xen-hvm.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_HVM
  30
  31 #ifdef DEBUG_XEN_HVM
  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     Notifier wakeup;
 102 } XenIOState;
 103
 104 /* Xen specific function for piix pci */
 105
 106 int xen_pci_slot_get_pirq(PCIDevice *pci_dev, int irq_num)
 107 {
 108     return irq_num + ((pci_dev->devfn >> 3) << 2);
 109 }
 110
 111 void xen_piix3_set_irq(void *opaque, int irq_num, int level)
 112 {
 113     xc_hvm_set_pci_intx_level(xen_xc, xen_domid, 0, 0, irq_num >> 2,
 114                               irq_num & 3, level);
 115 }
 116
 117 void xen_piix_pci_write_config_client(uint32_t address, uint32_t val, int len)
 118 {
 119     int i;
 120
 121     /* Scan for updates to PCI link routes (0x60-0x63). */
 122     for (i = 0; i < len; i++) {
 123         uint8_t v = (val >> (8 * i)) & 0xff;
 124         if (v & 0x80) {
 125             v = 0;
 126         }
 127         v &= 0xf;
 128         if (((address + i) >= 0x60) && ((address + i) <= 0x63)) {
 129             xc_hvm_set_pci_link_route(xen_xc, xen_domid, address + i - 0x60, v);
 130         }
 131     }
 132 }
 133
 134 void xen_hvm_inject_msi(uint64_t addr, uint32_t data)
 135 {
 136     xen_xc_hvm_inject_msi(xen_xc, xen_domid, addr, data);
 137 }
 138
 139 static void xen_suspend_notifier(Notifier *notifier, void *data)
 140 {
 141     xc_set_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_ACPI_S_STATE, 3);
 142 }
 143
 144 /* Xen Interrupt Controller */
 145
 146 static void xen_set_irq(void *opaque, int irq, int level)
 147 {
 148     xc_hvm_set_isa_irq_level(xen_xc, xen_domid, irq, level);
 149 }
 150
 151 qemu_irq *xen_interrupt_controller_init(void)
 152 {
 153     return qemu_allocate_irqs(xen_set_irq, NULL, 16);
 154 }
 155
 156 /* Memory Ops */
 157
 158 static void xen_ram_init(ram_addr_t *below_4g_mem_size,
 159                          ram_addr_t *above_4g_mem_size,
 160                          ram_addr_t ram_size, MemoryRegion **ram_memory_p)
 161 {
 162     MemoryRegion *sysmem = get_system_memory();
 163     ram_addr_t block_len;
 164     uint64_t user_lowmem = object_property_get_int(qdev_get_machine(),
 165                                                    PC_MACHINE_MAX_RAM_BELOW_4G,
 166                                                    &error_abort);
 167
 168     /* Handle the machine opt max-ram-below-4g.  It is basicly doing
 169      * min(xen limit, user limit).
 170      */
 171     if (HVM_BELOW_4G_RAM_END <= user_lowmem) {
 172         user_lowmem = HVM_BELOW_4G_RAM_END;
 173     }
 174
 175     if (ram_size >= user_lowmem) {
 176         *above_4g_mem_size = ram_size - user_lowmem;
 177         *below_4g_mem_size = user_lowmem;
 178     } else {
 179         *above_4g_mem_size = 0;
 180         *below_4g_mem_size = ram_size;
 181     }
 182     if (!*above_4g_mem_size) {
 183         block_len = ram_size;
 184     } else {
 185         /*
 186          * Xen does not allocate the memory continuously, it keeps a
 187          * hole of the size computed above or passed in.
 188          */
 189         block_len = (1ULL << 32) + *above_4g_mem_size;
 190     }
 191     memory_region_init_ram(&ram_memory, NULL, "xen.ram", block_len);
 192     *ram_memory_p = &ram_memory;
 193     vmstate_register_ram_global(&ram_memory);
 194
 195     memory_region_init_alias(&ram_640k, NULL, "xen.ram.640k",
 196                              &ram_memory, 0, 0xa0000);
 197     memory_region_add_subregion(sysmem, 0, &ram_640k);
 198     /* Skip of the VGA IO memory space, it will be registered later by the VGA
 199      * emulated device.
 200      *
 201      * The area between 0xc0000 and 0x100000 will be used by SeaBIOS to load
 202      * the Options ROM, so it is registered here as RAM.
 203      */
 204     memory_region_init_alias(&ram_lo, NULL, "xen.ram.lo",
 205                              &ram_memory, 0xc0000,
 206                              *below_4g_mem_size - 0xc0000);
 207     memory_region_add_subregion(sysmem, 0xc0000, &ram_lo);
 208     if (*above_4g_mem_size > 0) {
 209         memory_region_init_alias(&ram_hi, NULL, "xen.ram.hi",
 210                                  &ram_memory, 0x100000000ULL,
 211                                  *above_4g_mem_size);
 212         memory_region_add_subregion(sysmem, 0x100000000ULL, &ram_hi);
 213     }
 214 }
 215
 216 void xen_ram_alloc(ram_addr_t ram_addr, ram_addr_t size, MemoryRegion *mr)
 217 {
 218     unsigned long nr_pfn;
 219     xen_pfn_t *pfn_list;
 220     int i;
 221
 222     if (runstate_check(RUN_STATE_INMIGRATE)) {
 223         /* RAM already populated in Xen */
 224         fprintf(stderr, "%s: do not alloc "RAM_ADDR_FMT
 225                 " bytes of ram at "RAM_ADDR_FMT" when runstate is INMIGRATE\n",
 226                 __func__, size, ram_addr);
 227         return;
 228     }
 229
 230     if (mr == &ram_memory) {
 231         return;
 232     }
 233
 234     trace_xen_ram_alloc(ram_addr, size);
 235
 236     nr_pfn = size >> TARGET_PAGE_BITS;
 237     pfn_list = g_malloc(sizeof (*pfn_list) * nr_pfn);
 238
 239     for (i = 0; i < nr_pfn; i++) {
 240         pfn_list[i] = (ram_addr >> TARGET_PAGE_BITS) + i;
 241     }
 242
 243     if (xc_domain_populate_physmap_exact(xen_xc, xen_domid, nr_pfn, 0, 0, pfn_list)) {
 244         hw_error("xen: failed to populate ram at " RAM_ADDR_FMT, ram_addr);
 245     }
 246
 247     g_free(pfn_list);
 248 }
 249
 250 static XenPhysmap *get_physmapping(XenIOState *state,
 251                                    hwaddr start_addr, ram_addr_t size)
 252 {
 253     XenPhysmap *physmap = NULL;
 254
 255     start_addr &= TARGET_PAGE_MASK;
 256
 257     QLIST_FOREACH(physmap, &state->physmap, list) {
 258         if (range_covers_byte(physmap->start_addr, physmap->size, start_addr)) {
 259             return physmap;
 260         }
 261     }
 262     return NULL;
 263 }
 264
 265 static hwaddr xen_phys_offset_to_gaddr(hwaddr start_addr,
 266                                                    ram_addr_t size, void *opaque)
 267 {
 268     hwaddr addr = start_addr & TARGET_PAGE_MASK;
 269     XenIOState *xen_io_state = opaque;
 270     XenPhysmap *physmap = NULL;
 271
 272     QLIST_FOREACH(physmap, &xen_io_state->physmap, list) {
 273         if (range_covers_byte(physmap->phys_offset, physmap->size, addr)) {
 274             return physmap->start_addr;
 275         }
 276     }
 277
 278     return start_addr;
 279 }
 280
 281 #if CONFIG_XEN_CTRL_INTERFACE_VERSION >= 340
 282 static int xen_add_to_physmap(XenIOState *state,
 283                               hwaddr start_addr,
 284                               ram_addr_t size,
 285                               MemoryRegion *mr,
 286                               hwaddr offset_within_region)
 287 {
 288     unsigned long i = 0;
 289     int rc = 0;
 290     XenPhysmap *physmap = NULL;
 291     hwaddr pfn, start_gpfn;
 292     hwaddr phys_offset = memory_region_get_ram_addr(mr);
 293     char path[80], value[17];
 294
 295     if (get_physmapping(state, start_addr, size)) {
 296         return 0;
 297     }
 298     if (size <= 0) {
 299         return -1;
 300     }
 301
 302     /* Xen can only handle a single dirty log region for now and we want
 303      * the linear framebuffer to be that region.
 304      * Avoid tracking any regions that is not videoram and avoid tracking
 305      * the legacy vga region. */
 306     if (mr == framebuffer && start_addr > 0xbffff) {
 307         goto go_physmap;
 308     }
 309     return -1;
 310
 311 go_physmap:
 312     DPRINTF("mapping vram to %"HWADDR_PRIx" - %"HWADDR_PRIx"\n",
 313             start_addr, start_addr + size);
 314
 315     pfn = phys_offset >> TARGET_PAGE_BITS;
 316     start_gpfn = start_addr >> TARGET_PAGE_BITS;
 317     for (i = 0; i < size >> TARGET_PAGE_BITS; i++) {
 318         unsigned long idx = pfn + i;
 319         xen_pfn_t gpfn = start_gpfn + i;
 320
 321         rc = xc_domain_add_to_physmap(xen_xc, xen_domid, XENMAPSPACE_gmfn, idx, gpfn);
 322         if (rc) {
 323             DPRINTF("add_to_physmap MFN %"PRI_xen_pfn" to PFN %"
 324                     PRI_xen_pfn" failed: %d\n", idx, gpfn, rc);
 325             return -rc;
 326         }
 327     }
 328
 329     physmap = g_malloc(sizeof (XenPhysmap));
 330
 331     physmap->start_addr = start_addr;
 332     physmap->size = size;
 333     physmap->name = (char *)mr->name;
 334     physmap->phys_offset = phys_offset;
 335
 336     QLIST_INSERT_HEAD(&state->physmap, physmap, list);
 337
 338     xc_domain_pin_memory_cacheattr(xen_xc, xen_domid,
 339                                    start_addr >> TARGET_PAGE_BITS,
 340                                    (start_addr + size - 1) >> TARGET_PAGE_BITS,
 341                                    XEN_DOMCTL_MEM_CACHEATTR_WB);
 342
 343     snprintf(path, sizeof(path),
 344             "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%"PRIx64"/start_addr",
 345             xen_domid, (uint64_t)phys_offset);
 346     snprintf(value, sizeof(value), "%"PRIx64, (uint64_t)start_addr);
 347     if (!xs_write(state->xenstore, 0, path, value, strlen(value))) {
 348         return -1;
 349     }
 350     snprintf(path, sizeof(path),
 351             "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%"PRIx64"/size",
 352             xen_domid, (uint64_t)phys_offset);
 353     snprintf(value, sizeof(value), "%"PRIx64, (uint64_t)size);
 354     if (!xs_write(state->xenstore, 0, path, value, strlen(value))) {
 355         return -1;
 356     }
 357     if (mr->name) {
 358         snprintf(path, sizeof(path),
 359                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%"PRIx64"/name",
 360                 xen_domid, (uint64_t)phys_offset);
 361         if (!xs_write(state->xenstore, 0, path, mr->name, strlen(mr->name))) {
 362             return -1;
 363         }
 364     }
 365
 366     return 0;
 367 }
 368
 369 static int xen_remove_from_physmap(XenIOState *state,
 370                                    hwaddr start_addr,
 371                                    ram_addr_t size)
 372 {
 373     unsigned long i = 0;
 374     int rc = 0;
 375     XenPhysmap *physmap = NULL;
 376     hwaddr phys_offset = 0;
 377
 378     physmap = get_physmapping(state, start_addr, size);
 379     if (physmap == NULL) {
 380         return -1;
 381     }
 382
 383     phys_offset = physmap->phys_offset;
 384     size = physmap->size;
 385
 386     DPRINTF("unmapping vram to %"HWADDR_PRIx" - %"HWADDR_PRIx", at "
 387             "%"HWADDR_PRIx"\n", start_addr, start_addr + size, phys_offset);
 388
 389     size >>= TARGET_PAGE_BITS;
 390     start_addr >>= TARGET_PAGE_BITS;
 391     phys_offset >>= TARGET_PAGE_BITS;
 392     for (i = 0; i < size; i++) {
 393         unsigned long idx = start_addr + i;
 394         xen_pfn_t gpfn = phys_offset + i;
 395
 396         rc = xc_domain_add_to_physmap(xen_xc, xen_domid, XENMAPSPACE_gmfn, idx, gpfn);
 397         if (rc) {
 398             fprintf(stderr, "add_to_physmap MFN %"PRI_xen_pfn" to PFN %"
 399                     PRI_xen_pfn" failed: %d\n", idx, gpfn, rc);
 400             return -rc;
 401         }
 402     }
 403
 404     QLIST_REMOVE(physmap, list);
 405     if (state->log_for_dirtybit == physmap) {
 406         state->log_for_dirtybit = NULL;
 407     }
 408     g_free(physmap);
 409
 410     return 0;
 411 }
 412
 413 #else
 414 static int xen_add_to_physmap(XenIOState *state,
 415                               hwaddr start_addr,
 416                               ram_addr_t size,
 417                               MemoryRegion *mr,
 418                               hwaddr offset_within_region)
 419 {
 420     return -ENOSYS;
 421 }
 422
 423 static int xen_remove_from_physmap(XenIOState *state,
 424                                    hwaddr start_addr,
 425                                    ram_addr_t size)
 426 {
 427     return -ENOSYS;
 428 }
 429 #endif
 430
 431 static void xen_set_memory(struct MemoryListener *listener,
 432                            MemoryRegionSection *section,
 433                            bool add)
 434 {
 435     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 436     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
 437     ram_addr_t size = int128_get64(section->size);
 438     bool log_dirty = memory_region_is_logging(section->mr);
 439     hvmmem_type_t mem_type;
 440
 441     if (!memory_region_is_ram(section->mr)) {
 442         return;
 443     }
 444
 445     if (!(section->mr != &ram_memory
 446           && ( (log_dirty && add) || (!log_dirty && !add)))) {
 447         return;
 448     }
 449
 450     trace_xen_client_set_memory(start_addr, size, log_dirty);
 451
 452     start_addr &= TARGET_PAGE_MASK;
 453     size = TARGET_PAGE_ALIGN(size);
 454
 455     if (add) {
 456         if (!memory_region_is_rom(section->mr)) {
 457             xen_add_to_physmap(state, start_addr, size,
 458                                section->mr, section->offset_within_region);
 459         } else {
 460             mem_type = HVMMEM_ram_ro;
 461             if (xc_hvm_set_mem_type(xen_xc, xen_domid, mem_type,
 462                                     start_addr >> TARGET_PAGE_BITS,
 463                                     size >> TARGET_PAGE_BITS)) {
 464                 DPRINTF("xc_hvm_set_mem_type error, addr: "TARGET_FMT_plx"\n",
 465                         start_addr);
 466             }
 467         }
 468     } else {
 469         if (xen_remove_from_physmap(state, start_addr, size) < 0) {
 470             DPRINTF("physmapping does not exist at "TARGET_FMT_plx"\n", start_addr);
 471         }
 472     }
 473 }
 474
 475 static void xen_region_add(MemoryListener *listener,
 476                            MemoryRegionSection *section)
 477 {
 478     memory_region_ref(section->mr);
 479     xen_set_memory(listener, section, true);
 480 }
 481
 482 static void xen_region_del(MemoryListener *listener,
 483                            MemoryRegionSection *section)
 484 {
 485     xen_set_memory(listener, section, false);
 486     memory_region_unref(section->mr);
 487 }
 488
 489 static void xen_sync_dirty_bitmap(XenIOState *state,
 490                                   hwaddr start_addr,
 491                                   ram_addr_t size)
 492 {
 493     hwaddr npages = size >> TARGET_PAGE_BITS;
 494     const int width = sizeof(unsigned long) * 8;
 495     unsigned long bitmap[(npages + width - 1) / width];
 496     int rc, i, j;
 497     const XenPhysmap *physmap = NULL;
 498
 499     physmap = get_physmapping(state, start_addr, size);
 500     if (physmap == NULL) {
 501         /* not handled */
 502         return;
 503     }
 504
 505     if (state->log_for_dirtybit == NULL) {
 506         state->log_for_dirtybit = physmap;
 507     } else if (state->log_for_dirtybit != physmap) {
 508         /* Only one range for dirty bitmap can be tracked. */
 509         return;
 510     }
 511
 512     rc = xc_hvm_track_dirty_vram(xen_xc, xen_domid,
 513                                  start_addr >> TARGET_PAGE_BITS, npages,
 514                                  bitmap);
 515     if (rc < 0) {
 516         if (rc != -ENODATA) {
 517             memory_region_set_dirty(framebuffer, 0, size);
 518             DPRINTF("xen: track_dirty_vram failed (0x" TARGET_FMT_plx
 519                     ", 0x" TARGET_FMT_plx "): %s\n",
 520                     start_addr, start_addr + size, strerror(-rc));
 521         }
 522         return;
 523     }
 524
 525     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bitmap); i++) {
 526         unsigned long map = bitmap[i];
 527         while (map != 0) {
 528             j = ctzl(map);
 529             map &= ~(1ul << j);
 530             memory_region_set_dirty(framebuffer,
 531                                     (i * width + j) * TARGET_PAGE_SIZE,
 532                                     TARGET_PAGE_SIZE);
 533         };
 534     }
 535 }
 536
 537 static void xen_log_start(MemoryListener *listener,
 538                           MemoryRegionSection *section)
 539 {
 540     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 541
 542     xen_sync_dirty_bitmap(state, section->offset_within_address_space,
 543                           int128_get64(section->size));
 544 }
 545
 546 static void xen_log_stop(MemoryListener *listener, MemoryRegionSection *section)
 547 {
 548     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 549
 550     state->log_for_dirtybit = NULL;
 551     /* Disable dirty bit tracking */
 552     xc_hvm_track_dirty_vram(xen_xc, xen_domid, 0, 0, NULL);
 553 }
 554
 555 static void xen_log_sync(MemoryListener *listener, MemoryRegionSection *section)
 556 {
 557     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 558
 559     xen_sync_dirty_bitmap(state, section->offset_within_address_space,
 560                           int128_get64(section->size));
 561 }
 562
 563 static void xen_log_global_start(MemoryListener *listener)
 564 {
 565     if (xen_enabled()) {
 566         xen_in_migration = true;
 567     }
 568 }
 569
 570 static void xen_log_global_stop(MemoryListener *listener)
 571 {
 572     xen_in_migration = false;
 573 }
 574
 575 static MemoryListener xen_memory_listener = {
 576     .region_add = xen_region_add,
 577     .region_del = xen_region_del,
 578     .log_start = xen_log_start,
 579     .log_stop = xen_log_stop,
 580     .log_sync = xen_log_sync,
 581     .log_global_start = xen_log_global_start,
 582     .log_global_stop = xen_log_global_stop,
 583     .priority = 10,
 584 };
 585
 586 /* get the ioreq packets from share mem */
 587 static ioreq_t *cpu_get_ioreq_from_shared_memory(XenIOState *state, int vcpu)
 588 {
 589     ioreq_t *req = xen_vcpu_ioreq(state->shared_page, vcpu);
 590
 591     if (req->state != STATE_IOREQ_READY) {
 592         DPRINTF("I/O request not ready: "
 593                 "%x, ptr: %x, port: %"PRIx64", "
 594                 "data: %"PRIx64", count: %" FMT_ioreq_size ", size: %" FMT_ioreq_size "\n",
 595                 req->state, req->data_is_ptr, req->addr,
 596                 req->data, req->count, req->size);
 597         return NULL;
 598     }
 599
 600     xen_rmb(); /* see IOREQ_READY /then/ read contents of ioreq */
 601
 602     req->state = STATE_IOREQ_INPROCESS;
 603     return req;
 604 }
 605
 606 /* use poll to get the port notification */
 607 /* ioreq_vec--out,the */
 608 /* retval--the number of ioreq packet */
 609 static ioreq_t *cpu_get_ioreq(XenIOState *state)
 610 {
 611     int i;
 612     evtchn_port_t port;
 613
 614     port = xc_evtchn_pending(state->xce_handle);
 615     if (port == state->bufioreq_local_port) {
 616         timer_mod(state->buffered_io_timer,
 617                 BUFFER_IO_MAX_DELAY + qemu_clock_get_ms(QEMU_CLOCK_REALTIME));
 618         return NULL;
 619     }
 620
 621     if (port != -1) {
 622         for (i = 0; i < max_cpus; i++) {
 623             if (state->ioreq_local_port[i] == port) {
 624                 break;
 625             }
 626         }
 627
 628         if (i == max_cpus) {
 629             hw_error("Fatal error while trying to get io event!\n");
 630         }
 631
 632         /* unmask the wanted port again */
 633         xc_evtchn_unmask(state->xce_handle, port);
 634
 635         /* get the io packet from shared memory */
 636         state->send_vcpu = i;
 637         return cpu_get_ioreq_from_shared_memory(state, i);
 638     }
 639
 640     /* read error or read nothing */
 641     return NULL;
 642 }
 643
 644 static uint32_t do_inp(pio_addr_t addr, unsigned long size)
 645 {
 646     switch (size) {
 647         case 1:
 648             return cpu_inb(addr);
 649         case 2:
 650             return cpu_inw(addr);
 651         case 4:
 652             return cpu_inl(addr);
 653         default:
 654             hw_error("inp: bad size: %04"FMT_pioaddr" %lx", addr, size);
 655     }
 656 }
 657
 658 static void do_outp(pio_addr_t addr,
 659         unsigned long size, uint32_t val)
 660 {
 661     switch (size) {
 662         case 1:
 663             return cpu_outb(addr, val);
 664         case 2:
 665             return cpu_outw(addr, val);
 666         case 4:
 667             return cpu_outl(addr, val);
 668         default:
 669             hw_error("outp: bad size: %04"FMT_pioaddr" %lx", addr, size);
 670     }
 671 }
 672
 673 /*
 674  * Helper functions which read/write an object from/to physical guest
 675  * memory, as part of the implementation of an ioreq.
 676  *
 677  * Equivalent to
 678  *   cpu_physical_memory_rw(addr + (req->df ? -1 : +1) * req->size * i,
 679  *                          val, req->size, 0/1)
 680  * except without the integer overflow problems.
 681  */
 682 static void rw_phys_req_item(hwaddr addr,
 683                              ioreq_t *req, uint32_t i, void *val, int rw)
 684 {
 685     /* Do everything unsigned so overflow just results in a truncated result
 686      * and accesses to undesired parts of guest memory, which is up
 687      * to the guest */
 688     hwaddr offset = (hwaddr)req->size * i;
 689     if (req->df) {
 690         addr -= offset;
 691     } else {
 692         addr += offset;
 693     }
 694     cpu_physical_memory_rw(addr, val, req->size, rw);
 695 }
 696
 697 static inline void read_phys_req_item(hwaddr addr,
 698                                       ioreq_t *req, uint32_t i, void *val)
 699 {
 700     rw_phys_req_item(addr, req, i, val, 0);
 701 }
 702 static inline void write_phys_req_item(hwaddr addr,
 703                                        ioreq_t *req, uint32_t i, void *val)
 704 {
 705     rw_phys_req_item(addr, req, i, val, 1);
 706 }
 707
 708
 709 static void cpu_ioreq_pio(ioreq_t *req)
 710 {
 711     uint32_t i;
 712
 713     if (req->dir == IOREQ_READ) {
 714         if (!req->data_is_ptr) {
 715             req->data = do_inp(req->addr, req->size);
 716         } else {
 717             uint32_t tmp;
 718
 719             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 720                 tmp = do_inp(req->addr, req->size);
 721                 write_phys_req_item(req->data, req, i, &tmp);
 722             }
 723         }
 724     } else if (req->dir == IOREQ_WRITE) {
 725         if (!req->data_is_ptr) {
 726             do_outp(req->addr, req->size, req->data);
 727         } else {
 728             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 729                 uint32_t tmp = 0;
 730
 731                 read_phys_req_item(req->data, req, i, &tmp);
 732                 do_outp(req->addr, req->size, tmp);
 733             }
 734         }
 735     }
 736 }
 737
 738 static void cpu_ioreq_move(ioreq_t *req)
 739 {
 740     uint32_t i;
 741
 742     if (!req->data_is_ptr) {
 743         if (req->dir == IOREQ_READ) {
 744             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 745                 read_phys_req_item(req->addr, req, i, &req->data);
 746             }
 747         } else if (req->dir == IOREQ_WRITE) {
 748             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 749                 write_phys_req_item(req->addr, req, i, &req->data);
 750             }
 751         }
 752     } else {
 753         uint64_t tmp;
 754
 755         if (req->dir == IOREQ_READ) {
 756             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 757                 read_phys_req_item(req->addr, req, i, &tmp);
 758                 write_phys_req_item(req->data, req, i, &tmp);
 759             }
 760         } else if (req->dir == IOREQ_WRITE) {
 761             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 762                 read_phys_req_item(req->data, req, i, &tmp);
 763                 write_phys_req_item(req->addr, req, i, &tmp);
 764             }
 765         }
 766     }
 767 }
 768
 769 static void handle_ioreq(ioreq_t *req)
 770 {
 771     if (!req->data_is_ptr && (req->dir == IOREQ_WRITE) &&
 772             (req->size < sizeof (target_ulong))) {
 773         req->data &= ((target_ulong) 1 << (8 * req->size)) - 1;
 774     }
 775
 776     switch (req->type) {
 777         case IOREQ_TYPE_PIO:
 778             cpu_ioreq_pio(req);
 779             break;
 780         case IOREQ_TYPE_COPY:
 781             cpu_ioreq_move(req);
 782             break;
 783         case IOREQ_TYPE_TIMEOFFSET:
 784             break;
 785         case IOREQ_TYPE_INVALIDATE:
 786             xen_invalidate_map_cache();
 787             break;
 788         default:
 789             hw_error("Invalid ioreq type 0x%x\n", req->type);
 790     }
 791 }
 792
 793 static int handle_buffered_iopage(XenIOState *state)
 794 {
 795     buf_ioreq_t *buf_req = NULL;
 796     ioreq_t req;
 797     int qw;
 798
 799     if (!state->buffered_io_page) {
 800         return 0;
 801     }
 802
 803     memset(&req, 0x00, sizeof(req));
 804
 805     while (state->buffered_io_page->read_pointer != state->buffered_io_page->write_pointer) {
 806         buf_req = &state->buffered_io_page->buf_ioreq[
 807             state->buffered_io_page->read_pointer % IOREQ_BUFFER_SLOT_NUM];
 808         req.size = 1UL << buf_req->size;
 809         req.count = 1;
 810         req.addr = buf_req->addr;
 811         req.data = buf_req->data;
 812         req.state = STATE_IOREQ_READY;
 813         req.dir = buf_req->dir;
 814         req.df = 1;
 815         req.type = buf_req->type;
 816         req.data_is_ptr = 0;
 817         qw = (req.size == 8);
 818         if (qw) {
 819             buf_req = &state->buffered_io_page->buf_ioreq[
 820                 (state->buffered_io_page->read_pointer + 1) % IOREQ_BUFFER_SLOT_NUM];
 821             req.data |= ((uint64_t)buf_req->data) << 32;
 822         }
 823
 824         handle_ioreq(&req);
 825
 826         xen_mb();
 827         state->buffered_io_page->read_pointer += qw ? 2 : 1;
 828     }
 829
 830     return req.count;
 831 }
 832
 833 static void handle_buffered_io(void *opaque)
 834 {
 835     XenIOState *state = opaque;
 836
 837     if (handle_buffered_iopage(state)) {
 838         timer_mod(state->buffered_io_timer,
 839                 BUFFER_IO_MAX_DELAY + qemu_clock_get_ms(QEMU_CLOCK_REALTIME));
 840     } else {
 841         timer_del(state->buffered_io_timer);
 842         xc_evtchn_unmask(state->xce_handle, state->bufioreq_local_port);
 843     }
 844 }
 845
 846 static void cpu_handle_ioreq(void *opaque)
 847 {
 848     XenIOState *state = opaque;
 849     ioreq_t *req = cpu_get_ioreq(state);
 850
 851     handle_buffered_iopage(state);
 852     if (req) {
 853         handle_ioreq(req);
 854
 855         if (req->state != STATE_IOREQ_INPROCESS) {
 856             fprintf(stderr, "Badness in I/O request ... not in service?!: "
 857                     "%x, ptr: %x, port: %"PRIx64", "
 858                     "data: %"PRIx64", count: %" FMT_ioreq_size ", size: %" FMT_ioreq_size "\n",
 859                     req->state, req->data_is_ptr, req->addr,
 860                     req->data, req->count, req->size);
 861             destroy_hvm_domain(false);
 862             return;
 863         }
 864
 865         xen_wmb(); /* Update ioreq contents /then/ update state. */
 866
 867         /*
 868          * We do this before we send the response so that the tools
 869          * have the opportunity to pick up on the reset before the
 870          * guest resumes and does a hlt with interrupts disabled which
 871          * causes Xen to powerdown the domain.
 872          */
 873         if (runstate_is_running()) {
 874             if (qemu_shutdown_requested_get()) {
 875                 destroy_hvm_domain(false);
 876             }
 877             if (qemu_reset_requested_get()) {
 878                 qemu_system_reset(VMRESET_REPORT);
 879                 destroy_hvm_domain(true);
 880             }
 881         }
 882
 883         req->state = STATE_IORESP_READY;
 884         xc_evtchn_notify(state->xce_handle, state->ioreq_local_port[state->send_vcpu]);
 885     }
 886 }
 887
 888 static void xen_main_loop_prepare(XenIOState *state)
 889 {
 890     int evtchn_fd = -1;
 891
 892     if (state->xce_handle != XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
 893         evtchn_fd = xc_evtchn_fd(state->xce_handle);
 894     }
 895
 896     state->buffered_io_timer = timer_new_ms(QEMU_CLOCK_REALTIME, handle_buffered_io,
 897                                                  state);
 898
 899     if (evtchn_fd != -1) {
 900         qemu_set_fd_handler(evtchn_fd, cpu_handle_ioreq, NULL, state);
 901     }
 902 }
 903
 904
 905 static void xen_hvm_change_state_handler(void *opaque, int running,
 906                                          RunState rstate)
 907 {
 908     XenIOState *xstate = opaque;
 909     if (running) {
 910         xen_main_loop_prepare(xstate);
 911     }
 912 }
 913
 914 static void xen_exit_notifier(Notifier *n, void *data)
 915 {
 916     XenIOState *state = container_of(n, XenIOState, exit);
 917
 918     xc_evtchn_close(state->xce_handle);
 919     xs_daemon_close(state->xenstore);
 920 }
 921
 922 static void xen_read_physmap(XenIOState *state)
 923 {
 924     XenPhysmap *physmap = NULL;
 925     unsigned int len, num, i;
 926     char path[80], *value = NULL;
 927     char **entries = NULL;
 928
 929     snprintf(path, sizeof(path),
 930             "/local/domain/0/device-model/%d/physmap", xen_domid);
 931     entries = xs_directory(state->xenstore, 0, path, &num);
 932     if (entries == NULL)
 933         return;
 934
 935     for (i = 0; i < num; i++) {
 936         physmap = g_malloc(sizeof (XenPhysmap));
 937         physmap->phys_offset = strtoull(entries[i], NULL, 16);
 938         snprintf(path, sizeof(path),
 939                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%s/start_addr",
 940                 xen_domid, entries[i]);
 941         value = xs_read(state->xenstore, 0, path, &len);
 942         if (value == NULL) {
 943             g_free(physmap);
 944             continue;
 945         }
 946         physmap->start_addr = strtoull(value, NULL, 16);
 947         free(value);
 948
 949         snprintf(path, sizeof(path),
 950                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%s/size",
 951                 xen_domid, entries[i]);
 952         value = xs_read(state->xenstore, 0, path, &len);
 953         if (value == NULL) {
 954             g_free(physmap);
 955             continue;
 956         }
 957         physmap->size = strtoull(value, NULL, 16);
 958         free(value);
 959
 960         snprintf(path, sizeof(path),
 961                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%s/name",
 962                 xen_domid, entries[i]);
 963         physmap->name = xs_read(state->xenstore, 0, path, &len);
 964
 965         QLIST_INSERT_HEAD(&state->physmap, physmap, list);
 966     }
 967     free(entries);
 968 }
 969
 970 static void xen_wakeup_notifier(Notifier *notifier, void *data)
 971 {
 972     xc_set_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_ACPI_S_STATE, 0);
 973 }
 974
 975 int xen_hvm_init(ram_addr_t *below_4g_mem_size, ram_addr_t *above_4g_mem_size,
 976                  MemoryRegion **ram_memory)
 977 {
 978     int i, rc;
 979     unsigned long ioreq_pfn;
 980     unsigned long bufioreq_evtchn;
 981     XenIOState *state;
 982
 983     state = g_malloc0(sizeof (XenIOState));
 984
 985     state->xce_handle = xen_xc_evtchn_open(NULL, 0);
 986     if (state->xce_handle == XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
 987         perror("xen: event channel open");
 988         g_free(state);
 989         return -errno;
 990     }
 991
 992     state->xenstore = xs_daemon_open();
 993     if (state->xenstore == NULL) {
 994         perror("xen: xenstore open");
 995         g_free(state);
 996         return -errno;
 997     }
 998
 999     state->exit.notify = xen_exit_notifier;
1000     qemu_add_exit_notifier(&state->exit);
1001
1002     state->suspend.notify = xen_suspend_notifier;
1003     qemu_register_suspend_notifier(&state->suspend);
1004
1005     state->wakeup.notify = xen_wakeup_notifier;
1006     qemu_register_wakeup_notifier(&state->wakeup);
1007
1008     xc_get_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_IOREQ_PFN, &ioreq_pfn);
1009     DPRINTF("shared page at pfn %lx\n", ioreq_pfn);
1010     state->shared_page = xc_map_foreign_range(xen_xc, xen_domid, XC_PAGE_SIZE,
1011                                               PROT_READ|PROT_WRITE, ioreq_pfn);
1012     if (state->shared_page == NULL) {
1013         hw_error("map shared IO page returned error %d handle=" XC_INTERFACE_FMT,
1014                  errno, xen_xc);
1015     }
1016
1017     xc_get_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_BUFIOREQ_PFN, &ioreq_pfn);
1018     DPRINTF("buffered io page at pfn %lx\n", ioreq_pfn);
1019     state->buffered_io_page = xc_map_foreign_range(xen_xc, xen_domid, XC_PAGE_SIZE,
1020                                                    PROT_READ|PROT_WRITE, ioreq_pfn);
1021     if (state->buffered_io_page == NULL) {
1022         hw_error("map buffered IO page returned error %d", errno);
1023     }
1024
1025     state->ioreq_local_port = g_malloc0(max_cpus * sizeof (evtchn_port_t));
1026
1027     /* FIXME: how about if we overflow the page here? */
1028     for (i = 0; i < max_cpus; i++) {
1029         rc = xc_evtchn_bind_interdomain(state->xce_handle, xen_domid,
1030                                         xen_vcpu_eport(state->shared_page, i));
1031         if (rc == -1) {
1032             fprintf(stderr, "bind interdomain ioctl error %d\n", errno);
1033             return -1;
1034         }
1035         state->ioreq_local_port[i] = rc;
1036     }
1037
1038     rc = xc_get_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_BUFIOREQ_EVTCHN,
1039             &bufioreq_evtchn);
1040     if (rc < 0) {
1041         fprintf(stderr, "failed to get HVM_PARAM_BUFIOREQ_EVTCHN\n");
1042         return -1;
1043     }
1044     rc = xc_evtchn_bind_interdomain(state->xce_handle, xen_domid,
1045             (uint32_t)bufioreq_evtchn);
1046     if (rc == -1) {
1047         fprintf(stderr, "bind interdomain ioctl error %d\n", errno);
1048         return -1;
1049     }
1050     state->bufioreq_local_port = rc;
1051
1052     /* Init RAM management */
1053     xen_map_cache_init(xen_phys_offset_to_gaddr, state);
1054     xen_ram_init(below_4g_mem_size, above_4g_mem_size, ram_size, ram_memory);
1055
1056     qemu_add_vm_change_state_handler(xen_hvm_change_state_handler, state);
1057
1058     state->memory_listener = xen_memory_listener;
1059     QLIST_INIT(&state->physmap);
1060     memory_listener_register(&state->memory_listener, &address_space_memory);
1061     state->log_for_dirtybit = NULL;
1062
1063     /* Initialize backend core & drivers */
1064     if (xen_be_init() != 0) {
1065         fprintf(stderr, "%s: xen backend core setup failed\n", __FUNCTION__);
1066         exit(1);
1067     }
1068     xen_be_register("console", &xen_console_ops);
1069     xen_be_register("vkbd", &xen_kbdmouse_ops);
1070     xen_be_register("qdisk", &xen_blkdev_ops);
1071     xen_read_physmap(state);
1072
1073     return 0;
1074 }
1075
1076 void destroy_hvm_domain(bool reboot)
1077 {
1078     XenXC xc_handle;
1079     int sts;
1080
1081     xc_handle = xen_xc_interface_open(0, 0, 0);
1082     if (xc_handle == XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
1083         fprintf(stderr, "Cannot acquire xenctrl handle\n");
1084     } else {
1085         sts = xc_domain_shutdown(xc_handle, xen_domid,
1086                                  reboot ? SHUTDOWN_reboot : SHUTDOWN_poweroff);
1087         if (sts != 0) {
1088             fprintf(stderr, "xc_domain_shutdown failed to issue %s, "
1089                     "sts %d, %s\n", reboot ? "reboot" : "poweroff",
1090                     sts, strerror(errno));
1091         } else {
1092             fprintf(stderr, "Issued domain %d %s\n", xen_domid,
1093                     reboot ? "reboot" : "poweroff");
1094         }
1095         xc_interface_close(xc_handle);
1096     }
1097 }
1098
1099 void xen_register_framebuffer(MemoryRegion *mr)
1100 {
1101     framebuffer = mr;
1102 }
1103
1104 void xen_shutdown_fatal_error(const char *fmt, ...)
1105 {
1106     va_list ap;
1107
1108     va_start(ap, fmt);
1109     vfprintf(stderr, fmt, ap);
1110     va_end(ap);
1111     fprintf(stderr, "Will destroy the domain.\n");
1112     /* destroy the domain */
1113     qemu_system_shutdown_request();
1114 }
1115
1116 void xen_modified_memory(ram_addr_t start, ram_addr_t length)
1117 {
1118     if (unlikely(xen_in_migration)) {
1119         int rc;
1120         ram_addr_t start_pfn, nb_pages;
1121
1122         if (length == 0) {
1123             length = TARGET_PAGE_SIZE;
1124         }
1125         start_pfn = start >> TARGET_PAGE_BITS;
1126         nb_pages = ((start + length + TARGET_PAGE_SIZE - 1) >> TARGET_PAGE_BITS)
1127             - start_pfn;
1128         rc = xc_hvm_modified_memory(xen_xc, xen_domid, start_pfn, nb_pages);
1129         if (rc) {
1130             fprintf(stderr,
1131                     "%s failed for "RAM_ADDR_FMT" ("RAM_ADDR_FMT"): %i, %s\n",
1132                     __func__, start, nb_pages, rc, strerror(-rc));
1133         }
1134     }
1135 }
1136
1137 void qmp_xen_set_global_dirty_log(bool enable, Error **errp)
1138 {
1139     if (enable) {
1140         memory_global_dirty_log_start();
1141     } else {
1142         memory_global_dirty_log_stop();
1143     }
1144 }