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
  45 /* This allows QEMU to build on a system that has Xen 4.5 or earlier
  46  * installed.  This here (not in hw/xen/xen_common.h) because xen/hvm/ioreq.h
  47  * needs to be included before this block and hw/xen/xen_common.h needs to
  48  * be included before xen/hvm/ioreq.h
  49  */
  50 #ifndef IOREQ_TYPE_VMWARE_PORT
  51 #define IOREQ_TYPE_VMWARE_PORT  3
  52 struct vmware_regs {
  53     uint32_t esi;
  54     uint32_t edi;
  55     uint32_t ebx;
  56     uint32_t ecx;
  57     uint32_t edx;
  58 };
  59 typedef struct vmware_regs vmware_regs_t;
  60
  61 struct shared_vmport_iopage {
  62     struct vmware_regs vcpu_vmport_regs[1];
  63 };
  64 typedef struct shared_vmport_iopage shared_vmport_iopage_t;
  65 #endif
  66
  67 #if __XEN_LATEST_INTERFACE_VERSION__ < 0x0003020a
  68 static inline uint32_t xen_vcpu_eport(shared_iopage_t *shared_page, int i)
  69 {
  70     return shared_page->vcpu_iodata[i].vp_eport;
  71 }
  72 static inline ioreq_t *xen_vcpu_ioreq(shared_iopage_t *shared_page, int vcpu)
  73 {
  74     return &shared_page->vcpu_iodata[vcpu].vp_ioreq;
  75 }
  76 #  define FMT_ioreq_size PRIx64
  77 #else
  78 static inline uint32_t xen_vcpu_eport(shared_iopage_t *shared_page, int i)
  79 {
  80     return shared_page->vcpu_ioreq[i].vp_eport;
  81 }
  82 static inline ioreq_t *xen_vcpu_ioreq(shared_iopage_t *shared_page, int vcpu)
  83 {
  84     return &shared_page->vcpu_ioreq[vcpu];
  85 }
  86 #  define FMT_ioreq_size "u"
  87 #endif
  88 #ifndef HVM_PARAM_BUFIOREQ_EVTCHN
  89 #define HVM_PARAM_BUFIOREQ_EVTCHN 26
  90 #endif
  91
  92 #define BUFFER_IO_MAX_DELAY  100
  93
  94 typedef struct XenPhysmap {
  95     hwaddr start_addr;
  96     ram_addr_t size;
  97     const char *name;
  98     hwaddr phys_offset;
  99
 100     QLIST_ENTRY(XenPhysmap) list;
 101 } XenPhysmap;
 102
 103 typedef struct XenIOState {
 104     shared_iopage_t *shared_page;
 105     shared_vmport_iopage_t *shared_vmport_page;
 106     buffered_iopage_t *buffered_io_page;
 107     QEMUTimer *buffered_io_timer;
 108     CPUState **cpu_by_vcpu_id;
 109     /* the evtchn port for polling the notification, */
 110     evtchn_port_t *ioreq_local_port;
 111     /* evtchn local port for buffered io */
 112     evtchn_port_t bufioreq_local_port;
 113     /* the evtchn fd for polling */
 114     XenEvtchn xce_handle;
 115     /* which vcpu we are serving */
 116     int send_vcpu;
 117
 118     struct xs_handle *xenstore;
 119     MemoryListener memory_listener;
 120     QLIST_HEAD(, XenPhysmap) physmap;
 121     hwaddr free_phys_offset;
 122     const XenPhysmap *log_for_dirtybit;
 123
 124     Notifier exit;
 125     Notifier suspend;
 126     Notifier wakeup;
 127 } XenIOState;
 128
 129 /* Xen specific function for piix pci */
 130
 131 int xen_pci_slot_get_pirq(PCIDevice *pci_dev, int irq_num)
 132 {
 133     return irq_num + ((pci_dev->devfn >> 3) << 2);
 134 }
 135
 136 void xen_piix3_set_irq(void *opaque, int irq_num, int level)
 137 {
 138     xc_hvm_set_pci_intx_level(xen_xc, xen_domid, 0, 0, irq_num >> 2,
 139                               irq_num & 3, level);
 140 }
 141
 142 void xen_piix_pci_write_config_client(uint32_t address, uint32_t val, int len)
 143 {
 144     int i;
 145
 146     /* Scan for updates to PCI link routes (0x60-0x63). */
 147     for (i = 0; i < len; i++) {
 148         uint8_t v = (val >> (8 * i)) & 0xff;
 149         if (v & 0x80) {
 150             v = 0;
 151         }
 152         v &= 0xf;
 153         if (((address + i) >= 0x60) && ((address + i) <= 0x63)) {
 154             xc_hvm_set_pci_link_route(xen_xc, xen_domid, address + i - 0x60, v);
 155         }
 156     }
 157 }
 158
 159 void xen_hvm_inject_msi(uint64_t addr, uint32_t data)
 160 {
 161     xen_xc_hvm_inject_msi(xen_xc, xen_domid, addr, data);
 162 }
 163
 164 static void xen_suspend_notifier(Notifier *notifier, void *data)
 165 {
 166     xc_set_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_ACPI_S_STATE, 3);
 167 }
 168
 169 /* Xen Interrupt Controller */
 170
 171 static void xen_set_irq(void *opaque, int irq, int level)
 172 {
 173     xc_hvm_set_isa_irq_level(xen_xc, xen_domid, irq, level);
 174 }
 175
 176 qemu_irq *xen_interrupt_controller_init(void)
 177 {
 178     return qemu_allocate_irqs(xen_set_irq, NULL, 16);
 179 }
 180
 181 /* Memory Ops */
 182
 183 static void xen_ram_init(ram_addr_t *below_4g_mem_size,
 184                          ram_addr_t *above_4g_mem_size,
 185                          ram_addr_t ram_size, MemoryRegion **ram_memory_p)
 186 {
 187     MemoryRegion *sysmem = get_system_memory();
 188     ram_addr_t block_len;
 189     uint64_t user_lowmem = object_property_get_int(qdev_get_machine(),
 190                                                    PC_MACHINE_MAX_RAM_BELOW_4G,
 191                                                    &error_abort);
 192
 193     /* Handle the machine opt max-ram-below-4g.  It is basically doing
 194      * min(xen limit, user limit).
 195      */
 196     if (HVM_BELOW_4G_RAM_END <= user_lowmem) {
 197         user_lowmem = HVM_BELOW_4G_RAM_END;
 198     }
 199
 200     if (ram_size >= user_lowmem) {
 201         *above_4g_mem_size = ram_size - user_lowmem;
 202         *below_4g_mem_size = user_lowmem;
 203     } else {
 204         *above_4g_mem_size = 0;
 205         *below_4g_mem_size = ram_size;
 206     }
 207     if (!*above_4g_mem_size) {
 208         block_len = ram_size;
 209     } else {
 210         /*
 211          * Xen does not allocate the memory continuously, it keeps a
 212          * hole of the size computed above or passed in.
 213          */
 214         block_len = (1ULL << 32) + *above_4g_mem_size;
 215     }
 216     memory_region_init_ram(&ram_memory, NULL, "xen.ram", block_len,
 217                            &error_abort);
 218     *ram_memory_p = &ram_memory;
 219     vmstate_register_ram_global(&ram_memory);
 220
 221     memory_region_init_alias(&ram_640k, NULL, "xen.ram.640k",
 222                              &ram_memory, 0, 0xa0000);
 223     memory_region_add_subregion(sysmem, 0, &ram_640k);
 224     /* Skip of the VGA IO memory space, it will be registered later by the VGA
 225      * emulated device.
 226      *
 227      * The area between 0xc0000 and 0x100000 will be used by SeaBIOS to load
 228      * the Options ROM, so it is registered here as RAM.
 229      */
 230     memory_region_init_alias(&ram_lo, NULL, "xen.ram.lo",
 231                              &ram_memory, 0xc0000,
 232                              *below_4g_mem_size - 0xc0000);
 233     memory_region_add_subregion(sysmem, 0xc0000, &ram_lo);
 234     if (*above_4g_mem_size > 0) {
 235         memory_region_init_alias(&ram_hi, NULL, "xen.ram.hi",
 236                                  &ram_memory, 0x100000000ULL,
 237                                  *above_4g_mem_size);
 238         memory_region_add_subregion(sysmem, 0x100000000ULL, &ram_hi);
 239     }
 240 }
 241
 242 void xen_ram_alloc(ram_addr_t ram_addr, ram_addr_t size, MemoryRegion *mr)
 243 {
 244     unsigned long nr_pfn;
 245     xen_pfn_t *pfn_list;
 246     int i;
 247
 248     if (runstate_check(RUN_STATE_INMIGRATE)) {
 249         /* RAM already populated in Xen */
 250         fprintf(stderr, "%s: do not alloc "RAM_ADDR_FMT
 251                 " bytes of ram at "RAM_ADDR_FMT" when runstate is INMIGRATE\n",
 252                 __func__, size, ram_addr);
 253         return;
 254     }
 255
 256     if (mr == &ram_memory) {
 257         return;
 258     }
 259
 260     trace_xen_ram_alloc(ram_addr, size);
 261
 262     nr_pfn = size >> TARGET_PAGE_BITS;
 263     pfn_list = g_malloc(sizeof (*pfn_list) * nr_pfn);
 264
 265     for (i = 0; i < nr_pfn; i++) {
 266         pfn_list[i] = (ram_addr >> TARGET_PAGE_BITS) + i;
 267     }
 268
 269     if (xc_domain_populate_physmap_exact(xen_xc, xen_domid, nr_pfn, 0, 0, pfn_list)) {
 270         hw_error("xen: failed to populate ram at " RAM_ADDR_FMT, ram_addr);
 271     }
 272
 273     g_free(pfn_list);
 274 }
 275
 276 static XenPhysmap *get_physmapping(XenIOState *state,
 277                                    hwaddr start_addr, ram_addr_t size)
 278 {
 279     XenPhysmap *physmap = NULL;
 280
 281     start_addr &= TARGET_PAGE_MASK;
 282
 283     QLIST_FOREACH(physmap, &state->physmap, list) {
 284         if (range_covers_byte(physmap->start_addr, physmap->size, start_addr)) {
 285             return physmap;
 286         }
 287     }
 288     return NULL;
 289 }
 290
 291 static hwaddr xen_phys_offset_to_gaddr(hwaddr start_addr,
 292                                                    ram_addr_t size, void *opaque)
 293 {
 294     hwaddr addr = start_addr & TARGET_PAGE_MASK;
 295     XenIOState *xen_io_state = opaque;
 296     XenPhysmap *physmap = NULL;
 297
 298     QLIST_FOREACH(physmap, &xen_io_state->physmap, list) {
 299         if (range_covers_byte(physmap->phys_offset, physmap->size, addr)) {
 300             return physmap->start_addr;
 301         }
 302     }
 303
 304     return start_addr;
 305 }
 306
 307 #if CONFIG_XEN_CTRL_INTERFACE_VERSION >= 340
 308 static int xen_add_to_physmap(XenIOState *state,
 309                               hwaddr start_addr,
 310                               ram_addr_t size,
 311                               MemoryRegion *mr,
 312                               hwaddr offset_within_region)
 313 {
 314     unsigned long i = 0;
 315     int rc = 0;
 316     XenPhysmap *physmap = NULL;
 317     hwaddr pfn, start_gpfn;
 318     hwaddr phys_offset = memory_region_get_ram_addr(mr);
 319     char path[80], value[17];
 320     const char *mr_name;
 321
 322     if (get_physmapping(state, start_addr, size)) {
 323         return 0;
 324     }
 325     if (size <= 0) {
 326         return -1;
 327     }
 328
 329     /* Xen can only handle a single dirty log region for now and we want
 330      * the linear framebuffer to be that region.
 331      * Avoid tracking any regions that is not videoram and avoid tracking
 332      * the legacy vga region. */
 333     if (mr == framebuffer && start_addr > 0xbffff) {
 334         goto go_physmap;
 335     }
 336     return -1;
 337
 338 go_physmap:
 339     DPRINTF("mapping vram to %"HWADDR_PRIx" - %"HWADDR_PRIx"\n",
 340             start_addr, start_addr + size);
 341
 342     pfn = phys_offset >> TARGET_PAGE_BITS;
 343     start_gpfn = start_addr >> TARGET_PAGE_BITS;
 344     for (i = 0; i < size >> TARGET_PAGE_BITS; i++) {
 345         unsigned long idx = pfn + i;
 346         xen_pfn_t gpfn = start_gpfn + i;
 347
 348         rc = xc_domain_add_to_physmap(xen_xc, xen_domid, XENMAPSPACE_gmfn, idx, gpfn);
 349         if (rc) {
 350             DPRINTF("add_to_physmap MFN %"PRI_xen_pfn" to PFN %"
 351                     PRI_xen_pfn" failed: %d\n", idx, gpfn, rc);
 352             return -rc;
 353         }
 354     }
 355
 356     mr_name = memory_region_name(mr);
 357
 358     physmap = g_malloc(sizeof (XenPhysmap));
 359
 360     physmap->start_addr = start_addr;
 361     physmap->size = size;
 362     physmap->name = mr_name;
 363     physmap->phys_offset = phys_offset;
 364
 365     QLIST_INSERT_HEAD(&state->physmap, physmap, list);
 366
 367     xc_domain_pin_memory_cacheattr(xen_xc, xen_domid,
 368                                    start_addr >> TARGET_PAGE_BITS,
 369                                    (start_addr + size - 1) >> TARGET_PAGE_BITS,
 370                                    XEN_DOMCTL_MEM_CACHEATTR_WB);
 371
 372     snprintf(path, sizeof(path),
 373             "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%"PRIx64"/start_addr",
 374             xen_domid, (uint64_t)phys_offset);
 375     snprintf(value, sizeof(value), "%"PRIx64, (uint64_t)start_addr);
 376     if (!xs_write(state->xenstore, 0, path, value, strlen(value))) {
 377         return -1;
 378     }
 379     snprintf(path, sizeof(path),
 380             "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%"PRIx64"/size",
 381             xen_domid, (uint64_t)phys_offset);
 382     snprintf(value, sizeof(value), "%"PRIx64, (uint64_t)size);
 383     if (!xs_write(state->xenstore, 0, path, value, strlen(value))) {
 384         return -1;
 385     }
 386     if (mr_name) {
 387         snprintf(path, sizeof(path),
 388                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%"PRIx64"/name",
 389                 xen_domid, (uint64_t)phys_offset);
 390         if (!xs_write(state->xenstore, 0, path, mr_name, strlen(mr_name))) {
 391             return -1;
 392         }
 393     }
 394
 395     return 0;
 396 }
 397
 398 static int xen_remove_from_physmap(XenIOState *state,
 399                                    hwaddr start_addr,
 400                                    ram_addr_t size)
 401 {
 402     unsigned long i = 0;
 403     int rc = 0;
 404     XenPhysmap *physmap = NULL;
 405     hwaddr phys_offset = 0;
 406
 407     physmap = get_physmapping(state, start_addr, size);
 408     if (physmap == NULL) {
 409         return -1;
 410     }
 411
 412     phys_offset = physmap->phys_offset;
 413     size = physmap->size;
 414
 415     DPRINTF("unmapping vram to %"HWADDR_PRIx" - %"HWADDR_PRIx", at "
 416             "%"HWADDR_PRIx"\n", start_addr, start_addr + size, phys_offset);
 417
 418     size >>= TARGET_PAGE_BITS;
 419     start_addr >>= TARGET_PAGE_BITS;
 420     phys_offset >>= TARGET_PAGE_BITS;
 421     for (i = 0; i < size; i++) {
 422         xen_pfn_t idx = start_addr + i;
 423         xen_pfn_t gpfn = phys_offset + i;
 424
 425         rc = xc_domain_add_to_physmap(xen_xc, xen_domid, XENMAPSPACE_gmfn, idx, gpfn);
 426         if (rc) {
 427             fprintf(stderr, "add_to_physmap MFN %"PRI_xen_pfn" to PFN %"
 428                     PRI_xen_pfn" failed: %d\n", idx, gpfn, rc);
 429             return -rc;
 430         }
 431     }
 432
 433     QLIST_REMOVE(physmap, list);
 434     if (state->log_for_dirtybit == physmap) {
 435         state->log_for_dirtybit = NULL;
 436     }
 437     g_free(physmap);
 438
 439     return 0;
 440 }
 441
 442 #else
 443 static int xen_add_to_physmap(XenIOState *state,
 444                               hwaddr start_addr,
 445                               ram_addr_t size,
 446                               MemoryRegion *mr,
 447                               hwaddr offset_within_region)
 448 {
 449     return -ENOSYS;
 450 }
 451
 452 static int xen_remove_from_physmap(XenIOState *state,
 453                                    hwaddr start_addr,
 454                                    ram_addr_t size)
 455 {
 456     return -ENOSYS;
 457 }
 458 #endif
 459
 460 static void xen_set_memory(struct MemoryListener *listener,
 461                            MemoryRegionSection *section,
 462                            bool add)
 463 {
 464     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 465     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
 466     ram_addr_t size = int128_get64(section->size);
 467     bool log_dirty = memory_region_is_logging(section->mr);
 468     hvmmem_type_t mem_type;
 469
 470     if (!memory_region_is_ram(section->mr)) {
 471         return;
 472     }
 473
 474     if (!(section->mr != &ram_memory
 475           && ( (log_dirty && add) || (!log_dirty && !add)))) {
 476         return;
 477     }
 478
 479     trace_xen_client_set_memory(start_addr, size, log_dirty);
 480
 481     start_addr &= TARGET_PAGE_MASK;
 482     size = TARGET_PAGE_ALIGN(size);
 483
 484     if (add) {
 485         if (!memory_region_is_rom(section->mr)) {
 486             xen_add_to_physmap(state, start_addr, size,
 487                                section->mr, section->offset_within_region);
 488         } else {
 489             mem_type = HVMMEM_ram_ro;
 490             if (xc_hvm_set_mem_type(xen_xc, xen_domid, mem_type,
 491                                     start_addr >> TARGET_PAGE_BITS,
 492                                     size >> TARGET_PAGE_BITS)) {
 493                 DPRINTF("xc_hvm_set_mem_type error, addr: "TARGET_FMT_plx"\n",
 494                         start_addr);
 495             }
 496         }
 497     } else {
 498         if (xen_remove_from_physmap(state, start_addr, size) < 0) {
 499             DPRINTF("physmapping does not exist at "TARGET_FMT_plx"\n", start_addr);
 500         }
 501     }
 502 }
 503
 504 static void xen_region_add(MemoryListener *listener,
 505                            MemoryRegionSection *section)
 506 {
 507     memory_region_ref(section->mr);
 508     xen_set_memory(listener, section, true);
 509 }
 510
 511 static void xen_region_del(MemoryListener *listener,
 512                            MemoryRegionSection *section)
 513 {
 514     xen_set_memory(listener, section, false);
 515     memory_region_unref(section->mr);
 516 }
 517
 518 static void xen_sync_dirty_bitmap(XenIOState *state,
 519                                   hwaddr start_addr,
 520                                   ram_addr_t size)
 521 {
 522     hwaddr npages = size >> TARGET_PAGE_BITS;
 523     const int width = sizeof(unsigned long) * 8;
 524     unsigned long bitmap[(npages + width - 1) / width];
 525     int rc, i, j;
 526     const XenPhysmap *physmap = NULL;
 527
 528     physmap = get_physmapping(state, start_addr, size);
 529     if (physmap == NULL) {
 530         /* not handled */
 531         return;
 532     }
 533
 534     if (state->log_for_dirtybit == NULL) {
 535         state->log_for_dirtybit = physmap;
 536     } else if (state->log_for_dirtybit != physmap) {
 537         /* Only one range for dirty bitmap can be tracked. */
 538         return;
 539     }
 540
 541     rc = xc_hvm_track_dirty_vram(xen_xc, xen_domid,
 542                                  start_addr >> TARGET_PAGE_BITS, npages,
 543                                  bitmap);
 544     if (rc < 0) {
 545 #ifndef ENODATA
 546 #define ENODATA  ENOENT
 547 #endif
 548         if (errno == ENODATA) {
 549             memory_region_set_dirty(framebuffer, 0, size);
 550             DPRINTF("xen: track_dirty_vram failed (0x" TARGET_FMT_plx
 551                     ", 0x" TARGET_FMT_plx "): %s\n",
 552                     start_addr, start_addr + size, strerror(errno));
 553         }
 554         return;
 555     }
 556
 557     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bitmap); i++) {
 558         unsigned long map = bitmap[i];
 559         while (map != 0) {
 560             j = ctzl(map);
 561             map &= ~(1ul << j);
 562             memory_region_set_dirty(framebuffer,
 563                                     (i * width + j) * TARGET_PAGE_SIZE,
 564                                     TARGET_PAGE_SIZE);
 565         };
 566     }
 567 }
 568
 569 static void xen_log_start(MemoryListener *listener,
 570                           MemoryRegionSection *section)
 571 {
 572     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 573
 574     xen_sync_dirty_bitmap(state, section->offset_within_address_space,
 575                           int128_get64(section->size));
 576 }
 577
 578 static void xen_log_stop(MemoryListener *listener, MemoryRegionSection *section)
 579 {
 580     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 581
 582     state->log_for_dirtybit = NULL;
 583     /* Disable dirty bit tracking */
 584     xc_hvm_track_dirty_vram(xen_xc, xen_domid, 0, 0, NULL);
 585 }
 586
 587 static void xen_log_sync(MemoryListener *listener, MemoryRegionSection *section)
 588 {
 589     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 590
 591     xen_sync_dirty_bitmap(state, section->offset_within_address_space,
 592                           int128_get64(section->size));
 593 }
 594
 595 static void xen_log_global_start(MemoryListener *listener)
 596 {
 597     if (xen_enabled()) {
 598         xen_in_migration = true;
 599     }
 600 }
 601
 602 static void xen_log_global_stop(MemoryListener *listener)
 603 {
 604     xen_in_migration = false;
 605 }
 606
 607 static MemoryListener xen_memory_listener = {
 608     .region_add = xen_region_add,
 609     .region_del = xen_region_del,
 610     .log_start = xen_log_start,
 611     .log_stop = xen_log_stop,
 612     .log_sync = xen_log_sync,
 613     .log_global_start = xen_log_global_start,
 614     .log_global_stop = xen_log_global_stop,
 615     .priority = 10,
 616 };
 617
 618 /* get the ioreq packets from share mem */
 619 static ioreq_t *cpu_get_ioreq_from_shared_memory(XenIOState *state, int vcpu)
 620 {
 621     ioreq_t *req = xen_vcpu_ioreq(state->shared_page, vcpu);
 622
 623     if (req->state != STATE_IOREQ_READY) {
 624         DPRINTF("I/O request not ready: "
 625                 "%x, ptr: %x, port: %"PRIx64", "
 626                 "data: %"PRIx64", count: %" FMT_ioreq_size ", size: %" FMT_ioreq_size "\n",
 627                 req->state, req->data_is_ptr, req->addr,
 628                 req->data, req->count, req->size);
 629         return NULL;
 630     }
 631
 632     xen_rmb(); /* see IOREQ_READY /then/ read contents of ioreq */
 633
 634     req->state = STATE_IOREQ_INPROCESS;
 635     return req;
 636 }
 637
 638 /* use poll to get the port notification */
 639 /* ioreq_vec--out,the */
 640 /* retval--the number of ioreq packet */
 641 static ioreq_t *cpu_get_ioreq(XenIOState *state)
 642 {
 643     int i;
 644     evtchn_port_t port;
 645
 646     port = xc_evtchn_pending(state->xce_handle);
 647     if (port == state->bufioreq_local_port) {
 648         timer_mod(state->buffered_io_timer,
 649                 BUFFER_IO_MAX_DELAY + qemu_clock_get_ms(QEMU_CLOCK_REALTIME));
 650         return NULL;
 651     }
 652
 653     if (port != -1) {
 654         for (i = 0; i < max_cpus; i++) {
 655             if (state->ioreq_local_port[i] == port) {
 656                 break;
 657             }
 658         }
 659
 660         if (i == max_cpus) {
 661             hw_error("Fatal error while trying to get io event!\n");
 662         }
 663
 664         /* unmask the wanted port again */
 665         xc_evtchn_unmask(state->xce_handle, port);
 666
 667         /* get the io packet from shared memory */
 668         state->send_vcpu = i;
 669         return cpu_get_ioreq_from_shared_memory(state, i);
 670     }
 671
 672     /* read error or read nothing */
 673     return NULL;
 674 }
 675
 676 static uint32_t do_inp(pio_addr_t addr, unsigned long size)
 677 {
 678     switch (size) {
 679         case 1:
 680             return cpu_inb(addr);
 681         case 2:
 682             return cpu_inw(addr);
 683         case 4:
 684             return cpu_inl(addr);
 685         default:
 686             hw_error("inp: bad size: %04"FMT_pioaddr" %lx", addr, size);
 687     }
 688 }
 689
 690 static void do_outp(pio_addr_t addr,
 691         unsigned long size, uint32_t val)
 692 {
 693     switch (size) {
 694         case 1:
 695             return cpu_outb(addr, val);
 696         case 2:
 697             return cpu_outw(addr, val);
 698         case 4:
 699             return cpu_outl(addr, val);
 700         default:
 701             hw_error("outp: bad size: %04"FMT_pioaddr" %lx", addr, size);
 702     }
 703 }
 704
 705 /*
 706  * Helper functions which read/write an object from/to physical guest
 707  * memory, as part of the implementation of an ioreq.
 708  *
 709  * Equivalent to
 710  *   cpu_physical_memory_rw(addr + (req->df ? -1 : +1) * req->size * i,
 711  *                          val, req->size, 0/1)
 712  * except without the integer overflow problems.
 713  */
 714 static void rw_phys_req_item(hwaddr addr,
 715                              ioreq_t *req, uint32_t i, void *val, int rw)
 716 {
 717     /* Do everything unsigned so overflow just results in a truncated result
 718      * and accesses to undesired parts of guest memory, which is up
 719      * to the guest */
 720     hwaddr offset = (hwaddr)req->size * i;
 721     if (req->df) {
 722         addr -= offset;
 723     } else {
 724         addr += offset;
 725     }
 726     cpu_physical_memory_rw(addr, val, req->size, rw);
 727 }
 728
 729 static inline void read_phys_req_item(hwaddr addr,
 730                                       ioreq_t *req, uint32_t i, void *val)
 731 {
 732     rw_phys_req_item(addr, req, i, val, 0);
 733 }
 734 static inline void write_phys_req_item(hwaddr addr,
 735                                        ioreq_t *req, uint32_t i, void *val)
 736 {
 737     rw_phys_req_item(addr, req, i, val, 1);
 738 }
 739
 740
 741 static void cpu_ioreq_pio(ioreq_t *req)
 742 {
 743     uint32_t i;
 744
 745     if (req->dir == IOREQ_READ) {
 746         if (!req->data_is_ptr) {
 747             req->data = do_inp(req->addr, req->size);
 748         } else {
 749             uint32_t tmp;
 750
 751             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 752                 tmp = do_inp(req->addr, req->size);
 753                 write_phys_req_item(req->data, req, i, &tmp);
 754             }
 755         }
 756     } else if (req->dir == IOREQ_WRITE) {
 757         if (!req->data_is_ptr) {
 758             do_outp(req->addr, req->size, req->data);
 759         } else {
 760             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 761                 uint32_t tmp = 0;
 762
 763                 read_phys_req_item(req->data, req, i, &tmp);
 764                 do_outp(req->addr, req->size, tmp);
 765             }
 766         }
 767     }
 768 }
 769
 770 static void cpu_ioreq_move(ioreq_t *req)
 771 {
 772     uint32_t i;
 773
 774     if (!req->data_is_ptr) {
 775         if (req->dir == IOREQ_READ) {
 776             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 777                 read_phys_req_item(req->addr, req, i, &req->data);
 778             }
 779         } else if (req->dir == IOREQ_WRITE) {
 780             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 781                 write_phys_req_item(req->addr, req, i, &req->data);
 782             }
 783         }
 784     } else {
 785         uint64_t tmp;
 786
 787         if (req->dir == IOREQ_READ) {
 788             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 789                 read_phys_req_item(req->addr, req, i, &tmp);
 790                 write_phys_req_item(req->data, req, i, &tmp);
 791             }
 792         } else if (req->dir == IOREQ_WRITE) {
 793             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 794                 read_phys_req_item(req->data, req, i, &tmp);
 795                 write_phys_req_item(req->addr, req, i, &tmp);
 796             }
 797         }
 798     }
 799 }
 800
 801 static void regs_to_cpu(vmware_regs_t *vmport_regs, ioreq_t *req)
 802 {
 803     X86CPU *cpu;
 804     CPUX86State *env;
 805
 806     cpu = X86_CPU(current_cpu);
 807     env = &cpu->env;
 808     env->regs[R_EAX] = req->data;
 809     env->regs[R_EBX] = vmport_regs->ebx;
 810     env->regs[R_ECX] = vmport_regs->ecx;
 811     env->regs[R_EDX] = vmport_regs->edx;
 812     env->regs[R_ESI] = vmport_regs->esi;
 813     env->regs[R_EDI] = vmport_regs->edi;
 814 }
 815
 816 static void regs_from_cpu(vmware_regs_t *vmport_regs)
 817 {
 818     X86CPU *cpu = X86_CPU(current_cpu);
 819     CPUX86State *env = &cpu->env;
 820
 821     vmport_regs->ebx = env->regs[R_EBX];
 822     vmport_regs->ecx = env->regs[R_ECX];
 823     vmport_regs->edx = env->regs[R_EDX];
 824     vmport_regs->esi = env->regs[R_ESI];
 825     vmport_regs->edi = env->regs[R_EDI];
 826 }
 827
 828 static void handle_vmport_ioreq(XenIOState *state, ioreq_t *req)
 829 {
 830     vmware_regs_t *vmport_regs;
 831
 832     assert(state->shared_vmport_page);
 833     vmport_regs =
 834         &state->shared_vmport_page->vcpu_vmport_regs[state->send_vcpu];
 835     QEMU_BUILD_BUG_ON(sizeof(*req) < sizeof(*vmport_regs));
 836
 837     current_cpu = state->cpu_by_vcpu_id[state->send_vcpu];
 838     regs_to_cpu(vmport_regs, req);
 839     cpu_ioreq_pio(req);
 840     regs_from_cpu(vmport_regs);
 841     current_cpu = NULL;
 842 }
 843
 844 static void handle_ioreq(XenIOState *state, ioreq_t *req)
 845 {
 846     if (!req->data_is_ptr && (req->dir == IOREQ_WRITE) &&
 847             (req->size < sizeof (target_ulong))) {
 848         req->data &= ((target_ulong) 1 << (8 * req->size)) - 1;
 849     }
 850
 851     switch (req->type) {
 852         case IOREQ_TYPE_PIO:
 853             cpu_ioreq_pio(req);
 854             break;
 855         case IOREQ_TYPE_COPY:
 856             cpu_ioreq_move(req);
 857             break;
 858         case IOREQ_TYPE_VMWARE_PORT:
 859             handle_vmport_ioreq(state, req);
 860             break;
 861         case IOREQ_TYPE_TIMEOFFSET:
 862             break;
 863         case IOREQ_TYPE_INVALIDATE:
 864             xen_invalidate_map_cache();
 865             break;
 866         default:
 867             hw_error("Invalid ioreq type 0x%x\n", req->type);
 868     }
 869 }
 870
 871 static int handle_buffered_iopage(XenIOState *state)
 872 {
 873     buf_ioreq_t *buf_req = NULL;
 874     ioreq_t req;
 875     int qw;
 876
 877     if (!state->buffered_io_page) {
 878         return 0;
 879     }
 880
 881     memset(&req, 0x00, sizeof(req));
 882
 883     while (state->buffered_io_page->read_pointer != state->buffered_io_page->write_pointer) {
 884         buf_req = &state->buffered_io_page->buf_ioreq[
 885             state->buffered_io_page->read_pointer % IOREQ_BUFFER_SLOT_NUM];
 886         req.size = 1UL << buf_req->size;
 887         req.count = 1;
 888         req.addr = buf_req->addr;
 889         req.data = buf_req->data;
 890         req.state = STATE_IOREQ_READY;
 891         req.dir = buf_req->dir;
 892         req.df = 1;
 893         req.type = buf_req->type;
 894         req.data_is_ptr = 0;
 895         qw = (req.size == 8);
 896         if (qw) {
 897             buf_req = &state->buffered_io_page->buf_ioreq[
 898                 (state->buffered_io_page->read_pointer + 1) % IOREQ_BUFFER_SLOT_NUM];
 899             req.data |= ((uint64_t)buf_req->data) << 32;
 900         }
 901
 902         handle_ioreq(state, &req);
 903
 904         xen_mb();
 905         state->buffered_io_page->read_pointer += qw ? 2 : 1;
 906     }
 907
 908     return req.count;
 909 }
 910
 911 static void handle_buffered_io(void *opaque)
 912 {
 913     XenIOState *state = opaque;
 914
 915     if (handle_buffered_iopage(state)) {
 916         timer_mod(state->buffered_io_timer,
 917                 BUFFER_IO_MAX_DELAY + qemu_clock_get_ms(QEMU_CLOCK_REALTIME));
 918     } else {
 919         timer_del(state->buffered_io_timer);
 920         xc_evtchn_unmask(state->xce_handle, state->bufioreq_local_port);
 921     }
 922 }
 923
 924 static void cpu_handle_ioreq(void *opaque)
 925 {
 926     XenIOState *state = opaque;
 927     ioreq_t *req = cpu_get_ioreq(state);
 928
 929     handle_buffered_iopage(state);
 930     if (req) {
 931         handle_ioreq(state, req);
 932
 933         if (req->state != STATE_IOREQ_INPROCESS) {
 934             fprintf(stderr, "Badness in I/O request ... not in service?!: "
 935                     "%x, ptr: %x, port: %"PRIx64", "
 936                     "data: %"PRIx64", count: %" FMT_ioreq_size
 937                     ", size: %" FMT_ioreq_size
 938                     ", type: %"FMT_ioreq_size"\n",
 939                     req->state, req->data_is_ptr, req->addr,
 940                     req->data, req->count, req->size, req->type);
 941             destroy_hvm_domain(false);
 942             return;
 943         }
 944
 945         xen_wmb(); /* Update ioreq contents /then/ update state. */
 946
 947         /*
 948          * We do this before we send the response so that the tools
 949          * have the opportunity to pick up on the reset before the
 950          * guest resumes and does a hlt with interrupts disabled which
 951          * causes Xen to powerdown the domain.
 952          */
 953         if (runstate_is_running()) {
 954             if (qemu_shutdown_requested_get()) {
 955                 destroy_hvm_domain(false);
 956             }
 957             if (qemu_reset_requested_get()) {
 958                 qemu_system_reset(VMRESET_REPORT);
 959                 destroy_hvm_domain(true);
 960             }
 961         }
 962
 963         req->state = STATE_IORESP_READY;
 964         xc_evtchn_notify(state->xce_handle, state->ioreq_local_port[state->send_vcpu]);
 965     }
 966 }
 967
 968 static void xen_main_loop_prepare(XenIOState *state)
 969 {
 970     int evtchn_fd = -1;
 971
 972     if (state->xce_handle != XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
 973         evtchn_fd = xc_evtchn_fd(state->xce_handle);
 974     }
 975
 976     state->buffered_io_timer = timer_new_ms(QEMU_CLOCK_REALTIME, handle_buffered_io,
 977                                                  state);
 978
 979     if (evtchn_fd != -1) {
 980         CPUState *cpu_state;
 981
 982         DPRINTF("%s: Init cpu_by_vcpu_id\n", __func__);
 983         CPU_FOREACH(cpu_state) {
 984             DPRINTF("%s: cpu_by_vcpu_id[%d]=%p\n",
 985                     __func__, cpu_state->cpu_index, cpu_state);
 986             state->cpu_by_vcpu_id[cpu_state->cpu_index] = cpu_state;
 987         }
 988         qemu_set_fd_handler(evtchn_fd, cpu_handle_ioreq, NULL, state);
 989     }
 990 }
 991
 992
 993 static void xen_hvm_change_state_handler(void *opaque, int running,
 994                                          RunState rstate)
 995 {
 996     if (running) {
 997         xen_main_loop_prepare((XenIOState *)opaque);
 998     }
 999 }
1000
1001 static void xen_exit_notifier(Notifier *n, void *data)
1002 {
1003     XenIOState *state = container_of(n, XenIOState, exit);
1004
1005     xc_evtchn_close(state->xce_handle);
1006     xs_daemon_close(state->xenstore);
1007 }
1008
1009 static void xen_read_physmap(XenIOState *state)
1010 {
1011     XenPhysmap *physmap = NULL;
1012     unsigned int len, num, i;
1013     char path[80], *value = NULL;
1014     char **entries = NULL;
1015
1016     snprintf(path, sizeof(path),
1017             "/local/domain/0/device-model/%d/physmap", xen_domid);
1018     entries = xs_directory(state->xenstore, 0, path, &num);
1019     if (entries == NULL)
1020         return;
1021
1022     for (i = 0; i < num; i++) {
1023         physmap = g_malloc(sizeof (XenPhysmap));
1024         physmap->phys_offset = strtoull(entries[i], NULL, 16);
1025         snprintf(path, sizeof(path),
1026                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%s/start_addr",
1027                 xen_domid, entries[i]);
1028         value = xs_read(state->xenstore, 0, path, &len);
1029         if (value == NULL) {
1030             g_free(physmap);
1031             continue;
1032         }
1033         physmap->start_addr = strtoull(value, NULL, 16);
1034         free(value);
1035
1036         snprintf(path, sizeof(path),
1037                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%s/size",
1038                 xen_domid, entries[i]);
1039         value = xs_read(state->xenstore, 0, path, &len);
1040         if (value == NULL) {
1041             g_free(physmap);
1042             continue;
1043         }
1044         physmap->size = strtoull(value, NULL, 16);
1045         free(value);
1046
1047         snprintf(path, sizeof(path),
1048                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%s/name",
1049                 xen_domid, entries[i]);
1050         physmap->name = xs_read(state->xenstore, 0, path, &len);
1051
1052         QLIST_INSERT_HEAD(&state->physmap, physmap, list);
1053     }
1054     free(entries);
1055 }
1056
1057 static void xen_wakeup_notifier(Notifier *notifier, void *data)
1058 {
1059     xc_set_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_ACPI_S_STATE, 0);
1060 }
1061
1062 /* return 0 means OK, or -1 means critical issue -- will exit(1) */
1063 int xen_hvm_init(ram_addr_t *below_4g_mem_size, ram_addr_t *above_4g_mem_size,
1064                  MemoryRegion **ram_memory)
1065 {
1066     int i, rc;
1067     unsigned long ioreq_pfn;
1068     unsigned long bufioreq_evtchn;
1069     XenIOState *state;
1070
1071     state = g_malloc0(sizeof (XenIOState));
1072
1073     state->xce_handle = xen_xc_evtchn_open(NULL, 0);
1074     if (state->xce_handle == XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
1075         perror("xen: event channel open");
1076         return -1;
1077     }
1078
1079     state->xenstore = xs_daemon_open();
1080     if (state->xenstore == NULL) {
1081         perror("xen: xenstore open");
1082         return -1;
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     state->wakeup.notify = xen_wakeup_notifier;
1092     qemu_register_wakeup_notifier(&state->wakeup);
1093
1094     xc_get_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_IOREQ_PFN, &ioreq_pfn);
1095     DPRINTF("shared page at pfn %lx\n", ioreq_pfn);
1096     state->shared_page = xc_map_foreign_range(xen_xc, xen_domid, XC_PAGE_SIZE,
1097                                               PROT_READ|PROT_WRITE, ioreq_pfn);
1098     if (state->shared_page == NULL) {
1099         hw_error("map shared IO page returned error %d handle=" XC_INTERFACE_FMT,
1100                  errno, xen_xc);
1101     }
1102
1103     rc = xen_get_vmport_regs_pfn(xen_xc, xen_domid, &ioreq_pfn);
1104     if (!rc) {
1105         DPRINTF("shared vmport page at pfn %lx\n", ioreq_pfn);
1106         state->shared_vmport_page =
1107             xc_map_foreign_range(xen_xc, xen_domid, XC_PAGE_SIZE,
1108                                  PROT_READ|PROT_WRITE, ioreq_pfn);
1109         if (state->shared_vmport_page == NULL) {
1110             hw_error("map shared vmport IO page returned error %d handle="
1111                      XC_INTERFACE_FMT, errno, xen_xc);
1112         }
1113     } else if (rc != -ENOSYS) {
1114         hw_error("get vmport regs pfn returned error %d, rc=%d", errno, rc);
1115     }
1116
1117     xc_get_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_BUFIOREQ_PFN, &ioreq_pfn);
1118     DPRINTF("buffered io page at pfn %lx\n", ioreq_pfn);
1119     state->buffered_io_page = xc_map_foreign_range(xen_xc, xen_domid, XC_PAGE_SIZE,
1120                                                    PROT_READ|PROT_WRITE, ioreq_pfn);
1121     if (state->buffered_io_page == NULL) {
1122         hw_error("map buffered IO page returned error %d", errno);
1123     }
1124
1125     /* Note: cpus is empty at this point in init */
1126     state->cpu_by_vcpu_id = g_malloc0(max_cpus * sizeof(CPUState *));
1127
1128     state->ioreq_local_port = g_malloc0(max_cpus * sizeof (evtchn_port_t));
1129
1130     /* FIXME: how about if we overflow the page here? */
1131     for (i = 0; i < max_cpus; i++) {
1132         rc = xc_evtchn_bind_interdomain(state->xce_handle, xen_domid,
1133                                         xen_vcpu_eport(state->shared_page, i));
1134         if (rc == -1) {
1135             fprintf(stderr, "bind interdomain ioctl error %d\n", errno);
1136             return -1;
1137         }
1138         state->ioreq_local_port[i] = rc;
1139     }
1140
1141     rc = xc_get_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_BUFIOREQ_EVTCHN,
1142             &bufioreq_evtchn);
1143     if (rc < 0) {
1144         fprintf(stderr, "failed to get HVM_PARAM_BUFIOREQ_EVTCHN\n");
1145         return -1;
1146     }
1147     rc = xc_evtchn_bind_interdomain(state->xce_handle, xen_domid,
1148             (uint32_t)bufioreq_evtchn);
1149     if (rc == -1) {
1150         fprintf(stderr, "bind interdomain ioctl error %d\n", errno);
1151         return -1;
1152     }
1153     state->bufioreq_local_port = rc;
1154
1155     /* Init RAM management */
1156     xen_map_cache_init(xen_phys_offset_to_gaddr, state);
1157     xen_ram_init(below_4g_mem_size, above_4g_mem_size, ram_size, ram_memory);
1158
1159     qemu_add_vm_change_state_handler(xen_hvm_change_state_handler, state);
1160
1161     state->memory_listener = xen_memory_listener;
1162     QLIST_INIT(&state->physmap);
1163     memory_listener_register(&state->memory_listener, &address_space_memory);
1164     state->log_for_dirtybit = NULL;
1165
1166     /* Initialize backend core & drivers */
1167     if (xen_be_init() != 0) {
1168         fprintf(stderr, "%s: xen backend core setup failed\n", __FUNCTION__);
1169         return -1;
1170     }
1171     xen_be_register("console", &xen_console_ops);
1172     xen_be_register("vkbd", &xen_kbdmouse_ops);
1173     xen_be_register("qdisk", &xen_blkdev_ops);
1174     xen_read_physmap(state);
1175
1176     return 0;
1177 }
1178
1179 void destroy_hvm_domain(bool reboot)
1180 {
1181     XenXC xc_handle;
1182     int sts;
1183
1184     xc_handle = xen_xc_interface_open(0, 0, 0);
1185     if (xc_handle == XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
1186         fprintf(stderr, "Cannot acquire xenctrl handle\n");
1187     } else {
1188         sts = xc_domain_shutdown(xc_handle, xen_domid,
1189                                  reboot ? SHUTDOWN_reboot : SHUTDOWN_poweroff);
1190         if (sts != 0) {
1191             fprintf(stderr, "xc_domain_shutdown failed to issue %s, "
1192                     "sts %d, %s\n", reboot ? "reboot" : "poweroff",
1193                     sts, strerror(errno));
1194         } else {
1195             fprintf(stderr, "Issued domain %d %s\n", xen_domid,
1196                     reboot ? "reboot" : "poweroff");
1197         }
1198         xc_interface_close(xc_handle);
1199     }
1200 }
1201
1202 void xen_register_framebuffer(MemoryRegion *mr)
1203 {
1204     framebuffer = mr;
1205 }
1206
1207 void xen_shutdown_fatal_error(const char *fmt, ...)
1208 {
1209     va_list ap;
1210
1211     va_start(ap, fmt);
1212     vfprintf(stderr, fmt, ap);
1213     va_end(ap);
1214     fprintf(stderr, "Will destroy the domain.\n");
1215     /* destroy the domain */
1216     qemu_system_shutdown_request();
1217 }
1218
1219 void xen_modified_memory(ram_addr_t start, ram_addr_t length)
1220 {
1221     if (unlikely(xen_in_migration)) {
1222         int rc;
1223         ram_addr_t start_pfn, nb_pages;
1224
1225         if (length == 0) {
1226             length = TARGET_PAGE_SIZE;
1227         }
1228         start_pfn = start >> TARGET_PAGE_BITS;
1229         nb_pages = ((start + length + TARGET_PAGE_SIZE - 1) >> TARGET_PAGE_BITS)
1230             - start_pfn;
1231         rc = xc_hvm_modified_memory(xen_xc, xen_domid, start_pfn, nb_pages);
1232         if (rc) {
1233             fprintf(stderr,
1234                     "%s failed for "RAM_ADDR_FMT" ("RAM_ADDR_FMT"): %i, %s\n",
1235                     __func__, start, nb_pages, rc, strerror(-rc));
1236         }
1237     }
1238 }
1239
1240 void qmp_xen_set_global_dirty_log(bool enable, Error **errp)
1241 {
1242     if (enable) {
1243         memory_global_dirty_log_start();
1244     } else {
1245         memory_global_dirty_log_stop();
1246     }
1247 }