xref: /openbmc/qemu/hw/display/virtio-gpu.c (revision 2f95279a)
1 /*
2  * Virtio GPU Device
3  *
4  * Copyright Red Hat, Inc. 2013-2014
5  *
6  * Authors:
7  *     Dave Airlie <airlied@redhat.com>
8  *     Gerd Hoffmann <kraxel@redhat.com>
9  *
10  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2 or later.
11  * See the COPYING file in the top-level directory.
12  */
13 
14 #include "qemu/osdep.h"
15 #include "qemu/units.h"
16 #include "qemu/iov.h"
17 #include "sysemu/cpus.h"
18 #include "ui/console.h"
19 #include "ui/rect.h"
20 #include "trace.h"
21 #include "sysemu/dma.h"
22 #include "sysemu/sysemu.h"
23 #include "hw/virtio/virtio.h"
24 #include "migration/qemu-file-types.h"
25 #include "hw/virtio/virtio-gpu.h"
26 #include "hw/virtio/virtio-gpu-bswap.h"
27 #include "hw/virtio/virtio-gpu-pixman.h"
28 #include "hw/virtio/virtio-bus.h"
29 #include "hw/qdev-properties.h"
30 #include "qemu/log.h"
31 #include "qemu/module.h"
32 #include "qapi/error.h"
33 #include "qemu/error-report.h"
34 
35 #define VIRTIO_GPU_VM_VERSION 1
36 
37 static struct virtio_gpu_simple_resource *
38 virtio_gpu_find_check_resource(VirtIOGPU *g, uint32_t resource_id,
39                                bool require_backing,
40                                const char *caller, uint32_t *error);
41 
42 static void virtio_gpu_reset_bh(void *opaque);
43 
44 void virtio_gpu_update_cursor_data(VirtIOGPU *g,
45                                    struct virtio_gpu_scanout *s,
46                                    uint32_t resource_id)
47 {
48     struct virtio_gpu_simple_resource *res;
49     uint32_t pixels;
50     void *data;
51 
52     res = virtio_gpu_find_check_resource(g, resource_id, false,
53                                          __func__, NULL);
54     if (!res) {
55         return;
56     }
57 
58     if (res->blob_size) {
59         if (res->blob_size < (s->current_cursor->width *
60                               s->current_cursor->height * 4)) {
61             return;
62         }
63         data = res->blob;
64     } else {
65         if (pixman_image_get_width(res->image)  != s->current_cursor->width ||
66             pixman_image_get_height(res->image) != s->current_cursor->height) {
67             return;
68         }
69         data = pixman_image_get_data(res->image);
70     }
71 
72     pixels = s->current_cursor->width * s->current_cursor->height;
73     memcpy(s->current_cursor->data, data,
74            pixels * sizeof(uint32_t));
75 }
76 
77 static void update_cursor(VirtIOGPU *g, struct virtio_gpu_update_cursor *cursor)
78 {
79     struct virtio_gpu_scanout *s;
80     VirtIOGPUClass *vgc = VIRTIO_GPU_GET_CLASS(g);
81     bool move = cursor->hdr.type == VIRTIO_GPU_CMD_MOVE_CURSOR;
82 
83     if (cursor->pos.scanout_id >= g->parent_obj.conf.max_outputs) {
84         return;
85     }
86     s = &g->parent_obj.scanout[cursor->pos.scanout_id];
87 
88     trace_virtio_gpu_update_cursor(cursor->pos.scanout_id,
89                                    cursor->pos.x,
90                                    cursor->pos.y,
91                                    move ? "move" : "update",
92                                    cursor->resource_id);
93 
94     if (!move) {
95         if (!s->current_cursor) {
96             s->current_cursor = cursor_alloc(64, 64);
97         }
98 
99         s->current_cursor->hot_x = cursor->hot_x;
100         s->current_cursor->hot_y = cursor->hot_y;
101 
102         if (cursor->resource_id > 0) {
103             vgc->update_cursor_data(g, s, cursor->resource_id);
104         }
105         dpy_cursor_define(s->con, s->current_cursor);
106 
107         s->cursor = *cursor;
108     } else {
109         s->cursor.pos.x = cursor->pos.x;
110         s->cursor.pos.y = cursor->pos.y;
111     }
112     dpy_mouse_set(s->con, cursor->pos.x, cursor->pos.y,
113                   cursor->resource_id ? 1 : 0);
114 }
115 
116 struct virtio_gpu_simple_resource *
117 virtio_gpu_find_resource(VirtIOGPU *g, uint32_t resource_id)
118 {
119     struct virtio_gpu_simple_resource *res;
120 
121     QTAILQ_FOREACH(res, &g->reslist, next) {
122         if (res->resource_id == resource_id) {
123             return res;
124         }
125     }
126     return NULL;
127 }
128 
129 static struct virtio_gpu_simple_resource *
130 virtio_gpu_find_check_resource(VirtIOGPU *g, uint32_t resource_id,
131                                bool require_backing,
132                                const char *caller, uint32_t *error)
133 {
134     struct virtio_gpu_simple_resource *res;
135 
136     res = virtio_gpu_find_resource(g, resource_id);
137     if (!res) {
138         qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR, "%s: invalid resource specified %d\n",
139                       caller, resource_id);
140         if (error) {
141             *error = VIRTIO_GPU_RESP_ERR_INVALID_RESOURCE_ID;
142         }
143         return NULL;
144     }
145 
146     if (require_backing) {
147         if (!res->iov || (!res->image && !res->blob)) {
148             qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR, "%s: no backing storage %d\n",
149                           caller, resource_id);
150             if (error) {
151                 *error = VIRTIO_GPU_RESP_ERR_UNSPEC;
152             }
153             return NULL;
154         }
155     }
156 
157     return res;
158 }
159 
160 void virtio_gpu_ctrl_response(VirtIOGPU *g,
161                               struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd,
162                               struct virtio_gpu_ctrl_hdr *resp,
163                               size_t resp_len)
164 {
165     size_t s;
166 
167     if (cmd->cmd_hdr.flags & VIRTIO_GPU_FLAG_FENCE) {
168         resp->flags |= VIRTIO_GPU_FLAG_FENCE;
169         resp->fence_id = cmd->cmd_hdr.fence_id;
170         resp->ctx_id = cmd->cmd_hdr.ctx_id;
171     }
172     virtio_gpu_ctrl_hdr_bswap(resp);
173     s = iov_from_buf(cmd->elem.in_sg, cmd->elem.in_num, 0, resp, resp_len);
174     if (s != resp_len) {
175         qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR,
176                       "%s: response size incorrect %zu vs %zu\n",
177                       __func__, s, resp_len);
178     }
179     virtqueue_push(cmd->vq, &cmd->elem, s);
180     virtio_notify(VIRTIO_DEVICE(g), cmd->vq);
181     cmd->finished = true;
182 }
183 
184 void virtio_gpu_ctrl_response_nodata(VirtIOGPU *g,
185                                      struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd,
186                                      enum virtio_gpu_ctrl_type type)
187 {
188     struct virtio_gpu_ctrl_hdr resp;
189 
190     memset(&resp, 0, sizeof(resp));
191     resp.type = type;
192     virtio_gpu_ctrl_response(g, cmd, &resp, sizeof(resp));
193 }
194 
195 void virtio_gpu_get_display_info(VirtIOGPU *g,
196                                  struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd)
197 {
198     struct virtio_gpu_resp_display_info display_info;
199 
200     trace_virtio_gpu_cmd_get_display_info();
201     memset(&display_info, 0, sizeof(display_info));
202     display_info.hdr.type = VIRTIO_GPU_RESP_OK_DISPLAY_INFO;
203     virtio_gpu_base_fill_display_info(VIRTIO_GPU_BASE(g), &display_info);
204     virtio_gpu_ctrl_response(g, cmd, &display_info.hdr,
205                              sizeof(display_info));
206 }
207 
208 void virtio_gpu_get_edid(VirtIOGPU *g,
209                          struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd)
210 {
211     struct virtio_gpu_resp_edid edid;
212     struct virtio_gpu_cmd_get_edid get_edid;
213     VirtIOGPUBase *b = VIRTIO_GPU_BASE(g);
214 
215     VIRTIO_GPU_FILL_CMD(get_edid);
216     virtio_gpu_bswap_32(&get_edid, sizeof(get_edid));
217 
218     if (get_edid.scanout >= b->conf.max_outputs) {
219         cmd->error = VIRTIO_GPU_RESP_ERR_INVALID_PARAMETER;
220         return;
221     }
222 
223     trace_virtio_gpu_cmd_get_edid(get_edid.scanout);
224     memset(&edid, 0, sizeof(edid));
225     edid.hdr.type = VIRTIO_GPU_RESP_OK_EDID;
226     virtio_gpu_base_generate_edid(VIRTIO_GPU_BASE(g), get_edid.scanout, &edid);
227     virtio_gpu_ctrl_response(g, cmd, &edid.hdr, sizeof(edid));
228 }
229 
230 static uint32_t calc_image_hostmem(pixman_format_code_t pformat,
231                                    uint32_t width, uint32_t height)
232 {
233     /* Copied from pixman/pixman-bits-image.c, skip integer overflow check.
234      * pixman_image_create_bits will fail in case it overflow.
235      */
236 
237     int bpp = PIXMAN_FORMAT_BPP(pformat);
238     int stride = ((width * bpp + 0x1f) >> 5) * sizeof(uint32_t);
239     return height * stride;
240 }
241 
242 #ifdef WIN32
243 static void
244 win32_pixman_image_destroy(pixman_image_t *image, void *data)
245 {
246     HANDLE handle = data;
247 
248     qemu_win32_map_free(pixman_image_get_data(image), handle, &error_warn);
249 }
250 #endif
251 
252 static void virtio_gpu_resource_create_2d(VirtIOGPU *g,
253                                           struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd)
254 {
255     pixman_format_code_t pformat;
256     struct virtio_gpu_simple_resource *res;
257     struct virtio_gpu_resource_create_2d c2d;
258 
259     VIRTIO_GPU_FILL_CMD(c2d);
260     virtio_gpu_bswap_32(&c2d, sizeof(c2d));
261     trace_virtio_gpu_cmd_res_create_2d(c2d.resource_id, c2d.format,
262                                        c2d.width, c2d.height);
263 
264     if (c2d.resource_id == 0) {
265         qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR, "%s: resource id 0 is not allowed\n",
266                       __func__);
267         cmd->error = VIRTIO_GPU_RESP_ERR_INVALID_RESOURCE_ID;
268         return;
269     }
270 
271     res = virtio_gpu_find_resource(g, c2d.resource_id);
272     if (res) {
273         qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR, "%s: resource already exists %d\n",
274                       __func__, c2d.resource_id);
275         cmd->error = VIRTIO_GPU_RESP_ERR_INVALID_RESOURCE_ID;
276         return;
277     }
278 
279     res = g_new0(struct virtio_gpu_simple_resource, 1);
280 
281     res->width = c2d.width;
282     res->height = c2d.height;
283     res->format = c2d.format;
284     res->resource_id = c2d.resource_id;
285 
286     pformat = virtio_gpu_get_pixman_format(c2d.format);
287     if (!pformat) {
288         qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR,
289                       "%s: host couldn't handle guest format %d\n",
290                       __func__, c2d.format);
291         g_free(res);
292         cmd->error = VIRTIO_GPU_RESP_ERR_INVALID_PARAMETER;
293         return;
294     }
295 
296     res->hostmem = calc_image_hostmem(pformat, c2d.width, c2d.height);
297     if (res->hostmem + g->hostmem < g->conf_max_hostmem) {
298         void *bits = NULL;
299 #ifdef WIN32
300         bits = qemu_win32_map_alloc(res->hostmem, &res->handle, &error_warn);
301         if (!bits) {
302             goto end;
303         }
304 #endif
305         res->image = pixman_image_create_bits(
306             pformat,
307             c2d.width,
308             c2d.height,
309             bits, c2d.height ? res->hostmem / c2d.height : 0);
310 #ifdef WIN32
311         if (res->image) {
312             pixman_image_set_destroy_function(res->image, win32_pixman_image_destroy, res->handle);
313         }
314 #endif
315     }
316 
317 #ifdef WIN32
318 end:
319 #endif
320     if (!res->image) {
321         qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR,
322                       "%s: resource creation failed %d %d %d\n",
323                       __func__, c2d.resource_id, c2d.width, c2d.height);
324         g_free(res);
325         cmd->error = VIRTIO_GPU_RESP_ERR_OUT_OF_MEMORY;
326         return;
327     }
328 
329     QTAILQ_INSERT_HEAD(&g->reslist, res, next);
330     g->hostmem += res->hostmem;
331 }
332 
333 static void virtio_gpu_resource_create_blob(VirtIOGPU *g,
334                                             struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd)
335 {
336     struct virtio_gpu_simple_resource *res;
337     struct virtio_gpu_resource_create_blob cblob;
338     int ret;
339 
340     VIRTIO_GPU_FILL_CMD(cblob);
341     virtio_gpu_create_blob_bswap(&cblob);
342     trace_virtio_gpu_cmd_res_create_blob(cblob.resource_id, cblob.size);
343 
344     if (cblob.resource_id == 0) {
345         qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR, "%s: resource id 0 is not allowed\n",
346                       __func__);
347         cmd->error = VIRTIO_GPU_RESP_ERR_INVALID_RESOURCE_ID;
348         return;
349     }
350 
351     if (cblob.blob_mem != VIRTIO_GPU_BLOB_MEM_GUEST &&
352         cblob.blob_flags != VIRTIO_GPU_BLOB_FLAG_USE_SHAREABLE) {
353         qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR, "%s: invalid memory type\n",
354                       __func__);
355         cmd->error = VIRTIO_GPU_RESP_ERR_INVALID_PARAMETER;
356         return;
357     }
358 
359     if (virtio_gpu_find_resource(g, cblob.resource_id)) {
360         qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR, "%s: resource already exists %d\n",
361                       __func__, cblob.resource_id);
362         cmd->error = VIRTIO_GPU_RESP_ERR_INVALID_RESOURCE_ID;
363         return;
364     }
365 
366     res = g_new0(struct virtio_gpu_simple_resource, 1);
367     res->resource_id = cblob.resource_id;
368     res->blob_size = cblob.size;
369 
370     ret = virtio_gpu_create_mapping_iov(g, cblob.nr_entries, sizeof(cblob),
371                                         cmd, &res->addrs, &res->iov,
372                                         &res->iov_cnt);
373     if (ret != 0) {
374         cmd->error = VIRTIO_GPU_RESP_ERR_UNSPEC;
375         g_free(res);
376         return;
377     }
378 
379     virtio_gpu_init_udmabuf(res);
380     QTAILQ_INSERT_HEAD(&g->reslist, res, next);
381 }
382 
383 static void virtio_gpu_disable_scanout(VirtIOGPU *g, int scanout_id)
384 {
385     struct virtio_gpu_scanout *scanout = &g->parent_obj.scanout[scanout_id];
386     struct virtio_gpu_simple_resource *res;
387 
388     if (scanout->resource_id == 0) {
389         return;
390     }
391 
392     res = virtio_gpu_find_resource(g, scanout->resource_id);
393     if (res) {
394         res->scanout_bitmask &= ~(1 << scanout_id);
395     }
396 
397     dpy_gfx_replace_surface(scanout->con, NULL);
398     scanout->resource_id = 0;
399     scanout->ds = NULL;
400     scanout->width = 0;
401     scanout->height = 0;
402 }
403 
404 static void virtio_gpu_resource_destroy(VirtIOGPU *g,
405                                         struct virtio_gpu_simple_resource *res,
406                                         Error **errp)
407 {
408     int i;
409 
410     if (res->scanout_bitmask) {
411         for (i = 0; i < g->parent_obj.conf.max_outputs; i++) {
412             if (res->scanout_bitmask & (1 << i)) {
413                 virtio_gpu_disable_scanout(g, i);
414             }
415         }
416     }
417 
418     qemu_pixman_image_unref(res->image);
419     virtio_gpu_cleanup_mapping(g, res);
420     QTAILQ_REMOVE(&g->reslist, res, next);
421     g->hostmem -= res->hostmem;
422     g_free(res);
423 }
424 
425 static void virtio_gpu_resource_unref(VirtIOGPU *g,
426                                       struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd)
427 {
428     struct virtio_gpu_simple_resource *res;
429     struct virtio_gpu_resource_unref unref;
430 
431     VIRTIO_GPU_FILL_CMD(unref);
432     virtio_gpu_bswap_32(&unref, sizeof(unref));
433     trace_virtio_gpu_cmd_res_unref(unref.resource_id);
434 
435     res = virtio_gpu_find_resource(g, unref.resource_id);
436     if (!res) {
437         qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR, "%s: illegal resource specified %d\n",
438                       __func__, unref.resource_id);
439         cmd->error = VIRTIO_GPU_RESP_ERR_INVALID_RESOURCE_ID;
440         return;
441     }
442     /*
443      * virtio_gpu_resource_destroy does not set any errors, so pass a NULL errp
444      * to ignore them.
445      */
446     virtio_gpu_resource_destroy(g, res, NULL);
447 }
448 
449 static void virtio_gpu_transfer_to_host_2d(VirtIOGPU *g,
450                                            struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd)
451 {
452     struct virtio_gpu_simple_resource *res;
453     int h, bpp;
454     uint32_t src_offset, dst_offset, stride;
455     pixman_format_code_t format;
456     struct virtio_gpu_transfer_to_host_2d t2d;
457     void *img_data;
458 
459     VIRTIO_GPU_FILL_CMD(t2d);
460     virtio_gpu_t2d_bswap(&t2d);
461     trace_virtio_gpu_cmd_res_xfer_toh_2d(t2d.resource_id);
462 
463     res = virtio_gpu_find_check_resource(g, t2d.resource_id, true,
464                                          __func__, &cmd->error);
465     if (!res || res->blob) {
466         return;
467     }
468 
469     if (t2d.r.x > res->width ||
470         t2d.r.y > res->height ||
471         t2d.r.width > res->width ||
472         t2d.r.height > res->height ||
473         t2d.r.x + t2d.r.width > res->width ||
474         t2d.r.y + t2d.r.height > res->height) {
475         qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR, "%s: transfer bounds outside resource"
476                       " bounds for resource %d: %d %d %d %d vs %d %d\n",
477                       __func__, t2d.resource_id, t2d.r.x, t2d.r.y,
478                       t2d.r.width, t2d.r.height, res->width, res->height);
479         cmd->error = VIRTIO_GPU_RESP_ERR_INVALID_PARAMETER;
480         return;
481     }
482 
483     format = pixman_image_get_format(res->image);
484     bpp = DIV_ROUND_UP(PIXMAN_FORMAT_BPP(format), 8);
485     stride = pixman_image_get_stride(res->image);
486     img_data = pixman_image_get_data(res->image);
487 
488     if (t2d.r.x || t2d.r.width != pixman_image_get_width(res->image)) {
489         for (h = 0; h < t2d.r.height; h++) {
490             src_offset = t2d.offset + stride * h;
491             dst_offset = (t2d.r.y + h) * stride + (t2d.r.x * bpp);
492 
493             iov_to_buf(res->iov, res->iov_cnt, src_offset,
494                        (uint8_t *)img_data + dst_offset,
495                        t2d.r.width * bpp);
496         }
497     } else {
498         src_offset = t2d.offset;
499         dst_offset = t2d.r.y * stride + t2d.r.x * bpp;
500         iov_to_buf(res->iov, res->iov_cnt, src_offset,
501                    (uint8_t *)img_data + dst_offset,
502                    stride * t2d.r.height);
503     }
504 }
505 
506 static void virtio_gpu_resource_flush(VirtIOGPU *g,
507                                       struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd)
508 {
509     struct virtio_gpu_simple_resource *res;
510     struct virtio_gpu_resource_flush rf;
511     struct virtio_gpu_scanout *scanout;
512     QemuRect flush_rect;
513     bool within_bounds = false;
514     bool update_submitted = false;
515     int i;
516 
517     VIRTIO_GPU_FILL_CMD(rf);
518     virtio_gpu_bswap_32(&rf, sizeof(rf));
519     trace_virtio_gpu_cmd_res_flush(rf.resource_id,
520                                    rf.r.width, rf.r.height, rf.r.x, rf.r.y);
521 
522     res = virtio_gpu_find_check_resource(g, rf.resource_id, false,
523                                          __func__, &cmd->error);
524     if (!res) {
525         return;
526     }
527 
528     if (res->blob) {
529         for (i = 0; i < g->parent_obj.conf.max_outputs; i++) {
530             scanout = &g->parent_obj.scanout[i];
531             if (scanout->resource_id == res->resource_id &&
532                 rf.r.x < scanout->x + scanout->width &&
533                 rf.r.x + rf.r.width >= scanout->x &&
534                 rf.r.y < scanout->y + scanout->height &&
535                 rf.r.y + rf.r.height >= scanout->y) {
536                 within_bounds = true;
537 
538                 if (console_has_gl(scanout->con)) {
539                     dpy_gl_update(scanout->con, 0, 0, scanout->width,
540                                   scanout->height);
541                     update_submitted = true;
542                 }
543             }
544         }
545 
546         if (update_submitted) {
547             return;
548         }
549         if (!within_bounds) {
550             qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR, "%s: flush bounds outside scanouts"
551                           " bounds for flush %d: %d %d %d %d\n",
552                           __func__, rf.resource_id, rf.r.x, rf.r.y,
553                           rf.r.width, rf.r.height);
554             cmd->error = VIRTIO_GPU_RESP_ERR_INVALID_PARAMETER;
555             return;
556         }
557     }
558 
559     if (!res->blob &&
560         (rf.r.x > res->width ||
561         rf.r.y > res->height ||
562         rf.r.width > res->width ||
563         rf.r.height > res->height ||
564         rf.r.x + rf.r.width > res->width ||
565         rf.r.y + rf.r.height > res->height)) {
566         qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR, "%s: flush bounds outside resource"
567                       " bounds for resource %d: %d %d %d %d vs %d %d\n",
568                       __func__, rf.resource_id, rf.r.x, rf.r.y,
569                       rf.r.width, rf.r.height, res->width, res->height);
570         cmd->error = VIRTIO_GPU_RESP_ERR_INVALID_PARAMETER;
571         return;
572     }
573 
574     qemu_rect_init(&flush_rect, rf.r.x, rf.r.y, rf.r.width, rf.r.height);
575     for (i = 0; i < g->parent_obj.conf.max_outputs; i++) {
576         QemuRect rect;
577 
578         if (!(res->scanout_bitmask & (1 << i))) {
579             continue;
580         }
581         scanout = &g->parent_obj.scanout[i];
582 
583         qemu_rect_init(&rect, scanout->x, scanout->y,
584                        scanout->width, scanout->height);
585 
586         /* work out the area we need to update for each console */
587         if (qemu_rect_intersect(&flush_rect, &rect, &rect)) {
588             qemu_rect_translate(&rect, -scanout->x, -scanout->y);
589             dpy_gfx_update(g->parent_obj.scanout[i].con,
590                            rect.x, rect.y, rect.width, rect.height);
591         }
592     }
593 }
594 
595 static void virtio_unref_resource(pixman_image_t *image, void *data)
596 {
597     pixman_image_unref(data);
598 }
599 
600 static void virtio_gpu_update_scanout(VirtIOGPU *g,
601                                       uint32_t scanout_id,
602                                       struct virtio_gpu_simple_resource *res,
603                                       struct virtio_gpu_framebuffer *fb,
604                                       struct virtio_gpu_rect *r)
605 {
606     struct virtio_gpu_simple_resource *ores;
607     struct virtio_gpu_scanout *scanout;
608 
609     scanout = &g->parent_obj.scanout[scanout_id];
610     ores = virtio_gpu_find_resource(g, scanout->resource_id);
611     if (ores) {
612         ores->scanout_bitmask &= ~(1 << scanout_id);
613     }
614 
615     res->scanout_bitmask |= (1 << scanout_id);
616     scanout->resource_id = res->resource_id;
617     scanout->x = r->x;
618     scanout->y = r->y;
619     scanout->width = r->width;
620     scanout->height = r->height;
621     scanout->fb = *fb;
622 }
623 
624 static bool virtio_gpu_do_set_scanout(VirtIOGPU *g,
625                                       uint32_t scanout_id,
626                                       struct virtio_gpu_framebuffer *fb,
627                                       struct virtio_gpu_simple_resource *res,
628                                       struct virtio_gpu_rect *r,
629                                       uint32_t *error)
630 {
631     struct virtio_gpu_scanout *scanout;
632     uint8_t *data;
633 
634     scanout = &g->parent_obj.scanout[scanout_id];
635 
636     if (r->x > fb->width ||
637         r->y > fb->height ||
638         r->width < 16 ||
639         r->height < 16 ||
640         r->width > fb->width ||
641         r->height > fb->height ||
642         r->x + r->width > fb->width ||
643         r->y + r->height > fb->height) {
644         qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR, "%s: illegal scanout %d bounds for"
645                       " resource %d, rect (%d,%d)+%d,%d, fb %d %d\n",
646                       __func__, scanout_id, res->resource_id,
647                       r->x, r->y, r->width, r->height,
648                       fb->width, fb->height);
649         *error = VIRTIO_GPU_RESP_ERR_INVALID_PARAMETER;
650         return false;
651     }
652 
653     g->parent_obj.enable = 1;
654 
655     if (res->blob) {
656         if (console_has_gl(scanout->con)) {
657             if (!virtio_gpu_update_dmabuf(g, scanout_id, res, fb, r)) {
658                 virtio_gpu_update_scanout(g, scanout_id, res, fb, r);
659             } else {
660                 *error = VIRTIO_GPU_RESP_ERR_OUT_OF_MEMORY;
661                 return false;
662             }
663             return true;
664         }
665 
666         data = res->blob;
667     } else {
668         data = (uint8_t *)pixman_image_get_data(res->image);
669     }
670 
671     /* create a surface for this scanout */
672     if ((res->blob && !console_has_gl(scanout->con)) ||
673         !scanout->ds ||
674         surface_data(scanout->ds) != data + fb->offset ||
675         scanout->width != r->width ||
676         scanout->height != r->height) {
677         pixman_image_t *rect;
678         void *ptr = data + fb->offset;
679         rect = pixman_image_create_bits(fb->format, r->width, r->height,
680                                         ptr, fb->stride);
681 
682         if (res->image) {
683             pixman_image_ref(res->image);
684             pixman_image_set_destroy_function(rect, virtio_unref_resource,
685                                               res->image);
686         }
687 
688         /* realloc the surface ptr */
689         scanout->ds = qemu_create_displaysurface_pixman(rect);
690 #ifdef WIN32
691         qemu_displaysurface_win32_set_handle(scanout->ds, res->handle, fb->offset);
692 #endif
693 
694         pixman_image_unref(rect);
695         dpy_gfx_replace_surface(g->parent_obj.scanout[scanout_id].con,
696                                 scanout->ds);
697     }
698 
699     virtio_gpu_update_scanout(g, scanout_id, res, fb, r);
700     return true;
701 }
702 
703 static void virtio_gpu_set_scanout(VirtIOGPU *g,
704                                    struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd)
705 {
706     struct virtio_gpu_simple_resource *res;
707     struct virtio_gpu_framebuffer fb = { 0 };
708     struct virtio_gpu_set_scanout ss;
709 
710     VIRTIO_GPU_FILL_CMD(ss);
711     virtio_gpu_bswap_32(&ss, sizeof(ss));
712     trace_virtio_gpu_cmd_set_scanout(ss.scanout_id, ss.resource_id,
713                                      ss.r.width, ss.r.height, ss.r.x, ss.r.y);
714 
715     if (ss.scanout_id >= g->parent_obj.conf.max_outputs) {
716         qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR, "%s: illegal scanout id specified %d",
717                       __func__, ss.scanout_id);
718         cmd->error = VIRTIO_GPU_RESP_ERR_INVALID_SCANOUT_ID;
719         return;
720     }
721 
722     if (ss.resource_id == 0) {
723         virtio_gpu_disable_scanout(g, ss.scanout_id);
724         return;
725     }
726 
727     res = virtio_gpu_find_check_resource(g, ss.resource_id, true,
728                                          __func__, &cmd->error);
729     if (!res) {
730         return;
731     }
732 
733     fb.format = pixman_image_get_format(res->image);
734     fb.bytes_pp = DIV_ROUND_UP(PIXMAN_FORMAT_BPP(fb.format), 8);
735     fb.width  = pixman_image_get_width(res->image);
736     fb.height = pixman_image_get_height(res->image);
737     fb.stride = pixman_image_get_stride(res->image);
738     fb.offset = ss.r.x * fb.bytes_pp + ss.r.y * fb.stride;
739 
740     virtio_gpu_do_set_scanout(g, ss.scanout_id,
741                               &fb, res, &ss.r, &cmd->error);
742 }
743 
744 static void virtio_gpu_set_scanout_blob(VirtIOGPU *g,
745                                         struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd)
746 {
747     struct virtio_gpu_simple_resource *res;
748     struct virtio_gpu_framebuffer fb = { 0 };
749     struct virtio_gpu_set_scanout_blob ss;
750     uint64_t fbend;
751 
752     VIRTIO_GPU_FILL_CMD(ss);
753     virtio_gpu_scanout_blob_bswap(&ss);
754     trace_virtio_gpu_cmd_set_scanout_blob(ss.scanout_id, ss.resource_id,
755                                           ss.r.width, ss.r.height, ss.r.x,
756                                           ss.r.y);
757 
758     if (ss.scanout_id >= g->parent_obj.conf.max_outputs) {
759         qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR, "%s: illegal scanout id specified %d",
760                       __func__, ss.scanout_id);
761         cmd->error = VIRTIO_GPU_RESP_ERR_INVALID_SCANOUT_ID;
762         return;
763     }
764 
765     if (ss.resource_id == 0) {
766         virtio_gpu_disable_scanout(g, ss.scanout_id);
767         return;
768     }
769 
770     res = virtio_gpu_find_check_resource(g, ss.resource_id, true,
771                                          __func__, &cmd->error);
772     if (!res) {
773         return;
774     }
775 
776     fb.format = virtio_gpu_get_pixman_format(ss.format);
777     if (!fb.format) {
778         qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR,
779                       "%s: host couldn't handle guest format %d\n",
780                       __func__, ss.format);
781         cmd->error = VIRTIO_GPU_RESP_ERR_INVALID_PARAMETER;
782         return;
783     }
784 
785     fb.bytes_pp = DIV_ROUND_UP(PIXMAN_FORMAT_BPP(fb.format), 8);
786     fb.width = ss.width;
787     fb.height = ss.height;
788     fb.stride = ss.strides[0];
789     fb.offset = ss.offsets[0] + ss.r.x * fb.bytes_pp + ss.r.y * fb.stride;
790 
791     fbend = fb.offset;
792     fbend += fb.stride * (ss.r.height - 1);
793     fbend += fb.bytes_pp * ss.r.width;
794     if (fbend > res->blob_size) {
795         qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR,
796                       "%s: fb end out of range\n",
797                       __func__);
798         cmd->error = VIRTIO_GPU_RESP_ERR_INVALID_PARAMETER;
799         return;
800     }
801 
802     virtio_gpu_do_set_scanout(g, ss.scanout_id,
803                               &fb, res, &ss.r, &cmd->error);
804 }
805 
806 int virtio_gpu_create_mapping_iov(VirtIOGPU *g,
807                                   uint32_t nr_entries, uint32_t offset,
808                                   struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd,
809                                   uint64_t **addr, struct iovec **iov,
810                                   uint32_t *niov)
811 {
812     struct virtio_gpu_mem_entry *ents;
813     size_t esize, s;
814     int e, v;
815 
816     if (nr_entries > 16384) {
817         qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR,
818                       "%s: nr_entries is too big (%d > 16384)\n",
819                       __func__, nr_entries);
820         return -1;
821     }
822 
823     esize = sizeof(*ents) * nr_entries;
824     ents = g_malloc(esize);
825     s = iov_to_buf(cmd->elem.out_sg, cmd->elem.out_num,
826                    offset, ents, esize);
827     if (s != esize) {
828         qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR,
829                       "%s: command data size incorrect %zu vs %zu\n",
830                       __func__, s, esize);
831         g_free(ents);
832         return -1;
833     }
834 
835     *iov = NULL;
836     if (addr) {
837         *addr = NULL;
838     }
839     for (e = 0, v = 0; e < nr_entries; e++) {
840         uint64_t a = le64_to_cpu(ents[e].addr);
841         uint32_t l = le32_to_cpu(ents[e].length);
842         hwaddr len;
843         void *map;
844 
845         do {
846             len = l;
847             map = dma_memory_map(VIRTIO_DEVICE(g)->dma_as, a, &len,
848                                  DMA_DIRECTION_TO_DEVICE,
849                                  MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
850             if (!map) {
851                 qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR, "%s: failed to map MMIO memory for"
852                               " element %d\n", __func__, e);
853                 virtio_gpu_cleanup_mapping_iov(g, *iov, v);
854                 g_free(ents);
855                 *iov = NULL;
856                 if (addr) {
857                     g_free(*addr);
858                     *addr = NULL;
859                 }
860                 return -1;
861             }
862 
863             if (!(v % 16)) {
864                 *iov = g_renew(struct iovec, *iov, v + 16);
865                 if (addr) {
866                     *addr = g_renew(uint64_t, *addr, v + 16);
867                 }
868             }
869             (*iov)[v].iov_base = map;
870             (*iov)[v].iov_len = len;
871             if (addr) {
872                 (*addr)[v] = a;
873             }
874 
875             a += len;
876             l -= len;
877             v += 1;
878         } while (l > 0);
879     }
880     *niov = v;
881 
882     g_free(ents);
883     return 0;
884 }
885 
886 void virtio_gpu_cleanup_mapping_iov(VirtIOGPU *g,
887                                     struct iovec *iov, uint32_t count)
888 {
889     int i;
890 
891     for (i = 0; i < count; i++) {
892         dma_memory_unmap(VIRTIO_DEVICE(g)->dma_as,
893                          iov[i].iov_base, iov[i].iov_len,
894                          DMA_DIRECTION_TO_DEVICE,
895                          iov[i].iov_len);
896     }
897     g_free(iov);
898 }
899 
900 void virtio_gpu_cleanup_mapping(VirtIOGPU *g,
901                                 struct virtio_gpu_simple_resource *res)
902 {
903     virtio_gpu_cleanup_mapping_iov(g, res->iov, res->iov_cnt);
904     res->iov = NULL;
905     res->iov_cnt = 0;
906     g_free(res->addrs);
907     res->addrs = NULL;
908 
909     if (res->blob) {
910         virtio_gpu_fini_udmabuf(res);
911     }
912 }
913 
914 static void
915 virtio_gpu_resource_attach_backing(VirtIOGPU *g,
916                                    struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd)
917 {
918     struct virtio_gpu_simple_resource *res;
919     struct virtio_gpu_resource_attach_backing ab;
920     int ret;
921 
922     VIRTIO_GPU_FILL_CMD(ab);
923     virtio_gpu_bswap_32(&ab, sizeof(ab));
924     trace_virtio_gpu_cmd_res_back_attach(ab.resource_id);
925 
926     res = virtio_gpu_find_resource(g, ab.resource_id);
927     if (!res) {
928         qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR, "%s: illegal resource specified %d\n",
929                       __func__, ab.resource_id);
930         cmd->error = VIRTIO_GPU_RESP_ERR_INVALID_RESOURCE_ID;
931         return;
932     }
933 
934     if (res->iov) {
935         cmd->error = VIRTIO_GPU_RESP_ERR_UNSPEC;
936         return;
937     }
938 
939     ret = virtio_gpu_create_mapping_iov(g, ab.nr_entries, sizeof(ab), cmd,
940                                         &res->addrs, &res->iov, &res->iov_cnt);
941     if (ret != 0) {
942         cmd->error = VIRTIO_GPU_RESP_ERR_UNSPEC;
943         return;
944     }
945 }
946 
947 static void
948 virtio_gpu_resource_detach_backing(VirtIOGPU *g,
949                                    struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd)
950 {
951     struct virtio_gpu_simple_resource *res;
952     struct virtio_gpu_resource_detach_backing detach;
953 
954     VIRTIO_GPU_FILL_CMD(detach);
955     virtio_gpu_bswap_32(&detach, sizeof(detach));
956     trace_virtio_gpu_cmd_res_back_detach(detach.resource_id);
957 
958     res = virtio_gpu_find_check_resource(g, detach.resource_id, true,
959                                          __func__, &cmd->error);
960     if (!res) {
961         return;
962     }
963     virtio_gpu_cleanup_mapping(g, res);
964 }
965 
966 void virtio_gpu_simple_process_cmd(VirtIOGPU *g,
967                                    struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd)
968 {
969     VIRTIO_GPU_FILL_CMD(cmd->cmd_hdr);
970     virtio_gpu_ctrl_hdr_bswap(&cmd->cmd_hdr);
971 
972     switch (cmd->cmd_hdr.type) {
973     case VIRTIO_GPU_CMD_GET_DISPLAY_INFO:
974         virtio_gpu_get_display_info(g, cmd);
975         break;
976     case VIRTIO_GPU_CMD_GET_EDID:
977         virtio_gpu_get_edid(g, cmd);
978         break;
979     case VIRTIO_GPU_CMD_RESOURCE_CREATE_2D:
980         virtio_gpu_resource_create_2d(g, cmd);
981         break;
982     case VIRTIO_GPU_CMD_RESOURCE_CREATE_BLOB:
983         if (!virtio_gpu_blob_enabled(g->parent_obj.conf)) {
984             cmd->error = VIRTIO_GPU_RESP_ERR_INVALID_PARAMETER;
985             break;
986         }
987         virtio_gpu_resource_create_blob(g, cmd);
988         break;
989     case VIRTIO_GPU_CMD_RESOURCE_UNREF:
990         virtio_gpu_resource_unref(g, cmd);
991         break;
992     case VIRTIO_GPU_CMD_RESOURCE_FLUSH:
993         virtio_gpu_resource_flush(g, cmd);
994         break;
995     case VIRTIO_GPU_CMD_TRANSFER_TO_HOST_2D:
996         virtio_gpu_transfer_to_host_2d(g, cmd);
997         break;
998     case VIRTIO_GPU_CMD_SET_SCANOUT:
999         virtio_gpu_set_scanout(g, cmd);
1000         break;
1001     case VIRTIO_GPU_CMD_SET_SCANOUT_BLOB:
1002         if (!virtio_gpu_blob_enabled(g->parent_obj.conf)) {
1003             cmd->error = VIRTIO_GPU_RESP_ERR_INVALID_PARAMETER;
1004             break;
1005         }
1006         virtio_gpu_set_scanout_blob(g, cmd);
1007         break;
1008     case VIRTIO_GPU_CMD_RESOURCE_ATTACH_BACKING:
1009         virtio_gpu_resource_attach_backing(g, cmd);
1010         break;
1011     case VIRTIO_GPU_CMD_RESOURCE_DETACH_BACKING:
1012         virtio_gpu_resource_detach_backing(g, cmd);
1013         break;
1014     default:
1015         cmd->error = VIRTIO_GPU_RESP_ERR_UNSPEC;
1016         break;
1017     }
1018     if (!cmd->finished) {
1019         if (!g->parent_obj.renderer_blocked) {
1020             virtio_gpu_ctrl_response_nodata(g, cmd, cmd->error ? cmd->error :
1021                                             VIRTIO_GPU_RESP_OK_NODATA);
1022         }
1023     }
1024 }
1025 
1026 static void virtio_gpu_handle_ctrl_cb(VirtIODevice *vdev, VirtQueue *vq)
1027 {
1028     VirtIOGPU *g = VIRTIO_GPU(vdev);
1029     qemu_bh_schedule(g->ctrl_bh);
1030 }
1031 
1032 static void virtio_gpu_handle_cursor_cb(VirtIODevice *vdev, VirtQueue *vq)
1033 {
1034     VirtIOGPU *g = VIRTIO_GPU(vdev);
1035     qemu_bh_schedule(g->cursor_bh);
1036 }
1037 
1038 void virtio_gpu_process_cmdq(VirtIOGPU *g)
1039 {
1040     struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd;
1041     VirtIOGPUClass *vgc = VIRTIO_GPU_GET_CLASS(g);
1042 
1043     if (g->processing_cmdq) {
1044         return;
1045     }
1046     g->processing_cmdq = true;
1047     while (!QTAILQ_EMPTY(&g->cmdq)) {
1048         cmd = QTAILQ_FIRST(&g->cmdq);
1049 
1050         if (g->parent_obj.renderer_blocked) {
1051             break;
1052         }
1053 
1054         /* process command */
1055         vgc->process_cmd(g, cmd);
1056 
1057         QTAILQ_REMOVE(&g->cmdq, cmd, next);
1058         if (virtio_gpu_stats_enabled(g->parent_obj.conf)) {
1059             g->stats.requests++;
1060         }
1061 
1062         if (!cmd->finished) {
1063             QTAILQ_INSERT_TAIL(&g->fenceq, cmd, next);
1064             g->inflight++;
1065             if (virtio_gpu_stats_enabled(g->parent_obj.conf)) {
1066                 if (g->stats.max_inflight < g->inflight) {
1067                     g->stats.max_inflight = g->inflight;
1068                 }
1069                 fprintf(stderr, "inflight: %3d (+)\r", g->inflight);
1070             }
1071         } else {
1072             g_free(cmd);
1073         }
1074     }
1075     g->processing_cmdq = false;
1076 }
1077 
1078 static void virtio_gpu_process_fenceq(VirtIOGPU *g)
1079 {
1080     struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd, *tmp;
1081 
1082     QTAILQ_FOREACH_SAFE(cmd, &g->fenceq, next, tmp) {
1083         trace_virtio_gpu_fence_resp(cmd->cmd_hdr.fence_id);
1084         virtio_gpu_ctrl_response_nodata(g, cmd, VIRTIO_GPU_RESP_OK_NODATA);
1085         QTAILQ_REMOVE(&g->fenceq, cmd, next);
1086         g_free(cmd);
1087         g->inflight--;
1088         if (virtio_gpu_stats_enabled(g->parent_obj.conf)) {
1089             fprintf(stderr, "inflight: %3d (-)\r", g->inflight);
1090         }
1091     }
1092 }
1093 
1094 static void virtio_gpu_handle_gl_flushed(VirtIOGPUBase *b)
1095 {
1096     VirtIOGPU *g = container_of(b, VirtIOGPU, parent_obj);
1097 
1098     virtio_gpu_process_fenceq(g);
1099     virtio_gpu_process_cmdq(g);
1100 }
1101 
1102 static void virtio_gpu_handle_ctrl(VirtIODevice *vdev, VirtQueue *vq)
1103 {
1104     VirtIOGPU *g = VIRTIO_GPU(vdev);
1105     struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd;
1106 
1107     if (!virtio_queue_ready(vq)) {
1108         return;
1109     }
1110 
1111     cmd = virtqueue_pop(vq, sizeof(struct virtio_gpu_ctrl_command));
1112     while (cmd) {
1113         cmd->vq = vq;
1114         cmd->error = 0;
1115         cmd->finished = false;
1116         QTAILQ_INSERT_TAIL(&g->cmdq, cmd, next);
1117         cmd = virtqueue_pop(vq, sizeof(struct virtio_gpu_ctrl_command));
1118     }
1119 
1120     virtio_gpu_process_cmdq(g);
1121 }
1122 
1123 static void virtio_gpu_ctrl_bh(void *opaque)
1124 {
1125     VirtIOGPU *g = opaque;
1126     VirtIOGPUClass *vgc = VIRTIO_GPU_GET_CLASS(g);
1127 
1128     vgc->handle_ctrl(VIRTIO_DEVICE(g), g->ctrl_vq);
1129 }
1130 
1131 static void virtio_gpu_handle_cursor(VirtIODevice *vdev, VirtQueue *vq)
1132 {
1133     VirtIOGPU *g = VIRTIO_GPU(vdev);
1134     VirtQueueElement *elem;
1135     size_t s;
1136     struct virtio_gpu_update_cursor cursor_info;
1137 
1138     if (!virtio_queue_ready(vq)) {
1139         return;
1140     }
1141     for (;;) {
1142         elem = virtqueue_pop(vq, sizeof(VirtQueueElement));
1143         if (!elem) {
1144             break;
1145         }
1146 
1147         s = iov_to_buf(elem->out_sg, elem->out_num, 0,
1148                        &cursor_info, sizeof(cursor_info));
1149         if (s != sizeof(cursor_info)) {
1150             qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR,
1151                           "%s: cursor size incorrect %zu vs %zu\n",
1152                           __func__, s, sizeof(cursor_info));
1153         } else {
1154             virtio_gpu_bswap_32(&cursor_info, sizeof(cursor_info));
1155             update_cursor(g, &cursor_info);
1156         }
1157         virtqueue_push(vq, elem, 0);
1158         virtio_notify(vdev, vq);
1159         g_free(elem);
1160     }
1161 }
1162 
1163 static void virtio_gpu_cursor_bh(void *opaque)
1164 {
1165     VirtIOGPU *g = opaque;
1166     virtio_gpu_handle_cursor(&g->parent_obj.parent_obj, g->cursor_vq);
1167 }
1168 
1169 static bool scanout_vmstate_after_v2(void *opaque, int version)
1170 {
1171     struct VirtIOGPUBase *base = container_of(opaque, VirtIOGPUBase, scanout);
1172     struct VirtIOGPU *gpu = container_of(base, VirtIOGPU, parent_obj);
1173 
1174     return gpu->scanout_vmstate_version >= 2;
1175 }
1176 
1177 static const VMStateDescription vmstate_virtio_gpu_scanout = {
1178     .name = "virtio-gpu-one-scanout",
1179     .version_id = 1,
1180     .fields = (const VMStateField[]) {
1181         VMSTATE_UINT32(resource_id, struct virtio_gpu_scanout),
1182         VMSTATE_UINT32(width, struct virtio_gpu_scanout),
1183         VMSTATE_UINT32(height, struct virtio_gpu_scanout),
1184         VMSTATE_INT32(x, struct virtio_gpu_scanout),
1185         VMSTATE_INT32(y, struct virtio_gpu_scanout),
1186         VMSTATE_UINT32(cursor.resource_id, struct virtio_gpu_scanout),
1187         VMSTATE_UINT32(cursor.hot_x, struct virtio_gpu_scanout),
1188         VMSTATE_UINT32(cursor.hot_y, struct virtio_gpu_scanout),
1189         VMSTATE_UINT32(cursor.pos.x, struct virtio_gpu_scanout),
1190         VMSTATE_UINT32(cursor.pos.y, struct virtio_gpu_scanout),
1191         VMSTATE_UINT32_TEST(fb.format, struct virtio_gpu_scanout,
1192                             scanout_vmstate_after_v2),
1193         VMSTATE_UINT32_TEST(fb.bytes_pp, struct virtio_gpu_scanout,
1194                             scanout_vmstate_after_v2),
1195         VMSTATE_UINT32_TEST(fb.width, struct virtio_gpu_scanout,
1196                             scanout_vmstate_after_v2),
1197         VMSTATE_UINT32_TEST(fb.height, struct virtio_gpu_scanout,
1198                             scanout_vmstate_after_v2),
1199         VMSTATE_UINT32_TEST(fb.stride, struct virtio_gpu_scanout,
1200                             scanout_vmstate_after_v2),
1201         VMSTATE_UINT32_TEST(fb.offset, struct virtio_gpu_scanout,
1202                             scanout_vmstate_after_v2),
1203         VMSTATE_END_OF_LIST()
1204     },
1205 };
1206 
1207 static const VMStateDescription vmstate_virtio_gpu_scanouts = {
1208     .name = "virtio-gpu-scanouts",
1209     .version_id = 1,
1210     .fields = (const VMStateField[]) {
1211         VMSTATE_INT32(parent_obj.enable, struct VirtIOGPU),
1212         VMSTATE_UINT32_EQUAL(parent_obj.conf.max_outputs,
1213                              struct VirtIOGPU, NULL),
1214         VMSTATE_STRUCT_VARRAY_UINT32(parent_obj.scanout, struct VirtIOGPU,
1215                                      parent_obj.conf.max_outputs, 1,
1216                                      vmstate_virtio_gpu_scanout,
1217                                      struct virtio_gpu_scanout),
1218         VMSTATE_END_OF_LIST()
1219     },
1220 };
1221 
1222 static int virtio_gpu_save(QEMUFile *f, void *opaque, size_t size,
1223                            const VMStateField *field, JSONWriter *vmdesc)
1224 {
1225     VirtIOGPU *g = opaque;
1226     struct virtio_gpu_simple_resource *res;
1227     int i;
1228 
1229     /* in 2d mode we should never find unprocessed commands here */
1230     assert(QTAILQ_EMPTY(&g->cmdq));
1231 
1232     QTAILQ_FOREACH(res, &g->reslist, next) {
1233         if (res->blob_size) {
1234             continue;
1235         }
1236         qemu_put_be32(f, res->resource_id);
1237         qemu_put_be32(f, res->width);
1238         qemu_put_be32(f, res->height);
1239         qemu_put_be32(f, res->format);
1240         qemu_put_be32(f, res->iov_cnt);
1241         for (i = 0; i < res->iov_cnt; i++) {
1242             qemu_put_be64(f, res->addrs[i]);
1243             qemu_put_be32(f, res->iov[i].iov_len);
1244         }
1245         qemu_put_buffer(f, (void *)pixman_image_get_data(res->image),
1246                         pixman_image_get_stride(res->image) * res->height);
1247     }
1248     qemu_put_be32(f, 0); /* end of list */
1249 
1250     return vmstate_save_state(f, &vmstate_virtio_gpu_scanouts, g, NULL);
1251 }
1252 
1253 static bool virtio_gpu_load_restore_mapping(VirtIOGPU *g,
1254                                             struct virtio_gpu_simple_resource *res)
1255 {
1256     int i;
1257 
1258     for (i = 0; i < res->iov_cnt; i++) {
1259         hwaddr len = res->iov[i].iov_len;
1260         res->iov[i].iov_base =
1261             dma_memory_map(VIRTIO_DEVICE(g)->dma_as, res->addrs[i], &len,
1262                            DMA_DIRECTION_TO_DEVICE, MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
1263 
1264         if (!res->iov[i].iov_base || len != res->iov[i].iov_len) {
1265             /* Clean up the half-a-mapping we just created... */
1266             if (res->iov[i].iov_base) {
1267                 dma_memory_unmap(VIRTIO_DEVICE(g)->dma_as, res->iov[i].iov_base,
1268                                  len, DMA_DIRECTION_TO_DEVICE, 0);
1269             }
1270             /* ...and the mappings for previous loop iterations */
1271             res->iov_cnt = i;
1272             virtio_gpu_cleanup_mapping(g, res);
1273             return false;
1274         }
1275     }
1276 
1277     QTAILQ_INSERT_HEAD(&g->reslist, res, next);
1278     g->hostmem += res->hostmem;
1279     return true;
1280 }
1281 
1282 static int virtio_gpu_load(QEMUFile *f, void *opaque, size_t size,
1283                            const VMStateField *field)
1284 {
1285     VirtIOGPU *g = opaque;
1286     struct virtio_gpu_simple_resource *res;
1287     uint32_t resource_id, pformat;
1288     void *bits = NULL;
1289     int i;
1290 
1291     g->hostmem = 0;
1292 
1293     resource_id = qemu_get_be32(f);
1294     while (resource_id != 0) {
1295         res = virtio_gpu_find_resource(g, resource_id);
1296         if (res) {
1297             return -EINVAL;
1298         }
1299 
1300         res = g_new0(struct virtio_gpu_simple_resource, 1);
1301         res->resource_id = resource_id;
1302         res->width = qemu_get_be32(f);
1303         res->height = qemu_get_be32(f);
1304         res->format = qemu_get_be32(f);
1305         res->iov_cnt = qemu_get_be32(f);
1306 
1307         /* allocate */
1308         pformat = virtio_gpu_get_pixman_format(res->format);
1309         if (!pformat) {
1310             g_free(res);
1311             return -EINVAL;
1312         }
1313 
1314         res->hostmem = calc_image_hostmem(pformat, res->width, res->height);
1315 #ifdef WIN32
1316         bits = qemu_win32_map_alloc(res->hostmem, &res->handle, &error_warn);
1317         if (!bits) {
1318             g_free(res);
1319             return -EINVAL;
1320         }
1321 #endif
1322         res->image = pixman_image_create_bits(
1323             pformat,
1324             res->width, res->height,
1325             bits, res->height ? res->hostmem / res->height : 0);
1326         if (!res->image) {
1327             g_free(res);
1328             return -EINVAL;
1329         }
1330 #ifdef WIN32
1331         pixman_image_set_destroy_function(res->image, win32_pixman_image_destroy, res->handle);
1332 #endif
1333 
1334         res->addrs = g_new(uint64_t, res->iov_cnt);
1335         res->iov = g_new(struct iovec, res->iov_cnt);
1336 
1337         /* read data */
1338         for (i = 0; i < res->iov_cnt; i++) {
1339             res->addrs[i] = qemu_get_be64(f);
1340             res->iov[i].iov_len = qemu_get_be32(f);
1341         }
1342         qemu_get_buffer(f, (void *)pixman_image_get_data(res->image),
1343                         pixman_image_get_stride(res->image) * res->height);
1344 
1345         if (!virtio_gpu_load_restore_mapping(g, res)) {
1346             pixman_image_unref(res->image);
1347             g_free(res);
1348             return -EINVAL;
1349         }
1350 
1351         resource_id = qemu_get_be32(f);
1352     }
1353 
1354     /* load & apply scanout state */
1355     vmstate_load_state(f, &vmstate_virtio_gpu_scanouts, g, 1);
1356 
1357     return 0;
1358 }
1359 
1360 static int virtio_gpu_blob_save(QEMUFile *f, void *opaque, size_t size,
1361                                 const VMStateField *field, JSONWriter *vmdesc)
1362 {
1363     VirtIOGPU *g = opaque;
1364     struct virtio_gpu_simple_resource *res;
1365     int i;
1366 
1367     /* in 2d mode we should never find unprocessed commands here */
1368     assert(QTAILQ_EMPTY(&g->cmdq));
1369 
1370     QTAILQ_FOREACH(res, &g->reslist, next) {
1371         if (!res->blob_size) {
1372             continue;
1373         }
1374         assert(!res->image);
1375         qemu_put_be32(f, res->resource_id);
1376         qemu_put_be32(f, res->blob_size);
1377         qemu_put_be32(f, res->iov_cnt);
1378         for (i = 0; i < res->iov_cnt; i++) {
1379             qemu_put_be64(f, res->addrs[i]);
1380             qemu_put_be32(f, res->iov[i].iov_len);
1381         }
1382     }
1383     qemu_put_be32(f, 0); /* end of list */
1384 
1385     return 0;
1386 }
1387 
1388 static int virtio_gpu_blob_load(QEMUFile *f, void *opaque, size_t size,
1389                                 const VMStateField *field)
1390 {
1391     VirtIOGPU *g = opaque;
1392     struct virtio_gpu_simple_resource *res;
1393     uint32_t resource_id;
1394     int i;
1395 
1396     resource_id = qemu_get_be32(f);
1397     while (resource_id != 0) {
1398         res = virtio_gpu_find_resource(g, resource_id);
1399         if (res) {
1400             return -EINVAL;
1401         }
1402 
1403         res = g_new0(struct virtio_gpu_simple_resource, 1);
1404         res->resource_id = resource_id;
1405         res->blob_size = qemu_get_be32(f);
1406         res->iov_cnt = qemu_get_be32(f);
1407         res->addrs = g_new(uint64_t, res->iov_cnt);
1408         res->iov = g_new(struct iovec, res->iov_cnt);
1409 
1410         /* read data */
1411         for (i = 0; i < res->iov_cnt; i++) {
1412             res->addrs[i] = qemu_get_be64(f);
1413             res->iov[i].iov_len = qemu_get_be32(f);
1414         }
1415 
1416         if (!virtio_gpu_load_restore_mapping(g, res)) {
1417             g_free(res);
1418             return -EINVAL;
1419         }
1420 
1421         virtio_gpu_init_udmabuf(res);
1422 
1423         resource_id = qemu_get_be32(f);
1424     }
1425 
1426     return 0;
1427 }
1428 
1429 static int virtio_gpu_post_load(void *opaque, int version_id)
1430 {
1431     VirtIOGPU *g = opaque;
1432     struct virtio_gpu_scanout *scanout;
1433     struct virtio_gpu_simple_resource *res;
1434     int i;
1435 
1436     for (i = 0; i < g->parent_obj.conf.max_outputs; i++) {
1437         scanout = &g->parent_obj.scanout[i];
1438         if (!scanout->resource_id) {
1439             continue;
1440         }
1441 
1442         res = virtio_gpu_find_resource(g, scanout->resource_id);
1443         if (!res) {
1444             return -EINVAL;
1445         }
1446 
1447         if (scanout->fb.format != 0) {
1448             uint32_t error = 0;
1449             struct virtio_gpu_rect r = {
1450                 .x = scanout->x,
1451                 .y = scanout->y,
1452                 .width = scanout->width,
1453                 .height = scanout->height
1454             };
1455 
1456             if (!virtio_gpu_do_set_scanout(g, i, &scanout->fb, res, &r, &error)) {
1457                 return -EINVAL;
1458             }
1459         } else {
1460             /* legacy v1 migration support */
1461             if (!res->image) {
1462                 return -EINVAL;
1463             }
1464             scanout->ds = qemu_create_displaysurface_pixman(res->image);
1465 #ifdef WIN32
1466             qemu_displaysurface_win32_set_handle(scanout->ds, res->handle, 0);
1467 #endif
1468             dpy_gfx_replace_surface(scanout->con, scanout->ds);
1469         }
1470 
1471         dpy_gfx_update_full(scanout->con);
1472         if (scanout->cursor.resource_id) {
1473             update_cursor(g, &scanout->cursor);
1474         }
1475         res->scanout_bitmask |= (1 << i);
1476     }
1477 
1478     return 0;
1479 }
1480 
1481 void virtio_gpu_device_realize(DeviceState *qdev, Error **errp)
1482 {
1483     VirtIODevice *vdev = VIRTIO_DEVICE(qdev);
1484     VirtIOGPU *g = VIRTIO_GPU(qdev);
1485 
1486     if (virtio_gpu_blob_enabled(g->parent_obj.conf)) {
1487         if (!virtio_gpu_rutabaga_enabled(g->parent_obj.conf) &&
1488             !virtio_gpu_have_udmabuf()) {
1489             error_setg(errp, "need rutabaga or udmabuf for blob resources");
1490             return;
1491         }
1492 
1493         if (virtio_gpu_virgl_enabled(g->parent_obj.conf)) {
1494             error_setg(errp, "blobs and virgl are not compatible (yet)");
1495             return;
1496         }
1497     }
1498 
1499     if (!virtio_gpu_base_device_realize(qdev,
1500                                         virtio_gpu_handle_ctrl_cb,
1501                                         virtio_gpu_handle_cursor_cb,
1502                                         errp)) {
1503         return;
1504     }
1505 
1506     g->ctrl_vq = virtio_get_queue(vdev, 0);
1507     g->cursor_vq = virtio_get_queue(vdev, 1);
1508     g->ctrl_bh = virtio_bh_new_guarded(qdev, virtio_gpu_ctrl_bh, g);
1509     g->cursor_bh = virtio_bh_new_guarded(qdev, virtio_gpu_cursor_bh, g);
1510     g->reset_bh = qemu_bh_new(virtio_gpu_reset_bh, g);
1511     qemu_cond_init(&g->reset_cond);
1512     QTAILQ_INIT(&g->reslist);
1513     QTAILQ_INIT(&g->cmdq);
1514     QTAILQ_INIT(&g->fenceq);
1515 }
1516 
1517 static void virtio_gpu_device_unrealize(DeviceState *qdev)
1518 {
1519     VirtIOGPU *g = VIRTIO_GPU(qdev);
1520 
1521     g_clear_pointer(&g->ctrl_bh, qemu_bh_delete);
1522     g_clear_pointer(&g->cursor_bh, qemu_bh_delete);
1523     g_clear_pointer(&g->reset_bh, qemu_bh_delete);
1524     qemu_cond_destroy(&g->reset_cond);
1525     virtio_gpu_base_device_unrealize(qdev);
1526 }
1527 
1528 static void virtio_gpu_reset_bh(void *opaque)
1529 {
1530     VirtIOGPU *g = VIRTIO_GPU(opaque);
1531     VirtIOGPUClass *vgc = VIRTIO_GPU_GET_CLASS(g);
1532     struct virtio_gpu_simple_resource *res, *tmp;
1533     uint32_t resource_id;
1534     Error *local_err = NULL;
1535     int i = 0;
1536 
1537     QTAILQ_FOREACH_SAFE(res, &g->reslist, next, tmp) {
1538         resource_id = res->resource_id;
1539         vgc->resource_destroy(g, res, &local_err);
1540         if (local_err) {
1541             error_append_hint(&local_err, "%s: %s resource_destroy"
1542                               "for resource_id = %"PRIu32" failed.\n",
1543                               __func__, object_get_typename(OBJECT(g)),
1544                               resource_id);
1545             /* error_report_err frees the error object for us */
1546             error_report_err(local_err);
1547             local_err = NULL;
1548         }
1549     }
1550 
1551     for (i = 0; i < g->parent_obj.conf.max_outputs; i++) {
1552         dpy_gfx_replace_surface(g->parent_obj.scanout[i].con, NULL);
1553     }
1554 
1555     g->reset_finished = true;
1556     qemu_cond_signal(&g->reset_cond);
1557 }
1558 
1559 void virtio_gpu_reset(VirtIODevice *vdev)
1560 {
1561     VirtIOGPU *g = VIRTIO_GPU(vdev);
1562     struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd;
1563 
1564     if (qemu_in_vcpu_thread()) {
1565         g->reset_finished = false;
1566         qemu_bh_schedule(g->reset_bh);
1567         while (!g->reset_finished) {
1568             qemu_cond_wait_bql(&g->reset_cond);
1569         }
1570     } else {
1571         aio_bh_call(g->reset_bh);
1572     }
1573 
1574     while (!QTAILQ_EMPTY(&g->cmdq)) {
1575         cmd = QTAILQ_FIRST(&g->cmdq);
1576         QTAILQ_REMOVE(&g->cmdq, cmd, next);
1577         g_free(cmd);
1578     }
1579 
1580     while (!QTAILQ_EMPTY(&g->fenceq)) {
1581         cmd = QTAILQ_FIRST(&g->fenceq);
1582         QTAILQ_REMOVE(&g->fenceq, cmd, next);
1583         g->inflight--;
1584         g_free(cmd);
1585     }
1586 
1587     virtio_gpu_base_reset(VIRTIO_GPU_BASE(vdev));
1588 }
1589 
1590 static void
1591 virtio_gpu_get_config(VirtIODevice *vdev, uint8_t *config)
1592 {
1593     VirtIOGPUBase *g = VIRTIO_GPU_BASE(vdev);
1594 
1595     memcpy(config, &g->virtio_config, sizeof(g->virtio_config));
1596 }
1597 
1598 static void
1599 virtio_gpu_set_config(VirtIODevice *vdev, const uint8_t *config)
1600 {
1601     VirtIOGPUBase *g = VIRTIO_GPU_BASE(vdev);
1602     const struct virtio_gpu_config *vgconfig =
1603         (const struct virtio_gpu_config *)config;
1604 
1605     if (vgconfig->events_clear) {
1606         g->virtio_config.events_read &= ~vgconfig->events_clear;
1607     }
1608 }
1609 
1610 static bool virtio_gpu_blob_state_needed(void *opaque)
1611 {
1612     VirtIOGPU *g = VIRTIO_GPU(opaque);
1613 
1614     return virtio_gpu_blob_enabled(g->parent_obj.conf);
1615 }
1616 
1617 const VMStateDescription vmstate_virtio_gpu_blob_state = {
1618     .name = "virtio-gpu/blob",
1619     .minimum_version_id = VIRTIO_GPU_VM_VERSION,
1620     .version_id = VIRTIO_GPU_VM_VERSION,
1621     .needed = virtio_gpu_blob_state_needed,
1622     .fields = (const VMStateField[]){
1623         {
1624             .name = "virtio-gpu/blob",
1625             .info = &(const VMStateInfo) {
1626                 .name = "blob",
1627                 .get = virtio_gpu_blob_load,
1628                 .put = virtio_gpu_blob_save,
1629             },
1630             .flags = VMS_SINGLE,
1631         } /* device */,
1632         VMSTATE_END_OF_LIST()
1633     },
1634 };
1635 
1636 /*
1637  * For historical reasons virtio_gpu does not adhere to virtio migration
1638  * scheme as described in doc/virtio-migration.txt, in a sense that no
1639  * save/load callback are provided to the core. Instead the device data
1640  * is saved/loaded after the core data.
1641  *
1642  * Because of this we need a special vmsd.
1643  */
1644 static const VMStateDescription vmstate_virtio_gpu = {
1645     .name = "virtio-gpu",
1646     .minimum_version_id = VIRTIO_GPU_VM_VERSION,
1647     .version_id = VIRTIO_GPU_VM_VERSION,
1648     .fields = (const VMStateField[]) {
1649         VMSTATE_VIRTIO_DEVICE /* core */,
1650         {
1651             .name = "virtio-gpu",
1652             .info = &(const VMStateInfo) {
1653                         .name = "virtio-gpu",
1654                         .get = virtio_gpu_load,
1655                         .put = virtio_gpu_save,
1656             },
1657             .flags = VMS_SINGLE,
1658         } /* device */,
1659         VMSTATE_END_OF_LIST()
1660     },
1661     .subsections = (const VMStateDescription * const []) {
1662         &vmstate_virtio_gpu_blob_state,
1663         NULL
1664     },
1665     .post_load = virtio_gpu_post_load,
1666 };
1667 
1668 static Property virtio_gpu_properties[] = {
1669     VIRTIO_GPU_BASE_PROPERTIES(VirtIOGPU, parent_obj.conf),
1670     DEFINE_PROP_SIZE("max_hostmem", VirtIOGPU, conf_max_hostmem,
1671                      256 * MiB),
1672     DEFINE_PROP_BIT("blob", VirtIOGPU, parent_obj.conf.flags,
1673                     VIRTIO_GPU_FLAG_BLOB_ENABLED, false),
1674     DEFINE_PROP_SIZE("hostmem", VirtIOGPU, parent_obj.conf.hostmem, 0),
1675     DEFINE_PROP_UINT8("x-scanout-vmstate-version", VirtIOGPU, scanout_vmstate_version, 2),
1676     DEFINE_PROP_END_OF_LIST(),
1677 };
1678 
1679 static void virtio_gpu_class_init(ObjectClass *klass, void *data)
1680 {
1681     DeviceClass *dc = DEVICE_CLASS(klass);
1682     VirtioDeviceClass *vdc = VIRTIO_DEVICE_CLASS(klass);
1683     VirtIOGPUClass *vgc = VIRTIO_GPU_CLASS(klass);
1684     VirtIOGPUBaseClass *vgbc = &vgc->parent;
1685 
1686     vgc->handle_ctrl = virtio_gpu_handle_ctrl;
1687     vgc->process_cmd = virtio_gpu_simple_process_cmd;
1688     vgc->update_cursor_data = virtio_gpu_update_cursor_data;
1689     vgc->resource_destroy = virtio_gpu_resource_destroy;
1690     vgbc->gl_flushed = virtio_gpu_handle_gl_flushed;
1691 
1692     vdc->realize = virtio_gpu_device_realize;
1693     vdc->unrealize = virtio_gpu_device_unrealize;
1694     vdc->reset = virtio_gpu_reset;
1695     vdc->get_config = virtio_gpu_get_config;
1696     vdc->set_config = virtio_gpu_set_config;
1697 
1698     dc->vmsd = &vmstate_virtio_gpu;
1699     device_class_set_props(dc, virtio_gpu_properties);
1700 }
1701 
1702 static const TypeInfo virtio_gpu_info = {
1703     .name = TYPE_VIRTIO_GPU,
1704     .parent = TYPE_VIRTIO_GPU_BASE,
1705     .instance_size = sizeof(VirtIOGPU),
1706     .class_size = sizeof(VirtIOGPUClass),
1707     .class_init = virtio_gpu_class_init,
1708 };
1709 module_obj(TYPE_VIRTIO_GPU);
1710 module_kconfig(VIRTIO_GPU);
1711 
1712 static void virtio_register_types(void)
1713 {
1714     type_register_static(&virtio_gpu_info);
1715 }
1716 
1717 type_init(virtio_register_types)
1718