]> rtime.felk.cvut.cz Git - lisovros/qemu_apohw.git/blob - kvm-all.c
tcg-ia64: Move part of softmmu slow path out of line
[lisovros/qemu_apohw.git] / kvm-all.c
1 /*
2  * QEMU KVM support
3  *
4  * Copyright IBM, Corp. 2008
5  *           Red Hat, Inc. 2008
6  *
7  * Authors:
8  *  Anthony Liguori   <aliguori@us.ibm.com>
9  *  Glauber Costa     <gcosta@redhat.com>
10  *
11  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2 or later.
12  * See the COPYING file in the top-level directory.
13  *
14  */
15
16 #include <sys/types.h>
17 #include <sys/ioctl.h>
18 #include <sys/mman.h>
19 #include <stdarg.h>
20
21 #include <linux/kvm.h>
22
23 #include "qemu-common.h"
24 #include "qemu/atomic.h"
25 #include "qemu/option.h"
26 #include "qemu/config-file.h"
27 #include "sysemu/sysemu.h"
28 #include "hw/hw.h"
29 #include "hw/pci/msi.h"
30 #include "exec/gdbstub.h"
31 #include "sysemu/kvm.h"
32 #include "qemu/bswap.h"
33 #include "exec/memory.h"
34 #include "exec/ram_addr.h"
35 #include "exec/address-spaces.h"
36 #include "qemu/event_notifier.h"
37 #include "trace.h"
38
39 #include "hw/boards.h"
40
41 /* This check must be after config-host.h is included */
42 #ifdef CONFIG_EVENTFD
43 #include <sys/eventfd.h>
44 #endif
45
46 #ifdef CONFIG_VALGRIND_H
47 #include <valgrind/memcheck.h>
48 #endif
49
50 /* KVM uses PAGE_SIZE in its definition of COALESCED_MMIO_MAX */
51 #define PAGE_SIZE TARGET_PAGE_SIZE
52
53 //#define DEBUG_KVM
54
55 #ifdef DEBUG_KVM
56 #define DPRINTF(fmt, ...) \
57     do { fprintf(stderr, fmt, ## __VA_ARGS__); } while (0)
58 #else
59 #define DPRINTF(fmt, ...) \
60     do { } while (0)
61 #endif
62
63 #define KVM_MSI_HASHTAB_SIZE    256
64
65 typedef struct KVMSlot
66 {
67     hwaddr start_addr;
68     ram_addr_t memory_size;
69     void *ram;
70     int slot;
71     int flags;
72 } KVMSlot;
73
74 typedef struct kvm_dirty_log KVMDirtyLog;
75
76 struct KVMState
77 {
78     KVMSlot *slots;
79     int nr_slots;
80     int fd;
81     int vmfd;
82     int coalesced_mmio;
83     struct kvm_coalesced_mmio_ring *coalesced_mmio_ring;
84     bool coalesced_flush_in_progress;
85     int broken_set_mem_region;
86     int migration_log;
87     int vcpu_events;
88     int robust_singlestep;
89     int debugregs;
90 #ifdef KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG
91     struct kvm_sw_breakpoint_head kvm_sw_breakpoints;
92 #endif
93     int pit_state2;
94     int xsave, xcrs;
95     int many_ioeventfds;
96     int intx_set_mask;
97     /* The man page (and posix) say ioctl numbers are signed int, but
98      * they're not.  Linux, glibc and *BSD all treat ioctl numbers as
99      * unsigned, and treating them as signed here can break things */
100     unsigned irq_set_ioctl;
101 #ifdef KVM_CAP_IRQ_ROUTING
102     struct kvm_irq_routing *irq_routes;
103     int nr_allocated_irq_routes;
104     uint32_t *used_gsi_bitmap;
105     unsigned int gsi_count;
106     QTAILQ_HEAD(msi_hashtab, KVMMSIRoute) msi_hashtab[KVM_MSI_HASHTAB_SIZE];
107     bool direct_msi;
108 #endif
109 };
110
111 KVMState *kvm_state;
112 bool kvm_kernel_irqchip;
113 bool kvm_async_interrupts_allowed;
114 bool kvm_halt_in_kernel_allowed;
115 bool kvm_irqfds_allowed;
116 bool kvm_msi_via_irqfd_allowed;
117 bool kvm_gsi_routing_allowed;
118 bool kvm_gsi_direct_mapping;
119 bool kvm_allowed;
120 bool kvm_readonly_mem_allowed;
121
122 static const KVMCapabilityInfo kvm_required_capabilites[] = {
123     KVM_CAP_INFO(USER_MEMORY),
124     KVM_CAP_INFO(DESTROY_MEMORY_REGION_WORKS),
125     KVM_CAP_LAST_INFO
126 };
127
128 static KVMSlot *kvm_alloc_slot(KVMState *s)
129 {
130     int i;
131
132     for (i = 0; i < s->nr_slots; i++) {
133         if (s->slots[i].memory_size == 0) {
134             return &s->slots[i];
135         }
136     }
137
138     fprintf(stderr, "%s: no free slot available\n", __func__);
139     abort();
140 }
141
142 static KVMSlot *kvm_lookup_matching_slot(KVMState *s,
143                                          hwaddr start_addr,
144                                          hwaddr end_addr)
145 {
146     int i;
147
148     for (i = 0; i < s->nr_slots; i++) {
149         KVMSlot *mem = &s->slots[i];
150
151         if (start_addr == mem->start_addr &&
152             end_addr == mem->start_addr + mem->memory_size) {
153             return mem;
154         }
155     }
156
157     return NULL;
158 }
159
160 /*
161  * Find overlapping slot with lowest start address
162  */
163 static KVMSlot *kvm_lookup_overlapping_slot(KVMState *s,
164                                             hwaddr start_addr,
165                                             hwaddr end_addr)
166 {
167     KVMSlot *found = NULL;
168     int i;
169
170     for (i = 0; i < s->nr_slots; i++) {
171         KVMSlot *mem = &s->slots[i];
172
173         if (mem->memory_size == 0 ||
174             (found && found->start_addr < mem->start_addr)) {
175             continue;
176         }
177
178         if (end_addr > mem->start_addr &&
179             start_addr < mem->start_addr + mem->memory_size) {
180             found = mem;
181         }
182     }
183
184     return found;
185 }
186
187 int kvm_physical_memory_addr_from_host(KVMState *s, void *ram,
188                                        hwaddr *phys_addr)
189 {
190     int i;
191
192     for (i = 0; i < s->nr_slots; i++) {
193         KVMSlot *mem = &s->slots[i];
194
195         if (ram >= mem->ram && ram < mem->ram + mem->memory_size) {
196             *phys_addr = mem->start_addr + (ram - mem->ram);
197             return 1;
198         }
199     }
200
201     return 0;
202 }
203
204 static int kvm_set_user_memory_region(KVMState *s, KVMSlot *slot)
205 {
206     struct kvm_userspace_memory_region mem;
207
208     mem.slot = slot->slot;
209     mem.guest_phys_addr = slot->start_addr;
210     mem.userspace_addr = (unsigned long)slot->ram;
211     mem.flags = slot->flags;
212     if (s->migration_log) {
213         mem.flags |= KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES;
214     }
215
216     if (slot->memory_size && mem.flags & KVM_MEM_READONLY) {
217         /* Set the slot size to 0 before setting the slot to the desired
218          * value. This is needed based on KVM commit 75d61fbc. */
219         mem.memory_size = 0;
220         kvm_vm_ioctl(s, KVM_SET_USER_MEMORY_REGION, &mem);
221     }
222     mem.memory_size = slot->memory_size;
223     return kvm_vm_ioctl(s, KVM_SET_USER_MEMORY_REGION, &mem);
224 }
225
226 static void kvm_reset_vcpu(void *opaque)
227 {
228     CPUState *cpu = opaque;
229
230     kvm_arch_reset_vcpu(cpu);
231 }
232
233 int kvm_init_vcpu(CPUState *cpu)
234 {
235     KVMState *s = kvm_state;
236     long mmap_size;
237     int ret;
238
239     DPRINTF("kvm_init_vcpu\n");
240
241     ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_CREATE_VCPU, (void *)kvm_arch_vcpu_id(cpu));
242     if (ret < 0) {
243         DPRINTF("kvm_create_vcpu failed\n");
244         goto err;
245     }
246
247     cpu->kvm_fd = ret;
248     cpu->kvm_state = s;
249     cpu->kvm_vcpu_dirty = true;
250
251     mmap_size = kvm_ioctl(s, KVM_GET_VCPU_MMAP_SIZE, 0);
252     if (mmap_size < 0) {
253         ret = mmap_size;
254         DPRINTF("KVM_GET_VCPU_MMAP_SIZE failed\n");
255         goto err;
256     }
257
258     cpu->kvm_run = mmap(NULL, mmap_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,
259                         cpu->kvm_fd, 0);
260     if (cpu->kvm_run == MAP_FAILED) {
261         ret = -errno;
262         DPRINTF("mmap'ing vcpu state failed\n");
263         goto err;
264     }
265
266     if (s->coalesced_mmio && !s->coalesced_mmio_ring) {
267         s->coalesced_mmio_ring =
268             (void *)cpu->kvm_run + s->coalesced_mmio * PAGE_SIZE;
269     }
270
271     ret = kvm_arch_init_vcpu(cpu);
272     if (ret == 0) {
273         qemu_register_reset(kvm_reset_vcpu, cpu);
274         kvm_arch_reset_vcpu(cpu);
275     }
276 err:
277     return ret;
278 }
279
280 /*
281  * dirty pages logging control
282  */
283
284 static int kvm_mem_flags(KVMState *s, bool log_dirty, bool readonly)
285 {
286     int flags = 0;
287     flags = log_dirty ? KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES : 0;
288     if (readonly && kvm_readonly_mem_allowed) {
289         flags |= KVM_MEM_READONLY;
290     }
291     return flags;
292 }
293
294 static int kvm_slot_dirty_pages_log_change(KVMSlot *mem, bool log_dirty)
295 {
296     KVMState *s = kvm_state;
297     int flags, mask = KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES;
298     int old_flags;
299
300     old_flags = mem->flags;
301
302     flags = (mem->flags & ~mask) | kvm_mem_flags(s, log_dirty, false);
303     mem->flags = flags;
304
305     /* If nothing changed effectively, no need to issue ioctl */
306     if (s->migration_log) {
307         flags |= KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES;
308     }
309
310     if (flags == old_flags) {
311         return 0;
312     }
313
314     return kvm_set_user_memory_region(s, mem);
315 }
316
317 static int kvm_dirty_pages_log_change(hwaddr phys_addr,
318                                       ram_addr_t size, bool log_dirty)
319 {
320     KVMState *s = kvm_state;
321     KVMSlot *mem = kvm_lookup_matching_slot(s, phys_addr, phys_addr + size);
322
323     if (mem == NULL)  {
324         fprintf(stderr, "BUG: %s: invalid parameters " TARGET_FMT_plx "-"
325                 TARGET_FMT_plx "\n", __func__, phys_addr,
326                 (hwaddr)(phys_addr + size - 1));
327         return -EINVAL;
328     }
329     return kvm_slot_dirty_pages_log_change(mem, log_dirty);
330 }
331
332 static void kvm_log_start(MemoryListener *listener,
333                           MemoryRegionSection *section)
334 {
335     int r;
336
337     r = kvm_dirty_pages_log_change(section->offset_within_address_space,
338                                    int128_get64(section->size), true);
339     if (r < 0) {
340         abort();
341     }
342 }
343
344 static void kvm_log_stop(MemoryListener *listener,
345                           MemoryRegionSection *section)
346 {
347     int r;
348
349     r = kvm_dirty_pages_log_change(section->offset_within_address_space,
350                                    int128_get64(section->size), false);
351     if (r < 0) {
352         abort();
353     }
354 }
355
356 static int kvm_set_migration_log(int enable)
357 {
358     KVMState *s = kvm_state;
359     KVMSlot *mem;
360     int i, err;
361
362     s->migration_log = enable;
363
364     for (i = 0; i < s->nr_slots; i++) {
365         mem = &s->slots[i];
366
367         if (!mem->memory_size) {
368             continue;
369         }
370         if (!!(mem->flags & KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES) == enable) {
371             continue;
372         }
373         err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
374         if (err) {
375             return err;
376         }
377     }
378     return 0;
379 }
380
381 /* get kvm's dirty pages bitmap and update qemu's */
382 static int kvm_get_dirty_pages_log_range(MemoryRegionSection *section,
383                                          unsigned long *bitmap)
384 {
385     ram_addr_t start = section->offset_within_region + section->mr->ram_addr;
386     ram_addr_t pages = int128_get64(section->size) / getpagesize();
387
388     cpu_physical_memory_set_dirty_lebitmap(bitmap, start, pages);
389     return 0;
390 }
391
392 #define ALIGN(x, y)  (((x)+(y)-1) & ~((y)-1))
393
394 /**
395  * kvm_physical_sync_dirty_bitmap - Grab dirty bitmap from kernel space
396  * This function updates qemu's dirty bitmap using
397  * memory_region_set_dirty().  This means all bits are set
398  * to dirty.
399  *
400  * @start_add: start of logged region.
401  * @end_addr: end of logged region.
402  */
403 static int kvm_physical_sync_dirty_bitmap(MemoryRegionSection *section)
404 {
405     KVMState *s = kvm_state;
406     unsigned long size, allocated_size = 0;
407     KVMDirtyLog d;
408     KVMSlot *mem;
409     int ret = 0;
410     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
411     hwaddr end_addr = start_addr + int128_get64(section->size);
412
413     d.dirty_bitmap = NULL;
414     while (start_addr < end_addr) {
415         mem = kvm_lookup_overlapping_slot(s, start_addr, end_addr);
416         if (mem == NULL) {
417             break;
418         }
419
420         /* XXX bad kernel interface alert
421          * For dirty bitmap, kernel allocates array of size aligned to
422          * bits-per-long.  But for case when the kernel is 64bits and
423          * the userspace is 32bits, userspace can't align to the same
424          * bits-per-long, since sizeof(long) is different between kernel
425          * and user space.  This way, userspace will provide buffer which
426          * may be 4 bytes less than the kernel will use, resulting in
427          * userspace memory corruption (which is not detectable by valgrind
428          * too, in most cases).
429          * So for now, let's align to 64 instead of HOST_LONG_BITS here, in
430          * a hope that sizeof(long) wont become >8 any time soon.
431          */
432         size = ALIGN(((mem->memory_size) >> TARGET_PAGE_BITS),
433                      /*HOST_LONG_BITS*/ 64) / 8;
434         if (!d.dirty_bitmap) {
435             d.dirty_bitmap = g_malloc(size);
436         } else if (size > allocated_size) {
437             d.dirty_bitmap = g_realloc(d.dirty_bitmap, size);
438         }
439         allocated_size = size;
440         memset(d.dirty_bitmap, 0, allocated_size);
441
442         d.slot = mem->slot;
443
444         if (kvm_vm_ioctl(s, KVM_GET_DIRTY_LOG, &d) == -1) {
445             DPRINTF("ioctl failed %d\n", errno);
446             ret = -1;
447             break;
448         }
449
450         kvm_get_dirty_pages_log_range(section, d.dirty_bitmap);
451         start_addr = mem->start_addr + mem->memory_size;
452     }
453     g_free(d.dirty_bitmap);
454
455     return ret;
456 }
457
458 static void kvm_coalesce_mmio_region(MemoryListener *listener,
459                                      MemoryRegionSection *secion,
460                                      hwaddr start, hwaddr size)
461 {
462     KVMState *s = kvm_state;
463
464     if (s->coalesced_mmio) {
465         struct kvm_coalesced_mmio_zone zone;
466
467         zone.addr = start;
468         zone.size = size;
469         zone.pad = 0;
470
471         (void)kvm_vm_ioctl(s, KVM_REGISTER_COALESCED_MMIO, &zone);
472     }
473 }
474
475 static void kvm_uncoalesce_mmio_region(MemoryListener *listener,
476                                        MemoryRegionSection *secion,
477                                        hwaddr start, hwaddr size)
478 {
479     KVMState *s = kvm_state;
480
481     if (s->coalesced_mmio) {
482         struct kvm_coalesced_mmio_zone zone;
483
484         zone.addr = start;
485         zone.size = size;
486         zone.pad = 0;
487
488         (void)kvm_vm_ioctl(s, KVM_UNREGISTER_COALESCED_MMIO, &zone);
489     }
490 }
491
492 int kvm_check_extension(KVMState *s, unsigned int extension)
493 {
494     int ret;
495
496     ret = kvm_ioctl(s, KVM_CHECK_EXTENSION, extension);
497     if (ret < 0) {
498         ret = 0;
499     }
500
501     return ret;
502 }
503
504 static int kvm_set_ioeventfd_mmio(int fd, hwaddr addr, uint32_t val,
505                                   bool assign, uint32_t size, bool datamatch)
506 {
507     int ret;
508     struct kvm_ioeventfd iofd;
509
510     iofd.datamatch = datamatch ? val : 0;
511     iofd.addr = addr;
512     iofd.len = size;
513     iofd.flags = 0;
514     iofd.fd = fd;
515
516     if (!kvm_enabled()) {
517         return -ENOSYS;
518     }
519
520     if (datamatch) {
521         iofd.flags |= KVM_IOEVENTFD_FLAG_DATAMATCH;
522     }
523     if (!assign) {
524         iofd.flags |= KVM_IOEVENTFD_FLAG_DEASSIGN;
525     }
526
527     ret = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_IOEVENTFD, &iofd);
528
529     if (ret < 0) {
530         return -errno;
531     }
532
533     return 0;
534 }
535
536 static int kvm_set_ioeventfd_pio(int fd, uint16_t addr, uint16_t val,
537                                  bool assign, uint32_t size, bool datamatch)
538 {
539     struct kvm_ioeventfd kick = {
540         .datamatch = datamatch ? val : 0,
541         .addr = addr,
542         .flags = KVM_IOEVENTFD_FLAG_PIO,
543         .len = size,
544         .fd = fd,
545     };
546     int r;
547     if (!kvm_enabled()) {
548         return -ENOSYS;
549     }
550     if (datamatch) {
551         kick.flags |= KVM_IOEVENTFD_FLAG_DATAMATCH;
552     }
553     if (!assign) {
554         kick.flags |= KVM_IOEVENTFD_FLAG_DEASSIGN;
555     }
556     r = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_IOEVENTFD, &kick);
557     if (r < 0) {
558         return r;
559     }
560     return 0;
561 }
562
563
564 static int kvm_check_many_ioeventfds(void)
565 {
566     /* Userspace can use ioeventfd for io notification.  This requires a host
567      * that supports eventfd(2) and an I/O thread; since eventfd does not
568      * support SIGIO it cannot interrupt the vcpu.
569      *
570      * Older kernels have a 6 device limit on the KVM io bus.  Find out so we
571      * can avoid creating too many ioeventfds.
572      */
573 #if defined(CONFIG_EVENTFD)
574     int ioeventfds[7];
575     int i, ret = 0;
576     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(ioeventfds); i++) {
577         ioeventfds[i] = eventfd(0, EFD_CLOEXEC);
578         if (ioeventfds[i] < 0) {
579             break;
580         }
581         ret = kvm_set_ioeventfd_pio(ioeventfds[i], 0, i, true, 2, true);
582         if (ret < 0) {
583             close(ioeventfds[i]);
584             break;
585         }
586     }
587
588     /* Decide whether many devices are supported or not */
589     ret = i == ARRAY_SIZE(ioeventfds);
590
591     while (i-- > 0) {
592         kvm_set_ioeventfd_pio(ioeventfds[i], 0, i, false, 2, true);
593         close(ioeventfds[i]);
594     }
595     return ret;
596 #else
597     return 0;
598 #endif
599 }
600
601 static const KVMCapabilityInfo *
602 kvm_check_extension_list(KVMState *s, const KVMCapabilityInfo *list)
603 {
604     while (list->name) {
605         if (!kvm_check_extension(s, list->value)) {
606             return list;
607         }
608         list++;
609     }
610     return NULL;
611 }
612
613 static void kvm_set_phys_mem(MemoryRegionSection *section, bool add)
614 {
615     KVMState *s = kvm_state;
616     KVMSlot *mem, old;
617     int err;
618     MemoryRegion *mr = section->mr;
619     bool log_dirty = memory_region_is_logging(mr);
620     bool writeable = !mr->readonly && !mr->rom_device;
621     bool readonly_flag = mr->readonly || memory_region_is_romd(mr);
622     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
623     ram_addr_t size = int128_get64(section->size);
624     void *ram = NULL;
625     unsigned delta;
626
627     /* kvm works in page size chunks, but the function may be called
628        with sub-page size and unaligned start address. */
629     delta = TARGET_PAGE_ALIGN(size) - size;
630     if (delta > size) {
631         return;
632     }
633     start_addr += delta;
634     size -= delta;
635     size &= TARGET_PAGE_MASK;
636     if (!size || (start_addr & ~TARGET_PAGE_MASK)) {
637         return;
638     }
639
640     if (!memory_region_is_ram(mr)) {
641         if (writeable || !kvm_readonly_mem_allowed) {
642             return;
643         } else if (!mr->romd_mode) {
644             /* If the memory device is not in romd_mode, then we actually want
645              * to remove the kvm memory slot so all accesses will trap. */
646             add = false;
647         }
648     }
649
650     ram = memory_region_get_ram_ptr(mr) + section->offset_within_region + delta;
651
652     while (1) {
653         mem = kvm_lookup_overlapping_slot(s, start_addr, start_addr + size);
654         if (!mem) {
655             break;
656         }
657
658         if (add && start_addr >= mem->start_addr &&
659             (start_addr + size <= mem->start_addr + mem->memory_size) &&
660             (ram - start_addr == mem->ram - mem->start_addr)) {
661             /* The new slot fits into the existing one and comes with
662              * identical parameters - update flags and done. */
663             kvm_slot_dirty_pages_log_change(mem, log_dirty);
664             return;
665         }
666
667         old = *mem;
668
669         if (mem->flags & KVM_MEM_LOG_DIRTY_PAGES) {
670             kvm_physical_sync_dirty_bitmap(section);
671         }
672
673         /* unregister the overlapping slot */
674         mem->memory_size = 0;
675         err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
676         if (err) {
677             fprintf(stderr, "%s: error unregistering overlapping slot: %s\n",
678                     __func__, strerror(-err));
679             abort();
680         }
681
682         /* Workaround for older KVM versions: we can't join slots, even not by
683          * unregistering the previous ones and then registering the larger
684          * slot. We have to maintain the existing fragmentation. Sigh.
685          *
686          * This workaround assumes that the new slot starts at the same
687          * address as the first existing one. If not or if some overlapping
688          * slot comes around later, we will fail (not seen in practice so far)
689          * - and actually require a recent KVM version. */
690         if (s->broken_set_mem_region &&
691             old.start_addr == start_addr && old.memory_size < size && add) {
692             mem = kvm_alloc_slot(s);
693             mem->memory_size = old.memory_size;
694             mem->start_addr = old.start_addr;
695             mem->ram = old.ram;
696             mem->flags = kvm_mem_flags(s, log_dirty, readonly_flag);
697
698             err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
699             if (err) {
700                 fprintf(stderr, "%s: error updating slot: %s\n", __func__,
701                         strerror(-err));
702                 abort();
703             }
704
705             start_addr += old.memory_size;
706             ram += old.memory_size;
707             size -= old.memory_size;
708             continue;
709         }
710
711         /* register prefix slot */
712         if (old.start_addr < start_addr) {
713             mem = kvm_alloc_slot(s);
714             mem->memory_size = start_addr - old.start_addr;
715             mem->start_addr = old.start_addr;
716             mem->ram = old.ram;
717             mem->flags =  kvm_mem_flags(s, log_dirty, readonly_flag);
718
719             err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
720             if (err) {
721                 fprintf(stderr, "%s: error registering prefix slot: %s\n",
722                         __func__, strerror(-err));
723 #ifdef TARGET_PPC
724                 fprintf(stderr, "%s: This is probably because your kernel's " \
725                                 "PAGE_SIZE is too big. Please try to use 4k " \
726                                 "PAGE_SIZE!\n", __func__);
727 #endif
728                 abort();
729             }
730         }
731
732         /* register suffix slot */
733         if (old.start_addr + old.memory_size > start_addr + size) {
734             ram_addr_t size_delta;
735
736             mem = kvm_alloc_slot(s);
737             mem->start_addr = start_addr + size;
738             size_delta = mem->start_addr - old.start_addr;
739             mem->memory_size = old.memory_size - size_delta;
740             mem->ram = old.ram + size_delta;
741             mem->flags = kvm_mem_flags(s, log_dirty, readonly_flag);
742
743             err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
744             if (err) {
745                 fprintf(stderr, "%s: error registering suffix slot: %s\n",
746                         __func__, strerror(-err));
747                 abort();
748             }
749         }
750     }
751
752     /* in case the KVM bug workaround already "consumed" the new slot */
753     if (!size) {
754         return;
755     }
756     if (!add) {
757         return;
758     }
759     mem = kvm_alloc_slot(s);
760     mem->memory_size = size;
761     mem->start_addr = start_addr;
762     mem->ram = ram;
763     mem->flags = kvm_mem_flags(s, log_dirty, readonly_flag);
764
765     err = kvm_set_user_memory_region(s, mem);
766     if (err) {
767         fprintf(stderr, "%s: error registering slot: %s\n", __func__,
768                 strerror(-err));
769         abort();
770     }
771 }
772
773 static void kvm_region_add(MemoryListener *listener,
774                            MemoryRegionSection *section)
775 {
776     memory_region_ref(section->mr);
777     kvm_set_phys_mem(section, true);
778 }
779
780 static void kvm_region_del(MemoryListener *listener,
781                            MemoryRegionSection *section)
782 {
783     kvm_set_phys_mem(section, false);
784     memory_region_unref(section->mr);
785 }
786
787 static void kvm_log_sync(MemoryListener *listener,
788                          MemoryRegionSection *section)
789 {
790     int r;
791
792     r = kvm_physical_sync_dirty_bitmap(section);
793     if (r < 0) {
794         abort();
795     }
796 }
797
798 static void kvm_log_global_start(struct MemoryListener *listener)
799 {
800     int r;
801
802     r = kvm_set_migration_log(1);
803     assert(r >= 0);
804 }
805
806 static void kvm_log_global_stop(struct MemoryListener *listener)
807 {
808     int r;
809
810     r = kvm_set_migration_log(0);
811     assert(r >= 0);
812 }
813
814 static void kvm_mem_ioeventfd_add(MemoryListener *listener,
815                                   MemoryRegionSection *section,
816                                   bool match_data, uint64_t data,
817                                   EventNotifier *e)
818 {
819     int fd = event_notifier_get_fd(e);
820     int r;
821
822     r = kvm_set_ioeventfd_mmio(fd, section->offset_within_address_space,
823                                data, true, int128_get64(section->size),
824                                match_data);
825     if (r < 0) {
826         fprintf(stderr, "%s: error adding ioeventfd: %s\n",
827                 __func__, strerror(-r));
828         abort();
829     }
830 }
831
832 static void kvm_mem_ioeventfd_del(MemoryListener *listener,
833                                   MemoryRegionSection *section,
834                                   bool match_data, uint64_t data,
835                                   EventNotifier *e)
836 {
837     int fd = event_notifier_get_fd(e);
838     int r;
839
840     r = kvm_set_ioeventfd_mmio(fd, section->offset_within_address_space,
841                                data, false, int128_get64(section->size),
842                                match_data);
843     if (r < 0) {
844         abort();
845     }
846 }
847
848 static void kvm_io_ioeventfd_add(MemoryListener *listener,
849                                  MemoryRegionSection *section,
850                                  bool match_data, uint64_t data,
851                                  EventNotifier *e)
852 {
853     int fd = event_notifier_get_fd(e);
854     int r;
855
856     r = kvm_set_ioeventfd_pio(fd, section->offset_within_address_space,
857                               data, true, int128_get64(section->size),
858                               match_data);
859     if (r < 0) {
860         fprintf(stderr, "%s: error adding ioeventfd: %s\n",
861                 __func__, strerror(-r));
862         abort();
863     }
864 }
865
866 static void kvm_io_ioeventfd_del(MemoryListener *listener,
867                                  MemoryRegionSection *section,
868                                  bool match_data, uint64_t data,
869                                  EventNotifier *e)
870
871 {
872     int fd = event_notifier_get_fd(e);
873     int r;
874
875     r = kvm_set_ioeventfd_pio(fd, section->offset_within_address_space,
876                               data, false, int128_get64(section->size),
877                               match_data);
878     if (r < 0) {
879         abort();
880     }
881 }
882
883 static MemoryListener kvm_memory_listener = {
884     .region_add = kvm_region_add,
885     .region_del = kvm_region_del,
886     .log_start = kvm_log_start,
887     .log_stop = kvm_log_stop,
888     .log_sync = kvm_log_sync,
889     .log_global_start = kvm_log_global_start,
890     .log_global_stop = kvm_log_global_stop,
891     .eventfd_add = kvm_mem_ioeventfd_add,
892     .eventfd_del = kvm_mem_ioeventfd_del,
893     .coalesced_mmio_add = kvm_coalesce_mmio_region,
894     .coalesced_mmio_del = kvm_uncoalesce_mmio_region,
895     .priority = 10,
896 };
897
898 static MemoryListener kvm_io_listener = {
899     .eventfd_add = kvm_io_ioeventfd_add,
900     .eventfd_del = kvm_io_ioeventfd_del,
901     .priority = 10,
902 };
903
904 static void kvm_handle_interrupt(CPUState *cpu, int mask)
905 {
906     cpu->interrupt_request |= mask;
907
908     if (!qemu_cpu_is_self(cpu)) {
909         qemu_cpu_kick(cpu);
910     }
911 }
912
913 int kvm_set_irq(KVMState *s, int irq, int level)
914 {
915     struct kvm_irq_level event;
916     int ret;
917
918     assert(kvm_async_interrupts_enabled());
919
920     event.level = level;
921     event.irq = irq;
922     ret = kvm_vm_ioctl(s, s->irq_set_ioctl, &event);
923     if (ret < 0) {
924         perror("kvm_set_irq");
925         abort();
926     }
927
928     return (s->irq_set_ioctl == KVM_IRQ_LINE) ? 1 : event.status;
929 }
930
931 #ifdef KVM_CAP_IRQ_ROUTING
932 typedef struct KVMMSIRoute {
933     struct kvm_irq_routing_entry kroute;
934     QTAILQ_ENTRY(KVMMSIRoute) entry;
935 } KVMMSIRoute;
936
937 static void set_gsi(KVMState *s, unsigned int gsi)
938 {
939     s->used_gsi_bitmap[gsi / 32] |= 1U << (gsi % 32);
940 }
941
942 static void clear_gsi(KVMState *s, unsigned int gsi)
943 {
944     s->used_gsi_bitmap[gsi / 32] &= ~(1U << (gsi % 32));
945 }
946
947 void kvm_init_irq_routing(KVMState *s)
948 {
949     int gsi_count, i;
950
951     gsi_count = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_IRQ_ROUTING);
952     if (gsi_count > 0) {
953         unsigned int gsi_bits, i;
954
955         /* Round up so we can search ints using ffs */
956         gsi_bits = ALIGN(gsi_count, 32);
957         s->used_gsi_bitmap = g_malloc0(gsi_bits / 8);
958         s->gsi_count = gsi_count;
959
960         /* Mark any over-allocated bits as already in use */
961         for (i = gsi_count; i < gsi_bits; i++) {
962             set_gsi(s, i);
963         }
964     }
965
966     s->irq_routes = g_malloc0(sizeof(*s->irq_routes));
967     s->nr_allocated_irq_routes = 0;
968
969     if (!s->direct_msi) {
970         for (i = 0; i < KVM_MSI_HASHTAB_SIZE; i++) {
971             QTAILQ_INIT(&s->msi_hashtab[i]);
972         }
973     }
974
975     kvm_arch_init_irq_routing(s);
976 }
977
978 void kvm_irqchip_commit_routes(KVMState *s)
979 {
980     int ret;
981
982     s->irq_routes->flags = 0;
983     ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_SET_GSI_ROUTING, s->irq_routes);
984     assert(ret == 0);
985 }
986
987 static void kvm_add_routing_entry(KVMState *s,
988                                   struct kvm_irq_routing_entry *entry)
989 {
990     struct kvm_irq_routing_entry *new;
991     int n, size;
992
993     if (s->irq_routes->nr == s->nr_allocated_irq_routes) {
994         n = s->nr_allocated_irq_routes * 2;
995         if (n < 64) {
996             n = 64;
997         }
998         size = sizeof(struct kvm_irq_routing);
999         size += n * sizeof(*new);
1000         s->irq_routes = g_realloc(s->irq_routes, size);
1001         s->nr_allocated_irq_routes = n;
1002     }
1003     n = s->irq_routes->nr++;
1004     new = &s->irq_routes->entries[n];
1005
1006     *new = *entry;
1007
1008     set_gsi(s, entry->gsi);
1009 }
1010
1011 static int kvm_update_routing_entry(KVMState *s,
1012                                     struct kvm_irq_routing_entry *new_entry)
1013 {
1014     struct kvm_irq_routing_entry *entry;
1015     int n;
1016
1017     for (n = 0; n < s->irq_routes->nr; n++) {
1018         entry = &s->irq_routes->entries[n];
1019         if (entry->gsi != new_entry->gsi) {
1020             continue;
1021         }
1022
1023         if(!memcmp(entry, new_entry, sizeof *entry)) {
1024             return 0;
1025         }
1026
1027         *entry = *new_entry;
1028
1029         kvm_irqchip_commit_routes(s);
1030
1031         return 0;
1032     }
1033
1034     return -ESRCH;
1035 }
1036
1037 void kvm_irqchip_add_irq_route(KVMState *s, int irq, int irqchip, int pin)
1038 {
1039     struct kvm_irq_routing_entry e = {};
1040
1041     assert(pin < s->gsi_count);
1042
1043     e.gsi = irq;
1044     e.type = KVM_IRQ_ROUTING_IRQCHIP;
1045     e.flags = 0;
1046     e.u.irqchip.irqchip = irqchip;
1047     e.u.irqchip.pin = pin;
1048     kvm_add_routing_entry(s, &e);
1049 }
1050
1051 void kvm_irqchip_release_virq(KVMState *s, int virq)
1052 {
1053     struct kvm_irq_routing_entry *e;
1054     int i;
1055
1056     if (kvm_gsi_direct_mapping()) {
1057         return;
1058     }
1059
1060     for (i = 0; i < s->irq_routes->nr; i++) {
1061         e = &s->irq_routes->entries[i];
1062         if (e->gsi == virq) {
1063             s->irq_routes->nr--;
1064             *e = s->irq_routes->entries[s->irq_routes->nr];
1065         }
1066     }
1067     clear_gsi(s, virq);
1068 }
1069
1070 static unsigned int kvm_hash_msi(uint32_t data)
1071 {
1072     /* This is optimized for IA32 MSI layout. However, no other arch shall
1073      * repeat the mistake of not providing a direct MSI injection API. */
1074     return data & 0xff;
1075 }
1076
1077 static void kvm_flush_dynamic_msi_routes(KVMState *s)
1078 {
1079     KVMMSIRoute *route, *next;
1080     unsigned int hash;
1081
1082     for (hash = 0; hash < KVM_MSI_HASHTAB_SIZE; hash++) {
1083         QTAILQ_FOREACH_SAFE(route, &s->msi_hashtab[hash], entry, next) {
1084             kvm_irqchip_release_virq(s, route->kroute.gsi);
1085             QTAILQ_REMOVE(&s->msi_hashtab[hash], route, entry);
1086             g_free(route);
1087         }
1088     }
1089 }
1090
1091 static int kvm_irqchip_get_virq(KVMState *s)
1092 {
1093     uint32_t *word = s->used_gsi_bitmap;
1094     int max_words = ALIGN(s->gsi_count, 32) / 32;
1095     int i, bit;
1096     bool retry = true;
1097
1098 again:
1099     /* Return the lowest unused GSI in the bitmap */
1100     for (i = 0; i < max_words; i++) {
1101         bit = ffs(~word[i]);
1102         if (!bit) {
1103             continue;
1104         }
1105
1106         return bit - 1 + i * 32;
1107     }
1108     if (!s->direct_msi && retry) {
1109         retry = false;
1110         kvm_flush_dynamic_msi_routes(s);
1111         goto again;
1112     }
1113     return -ENOSPC;
1114
1115 }
1116
1117 static KVMMSIRoute *kvm_lookup_msi_route(KVMState *s, MSIMessage msg)
1118 {
1119     unsigned int hash = kvm_hash_msi(msg.data);
1120     KVMMSIRoute *route;
1121
1122     QTAILQ_FOREACH(route, &s->msi_hashtab[hash], entry) {
1123         if (route->kroute.u.msi.address_lo == (uint32_t)msg.address &&
1124             route->kroute.u.msi.address_hi == (msg.address >> 32) &&
1125             route->kroute.u.msi.data == le32_to_cpu(msg.data)) {
1126             return route;
1127         }
1128     }
1129     return NULL;
1130 }
1131
1132 int kvm_irqchip_send_msi(KVMState *s, MSIMessage msg)
1133 {
1134     struct kvm_msi msi;
1135     KVMMSIRoute *route;
1136
1137     if (s->direct_msi) {
1138         msi.address_lo = (uint32_t)msg.address;
1139         msi.address_hi = msg.address >> 32;
1140         msi.data = le32_to_cpu(msg.data);
1141         msi.flags = 0;
1142         memset(msi.pad, 0, sizeof(msi.pad));
1143
1144         return kvm_vm_ioctl(s, KVM_SIGNAL_MSI, &msi);
1145     }
1146
1147     route = kvm_lookup_msi_route(s, msg);
1148     if (!route) {
1149         int virq;
1150
1151         virq = kvm_irqchip_get_virq(s);
1152         if (virq < 0) {
1153             return virq;
1154         }
1155
1156         route = g_malloc0(sizeof(KVMMSIRoute));
1157         route->kroute.gsi = virq;
1158         route->kroute.type = KVM_IRQ_ROUTING_MSI;
1159         route->kroute.flags = 0;
1160         route->kroute.u.msi.address_lo = (uint32_t)msg.address;
1161         route->kroute.u.msi.address_hi = msg.address >> 32;
1162         route->kroute.u.msi.data = le32_to_cpu(msg.data);
1163
1164         kvm_add_routing_entry(s, &route->kroute);
1165         kvm_irqchip_commit_routes(s);
1166
1167         QTAILQ_INSERT_TAIL(&s->msi_hashtab[kvm_hash_msi(msg.data)], route,
1168                            entry);
1169     }
1170
1171     assert(route->kroute.type == KVM_IRQ_ROUTING_MSI);
1172
1173     return kvm_set_irq(s, route->kroute.gsi, 1);
1174 }
1175
1176 int kvm_irqchip_add_msi_route(KVMState *s, MSIMessage msg)
1177 {
1178     struct kvm_irq_routing_entry kroute = {};
1179     int virq;
1180
1181     if (kvm_gsi_direct_mapping()) {
1182         return msg.data & 0xffff;
1183     }
1184
1185     if (!kvm_gsi_routing_enabled()) {
1186         return -ENOSYS;
1187     }
1188
1189     virq = kvm_irqchip_get_virq(s);
1190     if (virq < 0) {
1191         return virq;
1192     }
1193
1194     kroute.gsi = virq;
1195     kroute.type = KVM_IRQ_ROUTING_MSI;
1196     kroute.flags = 0;
1197     kroute.u.msi.address_lo = (uint32_t)msg.address;
1198     kroute.u.msi.address_hi = msg.address >> 32;
1199     kroute.u.msi.data = le32_to_cpu(msg.data);
1200
1201     kvm_add_routing_entry(s, &kroute);
1202     kvm_irqchip_commit_routes(s);
1203
1204     return virq;
1205 }
1206
1207 int kvm_irqchip_update_msi_route(KVMState *s, int virq, MSIMessage msg)
1208 {
1209     struct kvm_irq_routing_entry kroute = {};
1210
1211     if (kvm_gsi_direct_mapping()) {
1212         return 0;
1213     }
1214
1215     if (!kvm_irqchip_in_kernel()) {
1216         return -ENOSYS;
1217     }
1218
1219     kroute.gsi = virq;
1220     kroute.type = KVM_IRQ_ROUTING_MSI;
1221     kroute.flags = 0;
1222     kroute.u.msi.address_lo = (uint32_t)msg.address;
1223     kroute.u.msi.address_hi = msg.address >> 32;
1224     kroute.u.msi.data = le32_to_cpu(msg.data);
1225
1226     return kvm_update_routing_entry(s, &kroute);
1227 }
1228
1229 static int kvm_irqchip_assign_irqfd(KVMState *s, int fd, int rfd, int virq,
1230                                     bool assign)
1231 {
1232     struct kvm_irqfd irqfd = {
1233         .fd = fd,
1234         .gsi = virq,
1235         .flags = assign ? 0 : KVM_IRQFD_FLAG_DEASSIGN,
1236     };
1237
1238     if (rfd != -1) {
1239         irqfd.flags |= KVM_IRQFD_FLAG_RESAMPLE;
1240         irqfd.resamplefd = rfd;
1241     }
1242
1243     if (!kvm_irqfds_enabled()) {
1244         return -ENOSYS;
1245     }
1246
1247     return kvm_vm_ioctl(s, KVM_IRQFD, &irqfd);
1248 }
1249
1250 #else /* !KVM_CAP_IRQ_ROUTING */
1251
1252 void kvm_init_irq_routing(KVMState *s)
1253 {
1254 }
1255
1256 void kvm_irqchip_release_virq(KVMState *s, int virq)
1257 {
1258 }
1259
1260 int kvm_irqchip_send_msi(KVMState *s, MSIMessage msg)
1261 {
1262     abort();
1263 }
1264
1265 int kvm_irqchip_add_msi_route(KVMState *s, MSIMessage msg)
1266 {
1267     return -ENOSYS;
1268 }
1269
1270 static int kvm_irqchip_assign_irqfd(KVMState *s, int fd, int virq, bool assign)
1271 {
1272     abort();
1273 }
1274
1275 int kvm_irqchip_update_msi_route(KVMState *s, int virq, MSIMessage msg)
1276 {
1277     return -ENOSYS;
1278 }
1279 #endif /* !KVM_CAP_IRQ_ROUTING */
1280
1281 int kvm_irqchip_add_irqfd_notifier(KVMState *s, EventNotifier *n,
1282                                    EventNotifier *rn, int virq)
1283 {
1284     return kvm_irqchip_assign_irqfd(s, event_notifier_get_fd(n),
1285            rn ? event_notifier_get_fd(rn) : -1, virq, true);
1286 }
1287
1288 int kvm_irqchip_remove_irqfd_notifier(KVMState *s, EventNotifier *n, int virq)
1289 {
1290     return kvm_irqchip_assign_irqfd(s, event_notifier_get_fd(n), -1, virq,
1291            false);
1292 }
1293
1294 static int kvm_irqchip_create(KVMState *s)
1295 {
1296     int ret;
1297
1298     if (!qemu_opt_get_bool(qemu_get_machine_opts(), "kernel_irqchip", true) ||
1299         !kvm_check_extension(s, KVM_CAP_IRQCHIP)) {
1300         return 0;
1301     }
1302
1303     /* First probe and see if there's a arch-specific hook to create the
1304      * in-kernel irqchip for us */
1305     ret = kvm_arch_irqchip_create(s);
1306     if (ret < 0) {
1307         return ret;
1308     } else if (ret == 0) {
1309         ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_CREATE_IRQCHIP);
1310         if (ret < 0) {
1311             fprintf(stderr, "Create kernel irqchip failed\n");
1312             return ret;
1313         }
1314     }
1315
1316     kvm_kernel_irqchip = true;
1317     /* If we have an in-kernel IRQ chip then we must have asynchronous
1318      * interrupt delivery (though the reverse is not necessarily true)
1319      */
1320     kvm_async_interrupts_allowed = true;
1321     kvm_halt_in_kernel_allowed = true;
1322
1323     kvm_init_irq_routing(s);
1324
1325     return 0;
1326 }
1327
1328 /* Find number of supported CPUs using the recommended
1329  * procedure from the kernel API documentation to cope with
1330  * older kernels that may be missing capabilities.
1331  */
1332 static int kvm_recommended_vcpus(KVMState *s)
1333 {
1334     int ret = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_NR_VCPUS);
1335     return (ret) ? ret : 4;
1336 }
1337
1338 static int kvm_max_vcpus(KVMState *s)
1339 {
1340     int ret = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_MAX_VCPUS);
1341     return (ret) ? ret : kvm_recommended_vcpus(s);
1342 }
1343
1344 int kvm_init(QEMUMachine *machine)
1345 {
1346     static const char upgrade_note[] =
1347         "Please upgrade to at least kernel 2.6.29 or recent kvm-kmod\n"
1348         "(see http://sourceforge.net/projects/kvm).\n";
1349     struct {
1350         const char *name;
1351         int num;
1352     } num_cpus[] = {
1353         { "SMP",          smp_cpus },
1354         { "hotpluggable", max_cpus },
1355         { NULL, }
1356     }, *nc = num_cpus;
1357     int soft_vcpus_limit, hard_vcpus_limit;
1358     KVMState *s;
1359     const KVMCapabilityInfo *missing_cap;
1360     int ret;
1361     int i, type = 0;
1362     const char *kvm_type;
1363
1364     s = g_malloc0(sizeof(KVMState));
1365
1366     /*
1367      * On systems where the kernel can support different base page
1368      * sizes, host page size may be different from TARGET_PAGE_SIZE,
1369      * even with KVM.  TARGET_PAGE_SIZE is assumed to be the minimum
1370      * page size for the system though.
1371      */
1372     assert(TARGET_PAGE_SIZE <= getpagesize());
1373     page_size_init();
1374
1375 #ifdef KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG
1376     QTAILQ_INIT(&s->kvm_sw_breakpoints);
1377 #endif
1378     s->vmfd = -1;
1379     s->fd = qemu_open("/dev/kvm", O_RDWR);
1380     if (s->fd == -1) {
1381         fprintf(stderr, "Could not access KVM kernel module: %m\n");
1382         ret = -errno;
1383         goto err;
1384     }
1385
1386     ret = kvm_ioctl(s, KVM_GET_API_VERSION, 0);
1387     if (ret < KVM_API_VERSION) {
1388         if (ret > 0) {
1389             ret = -EINVAL;
1390         }
1391         fprintf(stderr, "kvm version too old\n");
1392         goto err;
1393     }
1394
1395     if (ret > KVM_API_VERSION) {
1396         ret = -EINVAL;
1397         fprintf(stderr, "kvm version not supported\n");
1398         goto err;
1399     }
1400
1401     s->nr_slots = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_NR_MEMSLOTS);
1402
1403     /* If unspecified, use the default value */
1404     if (!s->nr_slots) {
1405         s->nr_slots = 32;
1406     }
1407
1408     s->slots = g_malloc0(s->nr_slots * sizeof(KVMSlot));
1409
1410     for (i = 0; i < s->nr_slots; i++) {
1411         s->slots[i].slot = i;
1412     }
1413
1414     /* check the vcpu limits */
1415     soft_vcpus_limit = kvm_recommended_vcpus(s);
1416     hard_vcpus_limit = kvm_max_vcpus(s);
1417
1418     while (nc->name) {
1419         if (nc->num > soft_vcpus_limit) {
1420             fprintf(stderr,
1421                     "Warning: Number of %s cpus requested (%d) exceeds "
1422                     "the recommended cpus supported by KVM (%d)\n",
1423                     nc->name, nc->num, soft_vcpus_limit);
1424
1425             if (nc->num > hard_vcpus_limit) {
1426                 fprintf(stderr, "Number of %s cpus requested (%d) exceeds "
1427                         "the maximum cpus supported by KVM (%d)\n",
1428                         nc->name, nc->num, hard_vcpus_limit);
1429                 exit(1);
1430             }
1431         }
1432         nc++;
1433     }
1434
1435     kvm_type = qemu_opt_get(qemu_get_machine_opts(), "kvm-type");
1436     if (machine->kvm_type) {
1437         type = machine->kvm_type(kvm_type);
1438     } else if (kvm_type) {
1439         fprintf(stderr, "Invalid argument kvm-type=%s\n", kvm_type);
1440         goto err;
1441     }
1442
1443     do {
1444         ret = kvm_ioctl(s, KVM_CREATE_VM, type);
1445     } while (ret == -EINTR);
1446
1447     if (ret < 0) {
1448         fprintf(stderr, "ioctl(KVM_CREATE_VM) failed: %d %s\n", -ret,
1449                 strerror(-ret));
1450
1451 #ifdef TARGET_S390X
1452         fprintf(stderr, "Please add the 'switch_amode' kernel parameter to "
1453                         "your host kernel command line\n");
1454 #endif
1455         goto err;
1456     }
1457
1458     s->vmfd = ret;
1459     missing_cap = kvm_check_extension_list(s, kvm_required_capabilites);
1460     if (!missing_cap) {
1461         missing_cap =
1462             kvm_check_extension_list(s, kvm_arch_required_capabilities);
1463     }
1464     if (missing_cap) {
1465         ret = -EINVAL;
1466         fprintf(stderr, "kvm does not support %s\n%s",
1467                 missing_cap->name, upgrade_note);
1468         goto err;
1469     }
1470
1471     s->coalesced_mmio = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_COALESCED_MMIO);
1472
1473     s->broken_set_mem_region = 1;
1474     ret = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_JOIN_MEMORY_REGIONS_WORKS);
1475     if (ret > 0) {
1476         s->broken_set_mem_region = 0;
1477     }
1478
1479 #ifdef KVM_CAP_VCPU_EVENTS
1480     s->vcpu_events = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_VCPU_EVENTS);
1481 #endif
1482
1483     s->robust_singlestep =
1484         kvm_check_extension(s, KVM_CAP_X86_ROBUST_SINGLESTEP);
1485
1486 #ifdef KVM_CAP_DEBUGREGS
1487     s->debugregs = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_DEBUGREGS);
1488 #endif
1489
1490 #ifdef KVM_CAP_XSAVE
1491     s->xsave = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_XSAVE);
1492 #endif
1493
1494 #ifdef KVM_CAP_XCRS
1495     s->xcrs = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_XCRS);
1496 #endif
1497
1498 #ifdef KVM_CAP_PIT_STATE2
1499     s->pit_state2 = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_PIT_STATE2);
1500 #endif
1501
1502 #ifdef KVM_CAP_IRQ_ROUTING
1503     s->direct_msi = (kvm_check_extension(s, KVM_CAP_SIGNAL_MSI) > 0);
1504 #endif
1505
1506     s->intx_set_mask = kvm_check_extension(s, KVM_CAP_PCI_2_3);
1507
1508     s->irq_set_ioctl = KVM_IRQ_LINE;
1509     if (kvm_check_extension(s, KVM_CAP_IRQ_INJECT_STATUS)) {
1510         s->irq_set_ioctl = KVM_IRQ_LINE_STATUS;
1511     }
1512
1513 #ifdef KVM_CAP_READONLY_MEM
1514     kvm_readonly_mem_allowed =
1515         (kvm_check_extension(s, KVM_CAP_READONLY_MEM) > 0);
1516 #endif
1517
1518     ret = kvm_arch_init(s);
1519     if (ret < 0) {
1520         goto err;
1521     }
1522
1523     ret = kvm_irqchip_create(s);
1524     if (ret < 0) {
1525         goto err;
1526     }
1527
1528     kvm_state = s;
1529     memory_listener_register(&kvm_memory_listener, &address_space_memory);
1530     memory_listener_register(&kvm_io_listener, &address_space_io);
1531
1532     s->many_ioeventfds = kvm_check_many_ioeventfds();
1533
1534     cpu_interrupt_handler = kvm_handle_interrupt;
1535
1536     return 0;
1537
1538 err:
1539     if (s->vmfd >= 0) {
1540         close(s->vmfd);
1541     }
1542     if (s->fd != -1) {
1543         close(s->fd);
1544     }
1545     g_free(s->slots);
1546     g_free(s);
1547
1548     return ret;
1549 }
1550
1551 static void kvm_handle_io(uint16_t port, void *data, int direction, int size,
1552                           uint32_t count)
1553 {
1554     int i;
1555     uint8_t *ptr = data;
1556
1557     for (i = 0; i < count; i++) {
1558         address_space_rw(&address_space_io, port, ptr, size,
1559                          direction == KVM_EXIT_IO_OUT);
1560         ptr += size;
1561     }
1562 }
1563
1564 static int kvm_handle_internal_error(CPUState *cpu, struct kvm_run *run)
1565 {
1566     fprintf(stderr, "KVM internal error. Suberror: %d\n",
1567             run->internal.suberror);
1568
1569     if (kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_INTERNAL_ERROR_DATA)) {
1570         int i;
1571
1572         for (i = 0; i < run->internal.ndata; ++i) {
1573             fprintf(stderr, "extra data[%d]: %"PRIx64"\n",
1574                     i, (uint64_t)run->internal.data[i]);
1575         }
1576     }
1577     if (run->internal.suberror == KVM_INTERNAL_ERROR_EMULATION) {
1578         fprintf(stderr, "emulation failure\n");
1579         if (!kvm_arch_stop_on_emulation_error(cpu)) {
1580             cpu_dump_state(cpu, stderr, fprintf, CPU_DUMP_CODE);
1581             return EXCP_INTERRUPT;
1582         }
1583     }
1584     /* FIXME: Should trigger a qmp message to let management know
1585      * something went wrong.
1586      */
1587     return -1;
1588 }
1589
1590 void kvm_flush_coalesced_mmio_buffer(void)
1591 {
1592     KVMState *s = kvm_state;
1593
1594     if (s->coalesced_flush_in_progress) {
1595         return;
1596     }
1597
1598     s->coalesced_flush_in_progress = true;
1599
1600     if (s->coalesced_mmio_ring) {
1601         struct kvm_coalesced_mmio_ring *ring = s->coalesced_mmio_ring;
1602         while (ring->first != ring->last) {
1603             struct kvm_coalesced_mmio *ent;
1604
1605             ent = &ring->coalesced_mmio[ring->first];
1606
1607             cpu_physical_memory_write(ent->phys_addr, ent->data, ent->len);
1608             smp_wmb();
1609             ring->first = (ring->first + 1) % KVM_COALESCED_MMIO_MAX;
1610         }
1611     }
1612
1613     s->coalesced_flush_in_progress = false;
1614 }
1615
1616 static void do_kvm_cpu_synchronize_state(void *arg)
1617 {
1618     CPUState *cpu = arg;
1619
1620     if (!cpu->kvm_vcpu_dirty) {
1621         kvm_arch_get_registers(cpu);
1622         cpu->kvm_vcpu_dirty = true;
1623     }
1624 }
1625
1626 void kvm_cpu_synchronize_state(CPUState *cpu)
1627 {
1628     if (!cpu->kvm_vcpu_dirty) {
1629         run_on_cpu(cpu, do_kvm_cpu_synchronize_state, cpu);
1630     }
1631 }
1632
1633 void kvm_cpu_synchronize_post_reset(CPUState *cpu)
1634 {
1635     kvm_arch_put_registers(cpu, KVM_PUT_RESET_STATE);
1636     cpu->kvm_vcpu_dirty = false;
1637 }
1638
1639 void kvm_cpu_synchronize_post_init(CPUState *cpu)
1640 {
1641     kvm_arch_put_registers(cpu, KVM_PUT_FULL_STATE);
1642     cpu->kvm_vcpu_dirty = false;
1643 }
1644
1645 int kvm_cpu_exec(CPUState *cpu)
1646 {
1647     struct kvm_run *run = cpu->kvm_run;
1648     int ret, run_ret;
1649
1650     DPRINTF("kvm_cpu_exec()\n");
1651
1652     if (kvm_arch_process_async_events(cpu)) {
1653         cpu->exit_request = 0;
1654         return EXCP_HLT;
1655     }
1656
1657     do {
1658         if (cpu->kvm_vcpu_dirty) {
1659             kvm_arch_put_registers(cpu, KVM_PUT_RUNTIME_STATE);
1660             cpu->kvm_vcpu_dirty = false;
1661         }
1662
1663         kvm_arch_pre_run(cpu, run);
1664         if (cpu->exit_request) {
1665             DPRINTF("interrupt exit requested\n");
1666             /*
1667              * KVM requires us to reenter the kernel after IO exits to complete
1668              * instruction emulation. This self-signal will ensure that we
1669              * leave ASAP again.
1670              */
1671             qemu_cpu_kick_self();
1672         }
1673         qemu_mutex_unlock_iothread();
1674
1675         run_ret = kvm_vcpu_ioctl(cpu, KVM_RUN, 0);
1676
1677         qemu_mutex_lock_iothread();
1678         kvm_arch_post_run(cpu, run);
1679
1680         if (run_ret < 0) {
1681             if (run_ret == -EINTR || run_ret == -EAGAIN) {
1682                 DPRINTF("io window exit\n");
1683                 ret = EXCP_INTERRUPT;
1684                 break;
1685             }
1686             fprintf(stderr, "error: kvm run failed %s\n",
1687                     strerror(-run_ret));
1688             abort();
1689         }
1690
1691         trace_kvm_run_exit(cpu->cpu_index, run->exit_reason);
1692         switch (run->exit_reason) {
1693         case KVM_EXIT_IO:
1694             DPRINTF("handle_io\n");
1695             kvm_handle_io(run->io.port,
1696                           (uint8_t *)run + run->io.data_offset,
1697                           run->io.direction,
1698                           run->io.size,
1699                           run->io.count);
1700             ret = 0;
1701             break;
1702         case KVM_EXIT_MMIO:
1703             DPRINTF("handle_mmio\n");
1704             cpu_physical_memory_rw(run->mmio.phys_addr,
1705                                    run->mmio.data,
1706                                    run->mmio.len,
1707                                    run->mmio.is_write);
1708             ret = 0;
1709             break;
1710         case KVM_EXIT_IRQ_WINDOW_OPEN:
1711             DPRINTF("irq_window_open\n");
1712             ret = EXCP_INTERRUPT;
1713             break;
1714         case KVM_EXIT_SHUTDOWN:
1715             DPRINTF("shutdown\n");
1716             qemu_system_reset_request();
1717             ret = EXCP_INTERRUPT;
1718             break;
1719         case KVM_EXIT_UNKNOWN:
1720             fprintf(stderr, "KVM: unknown exit, hardware reason %" PRIx64 "\n",
1721                     (uint64_t)run->hw.hardware_exit_reason);
1722             ret = -1;
1723             break;
1724         case KVM_EXIT_INTERNAL_ERROR:
1725             ret = kvm_handle_internal_error(cpu, run);
1726             break;
1727         default:
1728             DPRINTF("kvm_arch_handle_exit\n");
1729             ret = kvm_arch_handle_exit(cpu, run);
1730             break;
1731         }
1732     } while (ret == 0);
1733
1734     if (ret < 0) {
1735         cpu_dump_state(cpu, stderr, fprintf, CPU_DUMP_CODE);
1736         vm_stop(RUN_STATE_INTERNAL_ERROR);
1737     }
1738
1739     cpu->exit_request = 0;
1740     return ret;
1741 }
1742
1743 int kvm_ioctl(KVMState *s, int type, ...)
1744 {
1745     int ret;
1746     void *arg;
1747     va_list ap;
1748
1749     va_start(ap, type);
1750     arg = va_arg(ap, void *);
1751     va_end(ap);
1752
1753     trace_kvm_ioctl(type, arg);
1754     ret = ioctl(s->fd, type, arg);
1755     if (ret == -1) {
1756         ret = -errno;
1757     }
1758     return ret;
1759 }
1760
1761 int kvm_vm_ioctl(KVMState *s, int type, ...)
1762 {
1763     int ret;
1764     void *arg;
1765     va_list ap;
1766
1767     va_start(ap, type);
1768     arg = va_arg(ap, void *);
1769     va_end(ap);
1770
1771     trace_kvm_vm_ioctl(type, arg);
1772     ret = ioctl(s->vmfd, type, arg);
1773     if (ret == -1) {
1774         ret = -errno;
1775     }
1776     return ret;
1777 }
1778
1779 int kvm_vcpu_ioctl(CPUState *cpu, int type, ...)
1780 {
1781     int ret;
1782     void *arg;
1783     va_list ap;
1784
1785     va_start(ap, type);
1786     arg = va_arg(ap, void *);
1787     va_end(ap);
1788
1789     trace_kvm_vcpu_ioctl(cpu->cpu_index, type, arg);
1790     ret = ioctl(cpu->kvm_fd, type, arg);
1791     if (ret == -1) {
1792         ret = -errno;
1793     }
1794     return ret;
1795 }
1796
1797 int kvm_device_ioctl(int fd, int type, ...)
1798 {
1799     int ret;
1800     void *arg;
1801     va_list ap;
1802
1803     va_start(ap, type);
1804     arg = va_arg(ap, void *);
1805     va_end(ap);
1806
1807     trace_kvm_device_ioctl(fd, type, arg);
1808     ret = ioctl(fd, type, arg);
1809     if (ret == -1) {
1810         ret = -errno;
1811     }
1812     return ret;
1813 }
1814
1815 int kvm_has_sync_mmu(void)
1816 {
1817     return kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_SYNC_MMU);
1818 }
1819
1820 int kvm_has_vcpu_events(void)
1821 {
1822     return kvm_state->vcpu_events;
1823 }
1824
1825 int kvm_has_robust_singlestep(void)
1826 {
1827     return kvm_state->robust_singlestep;
1828 }
1829
1830 int kvm_has_debugregs(void)
1831 {
1832     return kvm_state->debugregs;
1833 }
1834
1835 int kvm_has_xsave(void)
1836 {
1837     return kvm_state->xsave;
1838 }
1839
1840 int kvm_has_xcrs(void)
1841 {
1842     return kvm_state->xcrs;
1843 }
1844
1845 int kvm_has_pit_state2(void)
1846 {
1847     return kvm_state->pit_state2;
1848 }
1849
1850 int kvm_has_many_ioeventfds(void)
1851 {
1852     if (!kvm_enabled()) {
1853         return 0;
1854     }
1855     return kvm_state->many_ioeventfds;
1856 }
1857
1858 int kvm_has_gsi_routing(void)
1859 {
1860 #ifdef KVM_CAP_IRQ_ROUTING
1861     return kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_IRQ_ROUTING);
1862 #else
1863     return false;
1864 #endif
1865 }
1866
1867 int kvm_has_intx_set_mask(void)
1868 {
1869     return kvm_state->intx_set_mask;
1870 }
1871
1872 void kvm_setup_guest_memory(void *start, size_t size)
1873 {
1874 #ifdef CONFIG_VALGRIND_H
1875     VALGRIND_MAKE_MEM_DEFINED(start, size);
1876 #endif
1877     if (!kvm_has_sync_mmu()) {
1878         int ret = qemu_madvise(start, size, QEMU_MADV_DONTFORK);
1879
1880         if (ret) {
1881             perror("qemu_madvise");
1882             fprintf(stderr,
1883                     "Need MADV_DONTFORK in absence of synchronous KVM MMU\n");
1884             exit(1);
1885         }
1886     }
1887 }
1888
1889 #ifdef KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG
1890 struct kvm_sw_breakpoint *kvm_find_sw_breakpoint(CPUState *cpu,
1891                                                  target_ulong pc)
1892 {
1893     struct kvm_sw_breakpoint *bp;
1894
1895     QTAILQ_FOREACH(bp, &cpu->kvm_state->kvm_sw_breakpoints, entry) {
1896         if (bp->pc == pc) {
1897             return bp;
1898         }
1899     }
1900     return NULL;
1901 }
1902
1903 int kvm_sw_breakpoints_active(CPUState *cpu)
1904 {
1905     return !QTAILQ_EMPTY(&cpu->kvm_state->kvm_sw_breakpoints);
1906 }
1907
1908 struct kvm_set_guest_debug_data {
1909     struct kvm_guest_debug dbg;
1910     CPUState *cpu;
1911     int err;
1912 };
1913
1914 static void kvm_invoke_set_guest_debug(void *data)
1915 {
1916     struct kvm_set_guest_debug_data *dbg_data = data;
1917
1918     dbg_data->err = kvm_vcpu_ioctl(dbg_data->cpu, KVM_SET_GUEST_DEBUG,
1919                                    &dbg_data->dbg);
1920 }
1921
1922 int kvm_update_guest_debug(CPUState *cpu, unsigned long reinject_trap)
1923 {
1924     struct kvm_set_guest_debug_data data;
1925
1926     data.dbg.control = reinject_trap;
1927
1928     if (cpu->singlestep_enabled) {
1929         data.dbg.control |= KVM_GUESTDBG_ENABLE | KVM_GUESTDBG_SINGLESTEP;
1930     }
1931     kvm_arch_update_guest_debug(cpu, &data.dbg);
1932     data.cpu = cpu;
1933
1934     run_on_cpu(cpu, kvm_invoke_set_guest_debug, &data);
1935     return data.err;
1936 }
1937
1938 int kvm_insert_breakpoint(CPUState *cpu, target_ulong addr,
1939                           target_ulong len, int type)
1940 {
1941     struct kvm_sw_breakpoint *bp;
1942     int err;
1943
1944     if (type == GDB_BREAKPOINT_SW) {
1945         bp = kvm_find_sw_breakpoint(cpu, addr);
1946         if (bp) {
1947             bp->use_count++;
1948             return 0;
1949         }
1950
1951         bp = g_malloc(sizeof(struct kvm_sw_breakpoint));
1952         if (!bp) {
1953             return -ENOMEM;
1954         }
1955
1956         bp->pc = addr;
1957         bp->use_count = 1;
1958         err = kvm_arch_insert_sw_breakpoint(cpu, bp);
1959         if (err) {
1960             g_free(bp);
1961             return err;
1962         }
1963
1964         QTAILQ_INSERT_HEAD(&cpu->kvm_state->kvm_sw_breakpoints, bp, entry);
1965     } else {
1966         err = kvm_arch_insert_hw_breakpoint(addr, len, type);
1967         if (err) {
1968             return err;
1969         }
1970     }
1971
1972     CPU_FOREACH(cpu) {
1973         err = kvm_update_guest_debug(cpu, 0);
1974         if (err) {
1975             return err;
1976         }
1977     }
1978     return 0;
1979 }
1980
1981 int kvm_remove_breakpoint(CPUState *cpu, target_ulong addr,
1982                           target_ulong len, int type)
1983 {
1984     struct kvm_sw_breakpoint *bp;
1985     int err;
1986
1987     if (type == GDB_BREAKPOINT_SW) {
1988         bp = kvm_find_sw_breakpoint(cpu, addr);
1989         if (!bp) {
1990             return -ENOENT;
1991         }
1992
1993         if (bp->use_count > 1) {
1994             bp->use_count--;
1995             return 0;
1996         }
1997
1998         err = kvm_arch_remove_sw_breakpoint(cpu, bp);
1999         if (err) {
2000             return err;
2001         }
2002
2003         QTAILQ_REMOVE(&cpu->kvm_state->kvm_sw_breakpoints, bp, entry);
2004         g_free(bp);
2005     } else {
2006         err = kvm_arch_remove_hw_breakpoint(addr, len, type);
2007         if (err) {
2008             return err;
2009         }
2010     }
2011
2012     CPU_FOREACH(cpu) {
2013         err = kvm_update_guest_debug(cpu, 0);
2014         if (err) {
2015             return err;
2016         }
2017     }
2018     return 0;
2019 }
2020
2021 void kvm_remove_all_breakpoints(CPUState *cpu)
2022 {
2023     struct kvm_sw_breakpoint *bp, *next;
2024     KVMState *s = cpu->kvm_state;
2025
2026     QTAILQ_FOREACH_SAFE(bp, &s->kvm_sw_breakpoints, entry, next) {
2027         if (kvm_arch_remove_sw_breakpoint(cpu, bp) != 0) {
2028             /* Try harder to find a CPU that currently sees the breakpoint. */
2029             CPU_FOREACH(cpu) {
2030                 if (kvm_arch_remove_sw_breakpoint(cpu, bp) == 0) {
2031                     break;
2032                 }
2033             }
2034         }
2035         QTAILQ_REMOVE(&s->kvm_sw_breakpoints, bp, entry);
2036         g_free(bp);
2037     }
2038     kvm_arch_remove_all_hw_breakpoints();
2039
2040     CPU_FOREACH(cpu) {
2041         kvm_update_guest_debug(cpu, 0);
2042     }
2043 }
2044
2045 #else /* !KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG */
2046
2047 int kvm_update_guest_debug(CPUState *cpu, unsigned long reinject_trap)
2048 {
2049     return -EINVAL;
2050 }
2051
2052 int kvm_insert_breakpoint(CPUState *cpu, target_ulong addr,
2053                           target_ulong len, int type)
2054 {
2055     return -EINVAL;
2056 }
2057
2058 int kvm_remove_breakpoint(CPUState *cpu, target_ulong addr,
2059                           target_ulong len, int type)
2060 {
2061     return -EINVAL;
2062 }
2063
2064 void kvm_remove_all_breakpoints(CPUState *cpu)
2065 {
2066 }
2067 #endif /* !KVM_CAP_SET_GUEST_DEBUG */
2068
2069 int kvm_set_signal_mask(CPUState *cpu, const sigset_t *sigset)
2070 {
2071     struct kvm_signal_mask *sigmask;
2072     int r;
2073
2074     if (!sigset) {
2075         return kvm_vcpu_ioctl(cpu, KVM_SET_SIGNAL_MASK, NULL);
2076     }
2077
2078     sigmask = g_malloc(sizeof(*sigmask) + sizeof(*sigset));
2079
2080     sigmask->len = 8;
2081     memcpy(sigmask->sigset, sigset, sizeof(*sigset));
2082     r = kvm_vcpu_ioctl(cpu, KVM_SET_SIGNAL_MASK, sigmask);
2083     g_free(sigmask);
2084
2085     return r;
2086 }
2087 int kvm_on_sigbus_vcpu(CPUState *cpu, int code, void *addr)
2088 {
2089     return kvm_arch_on_sigbus_vcpu(cpu, code, addr);
2090 }
2091
2092 int kvm_on_sigbus(int code, void *addr)
2093 {
2094     return kvm_arch_on_sigbus(code, addr);
2095 }
2096
2097 int kvm_create_device(KVMState *s, uint64_t type, bool test)
2098 {
2099     int ret;
2100     struct kvm_create_device create_dev;
2101
2102     create_dev.type = type;
2103     create_dev.fd = -1;
2104     create_dev.flags = test ? KVM_CREATE_DEVICE_TEST : 0;
2105
2106     if (!kvm_check_extension(s, KVM_CAP_DEVICE_CTRL)) {
2107         return -ENOTSUP;
2108     }
2109
2110     ret = kvm_vm_ioctl(s, KVM_CREATE_DEVICE, &create_dev);
2111     if (ret) {
2112         return ret;
2113     }
2114
2115     return test ? 0 : create_dev.fd;
2116 }