xen-all.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2010       Citrix Ltd.
   3  *
   4  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
   5  * the COPYING file in the top-level directory.
   6  *
   7  * Contributions after 2012-01-13 are licensed under the terms of the
   8  * GNU GPL, version 2 or (at your option) any later version.
   9  */
  10
  11 #include <sys/mman.h>
  12
  13 #include "hw/pci/pci.h"
  14 #include "hw/i386/pc.h"
  15 #include "hw/xen/xen_common.h"
  16 #include "hw/xen/xen_backend.h"
  17 #include "qmp-commands.h"
  18
  19 #include "sysemu/char.h"
  20 #include "qemu/range.h"
  21 #include "sysemu/xen-mapcache.h"
  22 #include "trace.h"
  23 #include "exec/address-spaces.h"
  24
  25 #include <xen/hvm/ioreq.h>
  26 #include <xen/hvm/params.h>
  27 #include <xen/hvm/e820.h>
  28
  29 //#define DEBUG_XEN
  30
  31 #ifdef DEBUG_XEN
  32 #define DPRINTF(fmt, ...) \
  33     do { fprintf(stderr, "xen: " fmt, ## __VA_ARGS__); } while (0)
  34 #else
  35 #define DPRINTF(fmt, ...) \
  36     do { } while (0)
  37 #endif
  38
  39 static MemoryRegion ram_memory, ram_640k, ram_lo, ram_hi;
  40 static MemoryRegion *framebuffer;
  41 static bool xen_in_migration;
  42
  43 /* Compatibility with older version */
  44 #if __XEN_LATEST_INTERFACE_VERSION__ < 0x0003020a
  45 static inline uint32_t xen_vcpu_eport(shared_iopage_t *shared_page, int i)
  46 {
  47     return shared_page->vcpu_iodata[i].vp_eport;
  48 }
  49 static inline ioreq_t *xen_vcpu_ioreq(shared_iopage_t *shared_page, int vcpu)
  50 {
  51     return &shared_page->vcpu_iodata[vcpu].vp_ioreq;
  52 }
  53 #  define FMT_ioreq_size PRIx64
  54 #else
  55 static inline uint32_t xen_vcpu_eport(shared_iopage_t *shared_page, int i)
  56 {
  57     return shared_page->vcpu_ioreq[i].vp_eport;
  58 }
  59 static inline ioreq_t *xen_vcpu_ioreq(shared_iopage_t *shared_page, int vcpu)
  60 {
  61     return &shared_page->vcpu_ioreq[vcpu];
  62 }
  63 #  define FMT_ioreq_size "u"
  64 #endif
  65 #ifndef HVM_PARAM_BUFIOREQ_EVTCHN
  66 #define HVM_PARAM_BUFIOREQ_EVTCHN 26
  67 #endif
  68
  69 #define BUFFER_IO_MAX_DELAY  100
  70
  71 typedef struct XenPhysmap {
  72     hwaddr start_addr;
  73     ram_addr_t size;
  74     char *name;
  75     hwaddr phys_offset;
  76
  77     QLIST_ENTRY(XenPhysmap) list;
  78 } XenPhysmap;
  79
  80 typedef struct XenIOState {
  81     shared_iopage_t *shared_page;
  82     buffered_iopage_t *buffered_io_page;
  83     QEMUTimer *buffered_io_timer;
  84     /* the evtchn port for polling the notification, */
  85     evtchn_port_t *ioreq_local_port;
  86     /* evtchn local port for buffered io */
  87     evtchn_port_t bufioreq_local_port;
  88     /* the evtchn fd for polling */
  89     XenEvtchn xce_handle;
  90     /* which vcpu we are serving */
  91     int send_vcpu;
  92
  93     struct xs_handle *xenstore;
  94     MemoryListener memory_listener;
  95     QLIST_HEAD(, XenPhysmap) physmap;
  96     hwaddr free_phys_offset;
  97     const XenPhysmap *log_for_dirtybit;
  98
  99     Notifier exit;
 100     Notifier suspend;
 101 } XenIOState;
 102
 103 /* Xen specific function for piix pci */
 104
 105 int xen_pci_slot_get_pirq(PCIDevice *pci_dev, int irq_num)
 106 {
 107     return irq_num + ((pci_dev->devfn >> 3) << 2);
 108 }
 109
 110 void xen_piix3_set_irq(void *opaque, int irq_num, int level)
 111 {
 112     xc_hvm_set_pci_intx_level(xen_xc, xen_domid, 0, 0, irq_num >> 2,
 113                               irq_num & 3, level);
 114 }
 115
 116 void xen_piix_pci_write_config_client(uint32_t address, uint32_t val, int len)
 117 {
 118     int i;
 119
 120     /* Scan for updates to PCI link routes (0x60-0x63). */
 121     for (i = 0; i < len; i++) {
 122         uint8_t v = (val >> (8 * i)) & 0xff;
 123         if (v & 0x80) {
 124             v = 0;
 125         }
 126         v &= 0xf;
 127         if (((address + i) >= 0x60) && ((address + i) <= 0x63)) {
 128             xc_hvm_set_pci_link_route(xen_xc, xen_domid, address + i - 0x60, v);
 129         }
 130     }
 131 }
 132
 133 void xen_hvm_inject_msi(uint64_t addr, uint32_t data)
 134 {
 135     xen_xc_hvm_inject_msi(xen_xc, xen_domid, addr, data);
 136 }
 137
 138 static void xen_suspend_notifier(Notifier *notifier, void *data)
 139 {
 140     xc_set_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_ACPI_S_STATE, 3);
 141 }
 142
 143 /* Xen Interrupt Controller */
 144
 145 static void xen_set_irq(void *opaque, int irq, int level)
 146 {
 147     xc_hvm_set_isa_irq_level(xen_xc, xen_domid, irq, level);
 148 }
 149
 150 qemu_irq *xen_interrupt_controller_init(void)
 151 {
 152     return qemu_allocate_irqs(xen_set_irq, NULL, 16);
 153 }
 154
 155 /* Memory Ops */
 156
 157 static void xen_ram_init(ram_addr_t ram_size)
 158 {
 159     MemoryRegion *sysmem = get_system_memory();
 160     ram_addr_t below_4g_mem_size, above_4g_mem_size = 0;
 161     ram_addr_t block_len;
 162
 163     block_len = ram_size;
 164     if (ram_size >= HVM_BELOW_4G_RAM_END) {
 165         /* Xen does not allocate the memory continuously, and keep a hole at
 166          * HVM_BELOW_4G_MMIO_START of HVM_BELOW_4G_MMIO_LENGTH
 167          */
 168         block_len += HVM_BELOW_4G_MMIO_LENGTH;
 169     }
 170     memory_region_init_ram(&ram_memory, NULL, "xen.ram", block_len);
 171     vmstate_register_ram_global(&ram_memory);
 172
 173     if (ram_size >= HVM_BELOW_4G_RAM_END) {
 174         above_4g_mem_size = ram_size - HVM_BELOW_4G_RAM_END;
 175         below_4g_mem_size = HVM_BELOW_4G_RAM_END;
 176     } else {
 177         below_4g_mem_size = ram_size;
 178     }
 179
 180     memory_region_init_alias(&ram_640k, NULL, "xen.ram.640k",
 181                              &ram_memory, 0, 0xa0000);
 182     memory_region_add_subregion(sysmem, 0, &ram_640k);
 183     /* Skip of the VGA IO memory space, it will be registered later by the VGA
 184      * emulated device.
 185      *
 186      * The area between 0xc0000 and 0x100000 will be used by SeaBIOS to load
 187      * the Options ROM, so it is registered here as RAM.
 188      */
 189     memory_region_init_alias(&ram_lo, NULL, "xen.ram.lo",
 190                              &ram_memory, 0xc0000, below_4g_mem_size - 0xc0000);
 191     memory_region_add_subregion(sysmem, 0xc0000, &ram_lo);
 192     if (above_4g_mem_size > 0) {
 193         memory_region_init_alias(&ram_hi, NULL, "xen.ram.hi",
 194                                  &ram_memory, 0x100000000ULL,
 195                                  above_4g_mem_size);
 196         memory_region_add_subregion(sysmem, 0x100000000ULL, &ram_hi);
 197     }
 198 }
 199
 200 void xen_ram_alloc(ram_addr_t ram_addr, ram_addr_t size, MemoryRegion *mr)
 201 {
 202     unsigned long nr_pfn;
 203     xen_pfn_t *pfn_list;
 204     int i;
 205
 206     if (runstate_check(RUN_STATE_INMIGRATE)) {
 207         /* RAM already populated in Xen */
 208         fprintf(stderr, "%s: do not alloc "RAM_ADDR_FMT
 209                 " bytes of ram at "RAM_ADDR_FMT" when runstate is INMIGRATE\n",
 210                 __func__, size, ram_addr);
 211         return;
 212     }
 213
 214     if (mr == &ram_memory) {
 215         return;
 216     }
 217
 218     trace_xen_ram_alloc(ram_addr, size);
 219
 220     nr_pfn = size >> TARGET_PAGE_BITS;
 221     pfn_list = g_malloc(sizeof (*pfn_list) * nr_pfn);
 222
 223     for (i = 0; i < nr_pfn; i++) {
 224         pfn_list[i] = (ram_addr >> TARGET_PAGE_BITS) + i;
 225     }
 226
 227     if (xc_domain_populate_physmap_exact(xen_xc, xen_domid, nr_pfn, 0, 0, pfn_list)) {
 228         hw_error("xen: failed to populate ram at " RAM_ADDR_FMT, ram_addr);
 229     }
 230
 231     g_free(pfn_list);
 232 }
 233
 234 static XenPhysmap *get_physmapping(XenIOState *state,
 235                                    hwaddr start_addr, ram_addr_t size)
 236 {
 237     XenPhysmap *physmap = NULL;
 238
 239     start_addr &= TARGET_PAGE_MASK;
 240
 241     QLIST_FOREACH(physmap, &state->physmap, list) {
 242         if (range_covers_byte(physmap->start_addr, physmap->size, start_addr)) {
 243             return physmap;
 244         }
 245     }
 246     return NULL;
 247 }
 248
 249 static hwaddr xen_phys_offset_to_gaddr(hwaddr start_addr,
 250                                                    ram_addr_t size, void *opaque)
 251 {
 252     hwaddr addr = start_addr & TARGET_PAGE_MASK;
 253     XenIOState *xen_io_state = opaque;
 254     XenPhysmap *physmap = NULL;
 255
 256     QLIST_FOREACH(physmap, &xen_io_state->physmap, list) {
 257         if (range_covers_byte(physmap->phys_offset, physmap->size, addr)) {
 258             return physmap->start_addr;
 259         }
 260     }
 261
 262     return start_addr;
 263 }
 264
 265 #if CONFIG_XEN_CTRL_INTERFACE_VERSION >= 340
 266 static int xen_add_to_physmap(XenIOState *state,
 267                               hwaddr start_addr,
 268                               ram_addr_t size,
 269                               MemoryRegion *mr,
 270                               hwaddr offset_within_region)
 271 {
 272     unsigned long i = 0;
 273     int rc = 0;
 274     XenPhysmap *physmap = NULL;
 275     hwaddr pfn, start_gpfn;
 276     hwaddr phys_offset = memory_region_get_ram_addr(mr);
 277     char path[80], value[17];
 278
 279     if (get_physmapping(state, start_addr, size)) {
 280         return 0;
 281     }
 282     if (size <= 0) {
 283         return -1;
 284     }
 285
 286     /* Xen can only handle a single dirty log region for now and we want
 287      * the linear framebuffer to be that region.
 288      * Avoid tracking any regions that is not videoram and avoid tracking
 289      * the legacy vga region. */
 290     if (mr == framebuffer && start_addr > 0xbffff) {
 291         goto go_physmap;
 292     }
 293     return -1;
 294
 295 go_physmap:
 296     DPRINTF("mapping vram to %"HWADDR_PRIx" - %"HWADDR_PRIx"\n",
 297             start_addr, start_addr + size);
 298
 299     pfn = phys_offset >> TARGET_PAGE_BITS;
 300     start_gpfn = start_addr >> TARGET_PAGE_BITS;
 301     for (i = 0; i < size >> TARGET_PAGE_BITS; i++) {
 302         unsigned long idx = pfn + i;
 303         xen_pfn_t gpfn = start_gpfn + i;
 304
 305         rc = xc_domain_add_to_physmap(xen_xc, xen_domid, XENMAPSPACE_gmfn, idx, gpfn);
 306         if (rc) {
 307             DPRINTF("add_to_physmap MFN %"PRI_xen_pfn" to PFN %"
 308                     PRI_xen_pfn" failed: %d\n", idx, gpfn, rc);
 309             return -rc;
 310         }
 311     }
 312
 313     physmap = g_malloc(sizeof (XenPhysmap));
 314
 315     physmap->start_addr = start_addr;
 316     physmap->size = size;
 317     physmap->name = (char *)mr->name;
 318     physmap->phys_offset = phys_offset;
 319
 320     QLIST_INSERT_HEAD(&state->physmap, physmap, list);
 321
 322     xc_domain_pin_memory_cacheattr(xen_xc, xen_domid,
 323                                    start_addr >> TARGET_PAGE_BITS,
 324                                    (start_addr + size) >> TARGET_PAGE_BITS,
 325                                    XEN_DOMCTL_MEM_CACHEATTR_WB);
 326
 327     snprintf(path, sizeof(path),
 328             "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%"PRIx64"/start_addr",
 329             xen_domid, (uint64_t)phys_offset);
 330     snprintf(value, sizeof(value), "%"PRIx64, (uint64_t)start_addr);
 331     if (!xs_write(state->xenstore, 0, path, value, strlen(value))) {
 332         return -1;
 333     }
 334     snprintf(path, sizeof(path),
 335             "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%"PRIx64"/size",
 336             xen_domid, (uint64_t)phys_offset);
 337     snprintf(value, sizeof(value), "%"PRIx64, (uint64_t)size);
 338     if (!xs_write(state->xenstore, 0, path, value, strlen(value))) {
 339         return -1;
 340     }
 341     if (mr->name) {
 342         snprintf(path, sizeof(path),
 343                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%"PRIx64"/name",
 344                 xen_domid, (uint64_t)phys_offset);
 345         if (!xs_write(state->xenstore, 0, path, mr->name, strlen(mr->name))) {
 346             return -1;
 347         }
 348     }
 349
 350     return 0;
 351 }
 352
 353 static int xen_remove_from_physmap(XenIOState *state,
 354                                    hwaddr start_addr,
 355                                    ram_addr_t size)
 356 {
 357     unsigned long i = 0;
 358     int rc = 0;
 359     XenPhysmap *physmap = NULL;
 360     hwaddr phys_offset = 0;
 361
 362     physmap = get_physmapping(state, start_addr, size);
 363     if (physmap == NULL) {
 364         return -1;
 365     }
 366
 367     phys_offset = physmap->phys_offset;
 368     size = physmap->size;
 369
 370     DPRINTF("unmapping vram to %"HWADDR_PRIx" - %"HWADDR_PRIx", from ",
 371             "%"HWADDR_PRIx"\n", phys_offset, phys_offset + size, start_addr);
 372
 373     size >>= TARGET_PAGE_BITS;
 374     start_addr >>= TARGET_PAGE_BITS;
 375     phys_offset >>= TARGET_PAGE_BITS;
 376     for (i = 0; i < size; i++) {
 377         unsigned long idx = start_addr + i;
 378         xen_pfn_t gpfn = phys_offset + i;
 379
 380         rc = xc_domain_add_to_physmap(xen_xc, xen_domid, XENMAPSPACE_gmfn, idx, gpfn);
 381         if (rc) {
 382             fprintf(stderr, "add_to_physmap MFN %"PRI_xen_pfn" to PFN %"
 383                     PRI_xen_pfn" failed: %d\n", idx, gpfn, rc);
 384             return -rc;
 385         }
 386     }
 387
 388     QLIST_REMOVE(physmap, list);
 389     if (state->log_for_dirtybit == physmap) {
 390         state->log_for_dirtybit = NULL;
 391     }
 392     g_free(physmap);
 393
 394     return 0;
 395 }
 396
 397 #else
 398 static int xen_add_to_physmap(XenIOState *state,
 399                               hwaddr start_addr,
 400                               ram_addr_t size,
 401                               MemoryRegion *mr,
 402                               hwaddr offset_within_region)
 403 {
 404     return -ENOSYS;
 405 }
 406
 407 static int xen_remove_from_physmap(XenIOState *state,
 408                                    hwaddr start_addr,
 409                                    ram_addr_t size)
 410 {
 411     return -ENOSYS;
 412 }
 413 #endif
 414
 415 static void xen_set_memory(struct MemoryListener *listener,
 416                            MemoryRegionSection *section,
 417                            bool add)
 418 {
 419     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 420     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
 421     ram_addr_t size = int128_get64(section->size);
 422     bool log_dirty = memory_region_is_logging(section->mr);
 423     hvmmem_type_t mem_type;
 424
 425     if (!memory_region_is_ram(section->mr)) {
 426         return;
 427     }
 428
 429     if (!(section->mr != &ram_memory
 430           && ( (log_dirty && add) || (!log_dirty && !add)))) {
 431         return;
 432     }
 433
 434     trace_xen_client_set_memory(start_addr, size, log_dirty);
 435
 436     start_addr &= TARGET_PAGE_MASK;
 437     size = TARGET_PAGE_ALIGN(size);
 438
 439     if (add) {
 440         if (!memory_region_is_rom(section->mr)) {
 441             xen_add_to_physmap(state, start_addr, size,
 442                                section->mr, section->offset_within_region);
 443         } else {
 444             mem_type = HVMMEM_ram_ro;
 445             if (xc_hvm_set_mem_type(xen_xc, xen_domid, mem_type,
 446                                     start_addr >> TARGET_PAGE_BITS,
 447                                     size >> TARGET_PAGE_BITS)) {
 448                 DPRINTF("xc_hvm_set_mem_type error, addr: "TARGET_FMT_plx"\n",
 449                         start_addr);
 450             }
 451         }
 452     } else {
 453         if (xen_remove_from_physmap(state, start_addr, size) < 0) {
 454             DPRINTF("physmapping does not exist at "TARGET_FMT_plx"\n", start_addr);
 455         }
 456     }
 457 }
 458
 459 static void xen_region_add(MemoryListener *listener,
 460                            MemoryRegionSection *section)
 461 {
 462     memory_region_ref(section->mr);
 463     xen_set_memory(listener, section, true);
 464 }
 465
 466 static void xen_region_del(MemoryListener *listener,
 467                            MemoryRegionSection *section)
 468 {
 469     xen_set_memory(listener, section, false);
 470     memory_region_unref(section->mr);
 471 }
 472
 473 static void xen_sync_dirty_bitmap(XenIOState *state,
 474                                   hwaddr start_addr,
 475                                   ram_addr_t size)
 476 {
 477     hwaddr npages = size >> TARGET_PAGE_BITS;
 478     const int width = sizeof(unsigned long) * 8;
 479     unsigned long bitmap[(npages + width - 1) / width];
 480     int rc, i, j;
 481     const XenPhysmap *physmap = NULL;
 482
 483     physmap = get_physmapping(state, start_addr, size);
 484     if (physmap == NULL) {
 485         /* not handled */
 486         return;
 487     }
 488
 489     if (state->log_for_dirtybit == NULL) {
 490         state->log_for_dirtybit = physmap;
 491     } else if (state->log_for_dirtybit != physmap) {
 492         /* Only one range for dirty bitmap can be tracked. */
 493         return;
 494     }
 495
 496     rc = xc_hvm_track_dirty_vram(xen_xc, xen_domid,
 497                                  start_addr >> TARGET_PAGE_BITS, npages,
 498                                  bitmap);
 499     if (rc < 0) {
 500         if (rc != -ENODATA) {
 501             memory_region_set_dirty(framebuffer, 0, size);
 502             DPRINTF("xen: track_dirty_vram failed (0x" TARGET_FMT_plx
 503                     ", 0x" TARGET_FMT_plx "): %s\n",
 504                     start_addr, start_addr + size, strerror(-rc));
 505         }
 506         return;
 507     }
 508
 509     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bitmap); i++) {
 510         unsigned long map = bitmap[i];
 511         while (map != 0) {
 512             j = ffsl(map) - 1;
 513             map &= ~(1ul << j);
 514             memory_region_set_dirty(framebuffer,
 515                                     (i * width + j) * TARGET_PAGE_SIZE,
 516                                     TARGET_PAGE_SIZE);
 517         };
 518     }
 519 }
 520
 521 static void xen_log_start(MemoryListener *listener,
 522                           MemoryRegionSection *section)
 523 {
 524     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 525
 526     xen_sync_dirty_bitmap(state, section->offset_within_address_space,
 527                           int128_get64(section->size));
 528 }
 529
 530 static void xen_log_stop(MemoryListener *listener, MemoryRegionSection *section)
 531 {
 532     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 533
 534     state->log_for_dirtybit = NULL;
 535     /* Disable dirty bit tracking */
 536     xc_hvm_track_dirty_vram(xen_xc, xen_domid, 0, 0, NULL);
 537 }
 538
 539 static void xen_log_sync(MemoryListener *listener, MemoryRegionSection *section)
 540 {
 541     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 542
 543     xen_sync_dirty_bitmap(state, section->offset_within_address_space,
 544                           int128_get64(section->size));
 545 }
 546
 547 static void xen_log_global_start(MemoryListener *listener)
 548 {
 549     if (xen_enabled()) {
 550         xen_in_migration = true;
 551     }
 552 }
 553
 554 static void xen_log_global_stop(MemoryListener *listener)
 555 {
 556     xen_in_migration = false;
 557 }
 558
 559 static MemoryListener xen_memory_listener = {
 560     .region_add = xen_region_add,
 561     .region_del = xen_region_del,
 562     .log_start = xen_log_start,
 563     .log_stop = xen_log_stop,
 564     .log_sync = xen_log_sync,
 565     .log_global_start = xen_log_global_start,
 566     .log_global_stop = xen_log_global_stop,
 567     .priority = 10,
 568 };
 569
 570 void qmp_xen_set_global_dirty_log(bool enable, Error **errp)
 571 {
 572     if (enable) {
 573         memory_global_dirty_log_start();
 574     } else {
 575         memory_global_dirty_log_stop();
 576     }
 577 }
 578
 579 /* get the ioreq packets from share mem */
 580 static ioreq_t *cpu_get_ioreq_from_shared_memory(XenIOState *state, int vcpu)
 581 {
 582     ioreq_t *req = xen_vcpu_ioreq(state->shared_page, vcpu);
 583
 584     if (req->state != STATE_IOREQ_READY) {
 585         DPRINTF("I/O request not ready: "
 586                 "%x, ptr: %x, port: %"PRIx64", "
 587                 "data: %"PRIx64", count: %" FMT_ioreq_size ", size: %" FMT_ioreq_size "\n",
 588                 req->state, req->data_is_ptr, req->addr,
 589                 req->data, req->count, req->size);
 590         return NULL;
 591     }
 592
 593     xen_rmb(); /* see IOREQ_READY /then/ read contents of ioreq */
 594
 595     req->state = STATE_IOREQ_INPROCESS;
 596     return req;
 597 }
 598
 599 /* use poll to get the port notification */
 600 /* ioreq_vec--out,the */
 601 /* retval--the number of ioreq packet */
 602 static ioreq_t *cpu_get_ioreq(XenIOState *state)
 603 {
 604     int i;
 605     evtchn_port_t port;
 606
 607     port = xc_evtchn_pending(state->xce_handle);
 608     if (port == state->bufioreq_local_port) {
 609         qemu_mod_timer(state->buffered_io_timer,
 610                 BUFFER_IO_MAX_DELAY + qemu_get_clock_ms(rt_clock));
 611         return NULL;
 612     }
 613
 614     if (port != -1) {
 615         for (i = 0; i < smp_cpus; i++) {
 616             if (state->ioreq_local_port[i] == port) {
 617                 break;
 618             }
 619         }
 620
 621         if (i == smp_cpus) {
 622             hw_error("Fatal error while trying to get io event!\n");
 623         }
 624
 625         /* unmask the wanted port again */
 626         xc_evtchn_unmask(state->xce_handle, port);
 627
 628         /* get the io packet from shared memory */
 629         state->send_vcpu = i;
 630         return cpu_get_ioreq_from_shared_memory(state, i);
 631     }
 632
 633     /* read error or read nothing */
 634     return NULL;
 635 }
 636
 637 static uint32_t do_inp(pio_addr_t addr, unsigned long size)
 638 {
 639     switch (size) {
 640         case 1:
 641             return cpu_inb(addr);
 642         case 2:
 643             return cpu_inw(addr);
 644         case 4:
 645             return cpu_inl(addr);
 646         default:
 647             hw_error("inp: bad size: %04"FMT_pioaddr" %lx", addr, size);
 648     }
 649 }
 650
 651 static void do_outp(pio_addr_t addr,
 652         unsigned long size, uint32_t val)
 653 {
 654     switch (size) {
 655         case 1:
 656             return cpu_outb(addr, val);
 657         case 2:
 658             return cpu_outw(addr, val);
 659         case 4:
 660             return cpu_outl(addr, val);
 661         default:
 662             hw_error("outp: bad size: %04"FMT_pioaddr" %lx", addr, size);
 663     }
 664 }
 665
 666 /*
 667  * Helper functions which read/write an object from/to physical guest
 668  * memory, as part of the implementation of an ioreq.
 669  *
 670  * Equivalent to
 671  *   cpu_physical_memory_rw(addr + (req->df ? -1 : +1) * req->size * i,
 672  *                          val, req->size, 0/1)
 673  * except without the integer overflow problems.
 674  */
 675 static void rw_phys_req_item(hwaddr addr,
 676                              ioreq_t *req, uint32_t i, void *val, int rw)
 677 {
 678     /* Do everything unsigned so overflow just results in a truncated result
 679      * and accesses to undesired parts of guest memory, which is up
 680      * to the guest */
 681     hwaddr offset = (hwaddr)req->size * i;
 682     if (req->df) {
 683         addr -= offset;
 684     } else {
 685         addr += offset;
 686     }
 687     cpu_physical_memory_rw(addr, val, req->size, rw);
 688 }
 689
 690 static inline void read_phys_req_item(hwaddr addr,
 691                                       ioreq_t *req, uint32_t i, void *val)
 692 {
 693     rw_phys_req_item(addr, req, i, val, 0);
 694 }
 695 static inline void write_phys_req_item(hwaddr addr,
 696                                        ioreq_t *req, uint32_t i, void *val)
 697 {
 698     rw_phys_req_item(addr, req, i, val, 1);
 699 }
 700
 701
 702 static void cpu_ioreq_pio(ioreq_t *req)
 703 {
 704     uint32_t i;
 705
 706     if (req->dir == IOREQ_READ) {
 707         if (!req->data_is_ptr) {
 708             req->data = do_inp(req->addr, req->size);
 709         } else {
 710             uint32_t tmp;
 711
 712             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 713                 tmp = do_inp(req->addr, req->size);
 714                 write_phys_req_item(req->data, req, i, &tmp);
 715             }
 716         }
 717     } else if (req->dir == IOREQ_WRITE) {
 718         if (!req->data_is_ptr) {
 719             do_outp(req->addr, req->size, req->data);
 720         } else {
 721             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 722                 uint32_t tmp = 0;
 723
 724                 read_phys_req_item(req->data, req, i, &tmp);
 725                 do_outp(req->addr, req->size, tmp);
 726             }
 727         }
 728     }
 729 }
 730
 731 static void cpu_ioreq_move(ioreq_t *req)
 732 {
 733     uint32_t i;
 734
 735     if (!req->data_is_ptr) {
 736         if (req->dir == IOREQ_READ) {
 737             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 738                 read_phys_req_item(req->addr, req, i, &req->data);
 739             }
 740         } else if (req->dir == IOREQ_WRITE) {
 741             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 742                 write_phys_req_item(req->addr, req, i, &req->data);
 743             }
 744         }
 745     } else {
 746         uint64_t tmp;
 747
 748         if (req->dir == IOREQ_READ) {
 749             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 750                 read_phys_req_item(req->addr, req, i, &tmp);
 751                 write_phys_req_item(req->data, req, i, &tmp);
 752             }
 753         } else if (req->dir == IOREQ_WRITE) {
 754             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 755                 read_phys_req_item(req->data, req, i, &tmp);
 756                 write_phys_req_item(req->addr, req, i, &tmp);
 757             }
 758         }
 759     }
 760 }
 761
 762 static void handle_ioreq(ioreq_t *req)
 763 {
 764     if (!req->data_is_ptr && (req->dir == IOREQ_WRITE) &&
 765             (req->size < sizeof (target_ulong))) {
 766         req->data &= ((target_ulong) 1 << (8 * req->size)) - 1;
 767     }
 768
 769     switch (req->type) {
 770         case IOREQ_TYPE_PIO:
 771             cpu_ioreq_pio(req);
 772             break;
 773         case IOREQ_TYPE_COPY:
 774             cpu_ioreq_move(req);
 775             break;
 776         case IOREQ_TYPE_TIMEOFFSET:
 777             break;
 778         case IOREQ_TYPE_INVALIDATE:
 779             xen_invalidate_map_cache();
 780             break;
 781         default:
 782             hw_error("Invalid ioreq type 0x%x\n", req->type);
 783     }
 784 }
 785
 786 static int handle_buffered_iopage(XenIOState *state)
 787 {
 788     buf_ioreq_t *buf_req = NULL;
 789     ioreq_t req;
 790     int qw;
 791
 792     if (!state->buffered_io_page) {
 793         return 0;
 794     }
 795
 796     memset(&req, 0x00, sizeof(req));
 797
 798     while (state->buffered_io_page->read_pointer != state->buffered_io_page->write_pointer) {
 799         buf_req = &state->buffered_io_page->buf_ioreq[
 800             state->buffered_io_page->read_pointer % IOREQ_BUFFER_SLOT_NUM];
 801         req.size = 1UL << buf_req->size;
 802         req.count = 1;
 803         req.addr = buf_req->addr;
 804         req.data = buf_req->data;
 805         req.state = STATE_IOREQ_READY;
 806         req.dir = buf_req->dir;
 807         req.df = 1;
 808         req.type = buf_req->type;
 809         req.data_is_ptr = 0;
 810         qw = (req.size == 8);
 811         if (qw) {
 812             buf_req = &state->buffered_io_page->buf_ioreq[
 813                 (state->buffered_io_page->read_pointer + 1) % IOREQ_BUFFER_SLOT_NUM];
 814             req.data |= ((uint64_t)buf_req->data) << 32;
 815         }
 816
 817         handle_ioreq(&req);
 818
 819         xen_mb();
 820         state->buffered_io_page->read_pointer += qw ? 2 : 1;
 821     }
 822
 823     return req.count;
 824 }
 825
 826 static void handle_buffered_io(void *opaque)
 827 {
 828     XenIOState *state = opaque;
 829
 830     if (handle_buffered_iopage(state)) {
 831         qemu_mod_timer(state->buffered_io_timer,
 832                 BUFFER_IO_MAX_DELAY + qemu_get_clock_ms(rt_clock));
 833     } else {
 834         qemu_del_timer(state->buffered_io_timer);
 835         xc_evtchn_unmask(state->xce_handle, state->bufioreq_local_port);
 836     }
 837 }
 838
 839 static void cpu_handle_ioreq(void *opaque)
 840 {
 841     XenIOState *state = opaque;
 842     ioreq_t *req = cpu_get_ioreq(state);
 843
 844     handle_buffered_iopage(state);
 845     if (req) {
 846         handle_ioreq(req);
 847
 848         if (req->state != STATE_IOREQ_INPROCESS) {
 849             fprintf(stderr, "Badness in I/O request ... not in service?!: "
 850                     "%x, ptr: %x, port: %"PRIx64", "
 851                     "data: %"PRIx64", count: %" FMT_ioreq_size ", size: %" FMT_ioreq_size "\n",
 852                     req->state, req->data_is_ptr, req->addr,
 853                     req->data, req->count, req->size);
 854             destroy_hvm_domain(false);
 855             return;
 856         }
 857
 858         xen_wmb(); /* Update ioreq contents /then/ update state. */
 859
 860         /*
 861          * We do this before we send the response so that the tools
 862          * have the opportunity to pick up on the reset before the
 863          * guest resumes and does a hlt with interrupts disabled which
 864          * causes Xen to powerdown the domain.
 865          */
 866         if (runstate_is_running()) {
 867             if (qemu_shutdown_requested_get()) {
 868                 destroy_hvm_domain(false);
 869             }
 870             if (qemu_reset_requested_get()) {
 871                 qemu_system_reset(VMRESET_REPORT);
 872                 destroy_hvm_domain(true);
 873             }
 874         }
 875
 876         req->state = STATE_IORESP_READY;
 877         xc_evtchn_notify(state->xce_handle, state->ioreq_local_port[state->send_vcpu]);
 878     }
 879 }
 880
 881 static int store_dev_info(int domid, CharDriverState *cs, const char *string)
 882 {
 883     struct xs_handle *xs = NULL;
 884     char *path = NULL;
 885     char *newpath = NULL;
 886     char *pts = NULL;
 887     int ret = -1;
 888
 889     /* Only continue if we're talking to a pty. */
 890     if (strncmp(cs->filename, "pty:", 4)) {
 891         return 0;
 892     }
 893     pts = cs->filename + 4;
 894
 895     /* We now have everything we need to set the xenstore entry. */
 896     xs = xs_open(0);
 897     if (xs == NULL) {
 898         fprintf(stderr, "Could not contact XenStore\n");
 899         goto out;
 900     }
 901
 902     path = xs_get_domain_path(xs, domid);
 903     if (path == NULL) {
 904         fprintf(stderr, "xs_get_domain_path() error\n");
 905         goto out;
 906     }
 907     newpath = realloc(path, (strlen(path) + strlen(string) +
 908                 strlen("/tty") + 1));
 909     if (newpath == NULL) {
 910         fprintf(stderr, "realloc error\n");
 911         goto out;
 912     }
 913     path = newpath;
 914
 915     strcat(path, string);
 916     strcat(path, "/tty");
 917     if (!xs_write(xs, XBT_NULL, path, pts, strlen(pts))) {
 918         fprintf(stderr, "xs_write for '%s' fail", string);
 919         goto out;
 920     }
 921     ret = 0;
 922
 923 out:
 924     free(path);
 925     xs_close(xs);
 926
 927     return ret;
 928 }
 929
 930 void xenstore_store_pv_console_info(int i, CharDriverState *chr)
 931 {
 932     if (i == 0) {
 933         store_dev_info(xen_domid, chr, "/console");
 934     } else {
 935         char buf[32];
 936         snprintf(buf, sizeof(buf), "/device/console/%d", i);
 937         store_dev_info(xen_domid, chr, buf);
 938     }
 939 }
 940
 941 static void xenstore_record_dm_state(struct xs_handle *xs, const char *state)
 942 {
 943     char path[50];
 944
 945     if (xs == NULL) {
 946         fprintf(stderr, "xenstore connection not initialized\n");
 947         exit(1);
 948     }
 949
 950     snprintf(path, sizeof (path), "/local/domain/0/device-model/%u/state", xen_domid);
 951     if (!xs_write(xs, XBT_NULL, path, state, strlen(state))) {
 952         fprintf(stderr, "error recording dm state\n");
 953         exit(1);
 954     }
 955 }
 956
 957 static void xen_main_loop_prepare(XenIOState *state)
 958 {
 959     int evtchn_fd = -1;
 960
 961     if (state->xce_handle != XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
 962         evtchn_fd = xc_evtchn_fd(state->xce_handle);
 963     }
 964
 965     state->buffered_io_timer = qemu_new_timer_ms(rt_clock, handle_buffered_io,
 966                                                  state);
 967
 968     if (evtchn_fd != -1) {
 969         qemu_set_fd_handler(evtchn_fd, cpu_handle_ioreq, NULL, state);
 970     }
 971 }
 972
 973
 974 /* Initialise Xen */
 975
 976 static void xen_change_state_handler(void *opaque, int running,
 977                                      RunState state)
 978 {
 979     if (running) {
 980         /* record state running */
 981         xenstore_record_dm_state(xenstore, "running");
 982     }
 983 }
 984
 985 static void xen_hvm_change_state_handler(void *opaque, int running,
 986                                          RunState rstate)
 987 {
 988     XenIOState *xstate = opaque;
 989     if (running) {
 990         xen_main_loop_prepare(xstate);
 991     }
 992 }
 993
 994 static void xen_exit_notifier(Notifier *n, void *data)
 995 {
 996     XenIOState *state = container_of(n, XenIOState, exit);
 997
 998     xc_evtchn_close(state->xce_handle);
 999     xs_daemon_close(state->xenstore);
1000 }
1001
1002 int xen_init(void)
1003 {
1004     xen_xc = xen_xc_interface_open(0, 0, 0);
1005     if (xen_xc == XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
1006         xen_be_printf(NULL, 0, "can't open xen interface\n");
1007         return -1;
1008     }
1009     qemu_add_vm_change_state_handler(xen_change_state_handler, NULL);
1010
1011     return 0;
1012 }
1013
1014 static void xen_read_physmap(XenIOState *state)
1015 {
1016     XenPhysmap *physmap = NULL;
1017     unsigned int len, num, i;
1018     char path[80], *value = NULL;
1019     char **entries = NULL;
1020
1021     snprintf(path, sizeof(path),
1022             "/local/domain/0/device-model/%d/physmap", xen_domid);
1023     entries = xs_directory(state->xenstore, 0, path, &num);
1024     if (entries == NULL)
1025         return;
1026
1027     for (i = 0; i < num; i++) {
1028         physmap = g_malloc(sizeof (XenPhysmap));
1029         physmap->phys_offset = strtoull(entries[i], NULL, 16);
1030         snprintf(path, sizeof(path),
1031                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%s/start_addr",
1032                 xen_domid, entries[i]);
1033         value = xs_read(state->xenstore, 0, path, &len);
1034         if (value == NULL) {
1035             g_free(physmap);
1036             continue;
1037         }
1038         physmap->start_addr = strtoull(value, NULL, 16);
1039         free(value);
1040
1041         snprintf(path, sizeof(path),
1042                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%s/size",
1043                 xen_domid, entries[i]);
1044         value = xs_read(state->xenstore, 0, path, &len);
1045         if (value == NULL) {
1046             g_free(physmap);
1047             continue;
1048         }
1049         physmap->size = strtoull(value, NULL, 16);
1050         free(value);
1051
1052         snprintf(path, sizeof(path),
1053                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%s/name",
1054                 xen_domid, entries[i]);
1055         physmap->name = xs_read(state->xenstore, 0, path, &len);
1056
1057         QLIST_INSERT_HEAD(&state->physmap, physmap, list);
1058     }
1059     free(entries);
1060 }
1061
1062 int xen_hvm_init(void)
1063 {
1064     int i, rc;
1065     unsigned long ioreq_pfn;
1066     unsigned long bufioreq_evtchn;
1067     XenIOState *state;
1068
1069     state = g_malloc0(sizeof (XenIOState));
1070
1071     state->xce_handle = xen_xc_evtchn_open(NULL, 0);
1072     if (state->xce_handle == XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
1073         perror("xen: event channel open");
1074         g_free(state);
1075         return -errno;
1076     }
1077
1078     state->xenstore = xs_daemon_open();
1079     if (state->xenstore == NULL) {
1080         perror("xen: xenstore open");
1081         g_free(state);
1082         return -errno;
1083     }
1084
1085     state->exit.notify = xen_exit_notifier;
1086     qemu_add_exit_notifier(&state->exit);
1087
1088     state->suspend.notify = xen_suspend_notifier;
1089     qemu_register_suspend_notifier(&state->suspend);
1090
1091     xc_get_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_IOREQ_PFN, &ioreq_pfn);
1092     DPRINTF("shared page at pfn %lx\n", ioreq_pfn);
1093     state->shared_page = xc_map_foreign_range(xen_xc, xen_domid, XC_PAGE_SIZE,
1094                                               PROT_READ|PROT_WRITE, ioreq_pfn);
1095     if (state->shared_page == NULL) {
1096         hw_error("map shared IO page returned error %d handle=" XC_INTERFACE_FMT,
1097                  errno, xen_xc);
1098     }
1099
1100     xc_get_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_BUFIOREQ_PFN, &ioreq_pfn);
1101     DPRINTF("buffered io page at pfn %lx\n", ioreq_pfn);
1102     state->buffered_io_page = xc_map_foreign_range(xen_xc, xen_domid, XC_PAGE_SIZE,
1103                                                    PROT_READ|PROT_WRITE, ioreq_pfn);
1104     if (state->buffered_io_page == NULL) {
1105         hw_error("map buffered IO page returned error %d", errno);
1106     }
1107
1108     state->ioreq_local_port = g_malloc0(smp_cpus * sizeof (evtchn_port_t));
1109
1110     /* FIXME: how about if we overflow the page here? */
1111     for (i = 0; i < smp_cpus; i++) {
1112         rc = xc_evtchn_bind_interdomain(state->xce_handle, xen_domid,
1113                                         xen_vcpu_eport(state->shared_page, i));
1114         if (rc == -1) {
1115             fprintf(stderr, "bind interdomain ioctl error %d\n", errno);
1116             return -1;
1117         }
1118         state->ioreq_local_port[i] = rc;
1119     }
1120
1121     rc = xc_get_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_BUFIOREQ_EVTCHN,
1122             &bufioreq_evtchn);
1123     if (rc < 0) {
1124         fprintf(stderr, "failed to get HVM_PARAM_BUFIOREQ_EVTCHN\n");
1125         return -1;
1126     }
1127     rc = xc_evtchn_bind_interdomain(state->xce_handle, xen_domid,
1128             (uint32_t)bufioreq_evtchn);
1129     if (rc == -1) {
1130         fprintf(stderr, "bind interdomain ioctl error %d\n", errno);
1131         return -1;
1132     }
1133     state->bufioreq_local_port = rc;
1134
1135     /* Init RAM management */
1136     xen_map_cache_init(xen_phys_offset_to_gaddr, state);
1137     xen_ram_init(ram_size);
1138
1139     qemu_add_vm_change_state_handler(xen_hvm_change_state_handler, state);
1140
1141     state->memory_listener = xen_memory_listener;
1142     QLIST_INIT(&state->physmap);
1143     memory_listener_register(&state->memory_listener, &address_space_memory);
1144     state->log_for_dirtybit = NULL;
1145
1146     /* Initialize backend core & drivers */
1147     if (xen_be_init() != 0) {
1148         fprintf(stderr, "%s: xen backend core setup failed\n", __FUNCTION__);
1149         exit(1);
1150     }
1151     xen_be_register("console", &xen_console_ops);
1152     xen_be_register("vkbd", &xen_kbdmouse_ops);
1153     xen_be_register("qdisk", &xen_blkdev_ops);
1154     xen_read_physmap(state);
1155
1156     return 0;
1157 }
1158
1159 void destroy_hvm_domain(bool reboot)
1160 {
1161     XenXC xc_handle;
1162     int sts;
1163
1164     xc_handle = xen_xc_interface_open(0, 0, 0);
1165     if (xc_handle == XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
1166         fprintf(stderr, "Cannot acquire xenctrl handle\n");
1167     } else {
1168         sts = xc_domain_shutdown(xc_handle, xen_domid,
1169                                  reboot ? SHUTDOWN_reboot : SHUTDOWN_poweroff);
1170         if (sts != 0) {
1171             fprintf(stderr, "xc_domain_shutdown failed to issue %s, "
1172                     "sts %d, %s\n", reboot ? "reboot" : "poweroff",
1173                     sts, strerror(errno));
1174         } else {
1175             fprintf(stderr, "Issued domain %d %s\n", xen_domid,
1176                     reboot ? "reboot" : "poweroff");
1177         }
1178         xc_interface_close(xc_handle);
1179     }
1180 }
1181
1182 void xen_register_framebuffer(MemoryRegion *mr)
1183 {
1184     framebuffer = mr;
1185 }
1186
1187 void xen_shutdown_fatal_error(const char *fmt, ...)
1188 {
1189     va_list ap;
1190
1191     va_start(ap, fmt);
1192     vfprintf(stderr, fmt, ap);
1193     va_end(ap);
1194     fprintf(stderr, "Will destroy the domain.\n");
1195     /* destroy the domain */
1196     qemu_system_shutdown_request();
1197 }
1198
1199 void xen_modified_memory(ram_addr_t start, ram_addr_t length)
1200 {
1201     if (unlikely(xen_in_migration)) {
1202         int rc;
1203         ram_addr_t start_pfn, nb_pages;
1204
1205         if (length == 0) {
1206             length = TARGET_PAGE_SIZE;
1207         }
1208         start_pfn = start >> TARGET_PAGE_BITS;
1209         nb_pages = ((start + length + TARGET_PAGE_SIZE - 1) >> TARGET_PAGE_BITS)
1210             - start_pfn;
1211         rc = xc_hvm_modified_memory(xen_xc, xen_domid, start_pfn, nb_pages);
1212         if (rc) {
1213             fprintf(stderr,
1214                     "%s failed for "RAM_ADDR_FMT" ("RAM_ADDR_FMT"): %i, %s\n",
1215                     __func__, start, nb_pages, rc, strerror(-rc));
1216         }
1217     }
1218 }