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