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/pc.h"
  15 #include "hw/xen_common.h"
  16 #include "hw/xen_backend.h"
  17 #include "qmp-commands.h"
  18
  19 #include "char/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, "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, "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, "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, "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     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 = 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     xen_set_memory(listener, section, true);
 463 }
 464
 465 static void xen_region_del(MemoryListener *listener,
 466                            MemoryRegionSection *section)
 467 {
 468     xen_set_memory(listener, section, false);
 469 }
 470
 471 static void xen_sync_dirty_bitmap(XenIOState *state,
 472                                   hwaddr start_addr,
 473                                   ram_addr_t size)
 474 {
 475     hwaddr npages = size >> TARGET_PAGE_BITS;
 476     const int width = sizeof(unsigned long) * 8;
 477     unsigned long bitmap[(npages + width - 1) / width];
 478     int rc, i, j;
 479     const XenPhysmap *physmap = NULL;
 480
 481     physmap = get_physmapping(state, start_addr, size);
 482     if (physmap == NULL) {
 483         /* not handled */
 484         return;
 485     }
 486
 487     if (state->log_for_dirtybit == NULL) {
 488         state->log_for_dirtybit = physmap;
 489     } else if (state->log_for_dirtybit != physmap) {
 490         /* Only one range for dirty bitmap can be tracked. */
 491         return;
 492     }
 493
 494     rc = xc_hvm_track_dirty_vram(xen_xc, xen_domid,
 495                                  start_addr >> TARGET_PAGE_BITS, npages,
 496                                  bitmap);
 497     if (rc < 0) {
 498         if (rc != -ENODATA) {
 499             memory_region_set_dirty(framebuffer, 0, size);
 500             DPRINTF("xen: track_dirty_vram failed (0x" TARGET_FMT_plx
 501                     ", 0x" TARGET_FMT_plx "): %s\n",
 502                     start_addr, start_addr + size, strerror(-rc));
 503         }
 504         return;
 505     }
 506
 507     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bitmap); i++) {
 508         unsigned long map = bitmap[i];
 509         while (map != 0) {
 510             j = ffsl(map) - 1;
 511             map &= ~(1ul << j);
 512             memory_region_set_dirty(framebuffer,
 513                                     (i * width + j) * TARGET_PAGE_SIZE,
 514                                     TARGET_PAGE_SIZE);
 515         };
 516     }
 517 }
 518
 519 static void xen_log_start(MemoryListener *listener,
 520                           MemoryRegionSection *section)
 521 {
 522     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 523
 524     xen_sync_dirty_bitmap(state, section->offset_within_address_space,
 525                           section->size);
 526 }
 527
 528 static void xen_log_stop(MemoryListener *listener, MemoryRegionSection *section)
 529 {
 530     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 531
 532     state->log_for_dirtybit = NULL;
 533     /* Disable dirty bit tracking */
 534     xc_hvm_track_dirty_vram(xen_xc, xen_domid, 0, 0, NULL);
 535 }
 536
 537 static void xen_log_sync(MemoryListener *listener, MemoryRegionSection *section)
 538 {
 539     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 540
 541     xen_sync_dirty_bitmap(state, section->offset_within_address_space,
 542                           section->size);
 543 }
 544
 545 static void xen_log_global_start(MemoryListener *listener)
 546 {
 547     if (xen_enabled()) {
 548         xen_in_migration = true;
 549     }
 550 }
 551
 552 static void xen_log_global_stop(MemoryListener *listener)
 553 {
 554     xen_in_migration = false;
 555 }
 556
 557 static MemoryListener xen_memory_listener = {
 558     .region_add = xen_region_add,
 559     .region_del = xen_region_del,
 560     .log_start = xen_log_start,
 561     .log_stop = xen_log_stop,
 562     .log_sync = xen_log_sync,
 563     .log_global_start = xen_log_global_start,
 564     .log_global_stop = xen_log_global_stop,
 565     .priority = 10,
 566 };
 567
 568 void qmp_xen_set_global_dirty_log(bool enable, Error **errp)
 569 {
 570     if (enable) {
 571         memory_global_dirty_log_start();
 572     } else {
 573         memory_global_dirty_log_stop();
 574     }
 575 }
 576
 577 /* VCPU Operations, MMIO, IO ring ... */
 578
 579 static void xen_reset_vcpu(void *opaque)
 580 {
 581     CPUArchState *env = opaque;
 582
 583     env->halted = 1;
 584 }
 585
 586 void xen_vcpu_init(void)
 587 {
 588     CPUArchState *first_cpu;
 589
 590     if ((first_cpu = qemu_get_cpu(0))) {
 591         qemu_register_reset(xen_reset_vcpu, first_cpu);
 592         xen_reset_vcpu(first_cpu);
 593     }
 594     /* if rtc_clock is left to default (host_clock), disable it */
 595     if (rtc_clock == host_clock) {
 596         qemu_clock_enable(rtc_clock, false);
 597     }
 598 }
 599
 600 /* get the ioreq packets from share mem */
 601 static ioreq_t *cpu_get_ioreq_from_shared_memory(XenIOState *state, int vcpu)
 602 {
 603     ioreq_t *req = xen_vcpu_ioreq(state->shared_page, vcpu);
 604
 605     if (req->state != STATE_IOREQ_READY) {
 606         DPRINTF("I/O request not ready: "
 607                 "%x, ptr: %x, port: %"PRIx64", "
 608                 "data: %"PRIx64", count: %" FMT_ioreq_size ", size: %" FMT_ioreq_size "\n",
 609                 req->state, req->data_is_ptr, req->addr,
 610                 req->data, req->count, req->size);
 611         return NULL;
 612     }
 613
 614     xen_rmb(); /* see IOREQ_READY /then/ read contents of ioreq */
 615
 616     req->state = STATE_IOREQ_INPROCESS;
 617     return req;
 618 }
 619
 620 /* use poll to get the port notification */
 621 /* ioreq_vec--out,the */
 622 /* retval--the number of ioreq packet */
 623 static ioreq_t *cpu_get_ioreq(XenIOState *state)
 624 {
 625     int i;
 626     evtchn_port_t port;
 627
 628     port = xc_evtchn_pending(state->xce_handle);
 629     if (port == state->bufioreq_local_port) {
 630         qemu_mod_timer(state->buffered_io_timer,
 631                 BUFFER_IO_MAX_DELAY + qemu_get_clock_ms(rt_clock));
 632         return NULL;
 633     }
 634
 635     if (port != -1) {
 636         for (i = 0; i < smp_cpus; i++) {
 637             if (state->ioreq_local_port[i] == port) {
 638                 break;
 639             }
 640         }
 641
 642         if (i == smp_cpus) {
 643             hw_error("Fatal error while trying to get io event!\n");
 644         }
 645
 646         /* unmask the wanted port again */
 647         xc_evtchn_unmask(state->xce_handle, port);
 648
 649         /* get the io packet from shared memory */
 650         state->send_vcpu = i;
 651         return cpu_get_ioreq_from_shared_memory(state, i);
 652     }
 653
 654     /* read error or read nothing */
 655     return NULL;
 656 }
 657
 658 static uint32_t do_inp(pio_addr_t addr, unsigned long size)
 659 {
 660     switch (size) {
 661         case 1:
 662             return cpu_inb(addr);
 663         case 2:
 664             return cpu_inw(addr);
 665         case 4:
 666             return cpu_inl(addr);
 667         default:
 668             hw_error("inp: bad size: %04"FMT_pioaddr" %lx", addr, size);
 669     }
 670 }
 671
 672 static void do_outp(pio_addr_t addr,
 673         unsigned long size, uint32_t val)
 674 {
 675     switch (size) {
 676         case 1:
 677             return cpu_outb(addr, val);
 678         case 2:
 679             return cpu_outw(addr, val);
 680         case 4:
 681             return cpu_outl(addr, val);
 682         default:
 683             hw_error("outp: bad size: %04"FMT_pioaddr" %lx", addr, size);
 684     }
 685 }
 686
 687 /*
 688  * Helper functions which read/write an object from/to physical guest
 689  * memory, as part of the implementation of an ioreq.
 690  *
 691  * Equivalent to
 692  *   cpu_physical_memory_rw(addr + (req->df ? -1 : +1) * req->size * i,
 693  *                          val, req->size, 0/1)
 694  * except without the integer overflow problems.
 695  */
 696 static void rw_phys_req_item(hwaddr addr,
 697                              ioreq_t *req, uint32_t i, void *val, int rw)
 698 {
 699     /* Do everything unsigned so overflow just results in a truncated result
 700      * and accesses to undesired parts of guest memory, which is up
 701      * to the guest */
 702     hwaddr offset = (hwaddr)req->size * i;
 703     if (req->df) {
 704         addr -= offset;
 705     } else {
 706         addr += offset;
 707     }
 708     cpu_physical_memory_rw(addr, val, req->size, rw);
 709 }
 710
 711 static inline void read_phys_req_item(hwaddr addr,
 712                                       ioreq_t *req, uint32_t i, void *val)
 713 {
 714     rw_phys_req_item(addr, req, i, val, 0);
 715 }
 716 static inline void write_phys_req_item(hwaddr addr,
 717                                        ioreq_t *req, uint32_t i, void *val)
 718 {
 719     rw_phys_req_item(addr, req, i, val, 1);
 720 }
 721
 722
 723 static void cpu_ioreq_pio(ioreq_t *req)
 724 {
 725     uint32_t i;
 726
 727     if (req->dir == IOREQ_READ) {
 728         if (!req->data_is_ptr) {
 729             req->data = do_inp(req->addr, req->size);
 730         } else {
 731             uint32_t tmp;
 732
 733             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 734                 tmp = do_inp(req->addr, req->size);
 735                 write_phys_req_item(req->data, req, i, &tmp);
 736             }
 737         }
 738     } else if (req->dir == IOREQ_WRITE) {
 739         if (!req->data_is_ptr) {
 740             do_outp(req->addr, req->size, req->data);
 741         } else {
 742             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 743                 uint32_t tmp = 0;
 744
 745                 read_phys_req_item(req->data, req, i, &tmp);
 746                 do_outp(req->addr, req->size, tmp);
 747             }
 748         }
 749     }
 750 }
 751
 752 static void cpu_ioreq_move(ioreq_t *req)
 753 {
 754     uint32_t i;
 755
 756     if (!req->data_is_ptr) {
 757         if (req->dir == IOREQ_READ) {
 758             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 759                 read_phys_req_item(req->addr, req, i, &req->data);
 760             }
 761         } else if (req->dir == IOREQ_WRITE) {
 762             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 763                 write_phys_req_item(req->addr, req, i, &req->data);
 764             }
 765         }
 766     } else {
 767         uint64_t tmp;
 768
 769         if (req->dir == IOREQ_READ) {
 770             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 771                 read_phys_req_item(req->addr, req, i, &tmp);
 772                 write_phys_req_item(req->data, req, i, &tmp);
 773             }
 774         } else if (req->dir == IOREQ_WRITE) {
 775             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 776                 read_phys_req_item(req->data, req, i, &tmp);
 777                 write_phys_req_item(req->addr, req, i, &tmp);
 778             }
 779         }
 780     }
 781 }
 782
 783 static void handle_ioreq(ioreq_t *req)
 784 {
 785     if (!req->data_is_ptr && (req->dir == IOREQ_WRITE) &&
 786             (req->size < sizeof (target_ulong))) {
 787         req->data &= ((target_ulong) 1 << (8 * req->size)) - 1;
 788     }
 789
 790     switch (req->type) {
 791         case IOREQ_TYPE_PIO:
 792             cpu_ioreq_pio(req);
 793             break;
 794         case IOREQ_TYPE_COPY:
 795             cpu_ioreq_move(req);
 796             break;
 797         case IOREQ_TYPE_TIMEOFFSET:
 798             break;
 799         case IOREQ_TYPE_INVALIDATE:
 800             xen_invalidate_map_cache();
 801             break;
 802         default:
 803             hw_error("Invalid ioreq type 0x%x\n", req->type);
 804     }
 805 }
 806
 807 static int handle_buffered_iopage(XenIOState *state)
 808 {
 809     buf_ioreq_t *buf_req = NULL;
 810     ioreq_t req;
 811     int qw;
 812
 813     if (!state->buffered_io_page) {
 814         return 0;
 815     }
 816
 817     memset(&req, 0x00, sizeof(req));
 818
 819     while (state->buffered_io_page->read_pointer != state->buffered_io_page->write_pointer) {
 820         buf_req = &state->buffered_io_page->buf_ioreq[
 821             state->buffered_io_page->read_pointer % IOREQ_BUFFER_SLOT_NUM];
 822         req.size = 1UL << buf_req->size;
 823         req.count = 1;
 824         req.addr = buf_req->addr;
 825         req.data = buf_req->data;
 826         req.state = STATE_IOREQ_READY;
 827         req.dir = buf_req->dir;
 828         req.df = 1;
 829         req.type = buf_req->type;
 830         req.data_is_ptr = 0;
 831         qw = (req.size == 8);
 832         if (qw) {
 833             buf_req = &state->buffered_io_page->buf_ioreq[
 834                 (state->buffered_io_page->read_pointer + 1) % IOREQ_BUFFER_SLOT_NUM];
 835             req.data |= ((uint64_t)buf_req->data) << 32;
 836         }
 837
 838         handle_ioreq(&req);
 839
 840         xen_mb();
 841         state->buffered_io_page->read_pointer += qw ? 2 : 1;
 842     }
 843
 844     return req.count;
 845 }
 846
 847 static void handle_buffered_io(void *opaque)
 848 {
 849     XenIOState *state = opaque;
 850
 851     if (handle_buffered_iopage(state)) {
 852         qemu_mod_timer(state->buffered_io_timer,
 853                 BUFFER_IO_MAX_DELAY + qemu_get_clock_ms(rt_clock));
 854     } else {
 855         qemu_del_timer(state->buffered_io_timer);
 856         xc_evtchn_unmask(state->xce_handle, state->bufioreq_local_port);
 857     }
 858 }
 859
 860 static void cpu_handle_ioreq(void *opaque)
 861 {
 862     XenIOState *state = opaque;
 863     ioreq_t *req = cpu_get_ioreq(state);
 864
 865     handle_buffered_iopage(state);
 866     if (req) {
 867         handle_ioreq(req);
 868
 869         if (req->state != STATE_IOREQ_INPROCESS) {
 870             fprintf(stderr, "Badness in I/O request ... not in service?!: "
 871                     "%x, ptr: %x, port: %"PRIx64", "
 872                     "data: %"PRIx64", count: %" FMT_ioreq_size ", size: %" FMT_ioreq_size "\n",
 873                     req->state, req->data_is_ptr, req->addr,
 874                     req->data, req->count, req->size);
 875             destroy_hvm_domain(false);
 876             return;
 877         }
 878
 879         xen_wmb(); /* Update ioreq contents /then/ update state. */
 880
 881         /*
 882          * We do this before we send the response so that the tools
 883          * have the opportunity to pick up on the reset before the
 884          * guest resumes and does a hlt with interrupts disabled which
 885          * causes Xen to powerdown the domain.
 886          */
 887         if (runstate_is_running()) {
 888             if (qemu_shutdown_requested_get()) {
 889                 destroy_hvm_domain(false);
 890             }
 891             if (qemu_reset_requested_get()) {
 892                 qemu_system_reset(VMRESET_REPORT);
 893                 destroy_hvm_domain(true);
 894             }
 895         }
 896
 897         req->state = STATE_IORESP_READY;
 898         xc_evtchn_notify(state->xce_handle, state->ioreq_local_port[state->send_vcpu]);
 899     }
 900 }
 901
 902 static int store_dev_info(int domid, CharDriverState *cs, const char *string)
 903 {
 904     struct xs_handle *xs = NULL;
 905     char *path = NULL;
 906     char *newpath = NULL;
 907     char *pts = NULL;
 908     int ret = -1;
 909
 910     /* Only continue if we're talking to a pty. */
 911     if (strncmp(cs->filename, "pty:", 4)) {
 912         return 0;
 913     }
 914     pts = cs->filename + 4;
 915
 916     /* We now have everything we need to set the xenstore entry. */
 917     xs = xs_open(0);
 918     if (xs == NULL) {
 919         fprintf(stderr, "Could not contact XenStore\n");
 920         goto out;
 921     }
 922
 923     path = xs_get_domain_path(xs, domid);
 924     if (path == NULL) {
 925         fprintf(stderr, "xs_get_domain_path() error\n");
 926         goto out;
 927     }
 928     newpath = realloc(path, (strlen(path) + strlen(string) +
 929                 strlen("/tty") + 1));
 930     if (newpath == NULL) {
 931         fprintf(stderr, "realloc error\n");
 932         goto out;
 933     }
 934     path = newpath;
 935
 936     strcat(path, string);
 937     strcat(path, "/tty");
 938     if (!xs_write(xs, XBT_NULL, path, pts, strlen(pts))) {
 939         fprintf(stderr, "xs_write for '%s' fail", string);
 940         goto out;
 941     }
 942     ret = 0;
 943
 944 out:
 945     free(path);
 946     xs_close(xs);
 947
 948     return ret;
 949 }
 950
 951 void xenstore_store_pv_console_info(int i, CharDriverState *chr)
 952 {
 953     if (i == 0) {
 954         store_dev_info(xen_domid, chr, "/console");
 955     } else {
 956         char buf[32];
 957         snprintf(buf, sizeof(buf), "/device/console/%d", i);
 958         store_dev_info(xen_domid, chr, buf);
 959     }
 960 }
 961
 962 static void xenstore_record_dm_state(struct xs_handle *xs, const char *state)
 963 {
 964     char path[50];
 965
 966     if (xs == NULL) {
 967         fprintf(stderr, "xenstore connection not initialized\n");
 968         exit(1);
 969     }
 970
 971     snprintf(path, sizeof (path), "/local/domain/0/device-model/%u/state", xen_domid);
 972     if (!xs_write(xs, XBT_NULL, path, state, strlen(state))) {
 973         fprintf(stderr, "error recording dm state\n");
 974         exit(1);
 975     }
 976 }
 977
 978 static void xen_main_loop_prepare(XenIOState *state)
 979 {
 980     int evtchn_fd = -1;
 981
 982     if (state->xce_handle != XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
 983         evtchn_fd = xc_evtchn_fd(state->xce_handle);
 984     }
 985
 986     state->buffered_io_timer = qemu_new_timer_ms(rt_clock, handle_buffered_io,
 987                                                  state);
 988
 989     if (evtchn_fd != -1) {
 990         qemu_set_fd_handler(evtchn_fd, cpu_handle_ioreq, NULL, state);
 991     }
 992 }
 993
 994
 995 /* Initialise Xen */
 996
 997 static void xen_change_state_handler(void *opaque, int running,
 998                                      RunState state)
 999 {
1000     if (running) {
1001         /* record state running */
1002         xenstore_record_dm_state(xenstore, "running");
1003     }
1004 }
1005
1006 static void xen_hvm_change_state_handler(void *opaque, int running,
1007                                          RunState rstate)
1008 {
1009     XenIOState *xstate = opaque;
1010     if (running) {
1011         xen_main_loop_prepare(xstate);
1012     }
1013 }
1014
1015 static void xen_exit_notifier(Notifier *n, void *data)
1016 {
1017     XenIOState *state = container_of(n, XenIOState, exit);
1018
1019     xc_evtchn_close(state->xce_handle);
1020     xs_daemon_close(state->xenstore);
1021 }
1022
1023 int xen_init(void)
1024 {
1025     xen_xc = xen_xc_interface_open(0, 0, 0);
1026     if (xen_xc == XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
1027         xen_be_printf(NULL, 0, "can't open xen interface\n");
1028         return -1;
1029     }
1030     qemu_add_vm_change_state_handler(xen_change_state_handler, NULL);
1031
1032     return 0;
1033 }
1034
1035 static void xen_read_physmap(XenIOState *state)
1036 {
1037     XenPhysmap *physmap = NULL;
1038     unsigned int len, num, i;
1039     char path[80], *value = NULL;
1040     char **entries = NULL;
1041
1042     snprintf(path, sizeof(path),
1043             "/local/domain/0/device-model/%d/physmap", xen_domid);
1044     entries = xs_directory(state->xenstore, 0, path, &num);
1045     if (entries == NULL)
1046         return;
1047
1048     for (i = 0; i < num; i++) {
1049         physmap = g_malloc(sizeof (XenPhysmap));
1050         physmap->phys_offset = strtoull(entries[i], NULL, 16);
1051         snprintf(path, sizeof(path),
1052                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%s/start_addr",
1053                 xen_domid, entries[i]);
1054         value = xs_read(state->xenstore, 0, path, &len);
1055         if (value == NULL) {
1056             free(physmap);
1057             continue;
1058         }
1059         physmap->start_addr = strtoull(value, NULL, 16);
1060         free(value);
1061
1062         snprintf(path, sizeof(path),
1063                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%s/size",
1064                 xen_domid, entries[i]);
1065         value = xs_read(state->xenstore, 0, path, &len);
1066         if (value == NULL) {
1067             free(physmap);
1068             continue;
1069         }
1070         physmap->size = strtoull(value, NULL, 16);
1071         free(value);
1072
1073         snprintf(path, sizeof(path),
1074                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%s/name",
1075                 xen_domid, entries[i]);
1076         physmap->name = xs_read(state->xenstore, 0, path, &len);
1077
1078         QLIST_INSERT_HEAD(&state->physmap, physmap, list);
1079     }
1080     free(entries);
1081 }
1082
1083 int xen_hvm_init(void)
1084 {
1085     int i, rc;
1086     unsigned long ioreq_pfn;
1087     unsigned long bufioreq_evtchn;
1088     XenIOState *state;
1089
1090     state = g_malloc0(sizeof (XenIOState));
1091
1092     state->xce_handle = xen_xc_evtchn_open(NULL, 0);
1093     if (state->xce_handle == XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
1094         perror("xen: event channel open");
1095         return -errno;
1096     }
1097
1098     state->xenstore = xs_daemon_open();
1099     if (state->xenstore == NULL) {
1100         perror("xen: xenstore open");
1101         return -errno;
1102     }
1103
1104     state->exit.notify = xen_exit_notifier;
1105     qemu_add_exit_notifier(&state->exit);
1106
1107     state->suspend.notify = xen_suspend_notifier;
1108     qemu_register_suspend_notifier(&state->suspend);
1109
1110     xc_get_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_IOREQ_PFN, &ioreq_pfn);
1111     DPRINTF("shared page at pfn %lx\n", ioreq_pfn);
1112     state->shared_page = xc_map_foreign_range(xen_xc, xen_domid, XC_PAGE_SIZE,
1113                                               PROT_READ|PROT_WRITE, ioreq_pfn);
1114     if (state->shared_page == NULL) {
1115         hw_error("map shared IO page returned error %d handle=" XC_INTERFACE_FMT,
1116                  errno, xen_xc);
1117     }
1118
1119     xc_get_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_BUFIOREQ_PFN, &ioreq_pfn);
1120     DPRINTF("buffered io page at pfn %lx\n", ioreq_pfn);
1121     state->buffered_io_page = xc_map_foreign_range(xen_xc, xen_domid, XC_PAGE_SIZE,
1122                                                    PROT_READ|PROT_WRITE, ioreq_pfn);
1123     if (state->buffered_io_page == NULL) {
1124         hw_error("map buffered IO page returned error %d", errno);
1125     }
1126
1127     state->ioreq_local_port = g_malloc0(smp_cpus * sizeof (evtchn_port_t));
1128
1129     /* FIXME: how about if we overflow the page here? */
1130     for (i = 0; i < smp_cpus; i++) {
1131         rc = xc_evtchn_bind_interdomain(state->xce_handle, xen_domid,
1132                                         xen_vcpu_eport(state->shared_page, i));
1133         if (rc == -1) {
1134             fprintf(stderr, "bind interdomain ioctl error %d\n", errno);
1135             return -1;
1136         }
1137         state->ioreq_local_port[i] = rc;
1138     }
1139
1140     rc = xc_get_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_BUFIOREQ_EVTCHN,
1141             &bufioreq_evtchn);
1142     if (rc < 0) {
1143         fprintf(stderr, "failed to get HVM_PARAM_BUFIOREQ_EVTCHN\n");
1144         return -1;
1145     }
1146     rc = xc_evtchn_bind_interdomain(state->xce_handle, xen_domid,
1147             (uint32_t)bufioreq_evtchn);
1148     if (rc == -1) {
1149         fprintf(stderr, "bind interdomain ioctl error %d\n", errno);
1150         return -1;
1151     }
1152     state->bufioreq_local_port = rc;
1153
1154     /* Init RAM management */
1155     xen_map_cache_init(xen_phys_offset_to_gaddr, state);
1156     xen_ram_init(ram_size);
1157
1158     qemu_add_vm_change_state_handler(xen_hvm_change_state_handler, state);
1159
1160     state->memory_listener = xen_memory_listener;
1161     QLIST_INIT(&state->physmap);
1162     memory_listener_register(&state->memory_listener, &address_space_memory);
1163     state->log_for_dirtybit = NULL;
1164
1165     /* Initialize backend core & drivers */
1166     if (xen_be_init() != 0) {
1167         fprintf(stderr, "%s: xen backend core setup failed\n", __FUNCTION__);
1168         exit(1);
1169     }
1170     xen_be_register("console", &xen_console_ops);
1171     xen_be_register("vkbd", &xen_kbdmouse_ops);
1172     xen_be_register("qdisk", &xen_blkdev_ops);
1173     xen_read_physmap(state);
1174
1175     return 0;
1176 }
1177
1178 void destroy_hvm_domain(bool reboot)
1179 {
1180     XenXC xc_handle;
1181     int sts;
1182
1183     xc_handle = xen_xc_interface_open(0, 0, 0);
1184     if (xc_handle == XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
1185         fprintf(stderr, "Cannot acquire xenctrl handle\n");
1186     } else {
1187         sts = xc_domain_shutdown(xc_handle, xen_domid,
1188                                  reboot ? SHUTDOWN_reboot : SHUTDOWN_poweroff);
1189         if (sts != 0) {
1190             fprintf(stderr, "xc_domain_shutdown failed to issue %s, "
1191                     "sts %d, %s\n", reboot ? "reboot" : "poweroff",
1192                     sts, strerror(errno));
1193         } else {
1194             fprintf(stderr, "Issued domain %d %s\n", xen_domid,
1195                     reboot ? "reboot" : "poweroff");
1196         }
1197         xc_interface_close(xc_handle);
1198     }
1199 }
1200
1201 void xen_register_framebuffer(MemoryRegion *mr)
1202 {
1203     framebuffer = mr;
1204 }
1205
1206 void xen_shutdown_fatal_error(const char *fmt, ...)
1207 {
1208     va_list ap;
1209
1210     va_start(ap, fmt);
1211     vfprintf(stderr, fmt, ap);
1212     va_end(ap);
1213     fprintf(stderr, "Will destroy the domain.\n");
1214     /* destroy the domain */
1215     qemu_system_shutdown_request();
1216 }
1217
1218 void xen_modified_memory(ram_addr_t start, ram_addr_t length)
1219 {
1220     if (unlikely(xen_in_migration)) {
1221         int rc;
1222         ram_addr_t start_pfn, nb_pages;
1223
1224         if (length == 0) {
1225             length = TARGET_PAGE_SIZE;
1226         }
1227         start_pfn = start >> TARGET_PAGE_BITS;
1228         nb_pages = ((start + length + TARGET_PAGE_SIZE - 1) >> TARGET_PAGE_BITS)
1229             - start_pfn;
1230         rc = xc_hvm_modified_memory(xen_xc, xen_domid, start_pfn, nb_pages);
1231         if (rc) {
1232             fprintf(stderr,
1233                     "%s failed for "RAM_ADDR_FMT" ("RAM_ADDR_FMT"): %i, %s\n",
1234                     __func__, start, nb_pages, rc, strerror(-rc));
1235         }
1236     }
1237 }