hw/i386/kvm/clock.c

   1 /*
   2  * QEMU KVM support, paravirtual clock device
   3  *
   4  * Copyright (C) 2011 Siemens AG
   5  *
   6  * Authors:
   7  *  Jan Kiszka        <jan.kiszka@siemens.com>
   8  *
   9  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL version 2.
  10  * See the COPYING file in the top-level directory.
  11  *
  12  * Contributions after 2012-01-13 are licensed under the terms of the
  13  * GNU GPL, version 2 or (at your option) any later version.
  14  */
  15
  16 #include "qemu-common.h"
  17 #include "qemu/host-utils.h"
  18 #include "sysemu/sysemu.h"
  19 #include "sysemu/kvm.h"
  20 #include "hw/sysbus.h"
  21 #include "hw/kvm/clock.h"
  22
  23 #include <linux/kvm.h>
  24 #include <linux/kvm_para.h>
  25
  26 #define TYPE_KVM_CLOCK "kvmclock"
  27 #define KVM_CLOCK(obj) OBJECT_CHECK(KVMClockState, (obj), TYPE_KVM_CLOCK)
  28
  29 typedef struct KVMClockState {
  30     /*< private >*/
  31     SysBusDevice busdev;
  32     /*< public >*/
  33
  34     uint64_t clock;
  35     bool clock_valid;
  36 } KVMClockState;
  37
  38 struct pvclock_vcpu_time_info {
  39     uint32_t   version;
  40     uint32_t   pad0;
  41     uint64_t   tsc_timestamp;
  42     uint64_t   system_time;
  43     uint32_t   tsc_to_system_mul;
  44     int8_t     tsc_shift;
  45     uint8_t    flags;
  46     uint8_t    pad[2];
  47 } __attribute__((__packed__)); /* 32 bytes */
  48
  49 static uint64_t kvmclock_current_nsec(KVMClockState *s)
  50 {
  51     CPUState *cpu = first_cpu;
  52     CPUX86State *env = cpu->env_ptr;
  53     hwaddr kvmclock_struct_pa = env->system_time_msr & ~1ULL;
  54     uint64_t migration_tsc = env->tsc;
  55     struct pvclock_vcpu_time_info time;
  56     uint64_t delta;
  57     uint64_t nsec_lo;
  58     uint64_t nsec_hi;
  59     uint64_t nsec;
  60
  61     if (!(env->system_time_msr & 1ULL)) {
  62         /* KVM clock not active */
  63         return 0;
  64     }
  65
  66     cpu_physical_memory_read(kvmclock_struct_pa, &time, sizeof(time));
  67
  68     delta = migration_tsc - time.tsc_timestamp;
  69     if (time.tsc_shift < 0) {
  70         delta >>= -time.tsc_shift;
  71     } else {
  72         delta <<= time.tsc_shift;
  73     }
  74
  75     mulu64(&nsec_lo, &nsec_hi, delta, time.tsc_to_system_mul);
  76     nsec = (nsec_lo >> 32) | (nsec_hi << 32);
  77     return nsec + time.system_time;
  78 }
  79
  80 static void kvmclock_vm_state_change(void *opaque, int running,
  81                                      RunState state)
  82 {
  83     KVMClockState *s = opaque;
  84     CPUState *cpu;
  85     int cap_clock_ctrl = kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_KVMCLOCK_CTRL);
  86     int ret;
  87
  88     if (running) {
  89         struct kvm_clock_data data;
  90         uint64_t time_at_migration = kvmclock_current_nsec(s);
  91
  92         s->clock_valid = false;
  93
  94         /* We can't rely on the migrated clock value, just discard it */
  95         if (time_at_migration) {
  96                 s->clock = time_at_migration;
  97         }
  98
  99         data.clock = s->clock;
 100         data.flags = 0;
 101         ret = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_SET_CLOCK, &data);
 102         if (ret < 0) {
 103             fprintf(stderr, "KVM_SET_CLOCK failed: %s\n", strerror(ret));
 104             abort();
 105         }
 106
 107         if (!cap_clock_ctrl) {
 108             return;
 109         }
 110         CPU_FOREACH(cpu) {
 111             ret = kvm_vcpu_ioctl(cpu, KVM_KVMCLOCK_CTRL, 0);
 112             if (ret) {
 113                 if (ret != -EINVAL) {
 114                     fprintf(stderr, "%s: %s\n", __func__, strerror(-ret));
 115                 }
 116                 return;
 117             }
 118         }
 119     } else {
 120         struct kvm_clock_data data;
 121         int ret;
 122
 123         if (s->clock_valid) {
 124             return;
 125         }
 126         ret = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_GET_CLOCK, &data);
 127         if (ret < 0) {
 128             fprintf(stderr, "KVM_GET_CLOCK failed: %s\n", strerror(ret));
 129             abort();
 130         }
 131         s->clock = data.clock;
 132
 133         /*
 134          * If the VM is stopped, declare the clock state valid to
 135          * avoid re-reading it on next vmsave (which would return
 136          * a different value). Will be reset when the VM is continued.
 137          */
 138         s->clock_valid = true;
 139     }
 140 }
 141
 142 static void kvmclock_realize(DeviceState *dev, Error **errp)
 143 {
 144     KVMClockState *s = KVM_CLOCK(dev);
 145
 146     qemu_add_vm_change_state_handler(kvmclock_vm_state_change, s);
 147 }
 148
 149 static const VMStateDescription kvmclock_vmsd = {
 150     .name = "kvmclock",
 151     .version_id = 1,
 152     .minimum_version_id = 1,
 153     .fields = (VMStateField[]) {
 154         VMSTATE_UINT64(clock, KVMClockState),
 155         VMSTATE_END_OF_LIST()
 156     }
 157 };
 158
 159 static void kvmclock_class_init(ObjectClass *klass, void *data)
 160 {
 161     DeviceClass *dc = DEVICE_CLASS(klass);
 162
 163     dc->realize = kvmclock_realize;
 164     dc->vmsd = &kvmclock_vmsd;
 165 }
 166
 167 static const TypeInfo kvmclock_info = {
 168     .name          = TYPE_KVM_CLOCK,
 169     .parent        = TYPE_SYS_BUS_DEVICE,
 170     .instance_size = sizeof(KVMClockState),
 171     .class_init    = kvmclock_class_init,
 172 };
 173
 174 /* Note: Must be called after VCPU initialization. */
 175 void kvmclock_create(void)
 176 {
 177     X86CPU *cpu = X86_CPU(first_cpu);
 178
 179     if (kvm_enabled() &&
 180         cpu->env.features[FEAT_KVM] & ((1ULL << KVM_FEATURE_CLOCKSOURCE) |
 181                                        (1ULL << KVM_FEATURE_CLOCKSOURCE2))) {
 182         sysbus_create_simple(TYPE_KVM_CLOCK, -1, NULL);
 183     }
 184 }
 185
 186 static void kvmclock_register_types(void)
 187 {
 188     type_register_static(&kvmclock_info);
 189 }
 190
 191 type_init(kvmclock_register_types)