 367     unsigned int i, j;
 368     unsigned long page_number, c;
 369     hwaddr addr, addr1;
 370     unsigned int len = ((section->size / getpagesize()) + HOST_LONG_BITS - 1) / HOST_LONG_BITS;
 371     unsigned long hpratio = getpagesize() / TARGET_PAGE_SIZE;
 372
 373     /*
 374      * bitmap-traveling is faster than memory-traveling (for addr...)
 375      * especially when most of the memory is not dirty.
 376      */
 377     for (i = 0; i < len; i++) {
 378         if (bitmap[i] != 0) {
 379             c = leul_to_cpu(bitmap[i]);
 380             do {
 381                 j = ffsl(c) - 1;
 382                 c &= ~(1ul << j);
 383                 page_number = (i * HOST_LONG_BITS + j) * hpratio;
 384                 addr1 = page_number * TARGET_PAGE_SIZE;
 385                 addr = section->offset_within_region + addr1;
 386                 memory_region_set_dirty(section->mr, addr,
 387                                         TARGET_PAGE_SIZE * hpratio);
 388             } while (c != 0);
 389         }
 390     }
 391     return 0;
 392 }
 393
 394 #define ALIGN(x, y)  (((x)+(y)-1) & ~((y)-1))
 395
 396 /**
 397  * kvm_physical_sync_dirty_bitmap - Grab dirty bitmap from kernel space
 398  * This function updates qemu's dirty bitmap using
 399  * memory_region_set_dirty().  This means all bits are set
 400  * to dirty.
 401  *
 402  * @start_add: start of logged region.
 403  * @end_addr: end of logged region.
 404  */
 405 static int kvm_physical_sync_dirty_bitmap(MemoryRegionSection *section)
 406 {
 407     KVMState *s = kvm_state;
 408     unsigned long size, allocated_size = 0;
 409     KVMDirtyLog d;
 410     KVMSlot *mem;
 411     int ret = 0;
 412     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
 413     hwaddr end_addr = start_addr + section->size;
 414
 415     d.dirty_bitmap = NULL;
 416     while (start_addr < end_addr) {
 417         mem = kvm_lookup_overlapping_slot(s, start_addr, end_addr);
 418         if (mem == NULL) {
 419             break;
 420         }
 421
 422         /* XXX bad kernel interface alert
 423          * For dirty bitmap, kernel allocates array of size aligned to
 424          * bits-per-long.  But for case when the kernel is 64bits and
 425          * the userspace is 32bits, userspace can't align to the same
 426          * bits-per-long, since sizeof(long) is different between kernel
 427          * and user space.  This way, userspace will provide buffer which
 428          * may be 4 bytes less than the kernel will use, resulting in
 429          * userspace memory corruption (which is not detectable by valgrind
 430          * too, in most cases).
 431          * So for now, let's align to 64 instead of HOST_LONG_BITS here, in
 432          * a hope that sizeof(long) wont become >8 any time soon.
 433          */
 434         size = ALIGN(((mem->memory_size) >> TARGET_PAGE_BITS),
 435                      /*HOST_LONG_BITS*/ 64) / 8;
 436         if (!d.dirty_bitmap) {
 437             d.dirty_bitmap = g_malloc(size);
 438         } else if (size > allocated_size) {
 439             d.dirty_bitmap = g_realloc(d.dirty_bitmap, size);
 440         }
 441         allocated_size = size;
 442         memset(d.dirty_bitmap, 0, allocated_size);
 443
 444         d.slot = mem->slot;
 445
 446         if (kvm_vm_ioctl(s, KVM_GET_DIRTY_LOG, &d) == -1) {
 447             DPRINTF("ioctl failed %d\n", errno);
 448             ret = -1;
 449             break;
 450         }
 451
 452         kvm_get_dirty_pages_log_range(section, d.dirty_bitmap);
 453         start_addr = mem->start_addr + mem->memory_size;
 454     }
 455     g_free(d.dirty_bitmap);
 456
 457     return ret;
 458 }
 459
 460 static void kvm_coalesce_mmio_region(MemoryListener *listener,
 461                                      MemoryRegionSection *secion,
 462                                      hwaddr start, hwaddr size)
 463 {
 464     KVMState *s = kvm_state;
 465
 466     if (s->coalesced_mmio) {
 467         struct kvm_coalesced_mmio_zone zone;
 468
 469         zone.addr = start;
 470         zone.size = size;
 471         zone.pad = 0;
 472
 473         (void)kvm_vm_ioctl(s, KVM_REGISTER_COALESCED_MMIO, &zone);
 474     }
 475 }
 476
 477 static void kvm_uncoalesce_mmio_region(MemoryListener *listener,
 478                                        MemoryRegionSection *secion,
 479                                        hwaddr start, hwaddr size)
 480 {
 481     KVMState *s = kvm_state;
 482
 483     if (s->coalesced_mmio) {
 484         struct kvm_coalesced_mmio_zone zone;
 485
 486         zone.addr = start;
 487         zone.size = size;
 488         zone.pad = 0;
 489
 490         (void)kvm_vm_ioctl(s, KVM_UNREGISTER_COALESCED_MMIO, &zone);
 491     }
 492 }
 493
 494 int kvm_check_extension(KVMState *s, unsigned int extension)
 495 {
 496     int ret;
 497
 498     ret = kvm_ioctl(s, KVM_CHECK_EXTENSION, extension);
 499     if (ret < 0) {
 500         ret = 0;
 501     }
 502
 503     return ret;
 504 }
 505
 506 static int kvm_set_ioeventfd_mmio(int fd, uint32_t addr, uint32_t val,
 507                                   bool assign, uint32_t size, bool datamatch)
 508 {
 509     int ret;
 510     struct kvm_ioeventfd iofd;
 511
 512     iofd.datamatch = datamatch ? val : 0;
 513     iofd.addr = addr;
 514     iofd.len = size;
 515     iofd.flags = 0;
 516     iofd.fd = fd;
 517
 518     if (!kvm_enabled()) {
 519         return -ENOSYS;
 520     }
 521
 522     if (datamatch) {
 523         iofd.flags |= KVM_IOEVENTFD_FLAG_DATAMATCH;
 524     }
 525     if (!assign) {
 526         iofd.flags |= KVM_IOEVENTFD_FLAG_DEASSIGN;
 527     }
 528
 529     ret = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_IOEVENTFD, &iofd);
 530
 531     if (ret < 0) {
 532         return -errno;
 533     }
 534
 535     return 0;
 536 }
 537
 538 static int kvm_set_ioeventfd_pio(int fd, uint16_t addr, uint16_t val,
 539                                  bool assign, uint32_t size, bool datamatch)
 540 {
 541     struct kvm_ioeventfd kick = {
 542         .datamatch = datamatch ? val : 0,
 543         .addr = addr,
 544         .flags = KVM_IOEVENTFD_FLAG_PIO,
 545         .len = size,
 546         .fd = fd,
 547     };
 548     int r;
 549     if (!kvm_enabled()) {
 550         return -ENOSYS;
 551     }
 552     if (datamatch) {
 553         kick.flags |= KVM_IOEVENTFD_FLAG_DATAMATCH;
 554     }
 555     if (!assign) {
 556         kick.flags |= KVM_IOEVENTFD_FLAG_DEASSIGN;
 557     }
 558     r = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_IOEVENTFD, &kick);
 559     if (r < 0) {
 560         return r;
 561     }
 562     return 0;
 563 }
 564
 565
 566 static int kvm_check_many_ioeventfds(void)
 567 {
 568     /* Userspace can use ioeventfd for io notification.  This requires a host
 569      * that supports eventfd(2) and an I/O thread; since eventfd does not
 570      * support SIGIO it cannot interrupt the vcpu.
 571      *
 572      * Older kernels have a 6 device limit on the KVM io bus.  Find out so we
 573      * can avoid creating too many ioeventfds.
 574      */
 575 #if defined(CONFIG_EVENTFD)
 576     int ioeventfds[7];
 577     int i, ret = 0;
 578     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(ioeventfds); i++) {
 579         ioeventfds[i] = eventfd(0, EFD_CLOEXEC);
 580         if (ioeventfds[i] < 0) {
 581             break;
 582         }
 583         ret = kvm_set_ioeventfd_pio(ioeventfds[i], 0, i, true, 2, true);
 584         if (ret < 0) {
 585             close(ioeventfds[i]);
 586             break;
 587         }
 588     }
 589
 590     /* Decide whether many devices are supported or not */
 591     ret = i == ARRAY_SIZE(ioeventfds);
 592
 593     while (i-- > 0) {
 594         kvm_set_ioeventfd_pio(ioeventfds[i], 0, i, false, 2, true);
 595         close(ioeventfds[i]);
 596     }
 597     return ret;
 598 #else
 599     return 0;
 600 #endif
 601 }
 602
 603 static const KVMCapabilityInfo *
 604 kvm_check_extension_list(KVMState *s, const KVMCapabilityInfo *list)
 605 {
 606     while (list->name) {
 607         if (!kvm_check_extension(s, list->value)) {
 608             return list;
 609         }
 610         list++;
 611     }
 612     return NULL;
 613 }
 614
 615 static void kvm_set_phys_mem(MemoryRegionSection *section, bool add)
 616 {
 617     KVMState *s = kvm_state;
 618     KVMSlot *mem, old;
 619     int err;
 620     MemoryRegion *mr = section->mr;
 621     bool log_dirty = memory_region_is_logging(mr);
 622     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
 623     ram_addr_t size = section->size;
 624     void *ram = NULL;
 625     unsigned delta;
 626
 627     /* kvm works in page size chunks, but the function may be called
 628        with sub-page size and unaligned start address. */
 629     delta = TARGET_PAGE_ALIGN(size) - size;
 630     if (delta > size) {
 631         return;
 632     }
 633     start_addr += delta;
 634     size -= delta;
 635     size &= TARGET_PAGE_MASK;
 636     if (!size || (start_addr & ~TARGET_PAGE_MASK)) {
 637         return;
 638     }
 639
 640     if (!memory_region_is_ram(mr)) {
 641         return;
 642     }
 643
 644     ram = memory_region_get_ram_ptr(mr) + section->offset_within_region + delta;
 645
 646     while (1) {
 647         mem = kvm_lookup_overlapping_slot(s, start_addr, start_addr + size);
 648         if (!mem) {
 649             break;
 650         }
 651
 652         if (add && start_addr >= mem->start_addr &&
 653             (start_addr + size <= mem->start_addr + mem->memory_size) &&
 654             (ram - start_addr == mem->ram - mem->start_addr)) {
 655             /* The new slot fits into the existing one and comes with
 656              * identical parameters - update flags and done. */
 657             kvm_slot_dirty_pages_log_change(mem, log_dirty);
 658             return;
 659         }
 660
 661         old = *mem;
 662
 663         if (mem->flags & KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES) {
 664             kvm_physical_sync_dirty_bitmap(section);
 665         }
 666
 667         /* unregister the overlapping slot */
 668         mem->memory_size = 0;
 669         err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
 670         if (err) {
 671             fprintf(stderr, "%s: error unregistering overlapping slot: %s\n",
 672                     __func__, strerror(-err));
 673             abort();
 674         }
 675
 676         /* Workaround for older KVM versions: we can't join slots, even not by
 677          * unregistering the previous ones and then registering the larger
 678          * slot. We have to maintain the existing fragmentation. Sigh.
 679          *
 680          * This workaround assumes that the new slot starts at the same
 681          * address as the first existing one. If not or if some overlapping
 682          * slot comes around later, we will fail (not seen in practice so far)
 683          * - and actually require a recent KVM version. */
 684         if (s->broken_set_mem_region &&
 685             old.start_addr == start_addr && old.memory_size < size && add) {
 686             mem = kvm_alloc_slot(s);
 687             mem->memory_size = old.memory_size;
 688             mem->start_addr = old.start_addr;
 689             mem->ram = old.ram;
 690             mem->flags = kvm_mem_flags(s, log_dirty);
 691
 692             err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
 693             if (err) {
 694                 fprintf(stderr, "%s: error updating slot: %s\n", __func__,
 695                         strerror(-err));
 696                 abort();
 697             }
 698
 699             start_addr += old.memory_size;
 700             ram += old.memory_size;
 701             size -= old.memory_size;
 702             continue;
 703         }
 704
 705         /* register prefix slot */
 706         if (old.start_addr < start_addr) {
 707             mem = kvm_alloc_slot(s);
 708             mem->memory_size = start_addr - old.start_addr;
 709             mem->start_addr = old.start_addr;
 710             mem->ram = old.ram;
 711             mem->flags =  kvm_mem_flags(s, log_dirty);
 712
 713             err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
 714             if (err) {
 715                 fprintf(stderr, "%s: error registering prefix slot: %s\n",
 716                         __func__, strerror(-err));
 717 #ifdef TARGET_PPC
 718                 fprintf(stderr, "%s: This is probably because your kernel's " \
 719                                 "PAGE_SIZE is too big. Please try to use 4k " \
 720                                 "PAGE_SIZE!\n", __func__);
 721 #endif
 722                 abort();
 723             }
 724         }
 725
 726         /* register suffix slot */
 727         if (old.start_addr + old.memory_size > start_addr + size) {
 728             ram_addr_t size_delta;
 729
 730             mem = kvm_alloc_slot(s);
 731             mem->start_addr = start_addr + size;
 732             size_delta = mem->start_addr - old.start_addr;
 733             mem->memory_size = old.memory_size - size_delta;
 734             mem->ram = old.ram + size_delta;
 735             mem->flags = kvm_mem_flags(s, log_dirty);
 736
 737             err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
 738             if (err) {
 739                 fprintf(stderr, "%s: error registering suffix slot: %s\n",
 740                         __func__, strerror(-err));
 741                 abort();
 742             }
 743         }
 744     }
 745
 746     /* in case the KVM bug workaround already "consumed" the new slot */
 747     if (!size) {
 748         return;
 749     }
 750     if (!add) {
 751         return;
 752     }
 753     mem = kvm_alloc_slot(s);
 754     mem->memory_size = size;
 755     mem->start_addr = start_addr;
 756     mem->ram = ram;
 757     mem->flags = kvm_mem_flags(s, log_dirty);
 758
 759     err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
 760     if (err) {
 761         fprintf(stderr, "%s: error registering slot: %s\n", __func__,
 762                 strerror(-err));
 763         abort();
 764     }
 765 }
 766
 767 static void kvm_region_add(MemoryListener *listener,
 768                            MemoryRegionSection *section)
 769 {
 770     kvm_set_phys_mem(section, true);
 771 }
 772
 773 static void kvm_region_del(MemoryListener *listener,
 774                            MemoryRegionSection *section)
 775 {
 776     kvm_set_phys_mem(section, false);
 777 }
 778
 779 static void kvm_log_sync(MemoryListener *listener,
 780                          MemoryRegionSection *section)
 781 {
 782     int r;
 783
 784     r = kvm_physical_sync_dirty_bitmap(section);
 785     if (r < 0) {
 786         abort();
 787     }
 788 }
 789
 790 static void kvm_log_global_start(struct MemoryListener *listener)
 791 {
 792     int r;
 793
 794     r = kvm_set_migration_log(1);
 795     assert(r >= 0);
 796 }
 797
 798 static void kvm_log_global_stop(struct MemoryListener *listener)
 799 {
 800     int r;
 801
 802     r = kvm_set_migration_log(0);
 803     assert(r >= 0);
 804 }
 805
 806 static void kvm_mem_ioeventfd_add(MemoryListener *listener,
 807                                   MemoryRegionSection *section,
 808                                   bool match_data, uint64_t data,
 809                                   EventNotifier *e)
 810 {
 811     int fd = event_notifier_get_fd(e);
 812     int r;
 813
 814     r = kvm_set_ioeventfd_mmio(fd, section->offset_within_address_space,
 815                                data, true, section->size, match_data);
 816     if (r < 0) {
 817         abort();
 818     }
 819 }
 820
 821 static void kvm_mem_ioeventfd_del(MemoryListener *listener,
 822                                   MemoryRegionSection *section,
 823                                   bool match_data, uint64_t data,
 824                                   EventNotifier *e)
 825 {
 826     int fd = event_notifier_get_fd(e);
 827     int r;
 828
 829     r = kvm_set_ioeventfd_mmio(fd, section->offset_within_address_space,
 830                                data, false, section->size, match_data);
 831     if (r < 0) {
 832         abort();
 833     }
 834 }
 835
 836 static void kvm_io_ioeventfd_add(MemoryListener *listener,
 837                                  MemoryRegionSection *section,
 838                                  bool match_data, uint64_t data,
 839                                  EventNotifier *e)
 840 {
 841     int fd = event_notifier_get_fd(e);
 842     int r;
 843
 844     r = kvm_set_ioeventfd_pio(fd, section->offset_within_address_space,
 845                               data, true, section->size, match_data);
 846     if (r < 0) {
 847         abort();
 848     }
 849 }
 850
 851 static void kvm_io_ioeventfd_del(MemoryListener *listener,
 852                                  MemoryRegionSection *section,
 853                                  bool match_data, uint64_t data,
 854                                  EventNotifier *e)
 855
 856 {
 857     int fd = event_notifier_get_fd(e);
 858     int r;
 859
 860     r = kvm_set_ioeventfd_pio(fd, section->offset_within_address_space,
 861                               data, false, section->size, match_data);
 862     if (r < 0) {
 863         abort();
 864     }
 865 }
 866
 867 static MemoryListener kvm_memory_listener = {
 868     .region_add = kvm_region_add,
 869     .region_del = kvm_region_del,
 870     .log_start = kvm_log_start,
 871     .log_stop = kvm_log_stop,
 872     .log_sync = kvm_log_sync,
 873     .log_global_start = kvm_log_global_start,
 874     .log_global_stop = kvm_log_global_stop,
 875     .eventfd_add = kvm_mem_ioeventfd_add,
 876     .eventfd_del = kvm_mem_ioeventfd_del,
 877     .coalesced_mmio_add = kvm_coalesce_mmio_region,
 878     .coalesced_mmio_del = kvm_uncoalesce_mmio_region,
 879     .priority = 10,
 880 };
 881
 882 static MemoryListener kvm_io_listener = {
 883     .eventfd_add = kvm_io_ioeventfd_add,
 884     .eventfd_del = kvm_io_ioeventfd_del,
 885     .priority = 10,
 886 };
 887
 888 static void kvm_handle_interrupt(CPUState *cpu, int mask)
 889 {
 890     cpu->interrupt_request |= mask;
 891
 892     if (!qemu_cpu_is_self(cpu)) {
 893         qemu_cpu_kick(cpu);
 894     }
 895 }
 896
 897 int kvm_set_irq(KVMState *s, int irq, int level)
 898 {
 899     struct kvm_irq_level event;
 900     int ret;
 901
 902     assert(kvm_async_interrupts_enabled());
 903
 904     event.level = level;
 905     event.irq = irq;
 906     ret = kvm_vm_ioctl(s, s->irq_set_ioctl, &event);
 907     if (ret < 0) {
 908         perror("kvm_set_irq");
 909         abort();
 910     }
 911
 912     return (s->irq_set_ioctl == KVM_IRQ_LINE) ? 1 : event.status;
 913 }
 914
 915 #ifdef KVM_CAP_IRQ_ROUTING
 916 typedef struct KVMMSIRoute {
 917     struct kvm_irq_routing_entry kroute;
 918     QTAILQ_ENTRY(KVMMSIRoute) entry;
 919 } KVMMSIRoute;
 920
 921 static void set_gsi(KVMState *s, unsigned int gsi)
 922 {
 923     s->used_gsi_bitmap[gsi / 32] |= 1U << (gsi % 32);
 924 }
 925
 926 static void clear_gsi(KVMState *s, unsigned int gsi)
 927 {
 928     s->used_gsi_bitmap[gsi / 32] &= ~(1U << (gsi % 32));
 929 }
 930
 931 static void kvm_init_irq_routing(KVMState *s)
 932 {
 933     int gsi_count, i;
 934
 935     gsi_count = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_IRQ_ROUTING);
 936     if (gsi_count > 0) {
 937         unsigned int gsi_bits, i;
 938
 939         /* Round up so we can search ints using ffs */
 940         gsi_bits = ALIGN(gsi_count, 32);
 941         s->used_gsi_bitmap = g_malloc0(gsi_bits / 8);
 942         s->gsi_count = gsi_count;
 943
 944         /* Mark any over-allocated bits as already in use */
 945         for (i = gsi_count; i < gsi_bits; i++) {
 946             set_gsi(s, i);
 947         }
 948     }
 949
 950     s->irq_routes = g_malloc0(sizeof(*s->irq_routes));
 951     s->nr_allocated_irq_routes = 0;
 952
 953     if (!s->direct_msi) {
 954         for (i = 0; i < KVM_MSI_HASHTAB_SIZE; i++) {
 955             QTAILQ_INIT(&s->msi_hashtab[i]);
 956         }
 957     }
 958
 959     kvm_arch_init_irq_routing(s);
 960 }
 961
 962 static void kvm_irqchip_commit_routes(KVMState *s)
 963 {
 964     int ret;
 965
 966     s->irq_routes->flags = 0;
 967     ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_SET_GSI_ROUTING, s->irq_routes);
 968     assert(ret == 0);
 969 }
 970
 971 static void kvm_add_routing_entry(KVMState *s,
 972                                   struct kvm_irq_routing_entry *entry)
 973 {
 974     struct kvm_irq_routing_entry *new;
 975     int n, size;
 976
 977     if (s->irq_routes->nr == s->nr_allocated_irq_routes) {
 978         n = s->nr_allocated_irq_routes * 2;
 979         if (n < 64) {
 980             n = 64;
 981         }
 982         size = sizeof(struct kvm_irq_routing);
 983         size += n * sizeof(*new);
 984         s->irq_routes = g_realloc(s->irq_routes, size);
 985         s->nr_allocated_irq_routes = n;
 986     }
 987     n = s->irq_routes->nr++;
 988     new = &s->irq_routes->entries[n];
 989     memset(new, 0, sizeof(*new));
 990     new->gsi = entry->gsi;
 991     new->type = entry->type;
 992     new->flags = entry->flags;
 993     new->u = entry->u;
 994
 995     set_gsi(s, entry->gsi);
 996
 997     kvm_irqchip_commit_routes(s);
 998 }
 999
1000 static int kvm_update_routing_entry(KVMState *s,
1001                                     struct kvm_irq_routing_entry *new_entry)
1002 {
1003     struct kvm_irq_routing_entry *entry;
1004     int n;
1005
1006     for (n = 0; n < s->irq_routes->nr; n++) {
1007         entry = &s->irq_routes->entries[n];
1008         if (entry->gsi != new_entry->gsi) {
1009             continue;
1010         }
1011
1012         entry->type = new_entry->type;
1013         entry->flags = new_entry->flags;
1014         entry->u = new_entry->u;
1015
1016         kvm_irqchip_commit_routes(s);
1017
1018         return 0;
1019     }
1020
1021     return -ESRCH;
1022 }
1023
1024 void kvm_irqchip_add_irq_route(KVMState *s, int irq, int irqchip, int pin)
1025 {
1026     struct kvm_irq_routing_entry e;
1027
1028     assert(pin < s->gsi_count);
1029
1030     e.gsi = irq;
1031     e.type = KVM_IRQ_ROUTING_IRQCHIP;
1032     e.flags = 0;
1033     e.u.irqchip.irqchip = irqchip;
1034     e.u.irqchip.pin = pin;
1035     kvm_add_routing_entry(s, &e);
1036 }
1037
1038 void kvm_irqchip_release_virq(KVMState *s, int virq)
1039 {
1040     struct kvm_irq_routing_entry *e;
1041     int i;
1042
1043     for (i = 0; i < s->irq_routes->nr; i++) {
1044         e = &s->irq_routes->entries[i];
1045         if (e->gsi == virq) {
1046             s->irq_routes->nr--;
1047             *e = s->irq_routes->entries[s->irq_routes->nr];
1048         }
1049     }
1050     clear_gsi(s, virq);
1051 }
1052
1053 static unsigned int kvm_hash_msi(uint32_t data)
1054 {
1055     /* This is optimized for IA32 MSI layout. However, no other arch shall
1056      * repeat the mistake of not providing a direct MSI injection API. */
1057     return data & 0xff;
1058 }
1059
1060 static void kvm_flush_dynamic_msi_routes(KVMState *s)
1061 {
1062     KVMMSIRoute *route, *next;
1063     unsigned int hash;
1064
1065     for (hash = 0; hash < KVM_MSI_HASHTAB_SIZE; hash++) {
1066         QTAILQ_FOREACH_SAFE(route, &s->msi_hashtab[hash], entry, next) {
1067             kvm_irqchip_release_virq(s, route->kroute.gsi);
1068             QTAILQ_REMOVE(&s->msi_hashtab[hash], route, entry);
1069             g_free(route);
1070         }
1071     }
1072 }
1073
1074 static int kvm_irqchip_get_virq(KVMState *s)
1075 {
1076     uint32_t *word = s->used_gsi_bitmap;
1077     int max_words = ALIGN(s->gsi_count, 32) / 32;
1078     int i, bit;
1079     bool retry = true;
1080
1081 again:
1082     /* Return the lowest unused GSI in the bitmap */
1083     for (i = 0; i < max_words; i++) {
1084         bit = ffs(~word[i]);
1085         if (!bit) {
1086             continue;
1087         }
1088
1089         return bit - 1 + i * 32;
1090     }
1091     if (!s->direct_msi && retry) {
1092         retry = false;
1093         kvm_flush_dynamic_msi_routes(s);
1094         goto again;
1095     }
1096     return -ENOSPC;
1097
1098 }
1099
1100 static KVMMSIRoute *kvm_lookup_msi_route(KVMState *s, MSIMessage msg)
1101 {
1102     unsigned int hash = kvm_hash_msi(msg.data);
1103     KVMMSIRoute *route;
1104
1105     QTAILQ_FOREACH(route, &s->msi_hashtab[hash], entry) {
1106         if (route->kroute.u.msi.address_lo == (uint32_t)msg.address &&
1107             route->kroute.u.msi.address_hi == (msg.address >> 32) &&
1108             route->kroute.u.msi.data == msg.data) {
1109             return route;
1110         }
1111     }
1112     return NULL;
1113 }
1114
1115 int kvm_irqchip_send_msi(KVMState *s, MSIMessage msg)
1116 {
1117     struct kvm_msi msi;
1118     KVMMSIRoute *route;
1119
1120     if (s->direct_msi) {
1121         msi.address_lo = (uint32_t)msg.address;
1122         msi.address_hi = msg.address >> 32;
1123         msi.data = msg.data;
1124         msi.flags = 0;
1125         memset(msi.pad, 0, sizeof(msi.pad));
1126
1127         return kvm_vm_ioctl(s, KVM_SIGNAL_MSI, &msi);
1128     }
1129
1130     route = kvm_lookup_msi_route(s, msg);
1131     if (!route) {
1132         int virq;
1133
1134         virq = kvm_irqchip_get_virq(s);
1135         if (virq < 0) {
1136             return virq;
1137         }
1138
1139         route = g_malloc(sizeof(KVMMSIRoute));
1140         route->kroute.gsi = virq;
1141         route->kroute.type = KVM_IRQ_ROUTING_MSI;
1142         route->kroute.flags = 0;
1143         route->kroute.u.msi.address_lo = (uint32_t)msg.address;
1144         route->kroute.u.msi.address_hi = msg.address >> 32;
1145         route->kroute.u.msi.data = msg.data;
1146
1147         kvm_add_routing_entry(s, &route->kroute);
1148
1149         QTAILQ_INSERT_TAIL(&s->msi_hashtab[kvm_hash_msi(msg.data)], route,
1150                            entry);
1151     }
1152
1153     assert(route->kroute.type == KVM_IRQ_ROUTING_MSI);
1154
1155     return kvm_set_irq(s, route->kroute.gsi, 1);
1156 }
1157
1158 int kvm_irqchip_add_msi_route(KVMState *s, MSIMessage msg)
1159 {
1160     struct kvm_irq_routing_entry kroute;
1161     int virq;
1162
1163     if (!kvm_gsi_routing_enabled()) {
1164         return -ENOSYS;
1165     }
1166
1167     virq = kvm_irqchip_get_virq(s);
1168     if (virq < 0) {
1169         return virq;
1170     }
1171
1172     kroute.gsi = virq;
1173     kroute.type = KVM_IRQ_ROUTING_MSI;
1174     kroute.flags = 0;
1175     kroute.u.msi.address_lo = (uint32_t)msg.address;
1176     kroute.u.msi.address_hi = msg.address >> 32;
1177     kroute.u.msi.data = msg.data;
1178
1179     kvm_add_routing_entry(s, &kroute);
1180
1181     return virq;
1182 }
1183
1184 int kvm_irqchip_update_msi_route(KVMState *s, int virq, MSIMessage msg)
1185 {
1186     struct kvm_irq_routing_entry kroute;
1187
1188     if (!kvm_irqchip_in_kernel()) {
1189         return -ENOSYS;
1190     }
1191
1192     kroute.gsi = virq;
1193     kroute.type = KVM_IRQ_ROUTING_MSI;
1194     kroute.flags = 0;
1195     kroute.u.msi.address_lo = (uint32_t)msg.address;
1196     kroute.u.msi.address_hi = msg.address >> 32;
1197     kroute.u.msi.data = msg.data;
1198
1199     return kvm_update_routing_entry(s, &kroute);
1200 }
1201
1202 static int kvm_irqchip_assign_irqfd(KVMState *s, int fd, int virq, bool assign)
1203 {
1204     struct kvm_irqfd irqfd = {
1205         .fd = fd,
1206         .gsi = virq,
1207         .flags = assign ? 0 : KVM_IRQFD_FLAG_DEASSIGN,
1208     };
1209
1210     if (!kvm_irqfds_enabled()) {
1211         return -ENOSYS;
1212     }
1213
1214     return kvm_vm_ioctl(s, KVM_IRQFD, &irqfd);
1215 }
1216
1217 #else /* !KVM_CAP_IRQ_ROUTING */
1218
1219 static void kvm_init_irq_routing(KVMState *s)
1220 {
1221 }
1222
1223 void kvm_irqchip_release_virq(KVMState *s, int virq)
1224 {
1225 }
1226
1227 int kvm_irqchip_send_msi(KVMState *s, MSIMessage msg)
1228 {
1229     abort();
1230 }
1231
1232 int kvm_irqchip_add_msi_route(KVMState *s, MSIMessage msg)
1233 {
1234     return -ENOSYS;
1235 }
1236
1237 static int kvm_irqchip_assign_irqfd(KVMState *s, int fd, int virq, bool assign)
1238 {
1239     abort();
1240 }
1241
1242 int kvm_irqchip_update_msi_route(KVMState *s, int virq, MSIMessage msg)
1243 {
1244     return -ENOSYS;
1245 }
1246 #endif /* !KVM_CAP_IRQ_ROUTING */
1247
1248 int kvm_irqchip_add_irqfd_notifier(KVMState *s, EventNotifier *n, int virq)
1249 {
1250     return kvm_irqchip_assign_irqfd(s, event_notifier_get_fd(n), virq, true);
1251 }
1252
1253 int kvm_irqchip_remove_irqfd_notifier(KVMState *s, EventNotifier *n, int virq)
1254 {
1255     return kvm_irqchip_assign_irqfd(s, event_notifier_get_fd(n), virq, false);
1256 }
1257
1258 static int kvm_irqchip_create(KVMState *s)
1259 {
1260     QemuOptsList *list = qemu_find_opts("machine");
1261     int ret;
1262
1263     if (QTAILQ_EMPTY(&list->head) ||
1264         !qemu_opt_get_bool(QTAILQ_FIRST(&list->head),
1265                            "kernel_irqchip", true) ||
1266         !kvm_check_extension(s, KVM_CAP_IRQCHIP)) {
1267         return 0;
1268     }
1269
1270     ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_CREATE_IRQCHIP);
1271     if (ret < 0) {
1272         fprintf(stderr, "Create kernel irqchip failed\n");
1273         return ret;
1274     }
1275
1276     kvm_kernel_irqchip = true;
1277     /* If we have an in-kernel IRQ chip then we must have asynchronous
1278      * interrupt delivery (though the reverse is not necessarily true)
1279      */
1280     kvm_async_interrupts_allowed = true;
1281
1282     kvm_init_irq_routing(s);
1283
1284     return 0;
1285 }
1286
1287 static int kvm_max_vcpus(KVMState *s)
1288 {
1289     int ret;
1290
1291     /* Find number of supported CPUs using the recommended
1292      * procedure from the kernel API documentation to cope with
1293      * older kernels that may be missing capabilities.
1294      */
1295     ret = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_MAX_VCPUS);
1296     if (ret) {
1297         return ret;
1298     }
1299     ret = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_NR_VCPUS);
1300     if (ret) {
1301         return ret;
1302     }
1303
1304     return 4;
1305 }
1306
1307 int kvm_init(void)
1308 {
1309     static const char upgrade_note[] =
1310         "Please upgrade to at least kernel 2.6.29 or recent kvm-kmod\n"
1311         "(see http://sourceforge.net/projects/kvm).\n";
1312     KVMState *s;
1313     const KVMCapabilityInfo *missing_cap;
1314     int ret;
1315     int i;
1316     int max_vcpus;
1317
1318     s = g_malloc0(sizeof(KVMState));
1319
1320     /*
1321      * On systems where the kernel can support different base page
1322      * sizes, host page size may be different from TARGET_PAGE_SIZE,
1323      * even with KVM.  TARGET_PAGE_SIZE is assumed to be the minimum
1324      * page size for the system though.
1325      */
1326     assert(TARGET_PAGE_SIZE <= getpagesize());
1327
1328 #ifdef KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG
1329     QTAILQ_INIT(&s->kvm_sw_breakpoints);
1330 #endif
1331     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(s->slots); i++) {
1332         s->slots[i].slot = i;
1333     }
1334     s->vmfd = -1;
1335     s->fd = qemu_open("/dev/kvm", O_RDWR);
1336     if (s->fd == -1) {
1337         fprintf(stderr, "Could not access KVM kernel module: %m\n");
1338         ret = -errno;
1339         goto err;
1340     }
1341
1342     ret = kvm_ioctl(s, KVM_GET_API_VERSION, 0);
1343     if (ret < KVM_API_VERSION) {
1344         if (ret > 0) {
1345             ret = -EINVAL;
1346         }
1347         fprintf(stderr, "kvm version too old\n");
1348         goto err;
1349     }
1350
1351     if (ret > KVM_API_VERSION) {
1352         ret = -EINVAL;
1353         fprintf(stderr, "kvm version not supported\n");
1354         goto err;
1355     }
1356
1357     max_vcpus = kvm_max_vcpus(s);
1358     if (smp_cpus > max_vcpus) {
1359         ret = -EINVAL;
1360         fprintf(stderr, "Number of SMP cpus requested (%d) exceeds max cpus "
1361                 "supported by KVM (%d)\n", smp_cpus, max_vcpus);
1362         goto err;
1363     }
1364
1365     s->vmfd = kvm_ioctl(s, KVM_CREATE_VM, 0);
1366     if (s->vmfd < 0) {
1367 #ifdef TARGET_S390X
1368         fprintf(stderr, "Please add the 'switch_amode' kernel parameter to "
1369                         "your host kernel command line\n");
1370 #endif
1371         ret = s->vmfd;
1372         goto err;
1373     }
1374
1375     missing_cap = kvm_check_extension_list(s, kvm_required_capabilites);
1376     if (!missing_cap) {
1377         missing_cap =
1378             kvm_check_extension_list(s, kvm_arch_required_capabilities);
1379     }
1380     if (missing_cap) {
1381         ret = -EINVAL;
1382         fprintf(stderr, "kvm does not support %s\n%s",
1383                 missing_cap->name, upgrade_note);
1384         goto err;
1385     }
1386
1387     s->coalesced_mmio = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_COALESCED_MMIO);
1388
1389     s->broken_set_mem_region = 1;
1390     ret = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_JOIN_MEMORY_REGIONS_WORKS);
1391     if (ret > 0) {
1392         s->broken_set_mem_region = 0;
1393     }
1394
1395 #ifdef KVM_CAP_VCPU_EVENTS
1396     s->vcpu_events = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_VCPU_EVENTS);
1397 #endif
1398
1399     s->robust_singlestep =
1400         kvm_check_extension(s, KVM_CAP_X86_ROBUST_SINGLESTEP);
1401
1402 #ifdef KVM_CAP_DEBUGREGS
1403     s->debugregs = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_DEBUGREGS);
1404 #endif
1405
1406 #ifdef KVM_CAP_XSAVE
1407     s->xsave = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_XSAVE);
1408 #endif
1409
1410 #ifdef KVM_CAP_XCRS
1411     s->xcrs = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_XCRS);
1412 #endif
1413
1414 #ifdef KVM_CAP_PIT_STATE2
1415     s->pit_state2 = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_PIT_STATE2);
1416 #endif
1417
1418 #ifdef KVM_CAP_IRQ_ROUTING
1419     s->direct_msi = (kvm_check_extension(s, KVM_CAP_SIGNAL_MSI) > 0);
1420 #endif
1421
1422     s->intx_set_mask = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_PCI_2_3);
1423
1424     s->irq_set_ioctl = KVM_IRQ_LINE;
1425     if (kvm_check_extension(s, KVM_CAP_IRQ_INJECT_STATUS)) {
1426         s->irq_set_ioctl = KVM_IRQ_LINE_STATUS;
1427     }
1428
1429 #ifdef KVM_CAP_READONLY_MEM
1430     kvm_readonly_mem_allowed =
1431         (kvm_check_extension(s, KVM_CAP_READONLY_MEM) > 0);
1432 #endif
1433
1434     ret = kvm_arch_init(s);
1435     if (ret < 0) {
1436         goto err;
1437     }
1438
1439     ret = kvm_irqchip_create(s);
1440     if (ret < 0) {
1441         goto err;
1442     }
1443
1444     kvm_state = s;
1445     memory_listener_register(&kvm_memory_listener, &address_space_memory);
1446     memory_listener_register(&kvm_io_listener, &address_space_io);
1447
1448     s->many_ioeventfds = kvm_check_many_ioeventfds();
1449
1450     cpu_interrupt_handler = kvm_handle_interrupt;
1451
1452     return 0;
1453
1454 err:
1455     if (s->vmfd >= 0) {
1456         close(s->vmfd);
1457     }
1458     if (s->fd != -1) {
1459         close(s->fd);
1460     }
1461     g_free(s);
1462
1463     return ret;
1464 }
1465
1466 static void kvm_handle_io(uint16_t port, void *data, int direction, int size,
1467                           uint32_t count)
1468 {
1469     int i;
1470     uint8_t *ptr = data;
1471
1472     for (i = 0; i < count; i++) {
1473         if (direction == KVM_EXIT_IO_IN) {
1474             switch (size) {
1475             case 1:
1476                 stb_p(ptr, cpu_inb(port));
1477                 break;
1478             case 2:
1479                 stw_p(ptr, cpu_inw(port));
1480                 break;
1481             case 4:
1482                 stl_p(ptr, cpu_inl(port));
1483                 break;
1484             }
1485         } else {
1486             switch (size) {
1487             case 1:
1488                 cpu_outb(port, ldub_p(ptr));
1489                 break;
1490             case 2:
1491                 cpu_outw(port, lduw_p(ptr));
1492                 break;
1493             case 4:
1494                 cpu_outl(port, ldl_p(ptr));
1495                 break;
1496             }
1497         }
1498
1499         ptr += size;
1500     }
1501 }
1502
1503 static int kvm_handle_internal_error(CPUArchState *env, struct kvm_run *run)
1504 {
1505     CPUState *cpu = ENV_GET_CPU(env);
1506
1507     fprintf(stderr, "KVM internal error.");
1508     if (kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_INTERNAL_ERROR_DATA)) {
1509         int i;
1510
1511         fprintf(stderr, " Suberror: %d\n", run->internal.suberror);
1512         for (i = 0; i < run->internal.ndata; ++i) {
1513             fprintf(stderr, "extra data[%d]: %"PRIx64"\n",
1514                     i, (uint64_t)run->internal.data[i]);
1515         }
1516     } else {
1517         fprintf(stderr, "\n");
1518     }
1519     if (run->internal.suberror == KVM_INTERNAL_ERROR_EMULATION) {
1520         fprintf(stderr, "emulation failure\n");
1521         if (!kvm_arch_stop_on_emulation_error(cpu)) {
1522             cpu_dump_state(env, stderr, fprintf, CPU_DUMP_CODE);
1523             return EXCP_INTERRUPT;
1524         }
1525     }
1526     /* FIXME: Should trigger a qmp message to let management know
1527      * something went wrong.
1528      */
1529     return -1;
1530 }
1531
1532 void kvm_flush_coalesced_mmio_buffer(void)
1533 {
1534     KVMState *s = kvm_state;
1535
1536     if (s->coalesced_flush_in_progress) {
1537         return;
1538     }
1539
1540     s->coalesced_flush_in_progress = true;
1541
1542     if (s->coalesced_mmio_ring) {
1543         struct kvm_coalesced_mmio_ring *ring = s->coalesced_mmio_ring;
1544         while (ring->first != ring->last) {
1545             struct kvm_coalesced_mmio *ent;
1546
1547             ent = &ring->coalesced_mmio[ring->first];
1548
1549             cpu_physical_memory_write(ent->phys_addr, ent->data, ent->len);
1550             smp_wmb();
1551             ring->first = (ring->first + 1) % KVM_COALESCED_MMIO_MAX;
1552         }
1553     }
1554
1555     s->coalesced_flush_in_progress = false;
1556 }
1557
1558 static void do_kvm_cpu_synchronize_state(void *arg)
1559 {
1560     CPUState *cpu = arg;
1561
1562     if (!cpu->kvm_vcpu_dirty) {
1563         kvm_arch_get_registers(cpu);
1564         cpu->kvm_vcpu_dirty = true;
1565     }
1566 }
1567
1568 void kvm_cpu_synchronize_state(CPUArchState *env)
1569 {
1570     CPUState *cpu = ENV_GET_CPU(env);
1571
1572     if (!cpu->kvm_vcpu_dirty) {
1573         run_on_cpu(cpu, do_kvm_cpu_synchronize_state, cpu);
1574     }
1575 }
1576
1577 void kvm_cpu_synchronize_post_reset(CPUState *cpu)
1578 {
1579     kvm_arch_put_registers(cpu, KVM_PUT_RESET_STATE);
1580     cpu->kvm_vcpu_dirty = false;
1581 }
1582
1583 void kvm_cpu_synchronize_post_init(CPUState *cpu)
1584 {
1585     kvm_arch_put_registers(cpu, KVM_PUT_FULL_STATE);
1586     cpu->kvm_vcpu_dirty = false;
1587 }
1588
1589 int kvm_cpu_exec(CPUArchState *env)
1590 {
1591     CPUState *cpu = ENV_GET_CPU(env);
1592     struct kvm_run *run = cpu->kvm_run;
1593     int ret, run_ret;
1594
1595     DPRINTF("kvm_cpu_exec()\n");
1596
1597     if (kvm_arch_process_async_events(cpu)) {
1598         cpu->exit_request = 0;
1599         return EXCP_HLT;
1600     }
1601
1602     do {
1603         if (cpu->kvm_vcpu_dirty) {
1604             kvm_arch_put_registers(cpu, KVM_PUT_RUNTIME_STATE);
1605             cpu->kvm_vcpu_dirty = false;
1606         }
1607
1608         kvm_arch_pre_run(cpu, run);
1609         if (cpu->exit_request) {
1610             DPRINTF("interrupt exit requested\n");
1611             /*
1612              * KVM requires us to reenter the kernel after IO exits to complete
1613              * instruction emulation. This self-signal will ensure that we
1614              * leave ASAP again.
1615              */
1616             qemu_cpu_kick_self();
1617         }
1618         qemu_mutex_unlock_iothread();
1619
1620         run_ret = kvm_vcpu_ioctl(cpu, KVM_RUN, 0);
1621
1622         qemu_mutex_lock_iothread();
1623         kvm_arch_post_run(cpu, run);
1624
1625         if (run_ret < 0) {
1626             if (run_ret == -EINTR || run_ret == -EAGAIN) {
1627                 DPRINTF("io window exit\n");
1628                 ret = EXCP_INTERRUPT;
1629                 break;
1630             }
1631             fprintf(stderr, "error: kvm run failed %s\n",
1632                     strerror(-run_ret));
1633             abort();
1634         }
1635
1636         trace_kvm_run_exit(cpu->cpu_index, run->exit_reason);
1637         switch (run->exit_reason) {
1638         case KVM_EXIT_IO:
1639             DPRINTF("handle_io\n");
1640             kvm_handle_io(run->io.port,
1641                           (uint8_t *)run + run->io.data_offset,
1642                           run->io.direction,
1643                           run->io.size,
1644                           run->io.count);
1645             ret = 0;
1646             break;
1647         case KVM_EXIT_MMIO:
1648             DPRINTF("handle_mmio\n");
1649             cpu_physical_memory_rw(run->mmio.phys_addr,
1650                                    run->mmio.data,
1651                                    run->mmio.len,
1652                                    run->mmio.is_write);
1653             ret = 0;
1654             break;
1655         case KVM_EXIT_IRQ_WINDOW_OPEN:
1656             DPRINTF("irq_window_open\n");
1657             ret = EXCP_INTERRUPT;
1658             break;
1659         case KVM_EXIT_SHUTDOWN:
1660             DPRINTF("shutdown\n");
1661             qemu_system_reset_request();
1662             ret = EXCP_INTERRUPT;
1663             break;
1664         case KVM_EXIT_UNKNOWN:
1665             fprintf(stderr, "KVM: unknown exit, hardware reason %" PRIx64 "\n",
1666                     (uint64_t)run->hw.hardware_exit_reason);
1667             ret = -1;
1668             break;
1669         case KVM_EXIT_INTERNAL_ERROR:
1670             ret = kvm_handle_internal_error(env, run);
1671             break;
1672         default:
1673             DPRINTF("kvm_arch_handle_exit\n");
1674             ret = kvm_arch_handle_exit(cpu, run);
1675             break;
1676         }
1677     } while (ret == 0);
1678
1679     if (ret < 0) {
1680         cpu_dump_state(env, stderr, fprintf, CPU_DUMP_CODE);
1681         vm_stop(RUN_STATE_INTERNAL_ERROR);
1682     }
1683
1684     cpu->exit_request = 0;
1685     return ret;
1686 }
1687
1688 int kvm_ioctl(KVMState *s, int type, ...)
1689 {
1690     int ret;
1691     void *arg;
1692     va_list ap;
1693
1694     va_start(ap, type);
1695     arg = va_arg(ap, void *);
1696     va_end(ap);
1697
1698     trace_kvm_ioctl(type, arg);
1699     ret = ioctl(s->fd, type, arg);
1700     if (ret == -1) {
1701         ret = -errno;
1702     }
1703     return ret;
1704 }
1705
1706 int kvm_vm_ioctl(KVMState *s, int type, ...)
1707 {
1708     int ret;
1709     void *arg;
1710     va_list ap;
1711
1712     va_start(ap, type);
1713     arg = va_arg(ap, void *);
1714     va_end(ap);
1715
1716     trace_kvm_vm_ioctl(type, arg);
1717     ret = ioctl(s->vmfd, type, arg);
1718     if (ret == -1) {
1719         ret = -errno;
1720     }
1721     return ret;
1722 }
1723
1724 int kvm_vcpu_ioctl(CPUState *cpu, int type, ...)
1725 {
1726     int ret;
1727     void *arg;
1728     va_list ap;
1729
1730     va_start(ap, type);
1731     arg = va_arg(ap, void *);
1732     va_end(ap);
1733
1734     trace_kvm_vcpu_ioctl(cpu->cpu_index, type, arg);
1735     ret = ioctl(cpu->kvm_fd, type, arg);
1736     if (ret == -1) {
1737         ret = -errno;
1738     }
1739     return ret;
1740 }
1741
1742 int kvm_has_sync_mmu(void)
1743 {
1744     return kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_SYNC_MMU);
1745 }
1746
1747 int kvm_has_vcpu_events(void)
1748 {
1749     return kvm_state->vcpu_events;
1750 }
1751
1752 int kvm_has_robust_singlestep(void)
1753 {
1754     return kvm_state->robust_singlestep;
1755 }
1756
1757 int kvm_has_debugregs(void)
1758 {
1759     return kvm_state->debugregs;
1760 }
1761
1762 int kvm_has_xsave(void)
1763 {
1764     return kvm_state->xsave;
1765 }
1766
1767 int kvm_has_xcrs(void)
1768 {
1769     return kvm_state->xcrs;
1770 }
1771
1772 int kvm_has_pit_state2(void)
1773 {
1774     return kvm_state->pit_state2;
1775 }
1776
1777 int kvm_has_many_ioeventfds(void)
1778 {
1779     if (!kvm_enabled()) {
1780         return 0;
1781     }
1782     return kvm_state->many_ioeventfds;
1783 }
1784
1785 int kvm_has_gsi_routing(void)
1786 {
1787 #ifdef KVM_CAP_IRQ_ROUTING
1788     return kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_IRQ_ROUTING);
1789 #else
1790     return false;
1791 #endif
1792 }
1793
1794 int kvm_has_intx_set_mask(void)
1795 {
1796     return kvm_state->intx_set_mask;
1797 }
1798
1799 void *kvm_ram_alloc(ram_addr_t size)
1800 {
1801 #ifdef TARGET_S390X
1802     void *mem;
1803
1804     mem = kvm_arch_ram_alloc(size);
1805     if (mem) {
1806         return mem;
1807     }
1808 #endif
1809     return qemu_anon_ram_alloc(size);
1810 }
1811
1812 void kvm_setup_guest_memory(void *start, size_t size)
1813 {
1814 #ifdef CONFIG_VALGRIND_H
1815     VALGRIND_MAKE_MEM_DEFINED(start, size);
1816 #endif
1817     if (!kvm_has_sync_mmu()) {
1818         int ret = qemu_madvise(start, size, QEMU_MADV_DONTFORK);
1819
1820         if (ret) {
1821             perror("qemu_madvise");
1822             fprintf(stderr,
1823                     "Need MADV_DONTFORK in absence of synchronous KVM MMU\n");
1824             exit(1);
1825         }
1826     }
1827 }
1828
1829 #ifdef KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG
1830 struct kvm_sw_breakpoint *kvm_find_sw_breakpoint(CPUState *cpu,
1831                                                  target_ulong pc)
1832 {
1833     struct kvm_sw_breakpoint *bp;
1834
1835     QTAILQ_FOREACH(bp, &cpu->kvm_state->kvm_sw_breakpoints, entry) {
1836         if (bp->pc == pc) {
1837             return bp;
1838         }
1839     }
1840     return NULL;
1841 }
1842
1843 int kvm_sw_breakpoints_active(CPUState *cpu)
1844 {
1845     return !QTAILQ_EMPTY(&cpu->kvm_state->kvm_sw_breakpoints);
1846 }
1847
1848 struct kvm_set_guest_debug_data {
1849     struct kvm_guest_debug dbg;
1850     CPUState *cpu;
1851     int err;
1852 };
1853
1854 static void kvm_invoke_set_guest_debug(void *data)
1855 {
1856     struct kvm_set_guest_debug_data *dbg_data = data;
1857
1858     dbg_data->err = kvm_vcpu_ioctl(dbg_data->cpu, KVM_SET_GUEST_DEBUG,
1859                                    &dbg_data->dbg);
1860 }
1861
1862 int kvm_update_guest_debug(CPUArchState *env, unsigned long reinject_trap)
1863 {
1864     CPUState *cpu = ENV_GET_CPU(env);
1865     struct kvm_set_guest_debug_data data;
1866
1867     data.dbg.control = reinject_trap;
1868
1869     if (env->singlestep_enabled) {
1870         data.dbg.control |= KVM_GUESTDBG_ENABLE | KVM_GUESTDBG_SINGLESTEP;
1871     }
1872     kvm_arch_update_guest_debug(cpu, &data.dbg);
1873     data.cpu = cpu;
1874
1875     run_on_cpu(cpu, kvm_invoke_set_guest_debug, &data);
1876     return data.err;
1877 }
1878
1879 int kvm_insert_breakpoint(CPUArchState *current_env, target_ulong addr,
1880                           target_ulong len, int type)
1881 {
1882     CPUState *current_cpu = ENV_GET_CPU(current_env);
1883     struct kvm_sw_breakpoint *bp;
1884     CPUArchState *env;
1885     int err;
1886
1887     if (type == GDB_BREAKPOINT_SW) {
1888         bp = kvm_find_sw_breakpoint(current_cpu, addr);
1889         if (bp) {
1890             bp->use_count++;
1891             return 0;
1892         }
1893
1894         bp = g_malloc(sizeof(struct kvm_sw_breakpoint));
1895         if (!bp) {
1896             return -ENOMEM;
1897         }
1898
1899         bp->pc = addr;
1900         bp->use_count = 1;
1901         err = kvm_arch_insert_sw_breakpoint(current_cpu, bp);
1902         if (err) {
1903             g_free(bp);
1904             return err;
1905         }
1906
1907         QTAILQ_INSERT_HEAD(&current_cpu->kvm_state->kvm_sw_breakpoints,
1908                           bp, entry);
1909     } else {
1910         err = kvm_arch_insert_hw_breakpoint(addr, len, type);
1911         if (err) {
1912             return err;
1913         }
1914     }
1915
1916     for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
1917         err = kvm_update_guest_debug(env, 0);
1918         if (err) {
1919             return err;
1920         }
1921     }
1922     return 0;
1923 }
1924
1925 int kvm_remove_breakpoint(CPUArchState *current_env, target_ulong addr,
1926                           target_ulong len, int type)
1927 {
1928     CPUState *current_cpu = ENV_GET_CPU(current_env);
1929     struct kvm_sw_breakpoint *bp;
1930     CPUArchState *env;
1931     int err;
1932
1933     if (type == GDB_BREAKPOINT_SW) {
1934         bp = kvm_find_sw_breakpoint(current_cpu, addr);
1935         if (!bp) {
1936             return -ENOENT;
1937         }
1938
1939         if (bp->use_count > 1) {
1940             bp->use_count--;
1941             return 0;
1942         }
1943
1944         err = kvm_arch_remove_sw_breakpoint(current_cpu, bp);
1945         if (err) {
1946             return err;
1947         }
1948
1949         QTAILQ_REMOVE(&current_cpu->kvm_state->kvm_sw_breakpoints, bp, entry);
1950         g_free(bp);
1951     } else {
1952         err = kvm_arch_remove_hw_breakpoint(addr, len, type);
1953         if (err) {
1954             return err;
1955         }
1956     }
1957
1958     for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
1959         err = kvm_update_guest_debug(env, 0);
1960         if (err) {
1961             return err;
1962         }
1963     }
1964     return 0;
1965 }
1966
1967 void kvm_remove_all_breakpoints(CPUArchState *current_env)
1968 {
1969     CPUState *current_cpu = ENV_GET_CPU(current_env);
1970     struct kvm_sw_breakpoint *bp, *next;
1971     KVMState *s = current_cpu->kvm_state;
1972     CPUArchState *env;
1973     CPUState *cpu;
1974
1975     QTAILQ_FOREACH_SAFE(bp, &s->kvm_sw_breakpoints, entry, next) {
1976         if (kvm_arch_remove_sw_breakpoint(current_cpu, bp) != 0) {
1977             /* Try harder to find a CPU that currently sees the breakpoint. */
1978             for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
1979                 cpu = ENV_GET_CPU(env);
1980                 if (kvm_arch_remove_sw_breakpoint(cpu, bp) == 0) {
1981                     break;
1982                 }
1983             }
1984         }
1985         QTAILQ_REMOVE(&s->kvm_sw_breakpoints, bp, entry);
1986         g_free(bp);
1987     }
1988     kvm_arch_remove_all_hw_breakpoints();
1989
1990     for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
1991         kvm_update_guest_debug(env, 0);
1992     }
1993 }
1994
1995 #else /* !KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG */
1996
1997 int kvm_update_guest_debug(CPUArchState *env, unsigned long reinject_trap)
1998 {
1999     return -EINVAL;
2000 }
2001
2002 int kvm_insert_breakpoint(CPUArchState *current_env, target_ulong addr,
2003                           target_ulong len, int type)
2004 {
2005     return -EINVAL;
2006 }
2007
2008 int kvm_remove_breakpoint(CPUArchState *current_env, target_ulong addr,
2009                           target_ulong len, int type)
2010 {
2011     return -EINVAL;
2012 }
2013
2014 void kvm_remove_all_breakpoints(CPUArchState *current_env)
2015 {
2016 }
2017 #endif /* !KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG */
2018
2019 int kvm_set_signal_mask(CPUArchState *env, const sigset_t *sigset)
2020 {
2021     CPUState *cpu = ENV_GET_CPU(env);
2022     struct kvm_signal_mask *sigmask;
2023     int r;
2024
2025     if (!sigset) {
2026         return kvm_vcpu_ioctl(cpu, KVM_SET_SIGNAL_MASK, NULL);
2027     }
2028
2029     sigmask = g_malloc(sizeof(*sigmask) + sizeof(*sigset));
2030
2031     sigmask->len = 8;
2032     memcpy(sigmask->sigset, sigset, sizeof(*sigset));
2033     r = kvm_vcpu_ioctl(cpu, KVM_SET_SIGNAL_MASK, sigmask);
2034     g_free(sigmask);
2035
2036     return r;
2037 }
2038 int kvm_on_sigbus_vcpu(CPUState *cpu, int code, void *addr)
2039 {
2040     return kvm_arch_on_sigbus_vcpu(cpu, code, addr);
2041 }
2042
2043 int kvm_on_sigbus(int code, void *addr)
2044 {
2045     return kvm_arch_on_sigbus(code, addr);
2046 }