xref: /openbmc/qemu/hw/virtio/virtio-pci.c (revision a8e63ff2)
1 /*
2  * Virtio PCI Bindings
3  *
4  * Copyright IBM, Corp. 2007
5  * Copyright (c) 2009 CodeSourcery
6  *
7  * Authors:
8  *  Anthony Liguori   <aliguori@us.ibm.com>
9  *  Paul Brook        <paul@codesourcery.com>
10  *
11  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
12  * the COPYING file in the top-level directory.
13  *
14  * Contributions after 2012-01-13 are licensed under the terms of the
15  * GNU GPL, version 2 or (at your option) any later version.
16  */
17 
18 #include "qemu/osdep.h"
19 
20 #include "exec/memop.h"
21 #include "standard-headers/linux/virtio_pci.h"
22 #include "standard-headers/linux/virtio_ids.h"
23 #include "hw/boards.h"
24 #include "hw/virtio/virtio.h"
25 #include "migration/qemu-file-types.h"
26 #include "hw/pci/pci.h"
27 #include "hw/pci/pci_bus.h"
28 #include "hw/qdev-properties.h"
29 #include "qapi/error.h"
30 #include "qemu/error-report.h"
31 #include "qemu/log.h"
32 #include "qemu/module.h"
33 #include "hw/pci/msi.h"
34 #include "hw/pci/msix.h"
35 #include "hw/loader.h"
36 #include "sysemu/kvm.h"
37 #include "hw/virtio/virtio-pci.h"
38 #include "qemu/range.h"
39 #include "hw/virtio/virtio-bus.h"
40 #include "qapi/visitor.h"
41 #include "sysemu/replay.h"
42 #include "trace.h"
43 
44 #define VIRTIO_PCI_REGION_SIZE(dev)     VIRTIO_PCI_CONFIG_OFF(msix_present(dev))
45 
46 #undef VIRTIO_PCI_CONFIG
47 
48 /* The remaining space is defined by each driver as the per-driver
49  * configuration space */
50 #define VIRTIO_PCI_CONFIG_SIZE(dev)     VIRTIO_PCI_CONFIG_OFF(msix_enabled(dev))
51 
52 static void virtio_pci_bus_new(VirtioBusState *bus, size_t bus_size,
53                                VirtIOPCIProxy *dev);
54 static void virtio_pci_reset(DeviceState *qdev);
55 
56 /* virtio device */
57 /* DeviceState to VirtIOPCIProxy. For use off data-path. TODO: use QOM. */
58 static inline VirtIOPCIProxy *to_virtio_pci_proxy(DeviceState *d)
59 {
60     return container_of(d, VirtIOPCIProxy, pci_dev.qdev);
61 }
62 
63 /* DeviceState to VirtIOPCIProxy. Note: used on datapath,
64  * be careful and test performance if you change this.
65  */
66 static inline VirtIOPCIProxy *to_virtio_pci_proxy_fast(DeviceState *d)
67 {
68     return container_of(d, VirtIOPCIProxy, pci_dev.qdev);
69 }
70 
71 static void virtio_pci_notify(DeviceState *d, uint16_t vector)
72 {
73     VirtIOPCIProxy *proxy = to_virtio_pci_proxy_fast(d);
74 
75     if (msix_enabled(&proxy->pci_dev)) {
76         if (vector != VIRTIO_NO_VECTOR) {
77             msix_notify(&proxy->pci_dev, vector);
78         }
79     } else {
80         VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
81         pci_set_irq(&proxy->pci_dev, qatomic_read(&vdev->isr) & 1);
82     }
83 }
84 
85 static void virtio_pci_save_config(DeviceState *d, QEMUFile *f)
86 {
87     VirtIOPCIProxy *proxy = to_virtio_pci_proxy(d);
88     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
89 
90     pci_device_save(&proxy->pci_dev, f);
91     msix_save(&proxy->pci_dev, f);
92     if (msix_present(&proxy->pci_dev))
93         qemu_put_be16(f, vdev->config_vector);
94 }
95 
96 static const VMStateDescription vmstate_virtio_pci_modern_queue_state = {
97     .name = "virtio_pci/modern_queue_state",
98     .version_id = 1,
99     .minimum_version_id = 1,
100     .fields = (const VMStateField[]) {
101         VMSTATE_UINT16(num, VirtIOPCIQueue),
102         VMSTATE_UNUSED(1), /* enabled was stored as be16 */
103         VMSTATE_BOOL(enabled, VirtIOPCIQueue),
104         VMSTATE_UINT32_ARRAY(desc, VirtIOPCIQueue, 2),
105         VMSTATE_UINT32_ARRAY(avail, VirtIOPCIQueue, 2),
106         VMSTATE_UINT32_ARRAY(used, VirtIOPCIQueue, 2),
107         VMSTATE_END_OF_LIST()
108     }
109 };
110 
111 static bool virtio_pci_modern_state_needed(void *opaque)
112 {
113     VirtIOPCIProxy *proxy = opaque;
114 
115     return virtio_pci_modern(proxy);
116 }
117 
118 static const VMStateDescription vmstate_virtio_pci_modern_state_sub = {
119     .name = "virtio_pci/modern_state",
120     .version_id = 1,
121     .minimum_version_id = 1,
122     .needed = &virtio_pci_modern_state_needed,
123     .fields = (const VMStateField[]) {
124         VMSTATE_UINT32(dfselect, VirtIOPCIProxy),
125         VMSTATE_UINT32(gfselect, VirtIOPCIProxy),
126         VMSTATE_UINT32_ARRAY(guest_features, VirtIOPCIProxy, 2),
127         VMSTATE_STRUCT_ARRAY(vqs, VirtIOPCIProxy, VIRTIO_QUEUE_MAX, 0,
128                              vmstate_virtio_pci_modern_queue_state,
129                              VirtIOPCIQueue),
130         VMSTATE_END_OF_LIST()
131     }
132 };
133 
134 static const VMStateDescription vmstate_virtio_pci = {
135     .name = "virtio_pci",
136     .version_id = 1,
137     .minimum_version_id = 1,
138     .fields = (const VMStateField[]) {
139         VMSTATE_END_OF_LIST()
140     },
141     .subsections = (const VMStateDescription * const []) {
142         &vmstate_virtio_pci_modern_state_sub,
143         NULL
144     }
145 };
146 
147 static bool virtio_pci_has_extra_state(DeviceState *d)
148 {
149     VirtIOPCIProxy *proxy = to_virtio_pci_proxy(d);
150 
151     return proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_MIGRATE_EXTRA;
152 }
153 
154 static void virtio_pci_save_extra_state(DeviceState *d, QEMUFile *f)
155 {
156     VirtIOPCIProxy *proxy = to_virtio_pci_proxy(d);
157 
158     vmstate_save_state(f, &vmstate_virtio_pci, proxy, NULL);
159 }
160 
161 static int virtio_pci_load_extra_state(DeviceState *d, QEMUFile *f)
162 {
163     VirtIOPCIProxy *proxy = to_virtio_pci_proxy(d);
164 
165     return vmstate_load_state(f, &vmstate_virtio_pci, proxy, 1);
166 }
167 
168 static void virtio_pci_save_queue(DeviceState *d, int n, QEMUFile *f)
169 {
170     VirtIOPCIProxy *proxy = to_virtio_pci_proxy(d);
171     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
172 
173     if (msix_present(&proxy->pci_dev))
174         qemu_put_be16(f, virtio_queue_vector(vdev, n));
175 }
176 
177 static int virtio_pci_load_config(DeviceState *d, QEMUFile *f)
178 {
179     VirtIOPCIProxy *proxy = to_virtio_pci_proxy(d);
180     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
181     uint16_t vector;
182 
183     int ret;
184     ret = pci_device_load(&proxy->pci_dev, f);
185     if (ret) {
186         return ret;
187     }
188     msix_unuse_all_vectors(&proxy->pci_dev);
189     msix_load(&proxy->pci_dev, f);
190     if (msix_present(&proxy->pci_dev)) {
191         qemu_get_be16s(f, &vector);
192 
193         if (vector != VIRTIO_NO_VECTOR && vector >= proxy->nvectors) {
194             return -EINVAL;
195         }
196     } else {
197         vector = VIRTIO_NO_VECTOR;
198     }
199     vdev->config_vector = vector;
200     if (vector != VIRTIO_NO_VECTOR) {
201         msix_vector_use(&proxy->pci_dev, vector);
202     }
203     return 0;
204 }
205 
206 static int virtio_pci_load_queue(DeviceState *d, int n, QEMUFile *f)
207 {
208     VirtIOPCIProxy *proxy = to_virtio_pci_proxy(d);
209     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
210 
211     uint16_t vector;
212     if (msix_present(&proxy->pci_dev)) {
213         qemu_get_be16s(f, &vector);
214         if (vector != VIRTIO_NO_VECTOR && vector >= proxy->nvectors) {
215             return -EINVAL;
216         }
217     } else {
218         vector = VIRTIO_NO_VECTOR;
219     }
220     virtio_queue_set_vector(vdev, n, vector);
221     if (vector != VIRTIO_NO_VECTOR) {
222         msix_vector_use(&proxy->pci_dev, vector);
223     }
224 
225     return 0;
226 }
227 
228 typedef struct VirtIOPCIIDInfo {
229     /* virtio id */
230     uint16_t vdev_id;
231     /* pci device id for the transitional device */
232     uint16_t trans_devid;
233     uint16_t class_id;
234 } VirtIOPCIIDInfo;
235 
236 static const VirtIOPCIIDInfo virtio_pci_id_info[] = {
237     {
238         .vdev_id = VIRTIO_ID_CRYPTO,
239         .class_id = PCI_CLASS_OTHERS,
240     }, {
241         .vdev_id = VIRTIO_ID_FS,
242         .class_id = PCI_CLASS_STORAGE_OTHER,
243     }, {
244         .vdev_id = VIRTIO_ID_NET,
245         .trans_devid = PCI_DEVICE_ID_VIRTIO_NET,
246         .class_id = PCI_CLASS_NETWORK_ETHERNET,
247     }, {
248         .vdev_id = VIRTIO_ID_BLOCK,
249         .trans_devid = PCI_DEVICE_ID_VIRTIO_BLOCK,
250         .class_id = PCI_CLASS_STORAGE_SCSI,
251     }, {
252         .vdev_id = VIRTIO_ID_CONSOLE,
253         .trans_devid = PCI_DEVICE_ID_VIRTIO_CONSOLE,
254         .class_id = PCI_CLASS_COMMUNICATION_OTHER,
255     }, {
256         .vdev_id = VIRTIO_ID_SCSI,
257         .trans_devid = PCI_DEVICE_ID_VIRTIO_SCSI,
258         .class_id = PCI_CLASS_STORAGE_SCSI
259     }, {
260         .vdev_id = VIRTIO_ID_9P,
261         .trans_devid = PCI_DEVICE_ID_VIRTIO_9P,
262         .class_id = PCI_BASE_CLASS_NETWORK,
263     }, {
264         .vdev_id = VIRTIO_ID_BALLOON,
265         .trans_devid = PCI_DEVICE_ID_VIRTIO_BALLOON,
266         .class_id = PCI_CLASS_OTHERS,
267     }, {
268         .vdev_id = VIRTIO_ID_RNG,
269         .trans_devid = PCI_DEVICE_ID_VIRTIO_RNG,
270         .class_id = PCI_CLASS_OTHERS,
271     },
272 };
273 
274 static const VirtIOPCIIDInfo *virtio_pci_get_id_info(uint16_t vdev_id)
275 {
276     const VirtIOPCIIDInfo *info = NULL;
277     int i;
278 
279     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(virtio_pci_id_info); i++) {
280         if (virtio_pci_id_info[i].vdev_id == vdev_id) {
281             info = &virtio_pci_id_info[i];
282             break;
283         }
284     }
285 
286     if (!info) {
287         /* The device id is invalid or not added to the id_info yet. */
288         error_report("Invalid virtio device(id %u)", vdev_id);
289         abort();
290     }
291 
292     return info;
293 }
294 
295 /*
296  * Get the Transitional Device ID for the specific device, return
297  * zero if the device is non-transitional.
298  */
299 uint16_t virtio_pci_get_trans_devid(uint16_t device_id)
300 {
301     return virtio_pci_get_id_info(device_id)->trans_devid;
302 }
303 
304 /*
305  * Get the Class ID for the specific device.
306  */
307 uint16_t virtio_pci_get_class_id(uint16_t device_id)
308 {
309     return virtio_pci_get_id_info(device_id)->class_id;
310 }
311 
312 static bool virtio_pci_ioeventfd_enabled(DeviceState *d)
313 {
314     VirtIOPCIProxy *proxy = to_virtio_pci_proxy(d);
315 
316     return (proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_USE_IOEVENTFD) != 0;
317 }
318 
319 #define QEMU_VIRTIO_PCI_QUEUE_MEM_MULT 0x1000
320 
321 static inline int virtio_pci_queue_mem_mult(struct VirtIOPCIProxy *proxy)
322 {
323     return (proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_PAGE_PER_VQ) ?
324         QEMU_VIRTIO_PCI_QUEUE_MEM_MULT : 4;
325 }
326 
327 static int virtio_pci_ioeventfd_assign(DeviceState *d, EventNotifier *notifier,
328                                        int n, bool assign)
329 {
330     VirtIOPCIProxy *proxy = to_virtio_pci_proxy(d);
331     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
332     VirtQueue *vq = virtio_get_queue(vdev, n);
333     bool legacy = virtio_pci_legacy(proxy);
334     bool modern = virtio_pci_modern(proxy);
335     bool modern_pio = proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_MODERN_PIO_NOTIFY;
336     MemoryRegion *modern_mr = &proxy->notify.mr;
337     MemoryRegion *modern_notify_mr = &proxy->notify_pio.mr;
338     MemoryRegion *legacy_mr = &proxy->bar;
339     hwaddr modern_addr = virtio_pci_queue_mem_mult(proxy) *
340                          virtio_get_queue_index(vq);
341     hwaddr legacy_addr = VIRTIO_PCI_QUEUE_NOTIFY;
342 
343     if (assign) {
344         if (modern) {
345             memory_region_add_eventfd(modern_mr, modern_addr, 0,
346                                       false, n, notifier);
347             if (modern_pio) {
348                 memory_region_add_eventfd(modern_notify_mr, 0, 2,
349                                               true, n, notifier);
350             }
351         }
352         if (legacy) {
353             memory_region_add_eventfd(legacy_mr, legacy_addr, 2,
354                                       true, n, notifier);
355         }
356     } else {
357         if (modern) {
358             memory_region_del_eventfd(modern_mr, modern_addr, 0,
359                                       false, n, notifier);
360             if (modern_pio) {
361                 memory_region_del_eventfd(modern_notify_mr, 0, 2,
362                                           true, n, notifier);
363             }
364         }
365         if (legacy) {
366             memory_region_del_eventfd(legacy_mr, legacy_addr, 2,
367                                       true, n, notifier);
368         }
369     }
370     return 0;
371 }
372 
373 static void virtio_pci_start_ioeventfd(VirtIOPCIProxy *proxy)
374 {
375     virtio_bus_start_ioeventfd(&proxy->bus);
376 }
377 
378 static void virtio_pci_stop_ioeventfd(VirtIOPCIProxy *proxy)
379 {
380     virtio_bus_stop_ioeventfd(&proxy->bus);
381 }
382 
383 static void virtio_ioport_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t val)
384 {
385     VirtIOPCIProxy *proxy = opaque;
386     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
387     uint16_t vector, vq_idx;
388     hwaddr pa;
389 
390     switch (addr) {
391     case VIRTIO_PCI_GUEST_FEATURES:
392         /* Guest does not negotiate properly?  We have to assume nothing. */
393         if (val & (1 << VIRTIO_F_BAD_FEATURE)) {
394             val = virtio_bus_get_vdev_bad_features(&proxy->bus);
395         }
396         virtio_set_features(vdev, val);
397         break;
398     case VIRTIO_PCI_QUEUE_PFN:
399         pa = (hwaddr)val << VIRTIO_PCI_QUEUE_ADDR_SHIFT;
400         if (pa == 0) {
401             virtio_pci_reset(DEVICE(proxy));
402         }
403         else
404             virtio_queue_set_addr(vdev, vdev->queue_sel, pa);
405         break;
406     case VIRTIO_PCI_QUEUE_SEL:
407         if (val < VIRTIO_QUEUE_MAX)
408             vdev->queue_sel = val;
409         break;
410     case VIRTIO_PCI_QUEUE_NOTIFY:
411         vq_idx = val;
412         if (vq_idx < VIRTIO_QUEUE_MAX && virtio_queue_get_num(vdev, vq_idx)) {
413             if (virtio_vdev_has_feature(vdev, VIRTIO_F_NOTIFICATION_DATA)) {
414                 VirtQueue *vq = virtio_get_queue(vdev, vq_idx);
415 
416                 virtio_queue_set_shadow_avail_idx(vq, val >> 16);
417             }
418             virtio_queue_notify(vdev, vq_idx);
419         }
420         break;
421     case VIRTIO_PCI_STATUS:
422         if (!(val & VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER_OK)) {
423             virtio_pci_stop_ioeventfd(proxy);
424         }
425 
426         virtio_set_status(vdev, val & 0xFF);
427 
428         if (val & VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER_OK) {
429             virtio_pci_start_ioeventfd(proxy);
430         }
431 
432         if (vdev->status == 0) {
433             virtio_pci_reset(DEVICE(proxy));
434         }
435 
436         /* Linux before 2.6.34 drives the device without enabling
437            the PCI device bus master bit. Enable it automatically
438            for the guest. This is a PCI spec violation but so is
439            initiating DMA with bus master bit clear. */
440         if (val == (VIRTIO_CONFIG_S_ACKNOWLEDGE | VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER)) {
441             pci_default_write_config(&proxy->pci_dev, PCI_COMMAND,
442                                      proxy->pci_dev.config[PCI_COMMAND] |
443                                      PCI_COMMAND_MASTER, 1);
444         }
445         break;
446     case VIRTIO_MSI_CONFIG_VECTOR:
447         if (vdev->config_vector != VIRTIO_NO_VECTOR) {
448             msix_vector_unuse(&proxy->pci_dev, vdev->config_vector);
449         }
450         /* Make it possible for guest to discover an error took place. */
451         if (val < proxy->nvectors) {
452             msix_vector_use(&proxy->pci_dev, val);
453         } else {
454             val = VIRTIO_NO_VECTOR;
455         }
456         vdev->config_vector = val;
457         break;
458     case VIRTIO_MSI_QUEUE_VECTOR:
459         vector = virtio_queue_vector(vdev, vdev->queue_sel);
460         if (vector != VIRTIO_NO_VECTOR) {
461             msix_vector_unuse(&proxy->pci_dev, vector);
462         }
463         /* Make it possible for guest to discover an error took place. */
464         if (val < proxy->nvectors) {
465             msix_vector_use(&proxy->pci_dev, val);
466         } else {
467             val = VIRTIO_NO_VECTOR;
468         }
469         virtio_queue_set_vector(vdev, vdev->queue_sel, val);
470         break;
471     default:
472         qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR,
473                       "%s: unexpected address 0x%x value 0x%x\n",
474                       __func__, addr, val);
475         break;
476     }
477 }
478 
479 static uint32_t virtio_ioport_read(VirtIOPCIProxy *proxy, uint32_t addr)
480 {
481     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
482     uint32_t ret = 0xFFFFFFFF;
483 
484     switch (addr) {
485     case VIRTIO_PCI_HOST_FEATURES:
486         ret = vdev->host_features;
487         break;
488     case VIRTIO_PCI_GUEST_FEATURES:
489         ret = vdev->guest_features;
490         break;
491     case VIRTIO_PCI_QUEUE_PFN:
492         ret = virtio_queue_get_addr(vdev, vdev->queue_sel)
493               >> VIRTIO_PCI_QUEUE_ADDR_SHIFT;
494         break;
495     case VIRTIO_PCI_QUEUE_NUM:
496         ret = virtio_queue_get_num(vdev, vdev->queue_sel);
497         break;
498     case VIRTIO_PCI_QUEUE_SEL:
499         ret = vdev->queue_sel;
500         break;
501     case VIRTIO_PCI_STATUS:
502         ret = vdev->status;
503         break;
504     case VIRTIO_PCI_ISR:
505         /* reading from the ISR also clears it. */
506         ret = qatomic_xchg(&vdev->isr, 0);
507         pci_irq_deassert(&proxy->pci_dev);
508         break;
509     case VIRTIO_MSI_CONFIG_VECTOR:
510         ret = vdev->config_vector;
511         break;
512     case VIRTIO_MSI_QUEUE_VECTOR:
513         ret = virtio_queue_vector(vdev, vdev->queue_sel);
514         break;
515     default:
516         break;
517     }
518 
519     return ret;
520 }
521 
522 static uint64_t virtio_pci_config_read(void *opaque, hwaddr addr,
523                                        unsigned size)
524 {
525     VirtIOPCIProxy *proxy = opaque;
526     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
527     uint32_t config = VIRTIO_PCI_CONFIG_SIZE(&proxy->pci_dev);
528     uint64_t val = 0;
529 
530     if (vdev == NULL) {
531         return UINT64_MAX;
532     }
533 
534     if (addr < config) {
535         return virtio_ioport_read(proxy, addr);
536     }
537     addr -= config;
538 
539     switch (size) {
540     case 1:
541         val = virtio_config_readb(vdev, addr);
542         break;
543     case 2:
544         val = virtio_config_readw(vdev, addr);
545         if (virtio_is_big_endian(vdev)) {
546             val = bswap16(val);
547         }
548         break;
549     case 4:
550         val = virtio_config_readl(vdev, addr);
551         if (virtio_is_big_endian(vdev)) {
552             val = bswap32(val);
553         }
554         break;
555     }
556     return val;
557 }
558 
559 static void virtio_pci_config_write(void *opaque, hwaddr addr,
560                                     uint64_t val, unsigned size)
561 {
562     VirtIOPCIProxy *proxy = opaque;
563     uint32_t config = VIRTIO_PCI_CONFIG_SIZE(&proxy->pci_dev);
564     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
565 
566     if (vdev == NULL) {
567         return;
568     }
569 
570     if (addr < config) {
571         virtio_ioport_write(proxy, addr, val);
572         return;
573     }
574     addr -= config;
575     /*
576      * Virtio-PCI is odd. Ioports are LE but config space is target native
577      * endian.
578      */
579     switch (size) {
580     case 1:
581         virtio_config_writeb(vdev, addr, val);
582         break;
583     case 2:
584         if (virtio_is_big_endian(vdev)) {
585             val = bswap16(val);
586         }
587         virtio_config_writew(vdev, addr, val);
588         break;
589     case 4:
590         if (virtio_is_big_endian(vdev)) {
591             val = bswap32(val);
592         }
593         virtio_config_writel(vdev, addr, val);
594         break;
595     }
596 }
597 
598 static const MemoryRegionOps virtio_pci_config_ops = {
599     .read = virtio_pci_config_read,
600     .write = virtio_pci_config_write,
601     .impl = {
602         .min_access_size = 1,
603         .max_access_size = 4,
604     },
605     .endianness = DEVICE_LITTLE_ENDIAN,
606 };
607 
608 static MemoryRegion *virtio_address_space_lookup(VirtIOPCIProxy *proxy,
609                                                  hwaddr *off, int len)
610 {
611     int i;
612     VirtIOPCIRegion *reg;
613 
614     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(proxy->regs); ++i) {
615         reg = &proxy->regs[i];
616         if (*off >= reg->offset &&
617             *off + len <= reg->offset + reg->size) {
618             *off -= reg->offset;
619             return &reg->mr;
620         }
621     }
622 
623     return NULL;
624 }
625 
626 /* Below are generic functions to do memcpy from/to an address space,
627  * without byteswaps, with input validation.
628  *
629  * As regular address_space_* APIs all do some kind of byteswap at least for
630  * some host/target combinations, we are forced to explicitly convert to a
631  * known-endianness integer value.
632  * It doesn't really matter which endian format to go through, so the code
633  * below selects the endian that causes the least amount of work on the given
634  * host.
635  *
636  * Note: host pointer must be aligned.
637  */
638 static
639 void virtio_address_space_write(VirtIOPCIProxy *proxy, hwaddr addr,
640                                 const uint8_t *buf, int len)
641 {
642     uint64_t val;
643     MemoryRegion *mr;
644 
645     /* address_space_* APIs assume an aligned address.
646      * As address is under guest control, handle illegal values.
647      */
648     addr &= ~(len - 1);
649 
650     mr = virtio_address_space_lookup(proxy, &addr, len);
651     if (!mr) {
652         return;
653     }
654 
655     /* Make sure caller aligned buf properly */
656     assert(!(((uintptr_t)buf) & (len - 1)));
657 
658     switch (len) {
659     case 1:
660         val = pci_get_byte(buf);
661         break;
662     case 2:
663         val = pci_get_word(buf);
664         break;
665     case 4:
666         val = pci_get_long(buf);
667         break;
668     default:
669         /* As length is under guest control, handle illegal values. */
670         return;
671     }
672     memory_region_dispatch_write(mr, addr, val, size_memop(len) | MO_LE,
673                                  MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
674 }
675 
676 static void
677 virtio_address_space_read(VirtIOPCIProxy *proxy, hwaddr addr,
678                           uint8_t *buf, int len)
679 {
680     uint64_t val;
681     MemoryRegion *mr;
682 
683     /* address_space_* APIs assume an aligned address.
684      * As address is under guest control, handle illegal values.
685      */
686     addr &= ~(len - 1);
687 
688     mr = virtio_address_space_lookup(proxy, &addr, len);
689     if (!mr) {
690         return;
691     }
692 
693     /* Make sure caller aligned buf properly */
694     assert(!(((uintptr_t)buf) & (len - 1)));
695 
696     memory_region_dispatch_read(mr, addr, &val, size_memop(len) | MO_LE,
697                                 MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
698     switch (len) {
699     case 1:
700         pci_set_byte(buf, val);
701         break;
702     case 2:
703         pci_set_word(buf, val);
704         break;
705     case 4:
706         pci_set_long(buf, val);
707         break;
708     default:
709         /* As length is under guest control, handle illegal values. */
710         break;
711     }
712 }
713 
714 static void virtio_pci_ats_ctrl_trigger(PCIDevice *pci_dev, bool enable)
715 {
716     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(pci_dev);
717     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
718     VirtioDeviceClass *k = VIRTIO_DEVICE_GET_CLASS(vdev);
719 
720     vdev->device_iotlb_enabled = enable;
721 
722     if (k->toggle_device_iotlb) {
723         k->toggle_device_iotlb(vdev);
724     }
725 }
726 
727 static void pcie_ats_config_write(PCIDevice *dev, uint32_t address,
728                                   uint32_t val, int len)
729 {
730     uint32_t off;
731     uint16_t ats_cap = dev->exp.ats_cap;
732 
733     if (!ats_cap || address < ats_cap) {
734         return;
735     }
736     off = address - ats_cap;
737     if (off >= PCI_EXT_CAP_ATS_SIZEOF) {
738         return;
739     }
740 
741     if (range_covers_byte(off, len, PCI_ATS_CTRL + 1)) {
742         virtio_pci_ats_ctrl_trigger(dev, !!(val & PCI_ATS_CTRL_ENABLE));
743     }
744 }
745 
746 static void virtio_write_config(PCIDevice *pci_dev, uint32_t address,
747                                 uint32_t val, int len)
748 {
749     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(pci_dev);
750     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
751     struct virtio_pci_cfg_cap *cfg;
752 
753     pci_default_write_config(pci_dev, address, val, len);
754 
755     if (proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_INIT_FLR) {
756         pcie_cap_flr_write_config(pci_dev, address, val, len);
757     }
758 
759     if (proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_ATS) {
760         pcie_ats_config_write(pci_dev, address, val, len);
761     }
762 
763     if (range_covers_byte(address, len, PCI_COMMAND)) {
764         if (!(pci_dev->config[PCI_COMMAND] & PCI_COMMAND_MASTER)) {
765             virtio_set_disabled(vdev, true);
766             virtio_pci_stop_ioeventfd(proxy);
767             virtio_set_status(vdev, vdev->status & ~VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER_OK);
768         } else {
769             virtio_set_disabled(vdev, false);
770         }
771     }
772 
773     if (proxy->config_cap &&
774         ranges_overlap(address, len, proxy->config_cap + offsetof(struct virtio_pci_cfg_cap,
775                                                                   pci_cfg_data),
776                        sizeof cfg->pci_cfg_data)) {
777         uint32_t off;
778         uint32_t caplen;
779 
780         cfg = (void *)(proxy->pci_dev.config + proxy->config_cap);
781         off = le32_to_cpu(cfg->cap.offset);
782         caplen = le32_to_cpu(cfg->cap.length);
783 
784         if (caplen == 1 || caplen == 2 || caplen == 4) {
785             assert(caplen <= sizeof cfg->pci_cfg_data);
786             virtio_address_space_write(proxy, off, cfg->pci_cfg_data, caplen);
787         }
788     }
789 }
790 
791 static uint32_t virtio_read_config(PCIDevice *pci_dev,
792                                    uint32_t address, int len)
793 {
794     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(pci_dev);
795     struct virtio_pci_cfg_cap *cfg;
796 
797     if (proxy->config_cap &&
798         ranges_overlap(address, len, proxy->config_cap + offsetof(struct virtio_pci_cfg_cap,
799                                                                   pci_cfg_data),
800                        sizeof cfg->pci_cfg_data)) {
801         uint32_t off;
802         uint32_t caplen;
803 
804         cfg = (void *)(proxy->pci_dev.config + proxy->config_cap);
805         off = le32_to_cpu(cfg->cap.offset);
806         caplen = le32_to_cpu(cfg->cap.length);
807 
808         if (caplen == 1 || caplen == 2 || caplen == 4) {
809             assert(caplen <= sizeof cfg->pci_cfg_data);
810             virtio_address_space_read(proxy, off, cfg->pci_cfg_data, caplen);
811         }
812     }
813 
814     return pci_default_read_config(pci_dev, address, len);
815 }
816 
817 static int kvm_virtio_pci_vq_vector_use(VirtIOPCIProxy *proxy,
818                                         unsigned int vector)
819 {
820     VirtIOIRQFD *irqfd = &proxy->vector_irqfd[vector];
821     int ret;
822 
823     if (irqfd->users == 0) {
824         KVMRouteChange c = kvm_irqchip_begin_route_changes(kvm_state);
825         ret = kvm_irqchip_add_msi_route(&c, vector, &proxy->pci_dev);
826         if (ret < 0) {
827             return ret;
828         }
829         kvm_irqchip_commit_route_changes(&c);
830         irqfd->virq = ret;
831     }
832     irqfd->users++;
833     return 0;
834 }
835 
836 static void kvm_virtio_pci_vq_vector_release(VirtIOPCIProxy *proxy,
837                                              unsigned int vector)
838 {
839     VirtIOIRQFD *irqfd = &proxy->vector_irqfd[vector];
840     if (--irqfd->users == 0) {
841         kvm_irqchip_release_virq(kvm_state, irqfd->virq);
842     }
843 }
844 
845 static int kvm_virtio_pci_irqfd_use(VirtIOPCIProxy *proxy,
846                                  EventNotifier *n,
847                                  unsigned int vector)
848 {
849     VirtIOIRQFD *irqfd = &proxy->vector_irqfd[vector];
850     return kvm_irqchip_add_irqfd_notifier_gsi(kvm_state, n, NULL, irqfd->virq);
851 }
852 
853 static void kvm_virtio_pci_irqfd_release(VirtIOPCIProxy *proxy,
854                                       EventNotifier *n ,
855                                       unsigned int vector)
856 {
857     VirtIOIRQFD *irqfd = &proxy->vector_irqfd[vector];
858     int ret;
859 
860     ret = kvm_irqchip_remove_irqfd_notifier_gsi(kvm_state, n, irqfd->virq);
861     assert(ret == 0);
862 }
863 static int virtio_pci_get_notifier(VirtIOPCIProxy *proxy, int queue_no,
864                                       EventNotifier **n, unsigned int *vector)
865 {
866     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
867     VirtQueue *vq;
868 
869     if (!proxy->vector_irqfd && vdev->status & VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER_OK)
870         return -1;
871 
872     if (queue_no == VIRTIO_CONFIG_IRQ_IDX) {
873         *n = virtio_config_get_guest_notifier(vdev);
874         *vector = vdev->config_vector;
875     } else {
876         if (!virtio_queue_get_num(vdev, queue_no)) {
877             return -1;
878         }
879         *vector = virtio_queue_vector(vdev, queue_no);
880         vq = virtio_get_queue(vdev, queue_no);
881         *n = virtio_queue_get_guest_notifier(vq);
882     }
883     return 0;
884 }
885 
886 static int kvm_virtio_pci_vector_use_one(VirtIOPCIProxy *proxy, int queue_no)
887 {
888     unsigned int vector;
889     int ret;
890     EventNotifier *n;
891     PCIDevice *dev = &proxy->pci_dev;
892     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
893     VirtioDeviceClass *k = VIRTIO_DEVICE_GET_CLASS(vdev);
894 
895     ret = virtio_pci_get_notifier(proxy, queue_no, &n, &vector);
896     if (ret < 0) {
897         return ret;
898     }
899     if (vector >= msix_nr_vectors_allocated(dev)) {
900         return 0;
901     }
902     ret = kvm_virtio_pci_vq_vector_use(proxy, vector);
903     if (ret < 0) {
904         return ret;
905     }
906     /*
907      * If guest supports masking, set up irqfd now.
908      * Otherwise, delay until unmasked in the frontend.
909      */
910     if (vdev->use_guest_notifier_mask && k->guest_notifier_mask) {
911         ret = kvm_virtio_pci_irqfd_use(proxy, n, vector);
912         if (ret < 0) {
913             kvm_virtio_pci_vq_vector_release(proxy, vector);
914             return ret;
915         }
916     }
917 
918     return 0;
919 }
920 static int kvm_virtio_pci_vector_vq_use(VirtIOPCIProxy *proxy, int nvqs)
921 {
922     int queue_no;
923     int ret = 0;
924     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
925 
926     for (queue_no = 0; queue_no < nvqs; queue_no++) {
927         if (!virtio_queue_get_num(vdev, queue_no)) {
928             return -1;
929         }
930         ret = kvm_virtio_pci_vector_use_one(proxy, queue_no);
931     }
932     return ret;
933 }
934 
935 static int kvm_virtio_pci_vector_config_use(VirtIOPCIProxy *proxy)
936 {
937     return kvm_virtio_pci_vector_use_one(proxy, VIRTIO_CONFIG_IRQ_IDX);
938 }
939 
940 static void kvm_virtio_pci_vector_release_one(VirtIOPCIProxy *proxy,
941                                               int queue_no)
942 {
943     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
944     unsigned int vector;
945     EventNotifier *n;
946     int ret;
947     VirtioDeviceClass *k = VIRTIO_DEVICE_GET_CLASS(vdev);
948     PCIDevice *dev = &proxy->pci_dev;
949 
950     ret = virtio_pci_get_notifier(proxy, queue_no, &n, &vector);
951     if (ret < 0) {
952         return;
953     }
954     if (vector >= msix_nr_vectors_allocated(dev)) {
955         return;
956     }
957     if (vdev->use_guest_notifier_mask && k->guest_notifier_mask) {
958         kvm_virtio_pci_irqfd_release(proxy, n, vector);
959     }
960     kvm_virtio_pci_vq_vector_release(proxy, vector);
961 }
962 
963 static void kvm_virtio_pci_vector_vq_release(VirtIOPCIProxy *proxy, int nvqs)
964 {
965     int queue_no;
966     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
967 
968     for (queue_no = 0; queue_no < nvqs; queue_no++) {
969         if (!virtio_queue_get_num(vdev, queue_no)) {
970             break;
971         }
972         kvm_virtio_pci_vector_release_one(proxy, queue_no);
973     }
974 }
975 
976 static void kvm_virtio_pci_vector_config_release(VirtIOPCIProxy *proxy)
977 {
978     kvm_virtio_pci_vector_release_one(proxy, VIRTIO_CONFIG_IRQ_IDX);
979 }
980 
981 static int virtio_pci_one_vector_unmask(VirtIOPCIProxy *proxy,
982                                        unsigned int queue_no,
983                                        unsigned int vector,
984                                        MSIMessage msg,
985                                        EventNotifier *n)
986 {
987     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
988     VirtioDeviceClass *k = VIRTIO_DEVICE_GET_CLASS(vdev);
989     VirtIOIRQFD *irqfd;
990     int ret = 0;
991 
992     if (proxy->vector_irqfd) {
993         irqfd = &proxy->vector_irqfd[vector];
994         if (irqfd->msg.data != msg.data || irqfd->msg.address != msg.address) {
995             ret = kvm_irqchip_update_msi_route(kvm_state, irqfd->virq, msg,
996                                                &proxy->pci_dev);
997             if (ret < 0) {
998                 return ret;
999             }
1000             kvm_irqchip_commit_routes(kvm_state);
1001         }
1002     }
1003 
1004     /* If guest supports masking, irqfd is already setup, unmask it.
1005      * Otherwise, set it up now.
1006      */
1007     if (vdev->use_guest_notifier_mask && k->guest_notifier_mask) {
1008         k->guest_notifier_mask(vdev, queue_no, false);
1009         /* Test after unmasking to avoid losing events. */
1010         if (k->guest_notifier_pending &&
1011             k->guest_notifier_pending(vdev, queue_no)) {
1012             event_notifier_set(n);
1013         }
1014     } else {
1015         ret = kvm_virtio_pci_irqfd_use(proxy, n, vector);
1016     }
1017     return ret;
1018 }
1019 
1020 static void virtio_pci_one_vector_mask(VirtIOPCIProxy *proxy,
1021                                              unsigned int queue_no,
1022                                              unsigned int vector,
1023                                              EventNotifier *n)
1024 {
1025     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1026     VirtioDeviceClass *k = VIRTIO_DEVICE_GET_CLASS(vdev);
1027 
1028     /* If guest supports masking, keep irqfd but mask it.
1029      * Otherwise, clean it up now.
1030      */
1031     if (vdev->use_guest_notifier_mask && k->guest_notifier_mask) {
1032         k->guest_notifier_mask(vdev, queue_no, true);
1033     } else {
1034         kvm_virtio_pci_irqfd_release(proxy, n, vector);
1035     }
1036 }
1037 
1038 static int virtio_pci_vector_unmask(PCIDevice *dev, unsigned vector,
1039                                     MSIMessage msg)
1040 {
1041     VirtIOPCIProxy *proxy = container_of(dev, VirtIOPCIProxy, pci_dev);
1042     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1043     VirtQueue *vq = virtio_vector_first_queue(vdev, vector);
1044     EventNotifier *n;
1045     int ret, index, unmasked = 0;
1046 
1047     while (vq) {
1048         index = virtio_get_queue_index(vq);
1049         if (!virtio_queue_get_num(vdev, index)) {
1050             break;
1051         }
1052         if (index < proxy->nvqs_with_notifiers) {
1053             n = virtio_queue_get_guest_notifier(vq);
1054             ret = virtio_pci_one_vector_unmask(proxy, index, vector, msg, n);
1055             if (ret < 0) {
1056                 goto undo;
1057             }
1058             ++unmasked;
1059         }
1060         vq = virtio_vector_next_queue(vq);
1061     }
1062     /* unmask config intr */
1063     if (vector == vdev->config_vector) {
1064         n = virtio_config_get_guest_notifier(vdev);
1065         ret = virtio_pci_one_vector_unmask(proxy, VIRTIO_CONFIG_IRQ_IDX, vector,
1066                                            msg, n);
1067         if (ret < 0) {
1068             goto undo_config;
1069         }
1070     }
1071     return 0;
1072 undo_config:
1073     n = virtio_config_get_guest_notifier(vdev);
1074     virtio_pci_one_vector_mask(proxy, VIRTIO_CONFIG_IRQ_IDX, vector, n);
1075 undo:
1076     vq = virtio_vector_first_queue(vdev, vector);
1077     while (vq && unmasked >= 0) {
1078         index = virtio_get_queue_index(vq);
1079         if (index < proxy->nvqs_with_notifiers) {
1080             n = virtio_queue_get_guest_notifier(vq);
1081             virtio_pci_one_vector_mask(proxy, index, vector, n);
1082             --unmasked;
1083         }
1084         vq = virtio_vector_next_queue(vq);
1085     }
1086     return ret;
1087 }
1088 
1089 static void virtio_pci_vector_mask(PCIDevice *dev, unsigned vector)
1090 {
1091     VirtIOPCIProxy *proxy = container_of(dev, VirtIOPCIProxy, pci_dev);
1092     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1093     VirtQueue *vq = virtio_vector_first_queue(vdev, vector);
1094     EventNotifier *n;
1095     int index;
1096 
1097     while (vq) {
1098         index = virtio_get_queue_index(vq);
1099         n = virtio_queue_get_guest_notifier(vq);
1100         if (!virtio_queue_get_num(vdev, index)) {
1101             break;
1102         }
1103         if (index < proxy->nvqs_with_notifiers) {
1104             virtio_pci_one_vector_mask(proxy, index, vector, n);
1105         }
1106         vq = virtio_vector_next_queue(vq);
1107     }
1108 
1109     if (vector == vdev->config_vector) {
1110         n = virtio_config_get_guest_notifier(vdev);
1111         virtio_pci_one_vector_mask(proxy, VIRTIO_CONFIG_IRQ_IDX, vector, n);
1112     }
1113 }
1114 
1115 static void virtio_pci_vector_poll(PCIDevice *dev,
1116                                    unsigned int vector_start,
1117                                    unsigned int vector_end)
1118 {
1119     VirtIOPCIProxy *proxy = container_of(dev, VirtIOPCIProxy, pci_dev);
1120     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1121     VirtioDeviceClass *k = VIRTIO_DEVICE_GET_CLASS(vdev);
1122     int queue_no;
1123     unsigned int vector;
1124     EventNotifier *notifier;
1125     int ret;
1126 
1127     for (queue_no = 0; queue_no < proxy->nvqs_with_notifiers; queue_no++) {
1128         ret = virtio_pci_get_notifier(proxy, queue_no, &notifier, &vector);
1129         if (ret < 0) {
1130             break;
1131         }
1132         if (vector < vector_start || vector >= vector_end ||
1133             !msix_is_masked(dev, vector)) {
1134             continue;
1135         }
1136         if (k->guest_notifier_pending) {
1137             if (k->guest_notifier_pending(vdev, queue_no)) {
1138                 msix_set_pending(dev, vector);
1139             }
1140         } else if (event_notifier_test_and_clear(notifier)) {
1141             msix_set_pending(dev, vector);
1142         }
1143     }
1144     /* poll the config intr */
1145     ret = virtio_pci_get_notifier(proxy, VIRTIO_CONFIG_IRQ_IDX, &notifier,
1146                                   &vector);
1147     if (ret < 0) {
1148         return;
1149     }
1150     if (vector < vector_start || vector >= vector_end ||
1151         !msix_is_masked(dev, vector)) {
1152         return;
1153     }
1154     if (k->guest_notifier_pending) {
1155         if (k->guest_notifier_pending(vdev, VIRTIO_CONFIG_IRQ_IDX)) {
1156             msix_set_pending(dev, vector);
1157         }
1158     } else if (event_notifier_test_and_clear(notifier)) {
1159         msix_set_pending(dev, vector);
1160     }
1161 }
1162 
1163 void virtio_pci_set_guest_notifier_fd_handler(VirtIODevice *vdev, VirtQueue *vq,
1164                                               int n, bool assign,
1165                                               bool with_irqfd)
1166 {
1167     if (n == VIRTIO_CONFIG_IRQ_IDX) {
1168         virtio_config_set_guest_notifier_fd_handler(vdev, assign, with_irqfd);
1169     } else {
1170         virtio_queue_set_guest_notifier_fd_handler(vq, assign, with_irqfd);
1171     }
1172 }
1173 
1174 static int virtio_pci_set_guest_notifier(DeviceState *d, int n, bool assign,
1175                                          bool with_irqfd)
1176 {
1177     VirtIOPCIProxy *proxy = to_virtio_pci_proxy(d);
1178     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1179     VirtioDeviceClass *vdc = VIRTIO_DEVICE_GET_CLASS(vdev);
1180     VirtQueue *vq = NULL;
1181     EventNotifier *notifier = NULL;
1182 
1183     if (n == VIRTIO_CONFIG_IRQ_IDX) {
1184         notifier = virtio_config_get_guest_notifier(vdev);
1185     } else {
1186         vq = virtio_get_queue(vdev, n);
1187         notifier = virtio_queue_get_guest_notifier(vq);
1188     }
1189 
1190     if (assign) {
1191         int r = event_notifier_init(notifier, 0);
1192         if (r < 0) {
1193             return r;
1194         }
1195         virtio_pci_set_guest_notifier_fd_handler(vdev, vq, n, true, with_irqfd);
1196     } else {
1197         virtio_pci_set_guest_notifier_fd_handler(vdev, vq, n, false,
1198                                                  with_irqfd);
1199         event_notifier_cleanup(notifier);
1200     }
1201 
1202     if (!msix_enabled(&proxy->pci_dev) &&
1203         vdev->use_guest_notifier_mask &&
1204         vdc->guest_notifier_mask) {
1205         vdc->guest_notifier_mask(vdev, n, !assign);
1206     }
1207 
1208     return 0;
1209 }
1210 
1211 static bool virtio_pci_query_guest_notifiers(DeviceState *d)
1212 {
1213     VirtIOPCIProxy *proxy = to_virtio_pci_proxy(d);
1214     return msix_enabled(&proxy->pci_dev);
1215 }
1216 
1217 static int virtio_pci_set_guest_notifiers(DeviceState *d, int nvqs, bool assign)
1218 {
1219     VirtIOPCIProxy *proxy = to_virtio_pci_proxy(d);
1220     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1221     VirtioDeviceClass *k = VIRTIO_DEVICE_GET_CLASS(vdev);
1222     int r, n;
1223     bool with_irqfd = msix_enabled(&proxy->pci_dev) &&
1224         kvm_msi_via_irqfd_enabled();
1225 
1226     nvqs = MIN(nvqs, VIRTIO_QUEUE_MAX);
1227 
1228     /*
1229      * When deassigning, pass a consistent nvqs value to avoid leaking
1230      * notifiers. But first check we've actually been configured, exit
1231      * early if we haven't.
1232      */
1233     if (!assign && !proxy->nvqs_with_notifiers) {
1234         return 0;
1235     }
1236     assert(assign || nvqs == proxy->nvqs_with_notifiers);
1237 
1238     proxy->nvqs_with_notifiers = nvqs;
1239 
1240     /* Must unset vector notifier while guest notifier is still assigned */
1241     if ((proxy->vector_irqfd ||
1242          (vdev->use_guest_notifier_mask && k->guest_notifier_mask)) &&
1243         !assign) {
1244         msix_unset_vector_notifiers(&proxy->pci_dev);
1245         if (proxy->vector_irqfd) {
1246             kvm_virtio_pci_vector_vq_release(proxy, nvqs);
1247             kvm_virtio_pci_vector_config_release(proxy);
1248             g_free(proxy->vector_irqfd);
1249             proxy->vector_irqfd = NULL;
1250         }
1251     }
1252 
1253     for (n = 0; n < nvqs; n++) {
1254         if (!virtio_queue_get_num(vdev, n)) {
1255             break;
1256         }
1257 
1258         r = virtio_pci_set_guest_notifier(d, n, assign, with_irqfd);
1259         if (r < 0) {
1260             goto assign_error;
1261         }
1262     }
1263     r = virtio_pci_set_guest_notifier(d, VIRTIO_CONFIG_IRQ_IDX, assign,
1264                                       with_irqfd);
1265     if (r < 0) {
1266         goto config_assign_error;
1267     }
1268     /* Must set vector notifier after guest notifier has been assigned */
1269     if ((with_irqfd ||
1270          (vdev->use_guest_notifier_mask && k->guest_notifier_mask)) &&
1271         assign) {
1272         if (with_irqfd) {
1273             proxy->vector_irqfd =
1274                 g_malloc0(sizeof(*proxy->vector_irqfd) *
1275                           msix_nr_vectors_allocated(&proxy->pci_dev));
1276             r = kvm_virtio_pci_vector_vq_use(proxy, nvqs);
1277             if (r < 0) {
1278                 goto config_assign_error;
1279             }
1280             r = kvm_virtio_pci_vector_config_use(proxy);
1281             if (r < 0) {
1282                 goto config_error;
1283             }
1284         }
1285 
1286         r = msix_set_vector_notifiers(&proxy->pci_dev, virtio_pci_vector_unmask,
1287                                       virtio_pci_vector_mask,
1288                                       virtio_pci_vector_poll);
1289         if (r < 0) {
1290             goto notifiers_error;
1291         }
1292     }
1293 
1294     return 0;
1295 
1296 notifiers_error:
1297     if (with_irqfd) {
1298         assert(assign);
1299         kvm_virtio_pci_vector_vq_release(proxy, nvqs);
1300     }
1301 config_error:
1302     if (with_irqfd) {
1303         kvm_virtio_pci_vector_config_release(proxy);
1304     }
1305 config_assign_error:
1306     virtio_pci_set_guest_notifier(d, VIRTIO_CONFIG_IRQ_IDX, !assign,
1307                                   with_irqfd);
1308 assign_error:
1309     /* We get here on assignment failure. Recover by undoing for VQs 0 .. n. */
1310     assert(assign);
1311     while (--n >= 0) {
1312         virtio_pci_set_guest_notifier(d, n, !assign, with_irqfd);
1313     }
1314     g_free(proxy->vector_irqfd);
1315     proxy->vector_irqfd = NULL;
1316     return r;
1317 }
1318 
1319 static int virtio_pci_set_host_notifier_mr(DeviceState *d, int n,
1320                                            MemoryRegion *mr, bool assign)
1321 {
1322     VirtIOPCIProxy *proxy = to_virtio_pci_proxy(d);
1323     int offset;
1324 
1325     if (n >= VIRTIO_QUEUE_MAX || !virtio_pci_modern(proxy) ||
1326         virtio_pci_queue_mem_mult(proxy) != memory_region_size(mr)) {
1327         return -1;
1328     }
1329 
1330     if (assign) {
1331         offset = virtio_pci_queue_mem_mult(proxy) * n;
1332         memory_region_add_subregion_overlap(&proxy->notify.mr, offset, mr, 1);
1333     } else {
1334         memory_region_del_subregion(&proxy->notify.mr, mr);
1335     }
1336 
1337     return 0;
1338 }
1339 
1340 static void virtio_pci_vmstate_change(DeviceState *d, bool running)
1341 {
1342     VirtIOPCIProxy *proxy = to_virtio_pci_proxy(d);
1343     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1344 
1345     if (running) {
1346         /* Old QEMU versions did not set bus master enable on status write.
1347          * Detect DRIVER set and enable it.
1348          */
1349         if ((proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_BUS_MASTER_BUG_MIGRATION) &&
1350             (vdev->status & VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER) &&
1351             !(proxy->pci_dev.config[PCI_COMMAND] & PCI_COMMAND_MASTER)) {
1352             pci_default_write_config(&proxy->pci_dev, PCI_COMMAND,
1353                                      proxy->pci_dev.config[PCI_COMMAND] |
1354                                      PCI_COMMAND_MASTER, 1);
1355         }
1356         virtio_pci_start_ioeventfd(proxy);
1357     } else {
1358         virtio_pci_stop_ioeventfd(proxy);
1359     }
1360 }
1361 
1362 /*
1363  * virtio-pci: This is the PCIDevice which has a virtio-pci-bus.
1364  */
1365 
1366 static int virtio_pci_query_nvectors(DeviceState *d)
1367 {
1368     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(d);
1369 
1370     return proxy->nvectors;
1371 }
1372 
1373 static AddressSpace *virtio_pci_get_dma_as(DeviceState *d)
1374 {
1375     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(d);
1376     PCIDevice *dev = &proxy->pci_dev;
1377 
1378     return pci_get_address_space(dev);
1379 }
1380 
1381 static bool virtio_pci_iommu_enabled(DeviceState *d)
1382 {
1383     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(d);
1384     PCIDevice *dev = &proxy->pci_dev;
1385     AddressSpace *dma_as = pci_device_iommu_address_space(dev);
1386 
1387     if (dma_as == &address_space_memory) {
1388         return false;
1389     }
1390 
1391     return true;
1392 }
1393 
1394 static bool virtio_pci_queue_enabled(DeviceState *d, int n)
1395 {
1396     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(d);
1397     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1398 
1399     if (virtio_vdev_has_feature(vdev, VIRTIO_F_VERSION_1)) {
1400         return proxy->vqs[n].enabled;
1401     }
1402 
1403     return virtio_queue_enabled_legacy(vdev, n);
1404 }
1405 
1406 static int virtio_pci_add_mem_cap(VirtIOPCIProxy *proxy,
1407                                    struct virtio_pci_cap *cap)
1408 {
1409     PCIDevice *dev = &proxy->pci_dev;
1410     int offset;
1411 
1412     offset = pci_add_capability(dev, PCI_CAP_ID_VNDR, 0,
1413                                 cap->cap_len, &error_abort);
1414 
1415     assert(cap->cap_len >= sizeof *cap);
1416     memcpy(dev->config + offset + PCI_CAP_FLAGS, &cap->cap_len,
1417            cap->cap_len - PCI_CAP_FLAGS);
1418 
1419     return offset;
1420 }
1421 
1422 static void virtio_pci_set_vector(VirtIODevice *vdev,
1423                                   VirtIOPCIProxy *proxy,
1424                                   int queue_no, uint16_t old_vector,
1425                                   uint16_t new_vector)
1426 {
1427     bool kvm_irqfd = (vdev->status & VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER_OK) &&
1428         msix_enabled(&proxy->pci_dev) && kvm_msi_via_irqfd_enabled();
1429 
1430     if (new_vector == old_vector) {
1431         return;
1432     }
1433 
1434     /*
1435      * If the device uses irqfd and the vector changes after DRIVER_OK is
1436      * set, we need to release the old vector and set up the new one.
1437      * Otherwise just need to set the new vector on the device.
1438      */
1439     if (kvm_irqfd && old_vector != VIRTIO_NO_VECTOR) {
1440         kvm_virtio_pci_vector_release_one(proxy, queue_no);
1441     }
1442     /* Set the new vector on the device. */
1443     if (queue_no == VIRTIO_CONFIG_IRQ_IDX) {
1444         vdev->config_vector = new_vector;
1445     } else {
1446         virtio_queue_set_vector(vdev, queue_no, new_vector);
1447     }
1448     /* If the new vector changed need to set it up. */
1449     if (kvm_irqfd && new_vector != VIRTIO_NO_VECTOR) {
1450         kvm_virtio_pci_vector_use_one(proxy, queue_no);
1451     }
1452 }
1453 
1454 int virtio_pci_add_shm_cap(VirtIOPCIProxy *proxy,
1455                            uint8_t bar, uint64_t offset, uint64_t length,
1456                            uint8_t id)
1457 {
1458     struct virtio_pci_cap64 cap = {
1459         .cap.cap_len = sizeof cap,
1460         .cap.cfg_type = VIRTIO_PCI_CAP_SHARED_MEMORY_CFG,
1461     };
1462 
1463     cap.cap.bar = bar;
1464     cap.cap.length = cpu_to_le32(length);
1465     cap.length_hi = cpu_to_le32(length >> 32);
1466     cap.cap.offset = cpu_to_le32(offset);
1467     cap.offset_hi = cpu_to_le32(offset >> 32);
1468     cap.cap.id = id;
1469     return virtio_pci_add_mem_cap(proxy, &cap.cap);
1470 }
1471 
1472 static uint64_t virtio_pci_common_read(void *opaque, hwaddr addr,
1473                                        unsigned size)
1474 {
1475     VirtIOPCIProxy *proxy = opaque;
1476     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1477     uint32_t val = 0;
1478     int i;
1479 
1480     if (vdev == NULL) {
1481         return UINT64_MAX;
1482     }
1483 
1484     switch (addr) {
1485     case VIRTIO_PCI_COMMON_DFSELECT:
1486         val = proxy->dfselect;
1487         break;
1488     case VIRTIO_PCI_COMMON_DF:
1489         if (proxy->dfselect <= 1) {
1490             VirtioDeviceClass *vdc = VIRTIO_DEVICE_GET_CLASS(vdev);
1491 
1492             val = (vdev->host_features & ~vdc->legacy_features) >>
1493                 (32 * proxy->dfselect);
1494         }
1495         break;
1496     case VIRTIO_PCI_COMMON_GFSELECT:
1497         val = proxy->gfselect;
1498         break;
1499     case VIRTIO_PCI_COMMON_GF:
1500         if (proxy->gfselect < ARRAY_SIZE(proxy->guest_features)) {
1501             val = proxy->guest_features[proxy->gfselect];
1502         }
1503         break;
1504     case VIRTIO_PCI_COMMON_MSIX:
1505         val = vdev->config_vector;
1506         break;
1507     case VIRTIO_PCI_COMMON_NUMQ:
1508         for (i = 0; i < VIRTIO_QUEUE_MAX; ++i) {
1509             if (virtio_queue_get_num(vdev, i)) {
1510                 val = i + 1;
1511             }
1512         }
1513         break;
1514     case VIRTIO_PCI_COMMON_STATUS:
1515         val = vdev->status;
1516         break;
1517     case VIRTIO_PCI_COMMON_CFGGENERATION:
1518         val = vdev->generation;
1519         break;
1520     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_SELECT:
1521         val = vdev->queue_sel;
1522         break;
1523     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_SIZE:
1524         val = virtio_queue_get_num(vdev, vdev->queue_sel);
1525         break;
1526     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_MSIX:
1527         val = virtio_queue_vector(vdev, vdev->queue_sel);
1528         break;
1529     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_ENABLE:
1530         val = proxy->vqs[vdev->queue_sel].enabled;
1531         break;
1532     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_NOFF:
1533         /* Simply map queues in order */
1534         val = vdev->queue_sel;
1535         break;
1536     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_DESCLO:
1537         val = proxy->vqs[vdev->queue_sel].desc[0];
1538         break;
1539     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_DESCHI:
1540         val = proxy->vqs[vdev->queue_sel].desc[1];
1541         break;
1542     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_AVAILLO:
1543         val = proxy->vqs[vdev->queue_sel].avail[0];
1544         break;
1545     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_AVAILHI:
1546         val = proxy->vqs[vdev->queue_sel].avail[1];
1547         break;
1548     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_USEDLO:
1549         val = proxy->vqs[vdev->queue_sel].used[0];
1550         break;
1551     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_USEDHI:
1552         val = proxy->vqs[vdev->queue_sel].used[1];
1553         break;
1554     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_RESET:
1555         val = proxy->vqs[vdev->queue_sel].reset;
1556         break;
1557     default:
1558         val = 0;
1559     }
1560 
1561     return val;
1562 }
1563 
1564 static void virtio_pci_common_write(void *opaque, hwaddr addr,
1565                                     uint64_t val, unsigned size)
1566 {
1567     VirtIOPCIProxy *proxy = opaque;
1568     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1569     uint16_t vector;
1570 
1571     if (vdev == NULL) {
1572         return;
1573     }
1574 
1575     switch (addr) {
1576     case VIRTIO_PCI_COMMON_DFSELECT:
1577         proxy->dfselect = val;
1578         break;
1579     case VIRTIO_PCI_COMMON_GFSELECT:
1580         proxy->gfselect = val;
1581         break;
1582     case VIRTIO_PCI_COMMON_GF:
1583         if (proxy->gfselect < ARRAY_SIZE(proxy->guest_features)) {
1584             proxy->guest_features[proxy->gfselect] = val;
1585             virtio_set_features(vdev,
1586                                 (((uint64_t)proxy->guest_features[1]) << 32) |
1587                                 proxy->guest_features[0]);
1588         }
1589         break;
1590     case VIRTIO_PCI_COMMON_MSIX:
1591         if (vdev->config_vector != VIRTIO_NO_VECTOR) {
1592             msix_vector_unuse(&proxy->pci_dev, vdev->config_vector);
1593         }
1594         /* Make it possible for guest to discover an error took place. */
1595         if (val < proxy->nvectors) {
1596             msix_vector_use(&proxy->pci_dev, val);
1597         } else {
1598             val = VIRTIO_NO_VECTOR;
1599         }
1600         virtio_pci_set_vector(vdev, proxy, VIRTIO_CONFIG_IRQ_IDX,
1601                               vdev->config_vector, val);
1602         break;
1603     case VIRTIO_PCI_COMMON_STATUS:
1604         if (!(val & VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER_OK)) {
1605             virtio_pci_stop_ioeventfd(proxy);
1606         }
1607 
1608         virtio_set_status(vdev, val & 0xFF);
1609 
1610         if (val & VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER_OK) {
1611             virtio_pci_start_ioeventfd(proxy);
1612         }
1613 
1614         if (vdev->status == 0) {
1615             virtio_pci_reset(DEVICE(proxy));
1616         }
1617 
1618         break;
1619     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_SELECT:
1620         if (val < VIRTIO_QUEUE_MAX) {
1621             vdev->queue_sel = val;
1622         }
1623         break;
1624     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_SIZE:
1625         proxy->vqs[vdev->queue_sel].num = val;
1626         virtio_queue_set_num(vdev, vdev->queue_sel,
1627                              proxy->vqs[vdev->queue_sel].num);
1628         virtio_init_region_cache(vdev, vdev->queue_sel);
1629         break;
1630     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_MSIX:
1631         vector = virtio_queue_vector(vdev, vdev->queue_sel);
1632         if (vector != VIRTIO_NO_VECTOR) {
1633             msix_vector_unuse(&proxy->pci_dev, vector);
1634         }
1635         /* Make it possible for guest to discover an error took place. */
1636         if (val < proxy->nvectors) {
1637             msix_vector_use(&proxy->pci_dev, val);
1638         } else {
1639             val = VIRTIO_NO_VECTOR;
1640         }
1641         virtio_pci_set_vector(vdev, proxy, vdev->queue_sel, vector, val);
1642         break;
1643     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_ENABLE:
1644         if (val == 1) {
1645             virtio_queue_set_num(vdev, vdev->queue_sel,
1646                                  proxy->vqs[vdev->queue_sel].num);
1647             virtio_queue_set_rings(vdev, vdev->queue_sel,
1648                        ((uint64_t)proxy->vqs[vdev->queue_sel].desc[1]) << 32 |
1649                        proxy->vqs[vdev->queue_sel].desc[0],
1650                        ((uint64_t)proxy->vqs[vdev->queue_sel].avail[1]) << 32 |
1651                        proxy->vqs[vdev->queue_sel].avail[0],
1652                        ((uint64_t)proxy->vqs[vdev->queue_sel].used[1]) << 32 |
1653                        proxy->vqs[vdev->queue_sel].used[0]);
1654             proxy->vqs[vdev->queue_sel].enabled = 1;
1655             proxy->vqs[vdev->queue_sel].reset = 0;
1656             virtio_queue_enable(vdev, vdev->queue_sel);
1657         } else {
1658             virtio_error(vdev, "wrong value for queue_enable %"PRIx64, val);
1659         }
1660         break;
1661     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_DESCLO:
1662         proxy->vqs[vdev->queue_sel].desc[0] = val;
1663         break;
1664     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_DESCHI:
1665         proxy->vqs[vdev->queue_sel].desc[1] = val;
1666         break;
1667     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_AVAILLO:
1668         proxy->vqs[vdev->queue_sel].avail[0] = val;
1669         break;
1670     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_AVAILHI:
1671         proxy->vqs[vdev->queue_sel].avail[1] = val;
1672         break;
1673     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_USEDLO:
1674         proxy->vqs[vdev->queue_sel].used[0] = val;
1675         break;
1676     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_USEDHI:
1677         proxy->vqs[vdev->queue_sel].used[1] = val;
1678         break;
1679     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_RESET:
1680         if (val == 1) {
1681             proxy->vqs[vdev->queue_sel].reset = 1;
1682 
1683             virtio_queue_reset(vdev, vdev->queue_sel);
1684 
1685             proxy->vqs[vdev->queue_sel].reset = 0;
1686             proxy->vqs[vdev->queue_sel].enabled = 0;
1687         }
1688         break;
1689     default:
1690         break;
1691     }
1692 }
1693 
1694 
1695 static uint64_t virtio_pci_notify_read(void *opaque, hwaddr addr,
1696                                        unsigned size)
1697 {
1698     VirtIOPCIProxy *proxy = opaque;
1699     if (virtio_bus_get_device(&proxy->bus) == NULL) {
1700         return UINT64_MAX;
1701     }
1702 
1703     return 0;
1704 }
1705 
1706 static void virtio_pci_notify_write(void *opaque, hwaddr addr,
1707                                     uint64_t val, unsigned size)
1708 {
1709     VirtIOPCIProxy *proxy = opaque;
1710     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1711 
1712     unsigned queue = addr / virtio_pci_queue_mem_mult(proxy);
1713 
1714     if (vdev != NULL && queue < VIRTIO_QUEUE_MAX) {
1715         trace_virtio_pci_notify_write(addr, val, size);
1716         virtio_queue_notify(vdev, queue);
1717     }
1718 }
1719 
1720 static void virtio_pci_notify_write_pio(void *opaque, hwaddr addr,
1721                                         uint64_t val, unsigned size)
1722 {
1723     VirtIOPCIProxy *proxy = opaque;
1724     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1725 
1726     unsigned queue = val;
1727 
1728     if (vdev != NULL && queue < VIRTIO_QUEUE_MAX) {
1729         trace_virtio_pci_notify_write_pio(addr, val, size);
1730         virtio_queue_notify(vdev, queue);
1731     }
1732 }
1733 
1734 static uint64_t virtio_pci_isr_read(void *opaque, hwaddr addr,
1735                                     unsigned size)
1736 {
1737     VirtIOPCIProxy *proxy = opaque;
1738     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1739     uint64_t val;
1740 
1741     if (vdev == NULL) {
1742         return UINT64_MAX;
1743     }
1744 
1745     val = qatomic_xchg(&vdev->isr, 0);
1746     pci_irq_deassert(&proxy->pci_dev);
1747     return val;
1748 }
1749 
1750 static void virtio_pci_isr_write(void *opaque, hwaddr addr,
1751                                  uint64_t val, unsigned size)
1752 {
1753 }
1754 
1755 static uint64_t virtio_pci_device_read(void *opaque, hwaddr addr,
1756                                        unsigned size)
1757 {
1758     VirtIOPCIProxy *proxy = opaque;
1759     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1760     uint64_t val;
1761 
1762     if (vdev == NULL) {
1763         return UINT64_MAX;
1764     }
1765 
1766     switch (size) {
1767     case 1:
1768         val = virtio_config_modern_readb(vdev, addr);
1769         break;
1770     case 2:
1771         val = virtio_config_modern_readw(vdev, addr);
1772         break;
1773     case 4:
1774         val = virtio_config_modern_readl(vdev, addr);
1775         break;
1776     default:
1777         val = 0;
1778         break;
1779     }
1780     return val;
1781 }
1782 
1783 static void virtio_pci_device_write(void *opaque, hwaddr addr,
1784                                     uint64_t val, unsigned size)
1785 {
1786     VirtIOPCIProxy *proxy = opaque;
1787     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1788 
1789     if (vdev == NULL) {
1790         return;
1791     }
1792 
1793     switch (size) {
1794     case 1:
1795         virtio_config_modern_writeb(vdev, addr, val);
1796         break;
1797     case 2:
1798         virtio_config_modern_writew(vdev, addr, val);
1799         break;
1800     case 4:
1801         virtio_config_modern_writel(vdev, addr, val);
1802         break;
1803     }
1804 }
1805 
1806 static void virtio_pci_modern_regions_init(VirtIOPCIProxy *proxy,
1807                                            const char *vdev_name)
1808 {
1809     static const MemoryRegionOps common_ops = {
1810         .read = virtio_pci_common_read,
1811         .write = virtio_pci_common_write,
1812         .impl = {
1813             .min_access_size = 1,
1814             .max_access_size = 4,
1815         },
1816         .endianness = DEVICE_LITTLE_ENDIAN,
1817     };
1818     static const MemoryRegionOps isr_ops = {
1819         .read = virtio_pci_isr_read,
1820         .write = virtio_pci_isr_write,
1821         .impl = {
1822             .min_access_size = 1,
1823             .max_access_size = 4,
1824         },
1825         .endianness = DEVICE_LITTLE_ENDIAN,
1826     };
1827     static const MemoryRegionOps device_ops = {
1828         .read = virtio_pci_device_read,
1829         .write = virtio_pci_device_write,
1830         .impl = {
1831             .min_access_size = 1,
1832             .max_access_size = 4,
1833         },
1834         .endianness = DEVICE_LITTLE_ENDIAN,
1835     };
1836     static const MemoryRegionOps notify_ops = {
1837         .read = virtio_pci_notify_read,
1838         .write = virtio_pci_notify_write,
1839         .impl = {
1840             .min_access_size = 1,
1841             .max_access_size = 4,
1842         },
1843         .endianness = DEVICE_LITTLE_ENDIAN,
1844     };
1845     static const MemoryRegionOps notify_pio_ops = {
1846         .read = virtio_pci_notify_read,
1847         .write = virtio_pci_notify_write_pio,
1848         .impl = {
1849             .min_access_size = 1,
1850             .max_access_size = 4,
1851         },
1852         .endianness = DEVICE_LITTLE_ENDIAN,
1853     };
1854     g_autoptr(GString) name = g_string_new(NULL);
1855 
1856     g_string_printf(name, "virtio-pci-common-%s", vdev_name);
1857     memory_region_init_io(&proxy->common.mr, OBJECT(proxy),
1858                           &common_ops,
1859                           proxy,
1860                           name->str,
1861                           proxy->common.size);
1862 
1863     g_string_printf(name, "virtio-pci-isr-%s", vdev_name);
1864     memory_region_init_io(&proxy->isr.mr, OBJECT(proxy),
1865                           &isr_ops,
1866                           proxy,
1867                           name->str,
1868                           proxy->isr.size);
1869 
1870     g_string_printf(name, "virtio-pci-device-%s", vdev_name);
1871     memory_region_init_io(&proxy->device.mr, OBJECT(proxy),
1872                           &device_ops,
1873                           proxy,
1874                           name->str,
1875                           proxy->device.size);
1876 
1877     g_string_printf(name, "virtio-pci-notify-%s", vdev_name);
1878     memory_region_init_io(&proxy->notify.mr, OBJECT(proxy),
1879                           &notify_ops,
1880                           proxy,
1881                           name->str,
1882                           proxy->notify.size);
1883 
1884     g_string_printf(name, "virtio-pci-notify-pio-%s", vdev_name);
1885     memory_region_init_io(&proxy->notify_pio.mr, OBJECT(proxy),
1886                           &notify_pio_ops,
1887                           proxy,
1888                           name->str,
1889                           proxy->notify_pio.size);
1890 }
1891 
1892 static void virtio_pci_modern_region_map(VirtIOPCIProxy *proxy,
1893                                          VirtIOPCIRegion *region,
1894                                          struct virtio_pci_cap *cap,
1895                                          MemoryRegion *mr,
1896                                          uint8_t bar)
1897 {
1898     memory_region_add_subregion(mr, region->offset, &region->mr);
1899 
1900     cap->cfg_type = region->type;
1901     cap->bar = bar;
1902     cap->offset = cpu_to_le32(region->offset);
1903     cap->length = cpu_to_le32(region->size);
1904     virtio_pci_add_mem_cap(proxy, cap);
1905 
1906 }
1907 
1908 static void virtio_pci_modern_mem_region_map(VirtIOPCIProxy *proxy,
1909                                              VirtIOPCIRegion *region,
1910                                              struct virtio_pci_cap *cap)
1911 {
1912     virtio_pci_modern_region_map(proxy, region, cap,
1913                                  &proxy->modern_bar, proxy->modern_mem_bar_idx);
1914 }
1915 
1916 static void virtio_pci_modern_io_region_map(VirtIOPCIProxy *proxy,
1917                                             VirtIOPCIRegion *region,
1918                                             struct virtio_pci_cap *cap)
1919 {
1920     virtio_pci_modern_region_map(proxy, region, cap,
1921                                  &proxy->io_bar, proxy->modern_io_bar_idx);
1922 }
1923 
1924 static void virtio_pci_modern_mem_region_unmap(VirtIOPCIProxy *proxy,
1925                                                VirtIOPCIRegion *region)
1926 {
1927     memory_region_del_subregion(&proxy->modern_bar,
1928                                 &region->mr);
1929 }
1930 
1931 static void virtio_pci_modern_io_region_unmap(VirtIOPCIProxy *proxy,
1932                                               VirtIOPCIRegion *region)
1933 {
1934     memory_region_del_subregion(&proxy->io_bar,
1935                                 &region->mr);
1936 }
1937 
1938 static void virtio_pci_pre_plugged(DeviceState *d, Error **errp)
1939 {
1940     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(d);
1941     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1942 
1943     if (virtio_pci_modern(proxy)) {
1944         virtio_add_feature(&vdev->host_features, VIRTIO_F_VERSION_1);
1945     }
1946 
1947     virtio_add_feature(&vdev->host_features, VIRTIO_F_BAD_FEATURE);
1948 }
1949 
1950 /* This is called by virtio-bus just after the device is plugged. */
1951 static void virtio_pci_device_plugged(DeviceState *d, Error **errp)
1952 {
1953     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(d);
1954     VirtioBusState *bus = &proxy->bus;
1955     bool legacy = virtio_pci_legacy(proxy);
1956     bool modern;
1957     bool modern_pio = proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_MODERN_PIO_NOTIFY;
1958     uint8_t *config;
1959     uint32_t size;
1960     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(bus);
1961 
1962     /*
1963      * Virtio capabilities present without
1964      * VIRTIO_F_VERSION_1 confuses guests
1965      */
1966     if (!proxy->ignore_backend_features &&
1967             !virtio_has_feature(vdev->host_features, VIRTIO_F_VERSION_1)) {
1968         virtio_pci_disable_modern(proxy);
1969 
1970         if (!legacy) {
1971             error_setg(errp, "Device doesn't support modern mode, and legacy"
1972                              " mode is disabled");
1973             error_append_hint(errp, "Set disable-legacy to off\n");
1974 
1975             return;
1976         }
1977     }
1978 
1979     modern = virtio_pci_modern(proxy);
1980 
1981     config = proxy->pci_dev.config;
1982     if (proxy->class_code) {
1983         pci_config_set_class(config, proxy->class_code);
1984     }
1985 
1986     if (legacy) {
1987         if (!virtio_legacy_allowed(vdev)) {
1988             /*
1989              * To avoid migration issues, we allow legacy mode when legacy
1990              * check is disabled in the old machine types (< 5.1).
1991              */
1992             if (virtio_legacy_check_disabled(vdev)) {
1993                 warn_report("device is modern-only, but for backward "
1994                             "compatibility legacy is allowed");
1995             } else {
1996                 error_setg(errp,
1997                            "device is modern-only, use disable-legacy=on");
1998                 return;
1999             }
2000         }
2001         if (virtio_host_has_feature(vdev, VIRTIO_F_IOMMU_PLATFORM)) {
2002             error_setg(errp, "VIRTIO_F_IOMMU_PLATFORM was supported by"
2003                        " neither legacy nor transitional device");
2004             return;
2005         }
2006         /*
2007          * Legacy and transitional devices use specific subsystem IDs.
2008          * Note that the subsystem vendor ID (config + PCI_SUBSYSTEM_VENDOR_ID)
2009          * is set to PCI_SUBVENDOR_ID_REDHAT_QUMRANET by default.
2010          */
2011         pci_set_word(config + PCI_SUBSYSTEM_ID, virtio_bus_get_vdev_id(bus));
2012         if (proxy->trans_devid) {
2013             pci_config_set_device_id(config, proxy->trans_devid);
2014         }
2015     } else {
2016         /* pure virtio-1.0 */
2017         pci_set_word(config + PCI_VENDOR_ID,
2018                      PCI_VENDOR_ID_REDHAT_QUMRANET);
2019         pci_set_word(config + PCI_DEVICE_ID,
2020                      PCI_DEVICE_ID_VIRTIO_10_BASE + virtio_bus_get_vdev_id(bus));
2021         pci_config_set_revision(config, 1);
2022     }
2023     config[PCI_INTERRUPT_PIN] = 1;
2024 
2025 
2026     if (modern) {
2027         struct virtio_pci_cap cap = {
2028             .cap_len = sizeof cap,
2029         };
2030         struct virtio_pci_notify_cap notify = {
2031             .cap.cap_len = sizeof notify,
2032             .notify_off_multiplier =
2033                 cpu_to_le32(virtio_pci_queue_mem_mult(proxy)),
2034         };
2035         struct virtio_pci_cfg_cap cfg = {
2036             .cap.cap_len = sizeof cfg,
2037             .cap.cfg_type = VIRTIO_PCI_CAP_PCI_CFG,
2038         };
2039         struct virtio_pci_notify_cap notify_pio = {
2040             .cap.cap_len = sizeof notify,
2041             .notify_off_multiplier = cpu_to_le32(0x0),
2042         };
2043 
2044         struct virtio_pci_cfg_cap *cfg_mask;
2045 
2046         virtio_pci_modern_regions_init(proxy, vdev->name);
2047 
2048         virtio_pci_modern_mem_region_map(proxy, &proxy->common, &cap);
2049         virtio_pci_modern_mem_region_map(proxy, &proxy->isr, &cap);
2050         virtio_pci_modern_mem_region_map(proxy, &proxy->device, &cap);
2051         virtio_pci_modern_mem_region_map(proxy, &proxy->notify, &notify.cap);
2052 
2053         if (modern_pio) {
2054             memory_region_init(&proxy->io_bar, OBJECT(proxy),
2055                                "virtio-pci-io", 0x4);
2056 
2057             pci_register_bar(&proxy->pci_dev, proxy->modern_io_bar_idx,
2058                              PCI_BASE_ADDRESS_SPACE_IO, &proxy->io_bar);
2059 
2060             virtio_pci_modern_io_region_map(proxy, &proxy->notify_pio,
2061                                             &notify_pio.cap);
2062         }
2063 
2064         pci_register_bar(&proxy->pci_dev, proxy->modern_mem_bar_idx,
2065                          PCI_BASE_ADDRESS_SPACE_MEMORY |
2066                          PCI_BASE_ADDRESS_MEM_PREFETCH |
2067                          PCI_BASE_ADDRESS_MEM_TYPE_64,
2068                          &proxy->modern_bar);
2069 
2070         proxy->config_cap = virtio_pci_add_mem_cap(proxy, &cfg.cap);
2071         cfg_mask = (void *)(proxy->pci_dev.wmask + proxy->config_cap);
2072         pci_set_byte(&cfg_mask->cap.bar, ~0x0);
2073         pci_set_long((uint8_t *)&cfg_mask->cap.offset, ~0x0);
2074         pci_set_long((uint8_t *)&cfg_mask->cap.length, ~0x0);
2075         pci_set_long(cfg_mask->pci_cfg_data, ~0x0);
2076     }
2077 
2078     if (proxy->nvectors) {
2079         int err = msix_init_exclusive_bar(&proxy->pci_dev, proxy->nvectors,
2080                                           proxy->msix_bar_idx, NULL);
2081         if (err) {
2082             /* Notice when a system that supports MSIx can't initialize it */
2083             if (err != -ENOTSUP) {
2084                 warn_report("unable to init msix vectors to %" PRIu32,
2085                             proxy->nvectors);
2086             }
2087             proxy->nvectors = 0;
2088         }
2089     }
2090 
2091     proxy->pci_dev.config_write = virtio_write_config;
2092     proxy->pci_dev.config_read = virtio_read_config;
2093 
2094     if (legacy) {
2095         size = VIRTIO_PCI_REGION_SIZE(&proxy->pci_dev)
2096             + virtio_bus_get_vdev_config_len(bus);
2097         size = pow2ceil(size);
2098 
2099         memory_region_init_io(&proxy->bar, OBJECT(proxy),
2100                               &virtio_pci_config_ops,
2101                               proxy, "virtio-pci", size);
2102 
2103         pci_register_bar(&proxy->pci_dev, proxy->legacy_io_bar_idx,
2104                          PCI_BASE_ADDRESS_SPACE_IO, &proxy->bar);
2105     }
2106 }
2107 
2108 static void virtio_pci_device_unplugged(DeviceState *d)
2109 {
2110     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(d);
2111     bool modern = virtio_pci_modern(proxy);
2112     bool modern_pio = proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_MODERN_PIO_NOTIFY;
2113 
2114     virtio_pci_stop_ioeventfd(proxy);
2115 
2116     if (modern) {
2117         virtio_pci_modern_mem_region_unmap(proxy, &proxy->common);
2118         virtio_pci_modern_mem_region_unmap(proxy, &proxy->isr);
2119         virtio_pci_modern_mem_region_unmap(proxy, &proxy->device);
2120         virtio_pci_modern_mem_region_unmap(proxy, &proxy->notify);
2121         if (modern_pio) {
2122             virtio_pci_modern_io_region_unmap(proxy, &proxy->notify_pio);
2123         }
2124     }
2125 }
2126 
2127 static void virtio_pci_realize(PCIDevice *pci_dev, Error **errp)
2128 {
2129     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(pci_dev);
2130     VirtioPCIClass *k = VIRTIO_PCI_GET_CLASS(pci_dev);
2131     bool pcie_port = pci_bus_is_express(pci_get_bus(pci_dev)) &&
2132                      !pci_bus_is_root(pci_get_bus(pci_dev));
2133 
2134     /* fd-based ioevents can't be synchronized in record/replay */
2135     if (replay_mode != REPLAY_MODE_NONE) {
2136         proxy->flags &= ~VIRTIO_PCI_FLAG_USE_IOEVENTFD;
2137     }
2138 
2139     /*
2140      * virtio pci bar layout used by default.
2141      * subclasses can re-arrange things if needed.
2142      *
2143      *   region 0   --  virtio legacy io bar
2144      *   region 1   --  msi-x bar
2145      *   region 2   --  virtio modern io bar (off by default)
2146      *   region 4+5 --  virtio modern memory (64bit) bar
2147      *
2148      */
2149     proxy->legacy_io_bar_idx  = 0;
2150     proxy->msix_bar_idx       = 1;
2151     proxy->modern_io_bar_idx  = 2;
2152     proxy->modern_mem_bar_idx = 4;
2153 
2154     proxy->common.offset = 0x0;
2155     proxy->common.size = 0x1000;
2156     proxy->common.type = VIRTIO_PCI_CAP_COMMON_CFG;
2157 
2158     proxy->isr.offset = 0x1000;
2159     proxy->isr.size = 0x1000;
2160     proxy->isr.type = VIRTIO_PCI_CAP_ISR_CFG;
2161 
2162     proxy->device.offset = 0x2000;
2163     proxy->device.size = 0x1000;
2164     proxy->device.type = VIRTIO_PCI_CAP_DEVICE_CFG;
2165 
2166     proxy->notify.offset = 0x3000;
2167     proxy->notify.size = virtio_pci_queue_mem_mult(proxy) * VIRTIO_QUEUE_MAX;
2168     proxy->notify.type = VIRTIO_PCI_CAP_NOTIFY_CFG;
2169 
2170     proxy->notify_pio.offset = 0x0;
2171     proxy->notify_pio.size = 0x4;
2172     proxy->notify_pio.type = VIRTIO_PCI_CAP_NOTIFY_CFG;
2173 
2174     /* subclasses can enforce modern, so do this unconditionally */
2175     memory_region_init(&proxy->modern_bar, OBJECT(proxy), "virtio-pci",
2176                        /* PCI BAR regions must be powers of 2 */
2177                        pow2ceil(proxy->notify.offset + proxy->notify.size));
2178 
2179     if (proxy->disable_legacy == ON_OFF_AUTO_AUTO) {
2180         proxy->disable_legacy = pcie_port ? ON_OFF_AUTO_ON : ON_OFF_AUTO_OFF;
2181     }
2182 
2183     if (!virtio_pci_modern(proxy) && !virtio_pci_legacy(proxy)) {
2184         error_setg(errp, "device cannot work as neither modern nor legacy mode"
2185                    " is enabled");
2186         error_append_hint(errp, "Set either disable-modern or disable-legacy"
2187                           " to off\n");
2188         return;
2189     }
2190 
2191     if (pcie_port && pci_is_express(pci_dev)) {
2192         int pos;
2193         uint16_t last_pcie_cap_offset = PCI_CONFIG_SPACE_SIZE;
2194 
2195         pos = pcie_endpoint_cap_init(pci_dev, 0);
2196         assert(pos > 0);
2197 
2198         pos = pci_add_capability(pci_dev, PCI_CAP_ID_PM, 0,
2199                                  PCI_PM_SIZEOF, errp);
2200         if (pos < 0) {
2201             return;
2202         }
2203 
2204         pci_dev->exp.pm_cap = pos;
2205 
2206         /*
2207          * Indicates that this function complies with revision 1.2 of the
2208          * PCI Power Management Interface Specification.
2209          */
2210         pci_set_word(pci_dev->config + pos + PCI_PM_PMC, 0x3);
2211 
2212         if (proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_AER) {
2213             pcie_aer_init(pci_dev, PCI_ERR_VER, last_pcie_cap_offset,
2214                           PCI_ERR_SIZEOF, NULL);
2215             last_pcie_cap_offset += PCI_ERR_SIZEOF;
2216         }
2217 
2218         if (proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_INIT_DEVERR) {
2219             /* Init error enabling flags */
2220             pcie_cap_deverr_init(pci_dev);
2221         }
2222 
2223         if (proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_INIT_LNKCTL) {
2224             /* Init Link Control Register */
2225             pcie_cap_lnkctl_init(pci_dev);
2226         }
2227 
2228         if (proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_PM_NO_SOFT_RESET) {
2229             pci_set_word(pci_dev->config + pos + PCI_PM_CTRL,
2230                          PCI_PM_CTRL_NO_SOFT_RESET);
2231         }
2232 
2233         if (proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_INIT_PM) {
2234             /* Init Power Management Control Register */
2235             pci_set_word(pci_dev->wmask + pos + PCI_PM_CTRL,
2236                          PCI_PM_CTRL_STATE_MASK);
2237         }
2238 
2239         if (proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_ATS) {
2240             pcie_ats_init(pci_dev, last_pcie_cap_offset,
2241                           proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_ATS_PAGE_ALIGNED);
2242             last_pcie_cap_offset += PCI_EXT_CAP_ATS_SIZEOF;
2243         }
2244 
2245         if (proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_INIT_FLR) {
2246             /* Set Function Level Reset capability bit */
2247             pcie_cap_flr_init(pci_dev);
2248         }
2249     } else {
2250         /*
2251          * make future invocations of pci_is_express() return false
2252          * and pci_config_size() return PCI_CONFIG_SPACE_SIZE.
2253          */
2254         pci_dev->cap_present &= ~QEMU_PCI_CAP_EXPRESS;
2255     }
2256 
2257     virtio_pci_bus_new(&proxy->bus, sizeof(proxy->bus), proxy);
2258     if (k->realize) {
2259         k->realize(proxy, errp);
2260     }
2261 }
2262 
2263 static void virtio_pci_exit(PCIDevice *pci_dev)
2264 {
2265     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(pci_dev);
2266     bool pcie_port = pci_bus_is_express(pci_get_bus(pci_dev)) &&
2267                      !pci_bus_is_root(pci_get_bus(pci_dev));
2268 
2269     msix_uninit_exclusive_bar(pci_dev);
2270     if (proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_AER && pcie_port &&
2271         pci_is_express(pci_dev)) {
2272         pcie_aer_exit(pci_dev);
2273     }
2274 }
2275 
2276 static void virtio_pci_reset(DeviceState *qdev)
2277 {
2278     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(qdev);
2279     VirtioBusState *bus = VIRTIO_BUS(&proxy->bus);
2280     int i;
2281 
2282     virtio_bus_reset(bus);
2283     msix_unuse_all_vectors(&proxy->pci_dev);
2284 
2285     for (i = 0; i < VIRTIO_QUEUE_MAX; i++) {
2286         proxy->vqs[i].enabled = 0;
2287         proxy->vqs[i].reset = 0;
2288         proxy->vqs[i].num = 0;
2289         proxy->vqs[i].desc[0] = proxy->vqs[i].desc[1] = 0;
2290         proxy->vqs[i].avail[0] = proxy->vqs[i].avail[1] = 0;
2291         proxy->vqs[i].used[0] = proxy->vqs[i].used[1] = 0;
2292     }
2293 }
2294 
2295 static bool virtio_pci_no_soft_reset(PCIDevice *dev)
2296 {
2297     uint16_t pmcsr;
2298 
2299     if (!pci_is_express(dev) || !dev->exp.pm_cap) {
2300         return false;
2301     }
2302 
2303     pmcsr = pci_get_word(dev->config + dev->exp.pm_cap + PCI_PM_CTRL);
2304 
2305     /*
2306      * When No_Soft_Reset bit is set and the device
2307      * is in D3hot state, don't reset device
2308      */
2309     return (pmcsr & PCI_PM_CTRL_NO_SOFT_RESET) &&
2310            (pmcsr & PCI_PM_CTRL_STATE_MASK) == 3;
2311 }
2312 
2313 static void virtio_pci_bus_reset_hold(Object *obj, ResetType type)
2314 {
2315     PCIDevice *dev = PCI_DEVICE(obj);
2316     DeviceState *qdev = DEVICE(obj);
2317 
2318     if (virtio_pci_no_soft_reset(dev)) {
2319         return;
2320     }
2321 
2322     virtio_pci_reset(qdev);
2323 
2324     if (pci_is_express(dev)) {
2325         VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(dev);
2326 
2327         pcie_cap_deverr_reset(dev);
2328         pcie_cap_lnkctl_reset(dev);
2329 
2330         if (proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_INIT_PM) {
2331             pci_word_test_and_clear_mask(
2332                 dev->config + dev->exp.pm_cap + PCI_PM_CTRL,
2333                 PCI_PM_CTRL_STATE_MASK);
2334         }
2335     }
2336 }
2337 
2338 static Property virtio_pci_properties[] = {
2339     DEFINE_PROP_BIT("virtio-pci-bus-master-bug-migration", VirtIOPCIProxy, flags,
2340                     VIRTIO_PCI_FLAG_BUS_MASTER_BUG_MIGRATION_BIT, false),
2341     DEFINE_PROP_BIT("migrate-extra", VirtIOPCIProxy, flags,
2342                     VIRTIO_PCI_FLAG_MIGRATE_EXTRA_BIT, true),
2343     DEFINE_PROP_BIT("modern-pio-notify", VirtIOPCIProxy, flags,
2344                     VIRTIO_PCI_FLAG_MODERN_PIO_NOTIFY_BIT, false),
2345     DEFINE_PROP_BIT("x-disable-pcie", VirtIOPCIProxy, flags,
2346                     VIRTIO_PCI_FLAG_DISABLE_PCIE_BIT, false),
2347     DEFINE_PROP_BIT("page-per-vq", VirtIOPCIProxy, flags,
2348                     VIRTIO_PCI_FLAG_PAGE_PER_VQ_BIT, false),
2349     DEFINE_PROP_BOOL("x-ignore-backend-features", VirtIOPCIProxy,
2350                      ignore_backend_features, false),
2351     DEFINE_PROP_BIT("ats", VirtIOPCIProxy, flags,
2352                     VIRTIO_PCI_FLAG_ATS_BIT, false),
2353     DEFINE_PROP_BIT("x-ats-page-aligned", VirtIOPCIProxy, flags,
2354                     VIRTIO_PCI_FLAG_ATS_PAGE_ALIGNED_BIT, true),
2355     DEFINE_PROP_BIT("x-pcie-deverr-init", VirtIOPCIProxy, flags,
2356                     VIRTIO_PCI_FLAG_INIT_DEVERR_BIT, true),
2357     DEFINE_PROP_BIT("x-pcie-lnkctl-init", VirtIOPCIProxy, flags,
2358                     VIRTIO_PCI_FLAG_INIT_LNKCTL_BIT, true),
2359     DEFINE_PROP_BIT("x-pcie-pm-init", VirtIOPCIProxy, flags,
2360                     VIRTIO_PCI_FLAG_INIT_PM_BIT, true),
2361     DEFINE_PROP_BIT("x-pcie-pm-no-soft-reset", VirtIOPCIProxy, flags,
2362                     VIRTIO_PCI_FLAG_PM_NO_SOFT_RESET_BIT, false),
2363     DEFINE_PROP_BIT("x-pcie-flr-init", VirtIOPCIProxy, flags,
2364                     VIRTIO_PCI_FLAG_INIT_FLR_BIT, true),
2365     DEFINE_PROP_BIT("aer", VirtIOPCIProxy, flags,
2366                     VIRTIO_PCI_FLAG_AER_BIT, false),
2367     DEFINE_PROP_END_OF_LIST(),
2368 };
2369 
2370 static void virtio_pci_dc_realize(DeviceState *qdev, Error **errp)
2371 {
2372     VirtioPCIClass *vpciklass = VIRTIO_PCI_GET_CLASS(qdev);
2373     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(qdev);
2374     PCIDevice *pci_dev = &proxy->pci_dev;
2375 
2376     if (!(proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_DISABLE_PCIE) &&
2377         virtio_pci_modern(proxy)) {
2378         pci_dev->cap_present |= QEMU_PCI_CAP_EXPRESS;
2379     }
2380 
2381     vpciklass->parent_dc_realize(qdev, errp);
2382 }
2383 
2384 static void virtio_pci_class_init(ObjectClass *klass, void *data)
2385 {
2386     DeviceClass *dc = DEVICE_CLASS(klass);
2387     PCIDeviceClass *k = PCI_DEVICE_CLASS(klass);
2388     VirtioPCIClass *vpciklass = VIRTIO_PCI_CLASS(klass);
2389     ResettableClass *rc = RESETTABLE_CLASS(klass);
2390 
2391     device_class_set_props(dc, virtio_pci_properties);
2392     k->realize = virtio_pci_realize;
2393     k->exit = virtio_pci_exit;
2394     k->vendor_id = PCI_VENDOR_ID_REDHAT_QUMRANET;
2395     k->revision = VIRTIO_PCI_ABI_VERSION;
2396     k->class_id = PCI_CLASS_OTHERS;
2397     device_class_set_parent_realize(dc, virtio_pci_dc_realize,
2398                                     &vpciklass->parent_dc_realize);
2399     rc->phases.hold = virtio_pci_bus_reset_hold;
2400 }
2401 
2402 static const TypeInfo virtio_pci_info = {
2403     .name          = TYPE_VIRTIO_PCI,
2404     .parent        = TYPE_PCI_DEVICE,
2405     .instance_size = sizeof(VirtIOPCIProxy),
2406     .class_init    = virtio_pci_class_init,
2407     .class_size    = sizeof(VirtioPCIClass),
2408     .abstract      = true,
2409 };
2410 
2411 static Property virtio_pci_generic_properties[] = {
2412     DEFINE_PROP_ON_OFF_AUTO("disable-legacy", VirtIOPCIProxy, disable_legacy,
2413                             ON_OFF_AUTO_AUTO),
2414     DEFINE_PROP_BOOL("disable-modern", VirtIOPCIProxy, disable_modern, false),
2415     DEFINE_PROP_END_OF_LIST(),
2416 };
2417 
2418 static void virtio_pci_base_class_init(ObjectClass *klass, void *data)
2419 {
2420     const VirtioPCIDeviceTypeInfo *t = data;
2421     if (t->class_init) {
2422         t->class_init(klass, NULL);
2423     }
2424 }
2425 
2426 static void virtio_pci_generic_class_init(ObjectClass *klass, void *data)
2427 {
2428     DeviceClass *dc = DEVICE_CLASS(klass);
2429 
2430     device_class_set_props(dc, virtio_pci_generic_properties);
2431 }
2432 
2433 static void virtio_pci_transitional_instance_init(Object *obj)
2434 {
2435     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(obj);
2436 
2437     proxy->disable_legacy = ON_OFF_AUTO_OFF;
2438     proxy->disable_modern = false;
2439 }
2440 
2441 static void virtio_pci_non_transitional_instance_init(Object *obj)
2442 {
2443     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(obj);
2444 
2445     proxy->disable_legacy = ON_OFF_AUTO_ON;
2446     proxy->disable_modern = false;
2447 }
2448 
2449 void virtio_pci_types_register(const VirtioPCIDeviceTypeInfo *t)
2450 {
2451     char *base_name = NULL;
2452     TypeInfo base_type_info = {
2453         .name          = t->base_name,
2454         .parent        = t->parent ? t->parent : TYPE_VIRTIO_PCI,
2455         .instance_size = t->instance_size,
2456         .instance_init = t->instance_init,
2457         .instance_finalize = t->instance_finalize,
2458         .class_size    = t->class_size,
2459         .abstract      = true,
2460         .interfaces    = t->interfaces,
2461     };
2462     TypeInfo generic_type_info = {
2463         .name = t->generic_name,
2464         .parent = base_type_info.name,
2465         .class_init = virtio_pci_generic_class_init,
2466         .interfaces = (InterfaceInfo[]) {
2467             { INTERFACE_PCIE_DEVICE },
2468             { INTERFACE_CONVENTIONAL_PCI_DEVICE },
2469             { }
2470         },
2471     };
2472 
2473     if (!base_type_info.name) {
2474         /* No base type -> register a single generic device type */
2475         /* use intermediate %s-base-type to add generic device props */
2476         base_name = g_strdup_printf("%s-base-type", t->generic_name);
2477         base_type_info.name = base_name;
2478         base_type_info.class_init = virtio_pci_generic_class_init;
2479 
2480         generic_type_info.parent = base_name;
2481         generic_type_info.class_init = virtio_pci_base_class_init;
2482         generic_type_info.class_data = (void *)t;
2483 
2484         assert(!t->non_transitional_name);
2485         assert(!t->transitional_name);
2486     } else {
2487         base_type_info.class_init = virtio_pci_base_class_init;
2488         base_type_info.class_data = (void *)t;
2489     }
2490 
2491     type_register(&base_type_info);
2492     if (generic_type_info.name) {
2493         type_register(&generic_type_info);
2494     }
2495 
2496     if (t->non_transitional_name) {
2497         const TypeInfo non_transitional_type_info = {
2498             .name          = t->non_transitional_name,
2499             .parent        = base_type_info.name,
2500             .instance_init = virtio_pci_non_transitional_instance_init,
2501             .interfaces = (InterfaceInfo[]) {
2502                 { INTERFACE_PCIE_DEVICE },
2503                 { INTERFACE_CONVENTIONAL_PCI_DEVICE },
2504                 { }
2505             },
2506         };
2507         type_register(&non_transitional_type_info);
2508     }
2509 
2510     if (t->transitional_name) {
2511         const TypeInfo transitional_type_info = {
2512             .name          = t->transitional_name,
2513             .parent        = base_type_info.name,
2514             .instance_init = virtio_pci_transitional_instance_init,
2515             .interfaces = (InterfaceInfo[]) {
2516                 /*
2517                  * Transitional virtio devices work only as Conventional PCI
2518                  * devices because they require PIO ports.
2519                  */
2520                 { INTERFACE_CONVENTIONAL_PCI_DEVICE },
2521                 { }
2522             },
2523         };
2524         type_register(&transitional_type_info);
2525     }
2526     g_free(base_name);
2527 }
2528 
2529 unsigned virtio_pci_optimal_num_queues(unsigned fixed_queues)
2530 {
2531     /*
2532      * 1:1 vq to vCPU mapping is ideal because the same vCPU that submitted
2533      * virtqueue buffers can handle their completion. When a different vCPU
2534      * handles completion it may need to IPI the vCPU that submitted the
2535      * request and this adds overhead.
2536      *
2537      * Virtqueues consume guest RAM and MSI-X vectors. This is wasteful in
2538      * guests with very many vCPUs and a device that is only used by a few
2539      * vCPUs. Unfortunately optimizing that case requires manual pinning inside
2540      * the guest, so those users might as well manually set the number of
2541      * queues. There is no upper limit that can be applied automatically and
2542      * doing so arbitrarily would result in a sudden performance drop once the
2543      * threshold number of vCPUs is exceeded.
2544      */
2545     unsigned num_queues = current_machine->smp.cpus;
2546 
2547     /*
2548      * The maximum number of MSI-X vectors is PCI_MSIX_FLAGS_QSIZE + 1, but the
2549      * config change interrupt and the fixed virtqueues must be taken into
2550      * account too.
2551      */
2552     num_queues = MIN(num_queues, PCI_MSIX_FLAGS_QSIZE - fixed_queues);
2553 
2554     /*
2555      * There is a limit to how many virtqueues a device can have.
2556      */
2557     return MIN(num_queues, VIRTIO_QUEUE_MAX - fixed_queues);
2558 }
2559 
2560 /* virtio-pci-bus */
2561 
2562 static void virtio_pci_bus_new(VirtioBusState *bus, size_t bus_size,
2563                                VirtIOPCIProxy *dev)
2564 {
2565     DeviceState *qdev = DEVICE(dev);
2566     char virtio_bus_name[] = "virtio-bus";
2567 
2568     qbus_init(bus, bus_size, TYPE_VIRTIO_PCI_BUS, qdev, virtio_bus_name);
2569 }
2570 
2571 static void virtio_pci_bus_class_init(ObjectClass *klass, void *data)
2572 {
2573     BusClass *bus_class = BUS_CLASS(klass);
2574     VirtioBusClass *k = VIRTIO_BUS_CLASS(klass);
2575     bus_class->max_dev = 1;
2576     k->notify = virtio_pci_notify;
2577     k->save_config = virtio_pci_save_config;
2578     k->load_config = virtio_pci_load_config;
2579     k->save_queue = virtio_pci_save_queue;
2580     k->load_queue = virtio_pci_load_queue;
2581     k->save_extra_state = virtio_pci_save_extra_state;
2582     k->load_extra_state = virtio_pci_load_extra_state;
2583     k->has_extra_state = virtio_pci_has_extra_state;
2584     k->query_guest_notifiers = virtio_pci_query_guest_notifiers;
2585     k->set_guest_notifiers = virtio_pci_set_guest_notifiers;
2586     k->set_host_notifier_mr = virtio_pci_set_host_notifier_mr;
2587     k->vmstate_change = virtio_pci_vmstate_change;
2588     k->pre_plugged = virtio_pci_pre_plugged;
2589     k->device_plugged = virtio_pci_device_plugged;
2590     k->device_unplugged = virtio_pci_device_unplugged;
2591     k->query_nvectors = virtio_pci_query_nvectors;
2592     k->ioeventfd_enabled = virtio_pci_ioeventfd_enabled;
2593     k->ioeventfd_assign = virtio_pci_ioeventfd_assign;
2594     k->get_dma_as = virtio_pci_get_dma_as;
2595     k->iommu_enabled = virtio_pci_iommu_enabled;
2596     k->queue_enabled = virtio_pci_queue_enabled;
2597 }
2598 
2599 static const TypeInfo virtio_pci_bus_info = {
2600     .name          = TYPE_VIRTIO_PCI_BUS,
2601     .parent        = TYPE_VIRTIO_BUS,
2602     .instance_size = sizeof(VirtioPCIBusState),
2603     .class_size    = sizeof(VirtioPCIBusClass),
2604     .class_init    = virtio_pci_bus_class_init,
2605 };
2606 
2607 static void virtio_pci_register_types(void)
2608 {
2609     /* Base types: */
2610     type_register_static(&virtio_pci_bus_info);
2611     type_register_static(&virtio_pci_info);
2612 }
2613 
2614 type_init(virtio_pci_register_types)
2615 
2616