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 "qemu/range.h"
  20 #include "sysemu/xen-mapcache.h"
  21 #include "trace.h"
  22 #include "exec/address-spaces.h"
  23
  24 #include <xen/hvm/ioreq.h>
  25 #include <xen/hvm/params.h>
  26 #include <xen/hvm/e820.h>
  27
  28 //#define DEBUG_XEN
  29
  30 #ifdef DEBUG_XEN
  31 #define DPRINTF(fmt, ...) \
  32     do { fprintf(stderr, "xen: " fmt, ## __VA_ARGS__); } while (0)
  33 #else
  34 #define DPRINTF(fmt, ...) \
  35     do { } while (0)
  36 #endif
  37
  38 static MemoryRegion ram_memory, ram_640k, ram_lo, ram_hi;
  39 static MemoryRegion *framebuffer;
  40 static bool xen_in_migration;
  41
  42 /* Compatibility with older version */
  43 #if __XEN_LATEST_INTERFACE_VERSION__ < 0x0003020a
  44 static inline uint32_t xen_vcpu_eport(shared_iopage_t *shared_page, int i)
  45 {
  46     return shared_page->vcpu_iodata[i].vp_eport;
  47 }
  48 static inline ioreq_t *xen_vcpu_ioreq(shared_iopage_t *shared_page, int vcpu)
  49 {
  50     return &shared_page->vcpu_iodata[vcpu].vp_ioreq;
  51 }
  52 #  define FMT_ioreq_size PRIx64
  53 #else
  54 static inline uint32_t xen_vcpu_eport(shared_iopage_t *shared_page, int i)
  55 {
  56     return shared_page->vcpu_ioreq[i].vp_eport;
  57 }
  58 static inline ioreq_t *xen_vcpu_ioreq(shared_iopage_t *shared_page, int vcpu)
  59 {
  60     return &shared_page->vcpu_ioreq[vcpu];
  61 }
  62 #  define FMT_ioreq_size "u"
  63 #endif
  64 #ifndef HVM_PARAM_BUFIOREQ_EVTCHN
  65 #define HVM_PARAM_BUFIOREQ_EVTCHN 26
  66 #endif
  67
  68 #define BUFFER_IO_MAX_DELAY  100
  69
  70 typedef struct XenPhysmap {
  71     hwaddr start_addr;
  72     ram_addr_t size;
  73     char *name;
  74     hwaddr phys_offset;
  75
  76     QLIST_ENTRY(XenPhysmap) list;
  77 } XenPhysmap;
  78
  79 typedef struct XenIOState {
  80     shared_iopage_t *shared_page;
  81     buffered_iopage_t *buffered_io_page;
  82     QEMUTimer *buffered_io_timer;
  83     /* the evtchn port for polling the notification, */
  84     evtchn_port_t *ioreq_local_port;
  85     /* evtchn local port for buffered io */
  86     evtchn_port_t bufioreq_local_port;
  87     /* the evtchn fd for polling */
  88     XenEvtchn xce_handle;
  89     /* which vcpu we are serving */
  90     int send_vcpu;
  91
  92     struct xs_handle *xenstore;
  93     MemoryListener memory_listener;
  94     QLIST_HEAD(, XenPhysmap) physmap;
  95     hwaddr free_phys_offset;
  96     const XenPhysmap *log_for_dirtybit;
  97
  98     Notifier exit;
  99     Notifier suspend;
 100 } XenIOState;
 101
 102 /* Xen specific function for piix pci */
 103
 104 int xen_pci_slot_get_pirq(PCIDevice *pci_dev, int irq_num)
 105 {
 106     return irq_num + ((pci_dev->devfn >> 3) << 2);
 107 }
 108
 109 void xen_piix3_set_irq(void *opaque, int irq_num, int level)
 110 {
 111     xc_hvm_set_pci_intx_level(xen_xc, xen_domid, 0, 0, irq_num >> 2,
 112                               irq_num & 3, level);
 113 }
 114
 115 void xen_piix_pci_write_config_client(uint32_t address, uint32_t val, int len)
 116 {
 117     int i;
 118
 119     /* Scan for updates to PCI link routes (0x60-0x63). */
 120     for (i = 0; i < len; i++) {
 121         uint8_t v = (val >> (8 * i)) & 0xff;
 122         if (v & 0x80) {
 123             v = 0;
 124         }
 125         v &= 0xf;
 126         if (((address + i) >= 0x60) && ((address + i) <= 0x63)) {
 127             xc_hvm_set_pci_link_route(xen_xc, xen_domid, address + i - 0x60, v);
 128         }
 129     }
 130 }
 131
 132 void xen_hvm_inject_msi(uint64_t addr, uint32_t data)
 133 {
 134     xen_xc_hvm_inject_msi(xen_xc, xen_domid, addr, data);
 135 }
 136
 137 static void xen_suspend_notifier(Notifier *notifier, void *data)
 138 {
 139     xc_set_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_ACPI_S_STATE, 3);
 140 }
 141
 142 /* Xen Interrupt Controller */
 143
 144 static void xen_set_irq(void *opaque, int irq, int level)
 145 {
 146     xc_hvm_set_isa_irq_level(xen_xc, xen_domid, irq, level);
 147 }
 148
 149 qemu_irq *xen_interrupt_controller_init(void)
 150 {
 151     return qemu_allocate_irqs(xen_set_irq, NULL, 16);
 152 }
 153
 154 /* Memory Ops */
 155
 156 static void xen_ram_init(ram_addr_t ram_size)
 157 {
 158     MemoryRegion *sysmem = get_system_memory();
 159     ram_addr_t below_4g_mem_size, above_4g_mem_size = 0;
 160     ram_addr_t block_len;
 161
 162     block_len = ram_size;
 163     if (ram_size >= HVM_BELOW_4G_RAM_END) {
 164         /* Xen does not allocate the memory continuously, and keep a hole at
 165          * HVM_BELOW_4G_MMIO_START of HVM_BELOW_4G_MMIO_LENGTH
 166          */
 167         block_len += HVM_BELOW_4G_MMIO_LENGTH;
 168     }
 169     memory_region_init_ram(&ram_memory, "xen.ram", block_len);
 170     vmstate_register_ram_global(&ram_memory);
 171
 172     if (ram_size >= HVM_BELOW_4G_RAM_END) {
 173         above_4g_mem_size = ram_size - HVM_BELOW_4G_RAM_END;
 174         below_4g_mem_size = HVM_BELOW_4G_RAM_END;
 175     } else {
 176         below_4g_mem_size = ram_size;
 177     }
 178
 179     memory_region_init_alias(&ram_640k, "xen.ram.640k",
 180                              &ram_memory, 0, 0xa0000);
 181     memory_region_add_subregion(sysmem, 0, &ram_640k);
 182     /* Skip of the VGA IO memory space, it will be registered later by the VGA
 183      * emulated device.
 184      *
 185      * The area between 0xc0000 and 0x100000 will be used by SeaBIOS to load
 186      * the Options ROM, so it is registered here as RAM.
 187      */
 188     memory_region_init_alias(&ram_lo, "xen.ram.lo",
 189                              &ram_memory, 0xc0000, below_4g_mem_size - 0xc0000);
 190     memory_region_add_subregion(sysmem, 0xc0000, &ram_lo);
 191     if (above_4g_mem_size > 0) {
 192         memory_region_init_alias(&ram_hi, "xen.ram.hi",
 193                                  &ram_memory, 0x100000000ULL,
 194                                  above_4g_mem_size);
 195         memory_region_add_subregion(sysmem, 0x100000000ULL, &ram_hi);
 196     }
 197 }
 198
 199 void xen_ram_alloc(ram_addr_t ram_addr, ram_addr_t size, MemoryRegion *mr)
 200 {
 201     unsigned long nr_pfn;
 202     xen_pfn_t *pfn_list;
 203     int i;
 204
 205     if (runstate_check(RUN_STATE_INMIGRATE)) {
 206         /* RAM already populated in Xen */
 207         fprintf(stderr, "%s: do not alloc "RAM_ADDR_FMT
 208                 " bytes of ram at "RAM_ADDR_FMT" when runstate is INMIGRATE\n",
 209                 __func__, size, ram_addr);
 210         return;
 211     }
 212
 213     if (mr == &ram_memory) {
 214         return;
 215     }
 216
 217     trace_xen_ram_alloc(ram_addr, size);
 218
 219     nr_pfn = size >> TARGET_PAGE_BITS;
 220     pfn_list = g_malloc(sizeof (*pfn_list) * nr_pfn);
 221
 222     for (i = 0; i < nr_pfn; i++) {
 223         pfn_list[i] = (ram_addr >> TARGET_PAGE_BITS) + i;
 224     }
 225
 226     if (xc_domain_populate_physmap_exact(xen_xc, xen_domid, nr_pfn, 0, 0, pfn_list)) {
 227         hw_error("xen: failed to populate ram at " RAM_ADDR_FMT, ram_addr);
 228     }
 229
 230     g_free(pfn_list);
 231 }
 232
 233 static XenPhysmap *get_physmapping(XenIOState *state,
 234                                    hwaddr start_addr, ram_addr_t size)
 235 {
 236     XenPhysmap *physmap = NULL;
 237
 238     start_addr &= TARGET_PAGE_MASK;
 239
 240     QLIST_FOREACH(physmap, &state->physmap, list) {
 241         if (range_covers_byte(physmap->start_addr, physmap->size, start_addr)) {
 242             return physmap;
 243         }
 244     }
 245     return NULL;
 246 }
 247
 248 static hwaddr xen_phys_offset_to_gaddr(hwaddr start_addr,
 249                                                    ram_addr_t size, void *opaque)
 250 {
 251     hwaddr addr = start_addr & TARGET_PAGE_MASK;
 252     XenIOState *xen_io_state = opaque;
 253     XenPhysmap *physmap = NULL;
 254
 255     QLIST_FOREACH(physmap, &xen_io_state->physmap, list) {
 256         if (range_covers_byte(physmap->phys_offset, physmap->size, addr)) {
 257             return physmap->start_addr;
 258         }
 259     }
 260
 261     return start_addr;
 262 }
 263
 264 #if CONFIG_XEN_CTRL_INTERFACE_VERSION >= 340
 265 static int xen_add_to_physmap(XenIOState *state,
 266                               hwaddr start_addr,
 267                               ram_addr_t size,
 268                               MemoryRegion *mr,
 269                               hwaddr offset_within_region)
 270 {
 271     unsigned long i = 0;
 272     int rc = 0;
 273     XenPhysmap *physmap = NULL;
 274     hwaddr pfn, start_gpfn;
 275     hwaddr phys_offset = memory_region_get_ram_addr(mr);
 276     char path[80], value[17];
 277
 278     if (get_physmapping(state, start_addr, size)) {
 279         return 0;
 280     }
 281     if (size <= 0) {
 282         return -1;
 283     }
 284
 285     /* Xen can only handle a single dirty log region for now and we want
 286      * the linear framebuffer to be that region.
 287      * Avoid tracking any regions that is not videoram and avoid tracking
 288      * the legacy vga region. */
 289     if (mr == framebuffer && start_addr > 0xbffff) {
 290         goto go_physmap;
 291     }
 292     return -1;
 293
 294 go_physmap:
 295     DPRINTF("mapping vram to %llx - %llx\n", start_addr, start_addr + size);
 296
 297     pfn = phys_offset >> TARGET_PAGE_BITS;
 298     start_gpfn = start_addr >> TARGET_PAGE_BITS;
 299     for (i = 0; i < size >> TARGET_PAGE_BITS; i++) {
 300         unsigned long idx = pfn + i;
 301         xen_pfn_t gpfn = start_gpfn + i;
 302
 303         rc = xc_domain_add_to_physmap(xen_xc, xen_domid, XENMAPSPACE_gmfn, idx, gpfn);
 304         if (rc) {
 305             DPRINTF("add_to_physmap MFN %"PRI_xen_pfn" to PFN %"
 306                     PRI_xen_pfn" failed: %d\n", idx, gpfn, rc);
 307             return -rc;
 308         }
 309     }
 310
 311     physmap = g_malloc(sizeof (XenPhysmap));
 312
 313     physmap->start_addr = start_addr;
 314     physmap->size = size;
 315     physmap->name = (char *)mr->name;
 316     physmap->phys_offset = phys_offset;
 317
 318     QLIST_INSERT_HEAD(&state->physmap, physmap, list);
 319
 320     xc_domain_pin_memory_cacheattr(xen_xc, xen_domid,
 321                                    start_addr >> TARGET_PAGE_BITS,
 322                                    (start_addr + size) >> TARGET_PAGE_BITS,
 323                                    XEN_DOMCTL_MEM_CACHEATTR_WB);
 324
 325     snprintf(path, sizeof(path),
 326             "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%"PRIx64"/start_addr",
 327             xen_domid, (uint64_t)phys_offset);
 328     snprintf(value, sizeof(value), "%"PRIx64, (uint64_t)start_addr);
 329     if (!xs_write(state->xenstore, 0, path, value, strlen(value))) {
 330         return -1;
 331     }
 332     snprintf(path, sizeof(path),
 333             "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%"PRIx64"/size",
 334             xen_domid, (uint64_t)phys_offset);
 335     snprintf(value, sizeof(value), "%"PRIx64, (uint64_t)size);
 336     if (!xs_write(state->xenstore, 0, path, value, strlen(value))) {
 337         return -1;
 338     }
 339     if (mr->name) {
 340         snprintf(path, sizeof(path),
 341                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%"PRIx64"/name",
 342                 xen_domid, (uint64_t)phys_offset);
 343         if (!xs_write(state->xenstore, 0, path, mr->name, strlen(mr->name))) {
 344             return -1;
 345         }
 346     }
 347
 348     return 0;
 349 }
 350
 351 static int xen_remove_from_physmap(XenIOState *state,
 352                                    hwaddr start_addr,
 353                                    ram_addr_t size)
 354 {
 355     unsigned long i = 0;
 356     int rc = 0;
 357     XenPhysmap *physmap = NULL;
 358     hwaddr phys_offset = 0;
 359
 360     physmap = get_physmapping(state, start_addr, size);
 361     if (physmap == NULL) {
 362         return -1;
 363     }
 364
 365     phys_offset = physmap->phys_offset;
 366     size = physmap->size;
 367
 368     DPRINTF("unmapping vram to %llx - %llx, from %llx\n",
 369             phys_offset, phys_offset + size, start_addr);
 370
 371     size >>= TARGET_PAGE_BITS;
 372     start_addr >>= TARGET_PAGE_BITS;
 373     phys_offset >>= TARGET_PAGE_BITS;
 374     for (i = 0; i < size; i++) {
 375         unsigned long idx = start_addr + i;
 376         xen_pfn_t gpfn = phys_offset + i;
 377
 378         rc = xc_domain_add_to_physmap(xen_xc, xen_domid, XENMAPSPACE_gmfn, idx, gpfn);
 379         if (rc) {
 380             fprintf(stderr, "add_to_physmap MFN %"PRI_xen_pfn" to PFN %"
 381                     PRI_xen_pfn" failed: %d\n", idx, gpfn, rc);
 382             return -rc;
 383         }
 384     }
 385
 386     QLIST_REMOVE(physmap, list);
 387     if (state->log_for_dirtybit == physmap) {
 388         state->log_for_dirtybit = NULL;
 389     }
 390     free(physmap);
 391
 392     return 0;
 393 }
 394
 395 #else
 396 static int xen_add_to_physmap(XenIOState *state,
 397                               hwaddr start_addr,
 398                               ram_addr_t size,
 399                               MemoryRegion *mr,
 400                               hwaddr offset_within_region)
 401 {
 402     return -ENOSYS;
 403 }
 404
 405 static int xen_remove_from_physmap(XenIOState *state,
 406                                    hwaddr start_addr,
 407                                    ram_addr_t size)
 408 {
 409     return -ENOSYS;
 410 }
 411 #endif
 412
 413 static void xen_set_memory(struct MemoryListener *listener,
 414                            MemoryRegionSection *section,
 415                            bool add)
 416 {
 417     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 418     hwaddr start_addr = section->offset_within_address_space;
 419     ram_addr_t size = section->size;
 420     bool log_dirty = memory_region_is_logging(section->mr);
 421     hvmmem_type_t mem_type;
 422
 423     if (!memory_region_is_ram(section->mr)) {
 424         return;
 425     }
 426
 427     if (!(section->mr != &ram_memory
 428           && ( (log_dirty && add) || (!log_dirty && !add)))) {
 429         return;
 430     }
 431
 432     trace_xen_client_set_memory(start_addr, size, log_dirty);
 433
 434     start_addr &= TARGET_PAGE_MASK;
 435     size = TARGET_PAGE_ALIGN(size);
 436
 437     if (add) {
 438         if (!memory_region_is_rom(section->mr)) {
 439             xen_add_to_physmap(state, start_addr, size,
 440                                section->mr, section->offset_within_region);
 441         } else {
 442             mem_type = HVMMEM_ram_ro;
 443             if (xc_hvm_set_mem_type(xen_xc, xen_domid, mem_type,
 444                                     start_addr >> TARGET_PAGE_BITS,
 445                                     size >> TARGET_PAGE_BITS)) {
 446                 DPRINTF("xc_hvm_set_mem_type error, addr: "TARGET_FMT_plx"\n",
 447                         start_addr);
 448             }
 449         }
 450     } else {
 451         if (xen_remove_from_physmap(state, start_addr, size) < 0) {
 452             DPRINTF("physmapping does not exist at "TARGET_FMT_plx"\n", start_addr);
 453         }
 454     }
 455 }
 456
 457 static void xen_region_add(MemoryListener *listener,
 458                            MemoryRegionSection *section)
 459 {
 460     xen_set_memory(listener, section, true);
 461 }
 462
 463 static void xen_region_del(MemoryListener *listener,
 464                            MemoryRegionSection *section)
 465 {
 466     xen_set_memory(listener, section, false);
 467 }
 468
 469 static void xen_sync_dirty_bitmap(XenIOState *state,
 470                                   hwaddr start_addr,
 471                                   ram_addr_t size)
 472 {
 473     hwaddr npages = size >> TARGET_PAGE_BITS;
 474     const int width = sizeof(unsigned long) * 8;
 475     unsigned long bitmap[(npages + width - 1) / width];
 476     int rc, i, j;
 477     const XenPhysmap *physmap = NULL;
 478
 479     physmap = get_physmapping(state, start_addr, size);
 480     if (physmap == NULL) {
 481         /* not handled */
 482         return;
 483     }
 484
 485     if (state->log_for_dirtybit == NULL) {
 486         state->log_for_dirtybit = physmap;
 487     } else if (state->log_for_dirtybit != physmap) {
 488         /* Only one range for dirty bitmap can be tracked. */
 489         return;
 490     }
 491
 492     rc = xc_hvm_track_dirty_vram(xen_xc, xen_domid,
 493                                  start_addr >> TARGET_PAGE_BITS, npages,
 494                                  bitmap);
 495     if (rc < 0) {
 496         if (rc != -ENODATA) {
 497             memory_region_set_dirty(framebuffer, 0, size);
 498             DPRINTF("xen: track_dirty_vram failed (0x" TARGET_FMT_plx
 499                     ", 0x" TARGET_FMT_plx "): %s\n",
 500                     start_addr, start_addr + size, strerror(-rc));
 501         }
 502         return;
 503     }
 504
 505     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bitmap); i++) {
 506         unsigned long map = bitmap[i];
 507         while (map != 0) {
 508             j = ffsl(map) - 1;
 509             map &= ~(1ul << j);
 510             memory_region_set_dirty(framebuffer,
 511                                     (i * width + j) * TARGET_PAGE_SIZE,
 512                                     TARGET_PAGE_SIZE);
 513         };
 514     }
 515 }
 516
 517 static void xen_log_start(MemoryListener *listener,
 518                           MemoryRegionSection *section)
 519 {
 520     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 521
 522     xen_sync_dirty_bitmap(state, section->offset_within_address_space,
 523                           section->size);
 524 }
 525
 526 static void xen_log_stop(MemoryListener *listener, MemoryRegionSection *section)
 527 {
 528     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 529
 530     state->log_for_dirtybit = NULL;
 531     /* Disable dirty bit tracking */
 532     xc_hvm_track_dirty_vram(xen_xc, xen_domid, 0, 0, NULL);
 533 }
 534
 535 static void xen_log_sync(MemoryListener *listener, MemoryRegionSection *section)
 536 {
 537     XenIOState *state = container_of(listener, XenIOState, memory_listener);
 538
 539     xen_sync_dirty_bitmap(state, section->offset_within_address_space,
 540                           section->size);
 541 }
 542
 543 static void xen_log_global_start(MemoryListener *listener)
 544 {
 545     if (xen_enabled()) {
 546         xen_in_migration = true;
 547     }
 548 }
 549
 550 static void xen_log_global_stop(MemoryListener *listener)
 551 {
 552     xen_in_migration = false;
 553 }
 554
 555 static MemoryListener xen_memory_listener = {
 556     .region_add = xen_region_add,
 557     .region_del = xen_region_del,
 558     .log_start = xen_log_start,
 559     .log_stop = xen_log_stop,
 560     .log_sync = xen_log_sync,
 561     .log_global_start = xen_log_global_start,
 562     .log_global_stop = xen_log_global_stop,
 563     .priority = 10,
 564 };
 565
 566 void qmp_xen_set_global_dirty_log(bool enable, Error **errp)
 567 {
 568     if (enable) {
 569         memory_global_dirty_log_start();
 570     } else {
 571         memory_global_dirty_log_stop();
 572     }
 573 }
 574
 575 /* VCPU Operations, MMIO, IO ring ... */
 576
 577 static void xen_reset_vcpu(void *opaque)
 578 {
 579     CPUArchState *env = opaque;
 580
 581     env->halted = 1;
 582 }
 583
 584 void xen_vcpu_init(void)
 585 {
 586     CPUArchState *first_cpu;
 587
 588     if ((first_cpu = qemu_get_cpu(0))) {
 589         qemu_register_reset(xen_reset_vcpu, first_cpu);
 590         xen_reset_vcpu(first_cpu);
 591     }
 592     /* if rtc_clock is left to default (host_clock), disable it */
 593     if (rtc_clock == host_clock) {
 594         qemu_clock_enable(rtc_clock, false);
 595     }
 596 }
 597
 598 /* get the ioreq packets from share mem */
 599 static ioreq_t *cpu_get_ioreq_from_shared_memory(XenIOState *state, int vcpu)
 600 {
 601     ioreq_t *req = xen_vcpu_ioreq(state->shared_page, vcpu);
 602
 603     if (req->state != STATE_IOREQ_READY) {
 604         DPRINTF("I/O request not ready: "
 605                 "%x, ptr: %x, port: %"PRIx64", "
 606                 "data: %"PRIx64", count: %" FMT_ioreq_size ", size: %" FMT_ioreq_size "\n",
 607                 req->state, req->data_is_ptr, req->addr,
 608                 req->data, req->count, req->size);
 609         return NULL;
 610     }
 611
 612     xen_rmb(); /* see IOREQ_READY /then/ read contents of ioreq */
 613
 614     req->state = STATE_IOREQ_INPROCESS;
 615     return req;
 616 }
 617
 618 /* use poll to get the port notification */
 619 /* ioreq_vec--out,the */
 620 /* retval--the number of ioreq packet */
 621 static ioreq_t *cpu_get_ioreq(XenIOState *state)
 622 {
 623     int i;
 624     evtchn_port_t port;
 625
 626     port = xc_evtchn_pending(state->xce_handle);
 627     if (port == state->bufioreq_local_port) {
 628         qemu_mod_timer(state->buffered_io_timer,
 629                 BUFFER_IO_MAX_DELAY + qemu_get_clock_ms(rt_clock));
 630         return NULL;
 631     }
 632
 633     if (port != -1) {
 634         for (i = 0; i < smp_cpus; i++) {
 635             if (state->ioreq_local_port[i] == port) {
 636                 break;
 637             }
 638         }
 639
 640         if (i == smp_cpus) {
 641             hw_error("Fatal error while trying to get io event!\n");
 642         }
 643
 644         /* unmask the wanted port again */
 645         xc_evtchn_unmask(state->xce_handle, port);
 646
 647         /* get the io packet from shared memory */
 648         state->send_vcpu = i;
 649         return cpu_get_ioreq_from_shared_memory(state, i);
 650     }
 651
 652     /* read error or read nothing */
 653     return NULL;
 654 }
 655
 656 static uint32_t do_inp(pio_addr_t addr, unsigned long size)
 657 {
 658     switch (size) {
 659         case 1:
 660             return cpu_inb(addr);
 661         case 2:
 662             return cpu_inw(addr);
 663         case 4:
 664             return cpu_inl(addr);
 665         default:
 666             hw_error("inp: bad size: %04"FMT_pioaddr" %lx", addr, size);
 667     }
 668 }
 669
 670 static void do_outp(pio_addr_t addr,
 671         unsigned long size, uint32_t val)
 672 {
 673     switch (size) {
 674         case 1:
 675             return cpu_outb(addr, val);
 676         case 2:
 677             return cpu_outw(addr, val);
 678         case 4:
 679             return cpu_outl(addr, val);
 680         default:
 681             hw_error("outp: bad size: %04"FMT_pioaddr" %lx", addr, size);
 682     }
 683 }
 684
 685 static void cpu_ioreq_pio(ioreq_t *req)
 686 {
 687     int i, sign;
 688
 689     sign = req->df ? -1 : 1;
 690
 691     if (req->dir == IOREQ_READ) {
 692         if (!req->data_is_ptr) {
 693             req->data = do_inp(req->addr, req->size);
 694         } else {
 695             uint32_t tmp;
 696
 697             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 698                 tmp = do_inp(req->addr, req->size);
 699                 cpu_physical_memory_write(
 700                         req->data + (sign * i * (int64_t)req->size),
 701                         (uint8_t *) &tmp, req->size);
 702             }
 703         }
 704     } else if (req->dir == IOREQ_WRITE) {
 705         if (!req->data_is_ptr) {
 706             do_outp(req->addr, req->size, req->data);
 707         } else {
 708             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 709                 uint32_t tmp = 0;
 710
 711                 cpu_physical_memory_read(
 712                         req->data + (sign * i * (int64_t)req->size),
 713                         (uint8_t*) &tmp, req->size);
 714                 do_outp(req->addr, req->size, tmp);
 715             }
 716         }
 717     }
 718 }
 719
 720 static void cpu_ioreq_move(ioreq_t *req)
 721 {
 722     int i, sign;
 723
 724     sign = req->df ? -1 : 1;
 725
 726     if (!req->data_is_ptr) {
 727         if (req->dir == IOREQ_READ) {
 728             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 729                 cpu_physical_memory_read(
 730                         req->addr + (sign * i * (int64_t)req->size),
 731                         (uint8_t *) &req->data, req->size);
 732             }
 733         } else if (req->dir == IOREQ_WRITE) {
 734             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 735                 cpu_physical_memory_write(
 736                         req->addr + (sign * i * (int64_t)req->size),
 737                         (uint8_t *) &req->data, req->size);
 738             }
 739         }
 740     } else {
 741         uint64_t tmp;
 742
 743         if (req->dir == IOREQ_READ) {
 744             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 745                 cpu_physical_memory_read(
 746                         req->addr + (sign * i * (int64_t)req->size),
 747                         (uint8_t*) &tmp, req->size);
 748                 cpu_physical_memory_write(
 749                         req->data + (sign * i * (int64_t)req->size),
 750                         (uint8_t*) &tmp, req->size);
 751             }
 752         } else if (req->dir == IOREQ_WRITE) {
 753             for (i = 0; i < req->count; i++) {
 754                 cpu_physical_memory_read(
 755                         req->data + (sign * i * (int64_t)req->size),
 756                         (uint8_t*) &tmp, req->size);
 757                 cpu_physical_memory_write(
 758                         req->addr + (sign * i * (int64_t)req->size),
 759                         (uint8_t*) &tmp, req->size);
 760             }
 761         }
 762     }
 763 }
 764
 765 static void handle_ioreq(ioreq_t *req)
 766 {
 767     if (!req->data_is_ptr && (req->dir == IOREQ_WRITE) &&
 768             (req->size < sizeof (target_ulong))) {
 769         req->data &= ((target_ulong) 1 << (8 * req->size)) - 1;
 770     }
 771
 772     switch (req->type) {
 773         case IOREQ_TYPE_PIO:
 774             cpu_ioreq_pio(req);
 775             break;
 776         case IOREQ_TYPE_COPY:
 777             cpu_ioreq_move(req);
 778             break;
 779         case IOREQ_TYPE_TIMEOFFSET:
 780             break;
 781         case IOREQ_TYPE_INVALIDATE:
 782             xen_invalidate_map_cache();
 783             break;
 784         default:
 785             hw_error("Invalid ioreq type 0x%x\n", req->type);
 786     }
 787 }
 788
 789 static int handle_buffered_iopage(XenIOState *state)
 790 {
 791     buf_ioreq_t *buf_req = NULL;
 792     ioreq_t req;
 793     int qw;
 794
 795     if (!state->buffered_io_page) {
 796         return 0;
 797     }
 798
 799     memset(&req, 0x00, sizeof(req));
 800
 801     while (state->buffered_io_page->read_pointer != state->buffered_io_page->write_pointer) {
 802         buf_req = &state->buffered_io_page->buf_ioreq[
 803             state->buffered_io_page->read_pointer % IOREQ_BUFFER_SLOT_NUM];
 804         req.size = 1UL << buf_req->size;
 805         req.count = 1;
 806         req.addr = buf_req->addr;
 807         req.data = buf_req->data;
 808         req.state = STATE_IOREQ_READY;
 809         req.dir = buf_req->dir;
 810         req.df = 1;
 811         req.type = buf_req->type;
 812         req.data_is_ptr = 0;
 813         qw = (req.size == 8);
 814         if (qw) {
 815             buf_req = &state->buffered_io_page->buf_ioreq[
 816                 (state->buffered_io_page->read_pointer + 1) % IOREQ_BUFFER_SLOT_NUM];
 817             req.data |= ((uint64_t)buf_req->data) << 32;
 818         }
 819
 820         handle_ioreq(&req);
 821
 822         xen_mb();
 823         state->buffered_io_page->read_pointer += qw ? 2 : 1;
 824     }
 825
 826     return req.count;
 827 }
 828
 829 static void handle_buffered_io(void *opaque)
 830 {
 831     XenIOState *state = opaque;
 832
 833     if (handle_buffered_iopage(state)) {
 834         qemu_mod_timer(state->buffered_io_timer,
 835                 BUFFER_IO_MAX_DELAY + qemu_get_clock_ms(rt_clock));
 836     } else {
 837         qemu_del_timer(state->buffered_io_timer);
 838         xc_evtchn_unmask(state->xce_handle, state->bufioreq_local_port);
 839     }
 840 }
 841
 842 static void cpu_handle_ioreq(void *opaque)
 843 {
 844     XenIOState *state = opaque;
 845     ioreq_t *req = cpu_get_ioreq(state);
 846
 847     handle_buffered_iopage(state);
 848     if (req) {
 849         handle_ioreq(req);
 850
 851         if (req->state != STATE_IOREQ_INPROCESS) {
 852             fprintf(stderr, "Badness in I/O request ... not in service?!: "
 853                     "%x, ptr: %x, port: %"PRIx64", "
 854                     "data: %"PRIx64", count: %" FMT_ioreq_size ", size: %" FMT_ioreq_size "\n",
 855                     req->state, req->data_is_ptr, req->addr,
 856                     req->data, req->count, req->size);
 857             destroy_hvm_domain(false);
 858             return;
 859         }
 860
 861         xen_wmb(); /* Update ioreq contents /then/ update state. */
 862
 863         /*
 864          * We do this before we send the response so that the tools
 865          * have the opportunity to pick up on the reset before the
 866          * guest resumes and does a hlt with interrupts disabled which
 867          * causes Xen to powerdown the domain.
 868          */
 869         if (runstate_is_running()) {
 870             if (qemu_shutdown_requested_get()) {
 871                 destroy_hvm_domain(false);
 872             }
 873             if (qemu_reset_requested_get()) {
 874                 qemu_system_reset(VMRESET_REPORT);
 875                 destroy_hvm_domain(true);
 876             }
 877         }
 878
 879         req->state = STATE_IORESP_READY;
 880         xc_evtchn_notify(state->xce_handle, state->ioreq_local_port[state->send_vcpu]);
 881     }
 882 }
 883
 884 static int store_dev_info(int domid, CharDriverState *cs, const char *string)
 885 {
 886     struct xs_handle *xs = NULL;
 887     char *path = NULL;
 888     char *newpath = NULL;
 889     char *pts = NULL;
 890     int ret = -1;
 891
 892     /* Only continue if we're talking to a pty. */
 893     if (strncmp(cs->filename, "pty:", 4)) {
 894         return 0;
 895     }
 896     pts = cs->filename + 4;
 897
 898     /* We now have everything we need to set the xenstore entry. */
 899     xs = xs_open(0);
 900     if (xs == NULL) {
 901         fprintf(stderr, "Could not contact XenStore\n");
 902         goto out;
 903     }
 904
 905     path = xs_get_domain_path(xs, domid);
 906     if (path == NULL) {
 907         fprintf(stderr, "xs_get_domain_path() error\n");
 908         goto out;
 909     }
 910     newpath = realloc(path, (strlen(path) + strlen(string) +
 911                 strlen("/tty") + 1));
 912     if (newpath == NULL) {
 913         fprintf(stderr, "realloc error\n");
 914         goto out;
 915     }
 916     path = newpath;
 917
 918     strcat(path, string);
 919     strcat(path, "/tty");
 920     if (!xs_write(xs, XBT_NULL, path, pts, strlen(pts))) {
 921         fprintf(stderr, "xs_write for '%s' fail", string);
 922         goto out;
 923     }
 924     ret = 0;
 925
 926 out:
 927     free(path);
 928     xs_close(xs);
 929
 930     return ret;
 931 }
 932
 933 void xenstore_store_pv_console_info(int i, CharDriverState *chr)
 934 {
 935     if (i == 0) {
 936         store_dev_info(xen_domid, chr, "/console");
 937     } else {
 938         char buf[32];
 939         snprintf(buf, sizeof(buf), "/device/console/%d", i);
 940         store_dev_info(xen_domid, chr, buf);
 941     }
 942 }
 943
 944 static void xenstore_record_dm_state(struct xs_handle *xs, const char *state)
 945 {
 946     char path[50];
 947
 948     if (xs == NULL) {
 949         fprintf(stderr, "xenstore connection not initialized\n");
 950         exit(1);
 951     }
 952
 953     snprintf(path, sizeof (path), "/local/domain/0/device-model/%u/state", xen_domid);
 954     if (!xs_write(xs, XBT_NULL, path, state, strlen(state))) {
 955         fprintf(stderr, "error recording dm state\n");
 956         exit(1);
 957     }
 958 }
 959
 960 static void xen_main_loop_prepare(XenIOState *state)
 961 {
 962     int evtchn_fd = -1;
 963
 964     if (state->xce_handle != XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
 965         evtchn_fd = xc_evtchn_fd(state->xce_handle);
 966     }
 967
 968     state->buffered_io_timer = qemu_new_timer_ms(rt_clock, handle_buffered_io,
 969                                                  state);
 970
 971     if (evtchn_fd != -1) {
 972         qemu_set_fd_handler(evtchn_fd, cpu_handle_ioreq, NULL, state);
 973     }
 974 }
 975
 976
 977 /* Initialise Xen */
 978
 979 static void xen_change_state_handler(void *opaque, int running,
 980                                      RunState state)
 981 {
 982     if (running) {
 983         /* record state running */
 984         xenstore_record_dm_state(xenstore, "running");
 985     }
 986 }
 987
 988 static void xen_hvm_change_state_handler(void *opaque, int running,
 989                                          RunState rstate)
 990 {
 991     XenIOState *xstate = opaque;
 992     if (running) {
 993         xen_main_loop_prepare(xstate);
 994     }
 995 }
 996
 997 static void xen_exit_notifier(Notifier *n, void *data)
 998 {
 999     XenIOState *state = container_of(n, XenIOState, exit);
1000
1001     xc_evtchn_close(state->xce_handle);
1002     xs_daemon_close(state->xenstore);
1003 }
1004
1005 int xen_init(void)
1006 {
1007     xen_xc = xen_xc_interface_open(0, 0, 0);
1008     if (xen_xc == XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
1009         xen_be_printf(NULL, 0, "can't open xen interface\n");
1010         return -1;
1011     }
1012     qemu_add_vm_change_state_handler(xen_change_state_handler, NULL);
1013
1014     return 0;
1015 }
1016
1017 static void xen_read_physmap(XenIOState *state)
1018 {
1019     XenPhysmap *physmap = NULL;
1020     unsigned int len, num, i;
1021     char path[80], *value = NULL;
1022     char **entries = NULL;
1023
1024     snprintf(path, sizeof(path),
1025             "/local/domain/0/device-model/%d/physmap", xen_domid);
1026     entries = xs_directory(state->xenstore, 0, path, &num);
1027     if (entries == NULL)
1028         return;
1029
1030     for (i = 0; i < num; i++) {
1031         physmap = g_malloc(sizeof (XenPhysmap));
1032         physmap->phys_offset = strtoull(entries[i], NULL, 16);
1033         snprintf(path, sizeof(path),
1034                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%s/start_addr",
1035                 xen_domid, entries[i]);
1036         value = xs_read(state->xenstore, 0, path, &len);
1037         if (value == NULL) {
1038             free(physmap);
1039             continue;
1040         }
1041         physmap->start_addr = strtoull(value, NULL, 16);
1042         free(value);
1043
1044         snprintf(path, sizeof(path),
1045                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%s/size",
1046                 xen_domid, entries[i]);
1047         value = xs_read(state->xenstore, 0, path, &len);
1048         if (value == NULL) {
1049             free(physmap);
1050             continue;
1051         }
1052         physmap->size = strtoull(value, NULL, 16);
1053         free(value);
1054
1055         snprintf(path, sizeof(path),
1056                 "/local/domain/0/device-model/%d/physmap/%s/name",
1057                 xen_domid, entries[i]);
1058         physmap->name = xs_read(state->xenstore, 0, path, &len);
1059
1060         QLIST_INSERT_HEAD(&state->physmap, physmap, list);
1061     }
1062     free(entries);
1063 }
1064
1065 int xen_hvm_init(void)
1066 {
1067     int i, rc;
1068     unsigned long ioreq_pfn;
1069     unsigned long bufioreq_evtchn;
1070     XenIOState *state;
1071
1072     state = g_malloc0(sizeof (XenIOState));
1073
1074     state->xce_handle = xen_xc_evtchn_open(NULL, 0);
1075     if (state->xce_handle == XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
1076         perror("xen: event channel open");
1077         return -errno;
1078     }
1079
1080     state->xenstore = xs_daemon_open();
1081     if (state->xenstore == NULL) {
1082         perror("xen: xenstore open");
1083         return -errno;
1084     }
1085
1086     state->exit.notify = xen_exit_notifier;
1087     qemu_add_exit_notifier(&state->exit);
1088
1089     state->suspend.notify = xen_suspend_notifier;
1090     qemu_register_suspend_notifier(&state->suspend);
1091
1092     xc_get_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_IOREQ_PFN, &ioreq_pfn);
1093     DPRINTF("shared page at pfn %lx\n", ioreq_pfn);
1094     state->shared_page = xc_map_foreign_range(xen_xc, xen_domid, XC_PAGE_SIZE,
1095                                               PROT_READ|PROT_WRITE, ioreq_pfn);
1096     if (state->shared_page == NULL) {
1097         hw_error("map shared IO page returned error %d handle=" XC_INTERFACE_FMT,
1098                  errno, xen_xc);
1099     }
1100
1101     xc_get_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_BUFIOREQ_PFN, &ioreq_pfn);
1102     DPRINTF("buffered io page at pfn %lx\n", ioreq_pfn);
1103     state->buffered_io_page = xc_map_foreign_range(xen_xc, xen_domid, XC_PAGE_SIZE,
1104                                                    PROT_READ|PROT_WRITE, ioreq_pfn);
1105     if (state->buffered_io_page == NULL) {
1106         hw_error("map buffered IO page returned error %d", errno);
1107     }
1108
1109     state->ioreq_local_port = g_malloc0(smp_cpus * sizeof (evtchn_port_t));
1110
1111     /* FIXME: how about if we overflow the page here? */
1112     for (i = 0; i < smp_cpus; i++) {
1113         rc = xc_evtchn_bind_interdomain(state->xce_handle, xen_domid,
1114                                         xen_vcpu_eport(state->shared_page, i));
1115         if (rc == -1) {
1116             fprintf(stderr, "bind interdomain ioctl error %d\n", errno);
1117             return -1;
1118         }
1119         state->ioreq_local_port[i] = rc;
1120     }
1121
1122     rc = xc_get_hvm_param(xen_xc, xen_domid, HVM_PARAM_BUFIOREQ_EVTCHN,
1123             &bufioreq_evtchn);
1124     if (rc < 0) {
1125         fprintf(stderr, "failed to get HVM_PARAM_BUFIOREQ_EVTCHN\n");
1126         return -1;
1127     }
1128     rc = xc_evtchn_bind_interdomain(state->xce_handle, xen_domid,
1129             (uint32_t)bufioreq_evtchn);
1130     if (rc == -1) {
1131         fprintf(stderr, "bind interdomain ioctl error %d\n", errno);
1132         return -1;
1133     }
1134     state->bufioreq_local_port = rc;
1135
1136     /* Init RAM management */
1137     xen_map_cache_init(xen_phys_offset_to_gaddr, state);
1138     xen_ram_init(ram_size);
1139
1140     qemu_add_vm_change_state_handler(xen_hvm_change_state_handler, state);
1141
1142     state->memory_listener = xen_memory_listener;
1143     QLIST_INIT(&state->physmap);
1144     memory_listener_register(&state->memory_listener, &address_space_memory);
1145     state->log_for_dirtybit = NULL;
1146
1147     /* Initialize backend core & drivers */
1148     if (xen_be_init() != 0) {
1149         fprintf(stderr, "%s: xen backend core setup failed\n", __FUNCTION__);
1150         exit(1);
1151     }
1152     xen_be_register("console", &xen_console_ops);
1153     xen_be_register("vkbd", &xen_kbdmouse_ops);
1154     xen_be_register("qdisk", &xen_blkdev_ops);
1155     xen_read_physmap(state);
1156
1157     return 0;
1158 }
1159
1160 void destroy_hvm_domain(bool reboot)
1161 {
1162     XenXC xc_handle;
1163     int sts;
1164
1165     xc_handle = xen_xc_interface_open(0, 0, 0);
1166     if (xc_handle == XC_HANDLER_INITIAL_VALUE) {
1167         fprintf(stderr, "Cannot acquire xenctrl handle\n");
1168     } else {
1169         sts = xc_domain_shutdown(xc_handle, xen_domid,
1170                                  reboot ? SHUTDOWN_reboot : SHUTDOWN_poweroff);
1171         if (sts != 0) {
1172             fprintf(stderr, "xc_domain_shutdown failed to issue %s, "
1173                     "sts %d, %s\n", reboot ? "reboot" : "poweroff",
1174                     sts, strerror(errno));
1175         } else {
1176             fprintf(stderr, "Issued domain %d %s\n", xen_domid,
1177                     reboot ? "reboot" : "poweroff");
1178         }
1179         xc_interface_close(xc_handle);
1180     }
1181 }
1182
1183 void xen_register_framebuffer(MemoryRegion *mr)
1184 {
1185     framebuffer = mr;
1186 }
1187
1188 void xen_shutdown_fatal_error(const char *fmt, ...)
1189 {
1190     va_list ap;
1191
1192     va_start(ap, fmt);
1193     vfprintf(stderr, fmt, ap);
1194     va_end(ap);
1195     fprintf(stderr, "Will destroy the domain.\n");
1196     /* destroy the domain */
1197     qemu_system_shutdown_request();
1198 }
1199
1200 void xen_modified_memory(ram_addr_t start, ram_addr_t length)
1201 {
1202     if (unlikely(xen_in_migration)) {
1203         int rc;
1204         ram_addr_t start_pfn, nb_pages;
1205
1206         if (length == 0) {
1207             length = TARGET_PAGE_SIZE;
1208         }
1209         start_pfn = start >> TARGET_PAGE_BITS;
1210         nb_pages = ((start + length + TARGET_PAGE_SIZE - 1) >> TARGET_PAGE_BITS)
1211             - start_pfn;
1212         rc = xc_hvm_modified_memory(xen_xc, xen_domid, start_pfn, nb_pages);
1213         if (rc) {
1214             fprintf(stderr,
1215                     "%s failed for "RAM_ADDR_FMT" ("RAM_ADDR_FMT"): %i, %s\n",
1216                     __func__, start, nb_pages, rc, strerror(-rc));
1217         }
1218     }
1219 }