xref: /openbmc/qemu/hw/virtio/virtio-pci.c (revision 2f6cab05)
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 = (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 = (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 = (VMStateField[]) {
139         VMSTATE_END_OF_LIST()
140     },
141     .subsections = (const VMStateDescription*[]) {
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;
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         if (val < VIRTIO_QUEUE_MAX) {
412             virtio_queue_notify(vdev, val);
413         }
414         break;
415     case VIRTIO_PCI_STATUS:
416         if (!(val & VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER_OK)) {
417             virtio_pci_stop_ioeventfd(proxy);
418         }
419 
420         virtio_set_status(vdev, val & 0xFF);
421 
422         if (val & VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER_OK) {
423             virtio_pci_start_ioeventfd(proxy);
424         }
425 
426         if (vdev->status == 0) {
427             virtio_pci_reset(DEVICE(proxy));
428         }
429 
430         /* Linux before 2.6.34 drives the device without enabling
431            the PCI device bus master bit. Enable it automatically
432            for the guest. This is a PCI spec violation but so is
433            initiating DMA with bus master bit clear. */
434         if (val == (VIRTIO_CONFIG_S_ACKNOWLEDGE | VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER)) {
435             pci_default_write_config(&proxy->pci_dev, PCI_COMMAND,
436                                      proxy->pci_dev.config[PCI_COMMAND] |
437                                      PCI_COMMAND_MASTER, 1);
438         }
439         break;
440     case VIRTIO_MSI_CONFIG_VECTOR:
441         if (vdev->config_vector != VIRTIO_NO_VECTOR) {
442             msix_vector_unuse(&proxy->pci_dev, vdev->config_vector);
443         }
444         /* Make it possible for guest to discover an error took place. */
445         if (val < proxy->nvectors) {
446             msix_vector_use(&proxy->pci_dev, val);
447         } else {
448             val = VIRTIO_NO_VECTOR;
449         }
450         vdev->config_vector = val;
451         break;
452     case VIRTIO_MSI_QUEUE_VECTOR:
453         vector = virtio_queue_vector(vdev, vdev->queue_sel);
454         if (vector != VIRTIO_NO_VECTOR) {
455             msix_vector_unuse(&proxy->pci_dev, vector);
456         }
457         /* Make it possible for guest to discover an error took place. */
458         if (val < proxy->nvectors) {
459             msix_vector_use(&proxy->pci_dev, val);
460         } else {
461             val = VIRTIO_NO_VECTOR;
462         }
463         virtio_queue_set_vector(vdev, vdev->queue_sel, val);
464         break;
465     default:
466         qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR,
467                       "%s: unexpected address 0x%x value 0x%x\n",
468                       __func__, addr, val);
469         break;
470     }
471 }
472 
473 static uint32_t virtio_ioport_read(VirtIOPCIProxy *proxy, uint32_t addr)
474 {
475     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
476     uint32_t ret = 0xFFFFFFFF;
477 
478     switch (addr) {
479     case VIRTIO_PCI_HOST_FEATURES:
480         ret = vdev->host_features;
481         break;
482     case VIRTIO_PCI_GUEST_FEATURES:
483         ret = vdev->guest_features;
484         break;
485     case VIRTIO_PCI_QUEUE_PFN:
486         ret = virtio_queue_get_addr(vdev, vdev->queue_sel)
487               >> VIRTIO_PCI_QUEUE_ADDR_SHIFT;
488         break;
489     case VIRTIO_PCI_QUEUE_NUM:
490         ret = virtio_queue_get_num(vdev, vdev->queue_sel);
491         break;
492     case VIRTIO_PCI_QUEUE_SEL:
493         ret = vdev->queue_sel;
494         break;
495     case VIRTIO_PCI_STATUS:
496         ret = vdev->status;
497         break;
498     case VIRTIO_PCI_ISR:
499         /* reading from the ISR also clears it. */
500         ret = qatomic_xchg(&vdev->isr, 0);
501         pci_irq_deassert(&proxy->pci_dev);
502         break;
503     case VIRTIO_MSI_CONFIG_VECTOR:
504         ret = vdev->config_vector;
505         break;
506     case VIRTIO_MSI_QUEUE_VECTOR:
507         ret = virtio_queue_vector(vdev, vdev->queue_sel);
508         break;
509     default:
510         break;
511     }
512 
513     return ret;
514 }
515 
516 static uint64_t virtio_pci_config_read(void *opaque, hwaddr addr,
517                                        unsigned size)
518 {
519     VirtIOPCIProxy *proxy = opaque;
520     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
521     uint32_t config = VIRTIO_PCI_CONFIG_SIZE(&proxy->pci_dev);
522     uint64_t val = 0;
523 
524     if (vdev == NULL) {
525         return UINT64_MAX;
526     }
527 
528     if (addr < config) {
529         return virtio_ioport_read(proxy, addr);
530     }
531     addr -= config;
532 
533     switch (size) {
534     case 1:
535         val = virtio_config_readb(vdev, addr);
536         break;
537     case 2:
538         val = virtio_config_readw(vdev, addr);
539         if (virtio_is_big_endian(vdev)) {
540             val = bswap16(val);
541         }
542         break;
543     case 4:
544         val = virtio_config_readl(vdev, addr);
545         if (virtio_is_big_endian(vdev)) {
546             val = bswap32(val);
547         }
548         break;
549     }
550     return val;
551 }
552 
553 static void virtio_pci_config_write(void *opaque, hwaddr addr,
554                                     uint64_t val, unsigned size)
555 {
556     VirtIOPCIProxy *proxy = opaque;
557     uint32_t config = VIRTIO_PCI_CONFIG_SIZE(&proxy->pci_dev);
558     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
559 
560     if (vdev == NULL) {
561         return;
562     }
563 
564     if (addr < config) {
565         virtio_ioport_write(proxy, addr, val);
566         return;
567     }
568     addr -= config;
569     /*
570      * Virtio-PCI is odd. Ioports are LE but config space is target native
571      * endian.
572      */
573     switch (size) {
574     case 1:
575         virtio_config_writeb(vdev, addr, val);
576         break;
577     case 2:
578         if (virtio_is_big_endian(vdev)) {
579             val = bswap16(val);
580         }
581         virtio_config_writew(vdev, addr, val);
582         break;
583     case 4:
584         if (virtio_is_big_endian(vdev)) {
585             val = bswap32(val);
586         }
587         virtio_config_writel(vdev, addr, val);
588         break;
589     }
590 }
591 
592 static const MemoryRegionOps virtio_pci_config_ops = {
593     .read = virtio_pci_config_read,
594     .write = virtio_pci_config_write,
595     .impl = {
596         .min_access_size = 1,
597         .max_access_size = 4,
598     },
599     .endianness = DEVICE_LITTLE_ENDIAN,
600 };
601 
602 static MemoryRegion *virtio_address_space_lookup(VirtIOPCIProxy *proxy,
603                                                  hwaddr *off, int len)
604 {
605     int i;
606     VirtIOPCIRegion *reg;
607 
608     for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(proxy->regs); ++i) {
609         reg = &proxy->regs[i];
610         if (*off >= reg->offset &&
611             *off + len <= reg->offset + reg->size) {
612             *off -= reg->offset;
613             return &reg->mr;
614         }
615     }
616 
617     return NULL;
618 }
619 
620 /* Below are generic functions to do memcpy from/to an address space,
621  * without byteswaps, with input validation.
622  *
623  * As regular address_space_* APIs all do some kind of byteswap at least for
624  * some host/target combinations, we are forced to explicitly convert to a
625  * known-endianness integer value.
626  * It doesn't really matter which endian format to go through, so the code
627  * below selects the endian that causes the least amount of work on the given
628  * host.
629  *
630  * Note: host pointer must be aligned.
631  */
632 static
633 void virtio_address_space_write(VirtIOPCIProxy *proxy, hwaddr addr,
634                                 const uint8_t *buf, int len)
635 {
636     uint64_t val;
637     MemoryRegion *mr;
638 
639     /* address_space_* APIs assume an aligned address.
640      * As address is under guest control, handle illegal values.
641      */
642     addr &= ~(len - 1);
643 
644     mr = virtio_address_space_lookup(proxy, &addr, len);
645     if (!mr) {
646         return;
647     }
648 
649     /* Make sure caller aligned buf properly */
650     assert(!(((uintptr_t)buf) & (len - 1)));
651 
652     switch (len) {
653     case 1:
654         val = pci_get_byte(buf);
655         break;
656     case 2:
657         val = pci_get_word(buf);
658         break;
659     case 4:
660         val = pci_get_long(buf);
661         break;
662     default:
663         /* As length is under guest control, handle illegal values. */
664         return;
665     }
666     memory_region_dispatch_write(mr, addr, val, size_memop(len) | MO_LE,
667                                  MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
668 }
669 
670 static void
671 virtio_address_space_read(VirtIOPCIProxy *proxy, hwaddr addr,
672                           uint8_t *buf, int len)
673 {
674     uint64_t val;
675     MemoryRegion *mr;
676 
677     /* address_space_* APIs assume an aligned address.
678      * As address is under guest control, handle illegal values.
679      */
680     addr &= ~(len - 1);
681 
682     mr = virtio_address_space_lookup(proxy, &addr, len);
683     if (!mr) {
684         return;
685     }
686 
687     /* Make sure caller aligned buf properly */
688     assert(!(((uintptr_t)buf) & (len - 1)));
689 
690     memory_region_dispatch_read(mr, addr, &val, size_memop(len) | MO_LE,
691                                 MEMTXATTRS_UNSPECIFIED);
692     switch (len) {
693     case 1:
694         pci_set_byte(buf, val);
695         break;
696     case 2:
697         pci_set_word(buf, val);
698         break;
699     case 4:
700         pci_set_long(buf, val);
701         break;
702     default:
703         /* As length is under guest control, handle illegal values. */
704         break;
705     }
706 }
707 
708 static void virtio_pci_ats_ctrl_trigger(PCIDevice *pci_dev, bool enable)
709 {
710     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(pci_dev);
711     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
712     VirtioDeviceClass *k = VIRTIO_DEVICE_GET_CLASS(vdev);
713 
714     vdev->device_iotlb_enabled = enable;
715 
716     if (k->toggle_device_iotlb) {
717         k->toggle_device_iotlb(vdev);
718     }
719 }
720 
721 static void pcie_ats_config_write(PCIDevice *dev, uint32_t address,
722                                   uint32_t val, int len)
723 {
724     uint32_t off;
725     uint16_t ats_cap = dev->exp.ats_cap;
726 
727     if (!ats_cap || address < ats_cap) {
728         return;
729     }
730     off = address - ats_cap;
731     if (off >= PCI_EXT_CAP_ATS_SIZEOF) {
732         return;
733     }
734 
735     if (range_covers_byte(off, len, PCI_ATS_CTRL + 1)) {
736         virtio_pci_ats_ctrl_trigger(dev, !!(val & PCI_ATS_CTRL_ENABLE));
737     }
738 }
739 
740 static void virtio_write_config(PCIDevice *pci_dev, uint32_t address,
741                                 uint32_t val, int len)
742 {
743     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(pci_dev);
744     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
745     struct virtio_pci_cfg_cap *cfg;
746 
747     pci_default_write_config(pci_dev, address, val, len);
748 
749     if (proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_INIT_FLR) {
750         pcie_cap_flr_write_config(pci_dev, address, val, len);
751     }
752 
753     if (proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_ATS) {
754         pcie_ats_config_write(pci_dev, address, val, len);
755     }
756 
757     if (range_covers_byte(address, len, PCI_COMMAND)) {
758         if (!(pci_dev->config[PCI_COMMAND] & PCI_COMMAND_MASTER)) {
759             virtio_set_disabled(vdev, true);
760             virtio_pci_stop_ioeventfd(proxy);
761             virtio_set_status(vdev, vdev->status & ~VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER_OK);
762         } else {
763             virtio_set_disabled(vdev, false);
764         }
765     }
766 
767     if (proxy->config_cap &&
768         ranges_overlap(address, len, proxy->config_cap + offsetof(struct virtio_pci_cfg_cap,
769                                                                   pci_cfg_data),
770                        sizeof cfg->pci_cfg_data)) {
771         uint32_t off;
772         uint32_t caplen;
773 
774         cfg = (void *)(proxy->pci_dev.config + proxy->config_cap);
775         off = le32_to_cpu(cfg->cap.offset);
776         caplen = le32_to_cpu(cfg->cap.length);
777 
778         if (caplen == 1 || caplen == 2 || caplen == 4) {
779             assert(caplen <= sizeof cfg->pci_cfg_data);
780             virtio_address_space_write(proxy, off, cfg->pci_cfg_data, caplen);
781         }
782     }
783 }
784 
785 static uint32_t virtio_read_config(PCIDevice *pci_dev,
786                                    uint32_t address, int len)
787 {
788     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(pci_dev);
789     struct virtio_pci_cfg_cap *cfg;
790 
791     if (proxy->config_cap &&
792         ranges_overlap(address, len, proxy->config_cap + offsetof(struct virtio_pci_cfg_cap,
793                                                                   pci_cfg_data),
794                        sizeof cfg->pci_cfg_data)) {
795         uint32_t off;
796         uint32_t caplen;
797 
798         cfg = (void *)(proxy->pci_dev.config + proxy->config_cap);
799         off = le32_to_cpu(cfg->cap.offset);
800         caplen = le32_to_cpu(cfg->cap.length);
801 
802         if (caplen == 1 || caplen == 2 || caplen == 4) {
803             assert(caplen <= sizeof cfg->pci_cfg_data);
804             virtio_address_space_read(proxy, off, cfg->pci_cfg_data, caplen);
805         }
806     }
807 
808     return pci_default_read_config(pci_dev, address, len);
809 }
810 
811 static int kvm_virtio_pci_vq_vector_use(VirtIOPCIProxy *proxy,
812                                         unsigned int vector)
813 {
814     VirtIOIRQFD *irqfd = &proxy->vector_irqfd[vector];
815     int ret;
816 
817     if (irqfd->users == 0) {
818         KVMRouteChange c = kvm_irqchip_begin_route_changes(kvm_state);
819         ret = kvm_irqchip_add_msi_route(&c, vector, &proxy->pci_dev);
820         if (ret < 0) {
821             return ret;
822         }
823         kvm_irqchip_commit_route_changes(&c);
824         irqfd->virq = ret;
825     }
826     irqfd->users++;
827     return 0;
828 }
829 
830 static void kvm_virtio_pci_vq_vector_release(VirtIOPCIProxy *proxy,
831                                              unsigned int vector)
832 {
833     VirtIOIRQFD *irqfd = &proxy->vector_irqfd[vector];
834     if (--irqfd->users == 0) {
835         kvm_irqchip_release_virq(kvm_state, irqfd->virq);
836     }
837 }
838 
839 static int kvm_virtio_pci_irqfd_use(VirtIOPCIProxy *proxy,
840                                  EventNotifier *n,
841                                  unsigned int vector)
842 {
843     VirtIOIRQFD *irqfd = &proxy->vector_irqfd[vector];
844     return kvm_irqchip_add_irqfd_notifier_gsi(kvm_state, n, NULL, irqfd->virq);
845 }
846 
847 static void kvm_virtio_pci_irqfd_release(VirtIOPCIProxy *proxy,
848                                       EventNotifier *n ,
849                                       unsigned int vector)
850 {
851     VirtIOIRQFD *irqfd = &proxy->vector_irqfd[vector];
852     int ret;
853 
854     ret = kvm_irqchip_remove_irqfd_notifier_gsi(kvm_state, n, irqfd->virq);
855     assert(ret == 0);
856 }
857 static int virtio_pci_get_notifier(VirtIOPCIProxy *proxy, int queue_no,
858                                       EventNotifier **n, unsigned int *vector)
859 {
860     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
861     VirtQueue *vq;
862 
863     if (queue_no == VIRTIO_CONFIG_IRQ_IDX) {
864         *n = virtio_config_get_guest_notifier(vdev);
865         *vector = vdev->config_vector;
866     } else {
867         if (!virtio_queue_get_num(vdev, queue_no)) {
868             return -1;
869         }
870         *vector = virtio_queue_vector(vdev, queue_no);
871         vq = virtio_get_queue(vdev, queue_no);
872         *n = virtio_queue_get_guest_notifier(vq);
873     }
874     return 0;
875 }
876 
877 static int kvm_virtio_pci_vector_use_one(VirtIOPCIProxy *proxy, int queue_no)
878 {
879     unsigned int vector;
880     int ret;
881     EventNotifier *n;
882     PCIDevice *dev = &proxy->pci_dev;
883     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
884     VirtioDeviceClass *k = VIRTIO_DEVICE_GET_CLASS(vdev);
885 
886     ret = virtio_pci_get_notifier(proxy, queue_no, &n, &vector);
887     if (ret < 0) {
888         return ret;
889     }
890     if (vector >= msix_nr_vectors_allocated(dev)) {
891         return 0;
892     }
893     ret = kvm_virtio_pci_vq_vector_use(proxy, vector);
894     if (ret < 0) {
895         goto undo;
896     }
897     /*
898      * If guest supports masking, set up irqfd now.
899      * Otherwise, delay until unmasked in the frontend.
900      */
901     if (vdev->use_guest_notifier_mask && k->guest_notifier_mask) {
902         ret = kvm_virtio_pci_irqfd_use(proxy, n, vector);
903         if (ret < 0) {
904             kvm_virtio_pci_vq_vector_release(proxy, vector);
905             goto undo;
906         }
907     }
908 
909     return 0;
910 undo:
911 
912     vector = virtio_queue_vector(vdev, queue_no);
913     if (vector >= msix_nr_vectors_allocated(dev)) {
914         return ret;
915     }
916     if (vdev->use_guest_notifier_mask && k->guest_notifier_mask) {
917         ret = virtio_pci_get_notifier(proxy, queue_no, &n, &vector);
918         if (ret < 0) {
919             return ret;
920         }
921         kvm_virtio_pci_irqfd_release(proxy, n, vector);
922     }
923     return ret;
924 }
925 static int kvm_virtio_pci_vector_vq_use(VirtIOPCIProxy *proxy, int nvqs)
926 {
927     int queue_no;
928     int ret = 0;
929     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
930 
931     for (queue_no = 0; queue_no < nvqs; queue_no++) {
932         if (!virtio_queue_get_num(vdev, queue_no)) {
933             return -1;
934         }
935         ret = kvm_virtio_pci_vector_use_one(proxy, queue_no);
936     }
937     return ret;
938 }
939 
940 static int kvm_virtio_pci_vector_config_use(VirtIOPCIProxy *proxy)
941 {
942     return kvm_virtio_pci_vector_use_one(proxy, VIRTIO_CONFIG_IRQ_IDX);
943 }
944 
945 static void kvm_virtio_pci_vector_release_one(VirtIOPCIProxy *proxy,
946                                               int queue_no)
947 {
948     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
949     unsigned int vector;
950     EventNotifier *n;
951     int ret;
952     VirtioDeviceClass *k = VIRTIO_DEVICE_GET_CLASS(vdev);
953     PCIDevice *dev = &proxy->pci_dev;
954 
955     ret = virtio_pci_get_notifier(proxy, queue_no, &n, &vector);
956     if (ret < 0) {
957         return;
958     }
959     if (vector >= msix_nr_vectors_allocated(dev)) {
960         return;
961     }
962     if (vdev->use_guest_notifier_mask && k->guest_notifier_mask) {
963         kvm_virtio_pci_irqfd_release(proxy, n, vector);
964     }
965     kvm_virtio_pci_vq_vector_release(proxy, vector);
966 }
967 
968 static void kvm_virtio_pci_vector_vq_release(VirtIOPCIProxy *proxy, int nvqs)
969 {
970     int queue_no;
971     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
972 
973     for (queue_no = 0; queue_no < nvqs; queue_no++) {
974         if (!virtio_queue_get_num(vdev, queue_no)) {
975             break;
976         }
977         kvm_virtio_pci_vector_release_one(proxy, queue_no);
978     }
979 }
980 
981 static void kvm_virtio_pci_vector_config_release(VirtIOPCIProxy *proxy)
982 {
983     kvm_virtio_pci_vector_release_one(proxy, VIRTIO_CONFIG_IRQ_IDX);
984 }
985 
986 static int virtio_pci_one_vector_unmask(VirtIOPCIProxy *proxy,
987                                        unsigned int queue_no,
988                                        unsigned int vector,
989                                        MSIMessage msg,
990                                        EventNotifier *n)
991 {
992     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
993     VirtioDeviceClass *k = VIRTIO_DEVICE_GET_CLASS(vdev);
994     VirtIOIRQFD *irqfd;
995     int ret = 0;
996 
997     if (proxy->vector_irqfd) {
998         irqfd = &proxy->vector_irqfd[vector];
999         if (irqfd->msg.data != msg.data || irqfd->msg.address != msg.address) {
1000             ret = kvm_irqchip_update_msi_route(kvm_state, irqfd->virq, msg,
1001                                                &proxy->pci_dev);
1002             if (ret < 0) {
1003                 return ret;
1004             }
1005             kvm_irqchip_commit_routes(kvm_state);
1006         }
1007     }
1008 
1009     /* If guest supports masking, irqfd is already setup, unmask it.
1010      * Otherwise, set it up now.
1011      */
1012     if (vdev->use_guest_notifier_mask && k->guest_notifier_mask) {
1013         k->guest_notifier_mask(vdev, queue_no, false);
1014         /* Test after unmasking to avoid losing events. */
1015         if (k->guest_notifier_pending &&
1016             k->guest_notifier_pending(vdev, queue_no)) {
1017             event_notifier_set(n);
1018         }
1019     } else {
1020         ret = kvm_virtio_pci_irqfd_use(proxy, n, vector);
1021     }
1022     return ret;
1023 }
1024 
1025 static void virtio_pci_one_vector_mask(VirtIOPCIProxy *proxy,
1026                                              unsigned int queue_no,
1027                                              unsigned int vector,
1028                                              EventNotifier *n)
1029 {
1030     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1031     VirtioDeviceClass *k = VIRTIO_DEVICE_GET_CLASS(vdev);
1032 
1033     /* If guest supports masking, keep irqfd but mask it.
1034      * Otherwise, clean it up now.
1035      */
1036     if (vdev->use_guest_notifier_mask && k->guest_notifier_mask) {
1037         k->guest_notifier_mask(vdev, queue_no, true);
1038     } else {
1039         kvm_virtio_pci_irqfd_release(proxy, n, vector);
1040     }
1041 }
1042 
1043 static int virtio_pci_vector_unmask(PCIDevice *dev, unsigned vector,
1044                                     MSIMessage msg)
1045 {
1046     VirtIOPCIProxy *proxy = container_of(dev, VirtIOPCIProxy, pci_dev);
1047     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1048     VirtQueue *vq = virtio_vector_first_queue(vdev, vector);
1049     EventNotifier *n;
1050     int ret, index, unmasked = 0;
1051 
1052     while (vq) {
1053         index = virtio_get_queue_index(vq);
1054         if (!virtio_queue_get_num(vdev, index)) {
1055             break;
1056         }
1057         if (index < proxy->nvqs_with_notifiers) {
1058             n = virtio_queue_get_guest_notifier(vq);
1059             ret = virtio_pci_one_vector_unmask(proxy, index, vector, msg, n);
1060             if (ret < 0) {
1061                 goto undo;
1062             }
1063             ++unmasked;
1064         }
1065         vq = virtio_vector_next_queue(vq);
1066     }
1067     /* unmask config intr */
1068     if (vector == vdev->config_vector) {
1069         n = virtio_config_get_guest_notifier(vdev);
1070         ret = virtio_pci_one_vector_unmask(proxy, VIRTIO_CONFIG_IRQ_IDX, vector,
1071                                            msg, n);
1072         if (ret < 0) {
1073             goto undo_config;
1074         }
1075     }
1076     return 0;
1077 undo_config:
1078     n = virtio_config_get_guest_notifier(vdev);
1079     virtio_pci_one_vector_mask(proxy, VIRTIO_CONFIG_IRQ_IDX, vector, n);
1080 undo:
1081     vq = virtio_vector_first_queue(vdev, vector);
1082     while (vq && unmasked >= 0) {
1083         index = virtio_get_queue_index(vq);
1084         if (index < proxy->nvqs_with_notifiers) {
1085             n = virtio_queue_get_guest_notifier(vq);
1086             virtio_pci_one_vector_mask(proxy, index, vector, n);
1087             --unmasked;
1088         }
1089         vq = virtio_vector_next_queue(vq);
1090     }
1091     return ret;
1092 }
1093 
1094 static void virtio_pci_vector_mask(PCIDevice *dev, unsigned vector)
1095 {
1096     VirtIOPCIProxy *proxy = container_of(dev, VirtIOPCIProxy, pci_dev);
1097     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1098     VirtQueue *vq = virtio_vector_first_queue(vdev, vector);
1099     EventNotifier *n;
1100     int index;
1101 
1102     while (vq) {
1103         index = virtio_get_queue_index(vq);
1104         n = virtio_queue_get_guest_notifier(vq);
1105         if (!virtio_queue_get_num(vdev, index)) {
1106             break;
1107         }
1108         if (index < proxy->nvqs_with_notifiers) {
1109             virtio_pci_one_vector_mask(proxy, index, vector, n);
1110         }
1111         vq = virtio_vector_next_queue(vq);
1112     }
1113 
1114     if (vector == vdev->config_vector) {
1115         n = virtio_config_get_guest_notifier(vdev);
1116         virtio_pci_one_vector_mask(proxy, VIRTIO_CONFIG_IRQ_IDX, vector, n);
1117     }
1118 }
1119 
1120 static void virtio_pci_vector_poll(PCIDevice *dev,
1121                                    unsigned int vector_start,
1122                                    unsigned int vector_end)
1123 {
1124     VirtIOPCIProxy *proxy = container_of(dev, VirtIOPCIProxy, pci_dev);
1125     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1126     VirtioDeviceClass *k = VIRTIO_DEVICE_GET_CLASS(vdev);
1127     int queue_no;
1128     unsigned int vector;
1129     EventNotifier *notifier;
1130     int ret;
1131 
1132     for (queue_no = 0; queue_no < proxy->nvqs_with_notifiers; queue_no++) {
1133         ret = virtio_pci_get_notifier(proxy, queue_no, &notifier, &vector);
1134         if (ret < 0) {
1135             break;
1136         }
1137         if (vector < vector_start || vector >= vector_end ||
1138             !msix_is_masked(dev, vector)) {
1139             continue;
1140         }
1141         if (k->guest_notifier_pending) {
1142             if (k->guest_notifier_pending(vdev, queue_no)) {
1143                 msix_set_pending(dev, vector);
1144             }
1145         } else if (event_notifier_test_and_clear(notifier)) {
1146             msix_set_pending(dev, vector);
1147         }
1148     }
1149     /* poll the config intr */
1150     ret = virtio_pci_get_notifier(proxy, VIRTIO_CONFIG_IRQ_IDX, &notifier,
1151                                   &vector);
1152     if (ret < 0) {
1153         return;
1154     }
1155     if (vector < vector_start || vector >= vector_end ||
1156         !msix_is_masked(dev, vector)) {
1157         return;
1158     }
1159     if (k->guest_notifier_pending) {
1160         if (k->guest_notifier_pending(vdev, VIRTIO_CONFIG_IRQ_IDX)) {
1161             msix_set_pending(dev, vector);
1162         }
1163     } else if (event_notifier_test_and_clear(notifier)) {
1164         msix_set_pending(dev, vector);
1165     }
1166 }
1167 
1168 void virtio_pci_set_guest_notifier_fd_handler(VirtIODevice *vdev, VirtQueue *vq,
1169                                               int n, bool assign,
1170                                               bool with_irqfd)
1171 {
1172     if (n == VIRTIO_CONFIG_IRQ_IDX) {
1173         virtio_config_set_guest_notifier_fd_handler(vdev, assign, with_irqfd);
1174     } else {
1175         virtio_queue_set_guest_notifier_fd_handler(vq, assign, with_irqfd);
1176     }
1177 }
1178 
1179 static int virtio_pci_set_guest_notifier(DeviceState *d, int n, bool assign,
1180                                          bool with_irqfd)
1181 {
1182     VirtIOPCIProxy *proxy = to_virtio_pci_proxy(d);
1183     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1184     VirtioDeviceClass *vdc = VIRTIO_DEVICE_GET_CLASS(vdev);
1185     VirtQueue *vq = NULL;
1186     EventNotifier *notifier = NULL;
1187 
1188     if (n == VIRTIO_CONFIG_IRQ_IDX) {
1189         notifier = virtio_config_get_guest_notifier(vdev);
1190     } else {
1191         vq = virtio_get_queue(vdev, n);
1192         notifier = virtio_queue_get_guest_notifier(vq);
1193     }
1194 
1195     if (assign) {
1196         int r = event_notifier_init(notifier, 0);
1197         if (r < 0) {
1198             return r;
1199         }
1200         virtio_pci_set_guest_notifier_fd_handler(vdev, vq, n, true, with_irqfd);
1201     } else {
1202         virtio_pci_set_guest_notifier_fd_handler(vdev, vq, n, false,
1203                                                  with_irqfd);
1204         event_notifier_cleanup(notifier);
1205     }
1206 
1207     if (!msix_enabled(&proxy->pci_dev) &&
1208         vdev->use_guest_notifier_mask &&
1209         vdc->guest_notifier_mask) {
1210         vdc->guest_notifier_mask(vdev, n, !assign);
1211     }
1212 
1213     return 0;
1214 }
1215 
1216 static bool virtio_pci_query_guest_notifiers(DeviceState *d)
1217 {
1218     VirtIOPCIProxy *proxy = to_virtio_pci_proxy(d);
1219     return msix_enabled(&proxy->pci_dev);
1220 }
1221 
1222 static int virtio_pci_set_guest_notifiers(DeviceState *d, int nvqs, bool assign)
1223 {
1224     VirtIOPCIProxy *proxy = to_virtio_pci_proxy(d);
1225     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1226     VirtioDeviceClass *k = VIRTIO_DEVICE_GET_CLASS(vdev);
1227     int r, n;
1228     bool with_irqfd = msix_enabled(&proxy->pci_dev) &&
1229         kvm_msi_via_irqfd_enabled();
1230 
1231     nvqs = MIN(nvqs, VIRTIO_QUEUE_MAX);
1232 
1233     /*
1234      * When deassigning, pass a consistent nvqs value to avoid leaking
1235      * notifiers. But first check we've actually been configured, exit
1236      * early if we haven't.
1237      */
1238     if (!assign && !proxy->nvqs_with_notifiers) {
1239         return 0;
1240     }
1241     assert(assign || nvqs == proxy->nvqs_with_notifiers);
1242 
1243     proxy->nvqs_with_notifiers = nvqs;
1244 
1245     /* Must unset vector notifier while guest notifier is still assigned */
1246     if ((proxy->vector_irqfd ||
1247          (vdev->use_guest_notifier_mask && k->guest_notifier_mask)) &&
1248         !assign) {
1249         msix_unset_vector_notifiers(&proxy->pci_dev);
1250         if (proxy->vector_irqfd) {
1251             kvm_virtio_pci_vector_vq_release(proxy, nvqs);
1252             kvm_virtio_pci_vector_config_release(proxy);
1253             g_free(proxy->vector_irqfd);
1254             proxy->vector_irqfd = NULL;
1255         }
1256     }
1257 
1258     for (n = 0; n < nvqs; n++) {
1259         if (!virtio_queue_get_num(vdev, n)) {
1260             break;
1261         }
1262 
1263         r = virtio_pci_set_guest_notifier(d, n, assign, with_irqfd);
1264         if (r < 0) {
1265             goto assign_error;
1266         }
1267     }
1268     r = virtio_pci_set_guest_notifier(d, VIRTIO_CONFIG_IRQ_IDX, assign,
1269                                       with_irqfd);
1270     if (r < 0) {
1271         goto config_assign_error;
1272     }
1273     /* Must set vector notifier after guest notifier has been assigned */
1274     if ((with_irqfd ||
1275          (vdev->use_guest_notifier_mask && k->guest_notifier_mask)) &&
1276         assign) {
1277         if (with_irqfd) {
1278             proxy->vector_irqfd =
1279                 g_malloc0(sizeof(*proxy->vector_irqfd) *
1280                           msix_nr_vectors_allocated(&proxy->pci_dev));
1281             r = kvm_virtio_pci_vector_vq_use(proxy, nvqs);
1282             if (r < 0) {
1283                 goto config_assign_error;
1284             }
1285             r = kvm_virtio_pci_vector_config_use(proxy);
1286             if (r < 0) {
1287                 goto config_error;
1288             }
1289         }
1290 
1291         r = msix_set_vector_notifiers(&proxy->pci_dev, virtio_pci_vector_unmask,
1292                                       virtio_pci_vector_mask,
1293                                       virtio_pci_vector_poll);
1294         if (r < 0) {
1295             goto notifiers_error;
1296         }
1297     }
1298 
1299     return 0;
1300 
1301 notifiers_error:
1302     if (with_irqfd) {
1303         assert(assign);
1304         kvm_virtio_pci_vector_vq_release(proxy, nvqs);
1305     }
1306 config_error:
1307     if (with_irqfd) {
1308         kvm_virtio_pci_vector_config_release(proxy);
1309     }
1310 config_assign_error:
1311     virtio_pci_set_guest_notifier(d, VIRTIO_CONFIG_IRQ_IDX, !assign,
1312                                   with_irqfd);
1313 assign_error:
1314     /* We get here on assignment failure. Recover by undoing for VQs 0 .. n. */
1315     assert(assign);
1316     while (--n >= 0) {
1317         virtio_pci_set_guest_notifier(d, n, !assign, with_irqfd);
1318     }
1319     g_free(proxy->vector_irqfd);
1320     proxy->vector_irqfd = NULL;
1321     return r;
1322 }
1323 
1324 static int virtio_pci_set_host_notifier_mr(DeviceState *d, int n,
1325                                            MemoryRegion *mr, bool assign)
1326 {
1327     VirtIOPCIProxy *proxy = to_virtio_pci_proxy(d);
1328     int offset;
1329 
1330     if (n >= VIRTIO_QUEUE_MAX || !virtio_pci_modern(proxy) ||
1331         virtio_pci_queue_mem_mult(proxy) != memory_region_size(mr)) {
1332         return -1;
1333     }
1334 
1335     if (assign) {
1336         offset = virtio_pci_queue_mem_mult(proxy) * n;
1337         memory_region_add_subregion_overlap(&proxy->notify.mr, offset, mr, 1);
1338     } else {
1339         memory_region_del_subregion(&proxy->notify.mr, mr);
1340     }
1341 
1342     return 0;
1343 }
1344 
1345 static void virtio_pci_vmstate_change(DeviceState *d, bool running)
1346 {
1347     VirtIOPCIProxy *proxy = to_virtio_pci_proxy(d);
1348     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1349 
1350     if (running) {
1351         /* Old QEMU versions did not set bus master enable on status write.
1352          * Detect DRIVER set and enable it.
1353          */
1354         if ((proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_BUS_MASTER_BUG_MIGRATION) &&
1355             (vdev->status & VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER) &&
1356             !(proxy->pci_dev.config[PCI_COMMAND] & PCI_COMMAND_MASTER)) {
1357             pci_default_write_config(&proxy->pci_dev, PCI_COMMAND,
1358                                      proxy->pci_dev.config[PCI_COMMAND] |
1359                                      PCI_COMMAND_MASTER, 1);
1360         }
1361         virtio_pci_start_ioeventfd(proxy);
1362     } else {
1363         virtio_pci_stop_ioeventfd(proxy);
1364     }
1365 }
1366 
1367 /*
1368  * virtio-pci: This is the PCIDevice which has a virtio-pci-bus.
1369  */
1370 
1371 static int virtio_pci_query_nvectors(DeviceState *d)
1372 {
1373     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(d);
1374 
1375     return proxy->nvectors;
1376 }
1377 
1378 static AddressSpace *virtio_pci_get_dma_as(DeviceState *d)
1379 {
1380     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(d);
1381     PCIDevice *dev = &proxy->pci_dev;
1382 
1383     return pci_get_address_space(dev);
1384 }
1385 
1386 static bool virtio_pci_iommu_enabled(DeviceState *d)
1387 {
1388     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(d);
1389     PCIDevice *dev = &proxy->pci_dev;
1390     AddressSpace *dma_as = pci_device_iommu_address_space(dev);
1391 
1392     if (dma_as == &address_space_memory) {
1393         return false;
1394     }
1395 
1396     return true;
1397 }
1398 
1399 static bool virtio_pci_queue_enabled(DeviceState *d, int n)
1400 {
1401     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(d);
1402     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1403 
1404     if (virtio_vdev_has_feature(vdev, VIRTIO_F_VERSION_1)) {
1405         return proxy->vqs[n].enabled;
1406     }
1407 
1408     return virtio_queue_enabled_legacy(vdev, n);
1409 }
1410 
1411 static int virtio_pci_add_mem_cap(VirtIOPCIProxy *proxy,
1412                                    struct virtio_pci_cap *cap)
1413 {
1414     PCIDevice *dev = &proxy->pci_dev;
1415     int offset;
1416 
1417     offset = pci_add_capability(dev, PCI_CAP_ID_VNDR, 0,
1418                                 cap->cap_len, &error_abort);
1419 
1420     assert(cap->cap_len >= sizeof *cap);
1421     memcpy(dev->config + offset + PCI_CAP_FLAGS, &cap->cap_len,
1422            cap->cap_len - PCI_CAP_FLAGS);
1423 
1424     return offset;
1425 }
1426 
1427 int virtio_pci_add_shm_cap(VirtIOPCIProxy *proxy,
1428                            uint8_t bar, uint64_t offset, uint64_t length,
1429                            uint8_t id)
1430 {
1431     struct virtio_pci_cap64 cap = {
1432         .cap.cap_len = sizeof cap,
1433         .cap.cfg_type = VIRTIO_PCI_CAP_SHARED_MEMORY_CFG,
1434     };
1435 
1436     cap.cap.bar = bar;
1437     cap.cap.length = cpu_to_le32(length);
1438     cap.length_hi = cpu_to_le32(length >> 32);
1439     cap.cap.offset = cpu_to_le32(offset);
1440     cap.offset_hi = cpu_to_le32(offset >> 32);
1441     cap.cap.id = id;
1442     return virtio_pci_add_mem_cap(proxy, &cap.cap);
1443 }
1444 
1445 static uint64_t virtio_pci_common_read(void *opaque, hwaddr addr,
1446                                        unsigned size)
1447 {
1448     VirtIOPCIProxy *proxy = opaque;
1449     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1450     uint32_t val = 0;
1451     int i;
1452 
1453     if (vdev == NULL) {
1454         return UINT64_MAX;
1455     }
1456 
1457     switch (addr) {
1458     case VIRTIO_PCI_COMMON_DFSELECT:
1459         val = proxy->dfselect;
1460         break;
1461     case VIRTIO_PCI_COMMON_DF:
1462         if (proxy->dfselect <= 1) {
1463             VirtioDeviceClass *vdc = VIRTIO_DEVICE_GET_CLASS(vdev);
1464 
1465             val = (vdev->host_features & ~vdc->legacy_features) >>
1466                 (32 * proxy->dfselect);
1467         }
1468         break;
1469     case VIRTIO_PCI_COMMON_GFSELECT:
1470         val = proxy->gfselect;
1471         break;
1472     case VIRTIO_PCI_COMMON_GF:
1473         if (proxy->gfselect < ARRAY_SIZE(proxy->guest_features)) {
1474             val = proxy->guest_features[proxy->gfselect];
1475         }
1476         break;
1477     case VIRTIO_PCI_COMMON_MSIX:
1478         val = vdev->config_vector;
1479         break;
1480     case VIRTIO_PCI_COMMON_NUMQ:
1481         for (i = 0; i < VIRTIO_QUEUE_MAX; ++i) {
1482             if (virtio_queue_get_num(vdev, i)) {
1483                 val = i + 1;
1484             }
1485         }
1486         break;
1487     case VIRTIO_PCI_COMMON_STATUS:
1488         val = vdev->status;
1489         break;
1490     case VIRTIO_PCI_COMMON_CFGGENERATION:
1491         val = vdev->generation;
1492         break;
1493     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_SELECT:
1494         val = vdev->queue_sel;
1495         break;
1496     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_SIZE:
1497         val = virtio_queue_get_num(vdev, vdev->queue_sel);
1498         break;
1499     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_MSIX:
1500         val = virtio_queue_vector(vdev, vdev->queue_sel);
1501         break;
1502     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_ENABLE:
1503         val = proxy->vqs[vdev->queue_sel].enabled;
1504         break;
1505     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_NOFF:
1506         /* Simply map queues in order */
1507         val = vdev->queue_sel;
1508         break;
1509     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_DESCLO:
1510         val = proxy->vqs[vdev->queue_sel].desc[0];
1511         break;
1512     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_DESCHI:
1513         val = proxy->vqs[vdev->queue_sel].desc[1];
1514         break;
1515     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_AVAILLO:
1516         val = proxy->vqs[vdev->queue_sel].avail[0];
1517         break;
1518     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_AVAILHI:
1519         val = proxy->vqs[vdev->queue_sel].avail[1];
1520         break;
1521     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_USEDLO:
1522         val = proxy->vqs[vdev->queue_sel].used[0];
1523         break;
1524     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_USEDHI:
1525         val = proxy->vqs[vdev->queue_sel].used[1];
1526         break;
1527     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_RESET:
1528         val = proxy->vqs[vdev->queue_sel].reset;
1529         break;
1530     default:
1531         val = 0;
1532     }
1533 
1534     return val;
1535 }
1536 
1537 static void virtio_pci_common_write(void *opaque, hwaddr addr,
1538                                     uint64_t val, unsigned size)
1539 {
1540     VirtIOPCIProxy *proxy = opaque;
1541     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1542     uint16_t vector;
1543 
1544     if (vdev == NULL) {
1545         return;
1546     }
1547 
1548     switch (addr) {
1549     case VIRTIO_PCI_COMMON_DFSELECT:
1550         proxy->dfselect = val;
1551         break;
1552     case VIRTIO_PCI_COMMON_GFSELECT:
1553         proxy->gfselect = val;
1554         break;
1555     case VIRTIO_PCI_COMMON_GF:
1556         if (proxy->gfselect < ARRAY_SIZE(proxy->guest_features)) {
1557             proxy->guest_features[proxy->gfselect] = val;
1558             virtio_set_features(vdev,
1559                                 (((uint64_t)proxy->guest_features[1]) << 32) |
1560                                 proxy->guest_features[0]);
1561         }
1562         break;
1563     case VIRTIO_PCI_COMMON_MSIX:
1564         if (vdev->config_vector != VIRTIO_NO_VECTOR) {
1565             msix_vector_unuse(&proxy->pci_dev, vdev->config_vector);
1566         }
1567         /* Make it possible for guest to discover an error took place. */
1568         if (val < proxy->nvectors) {
1569             msix_vector_use(&proxy->pci_dev, val);
1570         } else {
1571             val = VIRTIO_NO_VECTOR;
1572         }
1573         vdev->config_vector = val;
1574         break;
1575     case VIRTIO_PCI_COMMON_STATUS:
1576         if (!(val & VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER_OK)) {
1577             virtio_pci_stop_ioeventfd(proxy);
1578         }
1579 
1580         virtio_set_status(vdev, val & 0xFF);
1581 
1582         if (val & VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER_OK) {
1583             virtio_pci_start_ioeventfd(proxy);
1584         }
1585 
1586         if (vdev->status == 0) {
1587             virtio_pci_reset(DEVICE(proxy));
1588         }
1589 
1590         break;
1591     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_SELECT:
1592         if (val < VIRTIO_QUEUE_MAX) {
1593             vdev->queue_sel = val;
1594         }
1595         break;
1596     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_SIZE:
1597         proxy->vqs[vdev->queue_sel].num = val;
1598         virtio_queue_set_num(vdev, vdev->queue_sel,
1599                              proxy->vqs[vdev->queue_sel].num);
1600         virtio_init_region_cache(vdev, vdev->queue_sel);
1601         break;
1602     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_MSIX:
1603         vector = virtio_queue_vector(vdev, vdev->queue_sel);
1604         if (vector != VIRTIO_NO_VECTOR) {
1605             msix_vector_unuse(&proxy->pci_dev, vector);
1606         }
1607         /* Make it possible for guest to discover an error took place. */
1608         if (val < proxy->nvectors) {
1609             msix_vector_use(&proxy->pci_dev, val);
1610         } else {
1611             val = VIRTIO_NO_VECTOR;
1612         }
1613         virtio_queue_set_vector(vdev, vdev->queue_sel, val);
1614         break;
1615     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_ENABLE:
1616         if (val == 1) {
1617             virtio_queue_set_num(vdev, vdev->queue_sel,
1618                                  proxy->vqs[vdev->queue_sel].num);
1619             virtio_queue_set_rings(vdev, vdev->queue_sel,
1620                        ((uint64_t)proxy->vqs[vdev->queue_sel].desc[1]) << 32 |
1621                        proxy->vqs[vdev->queue_sel].desc[0],
1622                        ((uint64_t)proxy->vqs[vdev->queue_sel].avail[1]) << 32 |
1623                        proxy->vqs[vdev->queue_sel].avail[0],
1624                        ((uint64_t)proxy->vqs[vdev->queue_sel].used[1]) << 32 |
1625                        proxy->vqs[vdev->queue_sel].used[0]);
1626             proxy->vqs[vdev->queue_sel].enabled = 1;
1627             proxy->vqs[vdev->queue_sel].reset = 0;
1628             virtio_queue_enable(vdev, vdev->queue_sel);
1629         } else {
1630             virtio_error(vdev, "wrong value for queue_enable %"PRIx64, val);
1631         }
1632         break;
1633     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_DESCLO:
1634         proxy->vqs[vdev->queue_sel].desc[0] = val;
1635         break;
1636     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_DESCHI:
1637         proxy->vqs[vdev->queue_sel].desc[1] = val;
1638         break;
1639     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_AVAILLO:
1640         proxy->vqs[vdev->queue_sel].avail[0] = val;
1641         break;
1642     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_AVAILHI:
1643         proxy->vqs[vdev->queue_sel].avail[1] = val;
1644         break;
1645     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_USEDLO:
1646         proxy->vqs[vdev->queue_sel].used[0] = val;
1647         break;
1648     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_USEDHI:
1649         proxy->vqs[vdev->queue_sel].used[1] = val;
1650         break;
1651     case VIRTIO_PCI_COMMON_Q_RESET:
1652         if (val == 1) {
1653             proxy->vqs[vdev->queue_sel].reset = 1;
1654 
1655             virtio_queue_reset(vdev, vdev->queue_sel);
1656 
1657             proxy->vqs[vdev->queue_sel].reset = 0;
1658             proxy->vqs[vdev->queue_sel].enabled = 0;
1659         }
1660         break;
1661     default:
1662         break;
1663     }
1664 }
1665 
1666 
1667 static uint64_t virtio_pci_notify_read(void *opaque, hwaddr addr,
1668                                        unsigned size)
1669 {
1670     VirtIOPCIProxy *proxy = opaque;
1671     if (virtio_bus_get_device(&proxy->bus) == NULL) {
1672         return UINT64_MAX;
1673     }
1674 
1675     return 0;
1676 }
1677 
1678 static void virtio_pci_notify_write(void *opaque, hwaddr addr,
1679                                     uint64_t val, unsigned size)
1680 {
1681     VirtIOPCIProxy *proxy = opaque;
1682     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1683 
1684     unsigned queue = addr / virtio_pci_queue_mem_mult(proxy);
1685 
1686     if (vdev != NULL && queue < VIRTIO_QUEUE_MAX) {
1687         trace_virtio_pci_notify_write(addr, val, size);
1688         virtio_queue_notify(vdev, queue);
1689     }
1690 }
1691 
1692 static void virtio_pci_notify_write_pio(void *opaque, hwaddr addr,
1693                                         uint64_t val, unsigned size)
1694 {
1695     VirtIOPCIProxy *proxy = opaque;
1696     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1697 
1698     unsigned queue = val;
1699 
1700     if (vdev != NULL && queue < VIRTIO_QUEUE_MAX) {
1701         trace_virtio_pci_notify_write_pio(addr, val, size);
1702         virtio_queue_notify(vdev, queue);
1703     }
1704 }
1705 
1706 static uint64_t virtio_pci_isr_read(void *opaque, hwaddr addr,
1707                                     unsigned size)
1708 {
1709     VirtIOPCIProxy *proxy = opaque;
1710     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1711     uint64_t val;
1712 
1713     if (vdev == NULL) {
1714         return UINT64_MAX;
1715     }
1716 
1717     val = qatomic_xchg(&vdev->isr, 0);
1718     pci_irq_deassert(&proxy->pci_dev);
1719     return val;
1720 }
1721 
1722 static void virtio_pci_isr_write(void *opaque, hwaddr addr,
1723                                  uint64_t val, unsigned size)
1724 {
1725 }
1726 
1727 static uint64_t virtio_pci_device_read(void *opaque, hwaddr addr,
1728                                        unsigned size)
1729 {
1730     VirtIOPCIProxy *proxy = opaque;
1731     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1732     uint64_t val;
1733 
1734     if (vdev == NULL) {
1735         return UINT64_MAX;
1736     }
1737 
1738     switch (size) {
1739     case 1:
1740         val = virtio_config_modern_readb(vdev, addr);
1741         break;
1742     case 2:
1743         val = virtio_config_modern_readw(vdev, addr);
1744         break;
1745     case 4:
1746         val = virtio_config_modern_readl(vdev, addr);
1747         break;
1748     default:
1749         val = 0;
1750         break;
1751     }
1752     return val;
1753 }
1754 
1755 static void virtio_pci_device_write(void *opaque, hwaddr addr,
1756                                     uint64_t val, unsigned size)
1757 {
1758     VirtIOPCIProxy *proxy = opaque;
1759     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1760 
1761     if (vdev == NULL) {
1762         return;
1763     }
1764 
1765     switch (size) {
1766     case 1:
1767         virtio_config_modern_writeb(vdev, addr, val);
1768         break;
1769     case 2:
1770         virtio_config_modern_writew(vdev, addr, val);
1771         break;
1772     case 4:
1773         virtio_config_modern_writel(vdev, addr, val);
1774         break;
1775     }
1776 }
1777 
1778 static void virtio_pci_modern_regions_init(VirtIOPCIProxy *proxy,
1779                                            const char *vdev_name)
1780 {
1781     static const MemoryRegionOps common_ops = {
1782         .read = virtio_pci_common_read,
1783         .write = virtio_pci_common_write,
1784         .impl = {
1785             .min_access_size = 1,
1786             .max_access_size = 4,
1787         },
1788         .endianness = DEVICE_LITTLE_ENDIAN,
1789     };
1790     static const MemoryRegionOps isr_ops = {
1791         .read = virtio_pci_isr_read,
1792         .write = virtio_pci_isr_write,
1793         .impl = {
1794             .min_access_size = 1,
1795             .max_access_size = 4,
1796         },
1797         .endianness = DEVICE_LITTLE_ENDIAN,
1798     };
1799     static const MemoryRegionOps device_ops = {
1800         .read = virtio_pci_device_read,
1801         .write = virtio_pci_device_write,
1802         .impl = {
1803             .min_access_size = 1,
1804             .max_access_size = 4,
1805         },
1806         .endianness = DEVICE_LITTLE_ENDIAN,
1807     };
1808     static const MemoryRegionOps notify_ops = {
1809         .read = virtio_pci_notify_read,
1810         .write = virtio_pci_notify_write,
1811         .impl = {
1812             .min_access_size = 1,
1813             .max_access_size = 4,
1814         },
1815         .endianness = DEVICE_LITTLE_ENDIAN,
1816     };
1817     static const MemoryRegionOps notify_pio_ops = {
1818         .read = virtio_pci_notify_read,
1819         .write = virtio_pci_notify_write_pio,
1820         .impl = {
1821             .min_access_size = 1,
1822             .max_access_size = 4,
1823         },
1824         .endianness = DEVICE_LITTLE_ENDIAN,
1825     };
1826     g_autoptr(GString) name = g_string_new(NULL);
1827 
1828     g_string_printf(name, "virtio-pci-common-%s", vdev_name);
1829     memory_region_init_io(&proxy->common.mr, OBJECT(proxy),
1830                           &common_ops,
1831                           proxy,
1832                           name->str,
1833                           proxy->common.size);
1834 
1835     g_string_printf(name, "virtio-pci-isr-%s", vdev_name);
1836     memory_region_init_io(&proxy->isr.mr, OBJECT(proxy),
1837                           &isr_ops,
1838                           proxy,
1839                           name->str,
1840                           proxy->isr.size);
1841 
1842     g_string_printf(name, "virtio-pci-device-%s", vdev_name);
1843     memory_region_init_io(&proxy->device.mr, OBJECT(proxy),
1844                           &device_ops,
1845                           proxy,
1846                           name->str,
1847                           proxy->device.size);
1848 
1849     g_string_printf(name, "virtio-pci-notify-%s", vdev_name);
1850     memory_region_init_io(&proxy->notify.mr, OBJECT(proxy),
1851                           &notify_ops,
1852                           proxy,
1853                           name->str,
1854                           proxy->notify.size);
1855 
1856     g_string_printf(name, "virtio-pci-notify-pio-%s", vdev_name);
1857     memory_region_init_io(&proxy->notify_pio.mr, OBJECT(proxy),
1858                           &notify_pio_ops,
1859                           proxy,
1860                           name->str,
1861                           proxy->notify_pio.size);
1862 }
1863 
1864 static void virtio_pci_modern_region_map(VirtIOPCIProxy *proxy,
1865                                          VirtIOPCIRegion *region,
1866                                          struct virtio_pci_cap *cap,
1867                                          MemoryRegion *mr,
1868                                          uint8_t bar)
1869 {
1870     memory_region_add_subregion(mr, region->offset, &region->mr);
1871 
1872     cap->cfg_type = region->type;
1873     cap->bar = bar;
1874     cap->offset = cpu_to_le32(region->offset);
1875     cap->length = cpu_to_le32(region->size);
1876     virtio_pci_add_mem_cap(proxy, cap);
1877 
1878 }
1879 
1880 static void virtio_pci_modern_mem_region_map(VirtIOPCIProxy *proxy,
1881                                              VirtIOPCIRegion *region,
1882                                              struct virtio_pci_cap *cap)
1883 {
1884     virtio_pci_modern_region_map(proxy, region, cap,
1885                                  &proxy->modern_bar, proxy->modern_mem_bar_idx);
1886 }
1887 
1888 static void virtio_pci_modern_io_region_map(VirtIOPCIProxy *proxy,
1889                                             VirtIOPCIRegion *region,
1890                                             struct virtio_pci_cap *cap)
1891 {
1892     virtio_pci_modern_region_map(proxy, region, cap,
1893                                  &proxy->io_bar, proxy->modern_io_bar_idx);
1894 }
1895 
1896 static void virtio_pci_modern_mem_region_unmap(VirtIOPCIProxy *proxy,
1897                                                VirtIOPCIRegion *region)
1898 {
1899     memory_region_del_subregion(&proxy->modern_bar,
1900                                 &region->mr);
1901 }
1902 
1903 static void virtio_pci_modern_io_region_unmap(VirtIOPCIProxy *proxy,
1904                                               VirtIOPCIRegion *region)
1905 {
1906     memory_region_del_subregion(&proxy->io_bar,
1907                                 &region->mr);
1908 }
1909 
1910 static void virtio_pci_pre_plugged(DeviceState *d, Error **errp)
1911 {
1912     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(d);
1913     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1914 
1915     if (virtio_pci_modern(proxy)) {
1916         virtio_add_feature(&vdev->host_features, VIRTIO_F_VERSION_1);
1917     }
1918 
1919     virtio_add_feature(&vdev->host_features, VIRTIO_F_BAD_FEATURE);
1920 }
1921 
1922 /* This is called by virtio-bus just after the device is plugged. */
1923 static void virtio_pci_device_plugged(DeviceState *d, Error **errp)
1924 {
1925     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(d);
1926     VirtioBusState *bus = &proxy->bus;
1927     bool legacy = virtio_pci_legacy(proxy);
1928     bool modern;
1929     bool modern_pio = proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_MODERN_PIO_NOTIFY;
1930     uint8_t *config;
1931     uint32_t size;
1932     VirtIODevice *vdev = virtio_bus_get_device(&proxy->bus);
1933 
1934     /*
1935      * Virtio capabilities present without
1936      * VIRTIO_F_VERSION_1 confuses guests
1937      */
1938     if (!proxy->ignore_backend_features &&
1939             !virtio_has_feature(vdev->host_features, VIRTIO_F_VERSION_1)) {
1940         virtio_pci_disable_modern(proxy);
1941 
1942         if (!legacy) {
1943             error_setg(errp, "Device doesn't support modern mode, and legacy"
1944                              " mode is disabled");
1945             error_append_hint(errp, "Set disable-legacy to off\n");
1946 
1947             return;
1948         }
1949     }
1950 
1951     modern = virtio_pci_modern(proxy);
1952 
1953     config = proxy->pci_dev.config;
1954     if (proxy->class_code) {
1955         pci_config_set_class(config, proxy->class_code);
1956     }
1957 
1958     if (legacy) {
1959         if (!virtio_legacy_allowed(vdev)) {
1960             /*
1961              * To avoid migration issues, we allow legacy mode when legacy
1962              * check is disabled in the old machine types (< 5.1).
1963              */
1964             if (virtio_legacy_check_disabled(vdev)) {
1965                 warn_report("device is modern-only, but for backward "
1966                             "compatibility legacy is allowed");
1967             } else {
1968                 error_setg(errp,
1969                            "device is modern-only, use disable-legacy=on");
1970                 return;
1971             }
1972         }
1973         if (virtio_host_has_feature(vdev, VIRTIO_F_IOMMU_PLATFORM)) {
1974             error_setg(errp, "VIRTIO_F_IOMMU_PLATFORM was supported by"
1975                        " neither legacy nor transitional device");
1976             return;
1977         }
1978         /*
1979          * Legacy and transitional devices use specific subsystem IDs.
1980          * Note that the subsystem vendor ID (config + PCI_SUBSYSTEM_VENDOR_ID)
1981          * is set to PCI_SUBVENDOR_ID_REDHAT_QUMRANET by default.
1982          */
1983         pci_set_word(config + PCI_SUBSYSTEM_ID, virtio_bus_get_vdev_id(bus));
1984         if (proxy->trans_devid) {
1985             pci_config_set_device_id(config, proxy->trans_devid);
1986         }
1987     } else {
1988         /* pure virtio-1.0 */
1989         pci_set_word(config + PCI_VENDOR_ID,
1990                      PCI_VENDOR_ID_REDHAT_QUMRANET);
1991         pci_set_word(config + PCI_DEVICE_ID,
1992                      PCI_DEVICE_ID_VIRTIO_10_BASE + virtio_bus_get_vdev_id(bus));
1993         pci_config_set_revision(config, 1);
1994     }
1995     config[PCI_INTERRUPT_PIN] = 1;
1996 
1997 
1998     if (modern) {
1999         struct virtio_pci_cap cap = {
2000             .cap_len = sizeof cap,
2001         };
2002         struct virtio_pci_notify_cap notify = {
2003             .cap.cap_len = sizeof notify,
2004             .notify_off_multiplier =
2005                 cpu_to_le32(virtio_pci_queue_mem_mult(proxy)),
2006         };
2007         struct virtio_pci_cfg_cap cfg = {
2008             .cap.cap_len = sizeof cfg,
2009             .cap.cfg_type = VIRTIO_PCI_CAP_PCI_CFG,
2010         };
2011         struct virtio_pci_notify_cap notify_pio = {
2012             .cap.cap_len = sizeof notify,
2013             .notify_off_multiplier = cpu_to_le32(0x0),
2014         };
2015 
2016         struct virtio_pci_cfg_cap *cfg_mask;
2017 
2018         virtio_pci_modern_regions_init(proxy, vdev->name);
2019 
2020         virtio_pci_modern_mem_region_map(proxy, &proxy->common, &cap);
2021         virtio_pci_modern_mem_region_map(proxy, &proxy->isr, &cap);
2022         virtio_pci_modern_mem_region_map(proxy, &proxy->device, &cap);
2023         virtio_pci_modern_mem_region_map(proxy, &proxy->notify, &notify.cap);
2024 
2025         if (modern_pio) {
2026             memory_region_init(&proxy->io_bar, OBJECT(proxy),
2027                                "virtio-pci-io", 0x4);
2028 
2029             pci_register_bar(&proxy->pci_dev, proxy->modern_io_bar_idx,
2030                              PCI_BASE_ADDRESS_SPACE_IO, &proxy->io_bar);
2031 
2032             virtio_pci_modern_io_region_map(proxy, &proxy->notify_pio,
2033                                             &notify_pio.cap);
2034         }
2035 
2036         pci_register_bar(&proxy->pci_dev, proxy->modern_mem_bar_idx,
2037                          PCI_BASE_ADDRESS_SPACE_MEMORY |
2038                          PCI_BASE_ADDRESS_MEM_PREFETCH |
2039                          PCI_BASE_ADDRESS_MEM_TYPE_64,
2040                          &proxy->modern_bar);
2041 
2042         proxy->config_cap = virtio_pci_add_mem_cap(proxy, &cfg.cap);
2043         cfg_mask = (void *)(proxy->pci_dev.wmask + proxy->config_cap);
2044         pci_set_byte(&cfg_mask->cap.bar, ~0x0);
2045         pci_set_long((uint8_t *)&cfg_mask->cap.offset, ~0x0);
2046         pci_set_long((uint8_t *)&cfg_mask->cap.length, ~0x0);
2047         pci_set_long(cfg_mask->pci_cfg_data, ~0x0);
2048     }
2049 
2050     if (proxy->nvectors) {
2051         int err = msix_init_exclusive_bar(&proxy->pci_dev, proxy->nvectors,
2052                                           proxy->msix_bar_idx, NULL);
2053         if (err) {
2054             /* Notice when a system that supports MSIx can't initialize it */
2055             if (err != -ENOTSUP) {
2056                 warn_report("unable to init msix vectors to %" PRIu32,
2057                             proxy->nvectors);
2058             }
2059             proxy->nvectors = 0;
2060         }
2061     }
2062 
2063     proxy->pci_dev.config_write = virtio_write_config;
2064     proxy->pci_dev.config_read = virtio_read_config;
2065 
2066     if (legacy) {
2067         size = VIRTIO_PCI_REGION_SIZE(&proxy->pci_dev)
2068             + virtio_bus_get_vdev_config_len(bus);
2069         size = pow2ceil(size);
2070 
2071         memory_region_init_io(&proxy->bar, OBJECT(proxy),
2072                               &virtio_pci_config_ops,
2073                               proxy, "virtio-pci", size);
2074 
2075         pci_register_bar(&proxy->pci_dev, proxy->legacy_io_bar_idx,
2076                          PCI_BASE_ADDRESS_SPACE_IO, &proxy->bar);
2077     }
2078 }
2079 
2080 static void virtio_pci_device_unplugged(DeviceState *d)
2081 {
2082     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(d);
2083     bool modern = virtio_pci_modern(proxy);
2084     bool modern_pio = proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_MODERN_PIO_NOTIFY;
2085 
2086     virtio_pci_stop_ioeventfd(proxy);
2087 
2088     if (modern) {
2089         virtio_pci_modern_mem_region_unmap(proxy, &proxy->common);
2090         virtio_pci_modern_mem_region_unmap(proxy, &proxy->isr);
2091         virtio_pci_modern_mem_region_unmap(proxy, &proxy->device);
2092         virtio_pci_modern_mem_region_unmap(proxy, &proxy->notify);
2093         if (modern_pio) {
2094             virtio_pci_modern_io_region_unmap(proxy, &proxy->notify_pio);
2095         }
2096     }
2097 }
2098 
2099 static void virtio_pci_realize(PCIDevice *pci_dev, Error **errp)
2100 {
2101     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(pci_dev);
2102     VirtioPCIClass *k = VIRTIO_PCI_GET_CLASS(pci_dev);
2103     bool pcie_port = pci_bus_is_express(pci_get_bus(pci_dev)) &&
2104                      !pci_bus_is_root(pci_get_bus(pci_dev));
2105 
2106     /* fd-based ioevents can't be synchronized in record/replay */
2107     if (replay_mode != REPLAY_MODE_NONE) {
2108         proxy->flags &= ~VIRTIO_PCI_FLAG_USE_IOEVENTFD;
2109     }
2110 
2111     /*
2112      * virtio pci bar layout used by default.
2113      * subclasses can re-arrange things if needed.
2114      *
2115      *   region 0   --  virtio legacy io bar
2116      *   region 1   --  msi-x bar
2117      *   region 2   --  virtio modern io bar (off by default)
2118      *   region 4+5 --  virtio modern memory (64bit) bar
2119      *
2120      */
2121     proxy->legacy_io_bar_idx  = 0;
2122     proxy->msix_bar_idx       = 1;
2123     proxy->modern_io_bar_idx  = 2;
2124     proxy->modern_mem_bar_idx = 4;
2125 
2126     proxy->common.offset = 0x0;
2127     proxy->common.size = 0x1000;
2128     proxy->common.type = VIRTIO_PCI_CAP_COMMON_CFG;
2129 
2130     proxy->isr.offset = 0x1000;
2131     proxy->isr.size = 0x1000;
2132     proxy->isr.type = VIRTIO_PCI_CAP_ISR_CFG;
2133 
2134     proxy->device.offset = 0x2000;
2135     proxy->device.size = 0x1000;
2136     proxy->device.type = VIRTIO_PCI_CAP_DEVICE_CFG;
2137 
2138     proxy->notify.offset = 0x3000;
2139     proxy->notify.size = virtio_pci_queue_mem_mult(proxy) * VIRTIO_QUEUE_MAX;
2140     proxy->notify.type = VIRTIO_PCI_CAP_NOTIFY_CFG;
2141 
2142     proxy->notify_pio.offset = 0x0;
2143     proxy->notify_pio.size = 0x4;
2144     proxy->notify_pio.type = VIRTIO_PCI_CAP_NOTIFY_CFG;
2145 
2146     /* subclasses can enforce modern, so do this unconditionally */
2147     memory_region_init(&proxy->modern_bar, OBJECT(proxy), "virtio-pci",
2148                        /* PCI BAR regions must be powers of 2 */
2149                        pow2ceil(proxy->notify.offset + proxy->notify.size));
2150 
2151     if (proxy->disable_legacy == ON_OFF_AUTO_AUTO) {
2152         proxy->disable_legacy = pcie_port ? ON_OFF_AUTO_ON : ON_OFF_AUTO_OFF;
2153     }
2154 
2155     if (!virtio_pci_modern(proxy) && !virtio_pci_legacy(proxy)) {
2156         error_setg(errp, "device cannot work as neither modern nor legacy mode"
2157                    " is enabled");
2158         error_append_hint(errp, "Set either disable-modern or disable-legacy"
2159                           " to off\n");
2160         return;
2161     }
2162 
2163     if (pcie_port && pci_is_express(pci_dev)) {
2164         int pos;
2165         uint16_t last_pcie_cap_offset = PCI_CONFIG_SPACE_SIZE;
2166 
2167         pos = pcie_endpoint_cap_init(pci_dev, 0);
2168         assert(pos > 0);
2169 
2170         pos = pci_add_capability(pci_dev, PCI_CAP_ID_PM, 0,
2171                                  PCI_PM_SIZEOF, errp);
2172         if (pos < 0) {
2173             return;
2174         }
2175 
2176         pci_dev->exp.pm_cap = pos;
2177 
2178         /*
2179          * Indicates that this function complies with revision 1.2 of the
2180          * PCI Power Management Interface Specification.
2181          */
2182         pci_set_word(pci_dev->config + pos + PCI_PM_PMC, 0x3);
2183 
2184         if (proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_AER) {
2185             pcie_aer_init(pci_dev, PCI_ERR_VER, last_pcie_cap_offset,
2186                           PCI_ERR_SIZEOF, NULL);
2187             last_pcie_cap_offset += PCI_ERR_SIZEOF;
2188         }
2189 
2190         if (proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_INIT_DEVERR) {
2191             /* Init error enabling flags */
2192             pcie_cap_deverr_init(pci_dev);
2193         }
2194 
2195         if (proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_INIT_LNKCTL) {
2196             /* Init Link Control Register */
2197             pcie_cap_lnkctl_init(pci_dev);
2198         }
2199 
2200         if (proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_INIT_PM) {
2201             /* Init Power Management Control Register */
2202             pci_set_word(pci_dev->wmask + pos + PCI_PM_CTRL,
2203                          PCI_PM_CTRL_STATE_MASK);
2204         }
2205 
2206         if (proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_ATS) {
2207             pcie_ats_init(pci_dev, last_pcie_cap_offset,
2208                           proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_ATS_PAGE_ALIGNED);
2209             last_pcie_cap_offset += PCI_EXT_CAP_ATS_SIZEOF;
2210         }
2211 
2212         if (proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_INIT_FLR) {
2213             /* Set Function Level Reset capability bit */
2214             pcie_cap_flr_init(pci_dev);
2215         }
2216     } else {
2217         /*
2218          * make future invocations of pci_is_express() return false
2219          * and pci_config_size() return PCI_CONFIG_SPACE_SIZE.
2220          */
2221         pci_dev->cap_present &= ~QEMU_PCI_CAP_EXPRESS;
2222     }
2223 
2224     virtio_pci_bus_new(&proxy->bus, sizeof(proxy->bus), proxy);
2225     if (k->realize) {
2226         k->realize(proxy, errp);
2227     }
2228 }
2229 
2230 static void virtio_pci_exit(PCIDevice *pci_dev)
2231 {
2232     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(pci_dev);
2233     bool pcie_port = pci_bus_is_express(pci_get_bus(pci_dev)) &&
2234                      !pci_bus_is_root(pci_get_bus(pci_dev));
2235 
2236     msix_uninit_exclusive_bar(pci_dev);
2237     if (proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_AER && pcie_port &&
2238         pci_is_express(pci_dev)) {
2239         pcie_aer_exit(pci_dev);
2240     }
2241 }
2242 
2243 static void virtio_pci_reset(DeviceState *qdev)
2244 {
2245     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(qdev);
2246     VirtioBusState *bus = VIRTIO_BUS(&proxy->bus);
2247     int i;
2248 
2249     virtio_bus_reset(bus);
2250     msix_unuse_all_vectors(&proxy->pci_dev);
2251 
2252     for (i = 0; i < VIRTIO_QUEUE_MAX; i++) {
2253         proxy->vqs[i].enabled = 0;
2254         proxy->vqs[i].reset = 0;
2255         proxy->vqs[i].num = 0;
2256         proxy->vqs[i].desc[0] = proxy->vqs[i].desc[1] = 0;
2257         proxy->vqs[i].avail[0] = proxy->vqs[i].avail[1] = 0;
2258         proxy->vqs[i].used[0] = proxy->vqs[i].used[1] = 0;
2259     }
2260 }
2261 
2262 static void virtio_pci_bus_reset_hold(Object *obj)
2263 {
2264     PCIDevice *dev = PCI_DEVICE(obj);
2265     DeviceState *qdev = DEVICE(obj);
2266 
2267     virtio_pci_reset(qdev);
2268 
2269     if (pci_is_express(dev)) {
2270         pcie_cap_deverr_reset(dev);
2271         pcie_cap_lnkctl_reset(dev);
2272 
2273         pci_set_word(dev->config + dev->exp.pm_cap + PCI_PM_CTRL, 0);
2274     }
2275 }
2276 
2277 static Property virtio_pci_properties[] = {
2278     DEFINE_PROP_BIT("virtio-pci-bus-master-bug-migration", VirtIOPCIProxy, flags,
2279                     VIRTIO_PCI_FLAG_BUS_MASTER_BUG_MIGRATION_BIT, false),
2280     DEFINE_PROP_BIT("migrate-extra", VirtIOPCIProxy, flags,
2281                     VIRTIO_PCI_FLAG_MIGRATE_EXTRA_BIT, true),
2282     DEFINE_PROP_BIT("modern-pio-notify", VirtIOPCIProxy, flags,
2283                     VIRTIO_PCI_FLAG_MODERN_PIO_NOTIFY_BIT, false),
2284     DEFINE_PROP_BIT("x-disable-pcie", VirtIOPCIProxy, flags,
2285                     VIRTIO_PCI_FLAG_DISABLE_PCIE_BIT, false),
2286     DEFINE_PROP_BIT("page-per-vq", VirtIOPCIProxy, flags,
2287                     VIRTIO_PCI_FLAG_PAGE_PER_VQ_BIT, false),
2288     DEFINE_PROP_BOOL("x-ignore-backend-features", VirtIOPCIProxy,
2289                      ignore_backend_features, false),
2290     DEFINE_PROP_BIT("ats", VirtIOPCIProxy, flags,
2291                     VIRTIO_PCI_FLAG_ATS_BIT, false),
2292     DEFINE_PROP_BIT("x-ats-page-aligned", VirtIOPCIProxy, flags,
2293                     VIRTIO_PCI_FLAG_ATS_PAGE_ALIGNED_BIT, true),
2294     DEFINE_PROP_BIT("x-pcie-deverr-init", VirtIOPCIProxy, flags,
2295                     VIRTIO_PCI_FLAG_INIT_DEVERR_BIT, true),
2296     DEFINE_PROP_BIT("x-pcie-lnkctl-init", VirtIOPCIProxy, flags,
2297                     VIRTIO_PCI_FLAG_INIT_LNKCTL_BIT, true),
2298     DEFINE_PROP_BIT("x-pcie-pm-init", VirtIOPCIProxy, flags,
2299                     VIRTIO_PCI_FLAG_INIT_PM_BIT, true),
2300     DEFINE_PROP_BIT("x-pcie-flr-init", VirtIOPCIProxy, flags,
2301                     VIRTIO_PCI_FLAG_INIT_FLR_BIT, true),
2302     DEFINE_PROP_BIT("aer", VirtIOPCIProxy, flags,
2303                     VIRTIO_PCI_FLAG_AER_BIT, false),
2304     DEFINE_PROP_END_OF_LIST(),
2305 };
2306 
2307 static void virtio_pci_dc_realize(DeviceState *qdev, Error **errp)
2308 {
2309     VirtioPCIClass *vpciklass = VIRTIO_PCI_GET_CLASS(qdev);
2310     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(qdev);
2311     PCIDevice *pci_dev = &proxy->pci_dev;
2312 
2313     if (!(proxy->flags & VIRTIO_PCI_FLAG_DISABLE_PCIE) &&
2314         virtio_pci_modern(proxy)) {
2315         pci_dev->cap_present |= QEMU_PCI_CAP_EXPRESS;
2316     }
2317 
2318     vpciklass->parent_dc_realize(qdev, errp);
2319 }
2320 
2321 static void virtio_pci_class_init(ObjectClass *klass, void *data)
2322 {
2323     DeviceClass *dc = DEVICE_CLASS(klass);
2324     PCIDeviceClass *k = PCI_DEVICE_CLASS(klass);
2325     VirtioPCIClass *vpciklass = VIRTIO_PCI_CLASS(klass);
2326     ResettableClass *rc = RESETTABLE_CLASS(klass);
2327 
2328     device_class_set_props(dc, virtio_pci_properties);
2329     k->realize = virtio_pci_realize;
2330     k->exit = virtio_pci_exit;
2331     k->vendor_id = PCI_VENDOR_ID_REDHAT_QUMRANET;
2332     k->revision = VIRTIO_PCI_ABI_VERSION;
2333     k->class_id = PCI_CLASS_OTHERS;
2334     device_class_set_parent_realize(dc, virtio_pci_dc_realize,
2335                                     &vpciklass->parent_dc_realize);
2336     rc->phases.hold = virtio_pci_bus_reset_hold;
2337 }
2338 
2339 static const TypeInfo virtio_pci_info = {
2340     .name          = TYPE_VIRTIO_PCI,
2341     .parent        = TYPE_PCI_DEVICE,
2342     .instance_size = sizeof(VirtIOPCIProxy),
2343     .class_init    = virtio_pci_class_init,
2344     .class_size    = sizeof(VirtioPCIClass),
2345     .abstract      = true,
2346 };
2347 
2348 static Property virtio_pci_generic_properties[] = {
2349     DEFINE_PROP_ON_OFF_AUTO("disable-legacy", VirtIOPCIProxy, disable_legacy,
2350                             ON_OFF_AUTO_AUTO),
2351     DEFINE_PROP_BOOL("disable-modern", VirtIOPCIProxy, disable_modern, false),
2352     DEFINE_PROP_END_OF_LIST(),
2353 };
2354 
2355 static void virtio_pci_base_class_init(ObjectClass *klass, void *data)
2356 {
2357     const VirtioPCIDeviceTypeInfo *t = data;
2358     if (t->class_init) {
2359         t->class_init(klass, NULL);
2360     }
2361 }
2362 
2363 static void virtio_pci_generic_class_init(ObjectClass *klass, void *data)
2364 {
2365     DeviceClass *dc = DEVICE_CLASS(klass);
2366 
2367     device_class_set_props(dc, virtio_pci_generic_properties);
2368 }
2369 
2370 static void virtio_pci_transitional_instance_init(Object *obj)
2371 {
2372     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(obj);
2373 
2374     proxy->disable_legacy = ON_OFF_AUTO_OFF;
2375     proxy->disable_modern = false;
2376 }
2377 
2378 static void virtio_pci_non_transitional_instance_init(Object *obj)
2379 {
2380     VirtIOPCIProxy *proxy = VIRTIO_PCI(obj);
2381 
2382     proxy->disable_legacy = ON_OFF_AUTO_ON;
2383     proxy->disable_modern = false;
2384 }
2385 
2386 void virtio_pci_types_register(const VirtioPCIDeviceTypeInfo *t)
2387 {
2388     char *base_name = NULL;
2389     TypeInfo base_type_info = {
2390         .name          = t->base_name,
2391         .parent        = t->parent ? t->parent : TYPE_VIRTIO_PCI,
2392         .instance_size = t->instance_size,
2393         .instance_init = t->instance_init,
2394         .instance_finalize = t->instance_finalize,
2395         .class_size    = t->class_size,
2396         .abstract      = true,
2397         .interfaces    = t->interfaces,
2398     };
2399     TypeInfo generic_type_info = {
2400         .name = t->generic_name,
2401         .parent = base_type_info.name,
2402         .class_init = virtio_pci_generic_class_init,
2403         .interfaces = (InterfaceInfo[]) {
2404             { INTERFACE_PCIE_DEVICE },
2405             { INTERFACE_CONVENTIONAL_PCI_DEVICE },
2406             { }
2407         },
2408     };
2409 
2410     if (!base_type_info.name) {
2411         /* No base type -> register a single generic device type */
2412         /* use intermediate %s-base-type to add generic device props */
2413         base_name = g_strdup_printf("%s-base-type", t->generic_name);
2414         base_type_info.name = base_name;
2415         base_type_info.class_init = virtio_pci_generic_class_init;
2416 
2417         generic_type_info.parent = base_name;
2418         generic_type_info.class_init = virtio_pci_base_class_init;
2419         generic_type_info.class_data = (void *)t;
2420 
2421         assert(!t->non_transitional_name);
2422         assert(!t->transitional_name);
2423     } else {
2424         base_type_info.class_init = virtio_pci_base_class_init;
2425         base_type_info.class_data = (void *)t;
2426     }
2427 
2428     type_register(&base_type_info);
2429     if (generic_type_info.name) {
2430         type_register(&generic_type_info);
2431     }
2432 
2433     if (t->non_transitional_name) {
2434         const TypeInfo non_transitional_type_info = {
2435             .name          = t->non_transitional_name,
2436             .parent        = base_type_info.name,
2437             .instance_init = virtio_pci_non_transitional_instance_init,
2438             .interfaces = (InterfaceInfo[]) {
2439                 { INTERFACE_PCIE_DEVICE },
2440                 { INTERFACE_CONVENTIONAL_PCI_DEVICE },
2441                 { }
2442             },
2443         };
2444         type_register(&non_transitional_type_info);
2445     }
2446 
2447     if (t->transitional_name) {
2448         const TypeInfo transitional_type_info = {
2449             .name          = t->transitional_name,
2450             .parent        = base_type_info.name,
2451             .instance_init = virtio_pci_transitional_instance_init,
2452             .interfaces = (InterfaceInfo[]) {
2453                 /*
2454                  * Transitional virtio devices work only as Conventional PCI
2455                  * devices because they require PIO ports.
2456                  */
2457                 { INTERFACE_CONVENTIONAL_PCI_DEVICE },
2458                 { }
2459             },
2460         };
2461         type_register(&transitional_type_info);
2462     }
2463     g_free(base_name);
2464 }
2465 
2466 unsigned virtio_pci_optimal_num_queues(unsigned fixed_queues)
2467 {
2468     /*
2469      * 1:1 vq to vCPU mapping is ideal because the same vCPU that submitted
2470      * virtqueue buffers can handle their completion. When a different vCPU
2471      * handles completion it may need to IPI the vCPU that submitted the
2472      * request and this adds overhead.
2473      *
2474      * Virtqueues consume guest RAM and MSI-X vectors. This is wasteful in
2475      * guests with very many vCPUs and a device that is only used by a few
2476      * vCPUs. Unfortunately optimizing that case requires manual pinning inside
2477      * the guest, so those users might as well manually set the number of
2478      * queues. There is no upper limit that can be applied automatically and
2479      * doing so arbitrarily would result in a sudden performance drop once the
2480      * threshold number of vCPUs is exceeded.
2481      */
2482     unsigned num_queues = current_machine->smp.cpus;
2483 
2484     /*
2485      * The maximum number of MSI-X vectors is PCI_MSIX_FLAGS_QSIZE + 1, but the
2486      * config change interrupt and the fixed virtqueues must be taken into
2487      * account too.
2488      */
2489     num_queues = MIN(num_queues, PCI_MSIX_FLAGS_QSIZE - fixed_queues);
2490 
2491     /*
2492      * There is a limit to how many virtqueues a device can have.
2493      */
2494     return MIN(num_queues, VIRTIO_QUEUE_MAX - fixed_queues);
2495 }
2496 
2497 /* virtio-pci-bus */
2498 
2499 static void virtio_pci_bus_new(VirtioBusState *bus, size_t bus_size,
2500                                VirtIOPCIProxy *dev)
2501 {
2502     DeviceState *qdev = DEVICE(dev);
2503     char virtio_bus_name[] = "virtio-bus";
2504 
2505     qbus_init(bus, bus_size, TYPE_VIRTIO_PCI_BUS, qdev, virtio_bus_name);
2506 }
2507 
2508 static void virtio_pci_bus_class_init(ObjectClass *klass, void *data)
2509 {
2510     BusClass *bus_class = BUS_CLASS(klass);
2511     VirtioBusClass *k = VIRTIO_BUS_CLASS(klass);
2512     bus_class->max_dev = 1;
2513     k->notify = virtio_pci_notify;
2514     k->save_config = virtio_pci_save_config;
2515     k->load_config = virtio_pci_load_config;
2516     k->save_queue = virtio_pci_save_queue;
2517     k->load_queue = virtio_pci_load_queue;
2518     k->save_extra_state = virtio_pci_save_extra_state;
2519     k->load_extra_state = virtio_pci_load_extra_state;
2520     k->has_extra_state = virtio_pci_has_extra_state;
2521     k->query_guest_notifiers = virtio_pci_query_guest_notifiers;
2522     k->set_guest_notifiers = virtio_pci_set_guest_notifiers;
2523     k->set_host_notifier_mr = virtio_pci_set_host_notifier_mr;
2524     k->vmstate_change = virtio_pci_vmstate_change;
2525     k->pre_plugged = virtio_pci_pre_plugged;
2526     k->device_plugged = virtio_pci_device_plugged;
2527     k->device_unplugged = virtio_pci_device_unplugged;
2528     k->query_nvectors = virtio_pci_query_nvectors;
2529     k->ioeventfd_enabled = virtio_pci_ioeventfd_enabled;
2530     k->ioeventfd_assign = virtio_pci_ioeventfd_assign;
2531     k->get_dma_as = virtio_pci_get_dma_as;
2532     k->iommu_enabled = virtio_pci_iommu_enabled;
2533     k->queue_enabled = virtio_pci_queue_enabled;
2534 }
2535 
2536 static const TypeInfo virtio_pci_bus_info = {
2537     .name          = TYPE_VIRTIO_PCI_BUS,
2538     .parent        = TYPE_VIRTIO_BUS,
2539     .instance_size = sizeof(VirtioPCIBusState),
2540     .class_size    = sizeof(VirtioPCIBusClass),
2541     .class_init    = virtio_pci_bus_class_init,
2542 };
2543 
2544 static void virtio_pci_register_types(void)
2545 {
2546     /* Base types: */
2547     type_register_static(&virtio_pci_bus_info);
2548     type_register_static(&virtio_pci_info);
2549 }
2550 
2551 type_init(virtio_pci_register_types)
2552 
2553