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Merge remote-tracking branch 'spice/spice.v39' into staging
[qemu.git] / hw / virtio.c
index 2e3984e6edfa2fc2459408cecda8769a2d0d9553..a8f4940da2263c998b6d2373aeb24f3d1f4a0790 100644 (file)
 
 #include <inttypes.h>
 
+#include "trace.h"
+#include "qemu-error.h"
 #include "virtio.h"
-#include "sysemu.h"
-
-//#define VIRTIO_ZERO_COPY
-
-/* from Linux's linux/virtio_pci.h */
-
-/* A 32-bit r/o bitmask of the features supported by the host */
-#define VIRTIO_PCI_HOST_FEATURES        0
-
-/* A 32-bit r/w bitmask of features activated by the guest */
-#define VIRTIO_PCI_GUEST_FEATURES       4
-
-/* A 32-bit r/w PFN for the currently selected queue */
-#define VIRTIO_PCI_QUEUE_PFN            8
-
-/* A 16-bit r/o queue size for the currently selected queue */
-#define VIRTIO_PCI_QUEUE_NUM            12
-
-/* A 16-bit r/w queue selector */
-#define VIRTIO_PCI_QUEUE_SEL            14
-
-/* A 16-bit r/w queue notifier */
-#define VIRTIO_PCI_QUEUE_NOTIFY         16
-
-/* An 8-bit device status register.  */
-#define VIRTIO_PCI_STATUS               18
-
-/* An 8-bit r/o interrupt status register.  Reading the value will return the
- * current contents of the ISR and will also clear it.  This is effectively
- * a read-and-acknowledge. */
-#define VIRTIO_PCI_ISR                  19
-
-#define VIRTIO_PCI_CONFIG               20
-
-/* Virtio ABI version, if we increment this, we break the guest driver. */
-#define VIRTIO_PCI_ABI_VERSION          0
-
-/* How many bits to shift physical queue address written to QUEUE_PFN.
- * 12 is historical, and due to x86 page size. */
-#define VIRTIO_PCI_QUEUE_ADDR_SHIFT    12
 
 /* The alignment to use between consumer and producer parts of vring.
  * x86 pagesize again. */
 /* QEMU doesn't strictly need write barriers since everything runs in
  * lock-step.  We'll leave the calls to wmb() in though to make it obvious for
  * KVM or if kqemu gets SMP support.
+ * In any case, we must prevent the compiler from reordering the code.
+ * TODO: we likely need some rmb()/mb() as well.
  */
-#define wmb() do { } while (0)
+
+#define wmb() __asm__ __volatile__("": : :"memory")
 
 typedef struct VRingDesc
 {
@@ -104,54 +69,31 @@ typedef struct VRing
 struct VirtQueue
 {
     VRing vring;
-    uint32_t pfn;
+    target_phys_addr_t pa;
     uint16_t last_avail_idx;
+    /* Last used index value we have signalled on */
+    uint16_t signalled_used;
+
+    /* Last used index value we have signalled on */
+    bool signalled_used_valid;
+
+    /* Notification enabled? */
+    bool notification;
+
     int inuse;
+
+    uint16_t vector;
     void (*handle_output)(VirtIODevice *vdev, VirtQueue *vq);
+    VirtIODevice *vdev;
+    EventNotifier guest_notifier;
+    EventNotifier host_notifier;
 };
 
-#define VIRTIO_PCI_QUEUE_MAX        16
-
 /* virt queue functions */
-#ifdef VIRTIO_ZERO_COPY
-static void *virtio_map_gpa(target_phys_addr_t addr, size_t size)
+static void virtqueue_init(VirtQueue *vq)
 {
-    ram_addr_t off;
-    target_phys_addr_t addr1;
+    target_phys_addr_t pa = vq->pa;
 
-    off = cpu_get_physical_page_desc(addr);
-    if ((off & ~TARGET_PAGE_MASK) != IO_MEM_RAM) {
-        fprintf(stderr, "virtio DMA to IO ram\n");
-        exit(1);
-    }
-
-    off = (off & TARGET_PAGE_MASK) | (addr & ~TARGET_PAGE_MASK);
-
-    for (addr1 = addr + TARGET_PAGE_SIZE;
-         addr1 < TARGET_PAGE_ALIGN(addr + size);
-         addr1 += TARGET_PAGE_SIZE) {
-        ram_addr_t off1;
-
-        off1 = cpu_get_physical_page_desc(addr1);
-        if ((off1 & ~TARGET_PAGE_MASK) != IO_MEM_RAM) {
-            fprintf(stderr, "virtio DMA to IO ram\n");
-            exit(1);
-        }
-
-        off1 = (off1 & TARGET_PAGE_MASK) | (addr1 & ~TARGET_PAGE_MASK);
-
-        if (off1 != (off + (addr1 - addr))) {
-            fprintf(stderr, "discontigous virtio memory\n");
-            exit(1);
-        }
-    }
-
-    return phys_ram_base + off;
-}
-#endif
-
-static void virtqueue_init(VirtQueue *vq, target_phys_addr_t pa)
-{
     vq->vring.desc = pa;
     vq->vring.avail = pa + vq->vring.num * sizeof(VRingDesc);
     vq->vring.used = vring_align(vq->vring.avail +
@@ -159,31 +101,31 @@ static void virtqueue_init(VirtQueue *vq, target_phys_addr_t pa)
                                  VIRTIO_PCI_VRING_ALIGN);
 }
 
-static inline uint64_t vring_desc_addr(VirtQueue *vq, int i)
+static inline uint64_t vring_desc_addr(target_phys_addr_t desc_pa, int i)
 {
     target_phys_addr_t pa;
-    pa = vq->vring.desc + sizeof(VRingDesc) * i + offsetof(VRingDesc, addr);
+    pa = desc_pa + sizeof(VRingDesc) * i + offsetof(VRingDesc, addr);
     return ldq_phys(pa);
 }
 
-static inline uint32_t vring_desc_len(VirtQueue *vq, int i)
+static inline uint32_t vring_desc_len(target_phys_addr_t desc_pa, int i)
 {
     target_phys_addr_t pa;
-    pa = vq->vring.desc + sizeof(VRingDesc) * i + offsetof(VRingDesc, len);
+    pa = desc_pa + sizeof(VRingDesc) * i + offsetof(VRingDesc, len);
     return ldl_phys(pa);
 }
 
-static inline uint16_t vring_desc_flags(VirtQueue *vq, int i)
+static inline uint16_t vring_desc_flags(target_phys_addr_t desc_pa, int i)
 {
     target_phys_addr_t pa;
-    pa = vq->vring.desc + sizeof(VRingDesc) * i + offsetof(VRingDesc, flags);
+    pa = desc_pa + sizeof(VRingDesc) * i + offsetof(VRingDesc, flags);
     return lduw_phys(pa);
 }
 
-static inline uint16_t vring_desc_next(VirtQueue *vq, int i)
+static inline uint16_t vring_desc_next(target_phys_addr_t desc_pa, int i)
 {
     target_phys_addr_t pa;
-    pa = vq->vring.desc + sizeof(VRingDesc) * i + offsetof(VRingDesc, next);
+    pa = desc_pa + sizeof(VRingDesc) * i + offsetof(VRingDesc, next);
     return lduw_phys(pa);
 }
 
@@ -208,6 +150,11 @@ static inline uint16_t vring_avail_ring(VirtQueue *vq, int i)
     return lduw_phys(pa);
 }
 
+static inline uint16_t vring_used_event(VirtQueue *vq)
+{
+    return vring_avail_ring(vq, vq->vring.num);
+}
+
 static inline void vring_used_ring_id(VirtQueue *vq, int i, uint32_t val)
 {
     target_phys_addr_t pa;
@@ -229,11 +176,11 @@ static uint16_t vring_used_idx(VirtQueue *vq)
     return lduw_phys(pa);
 }
 
-static inline void vring_used_idx_increment(VirtQueue *vq, uint16_t val)
+static inline void vring_used_idx_set(VirtQueue *vq, uint16_t val)
 {
     target_phys_addr_t pa;
     pa = vq->vring.used + offsetof(VRingUsed, idx);
-    stw_phys(pa, vring_used_idx(vq) + val);
+    stw_phys(pa, val);
 }
 
 static inline void vring_used_flags_set_bit(VirtQueue *vq, int mask)
@@ -250,12 +197,26 @@ static inline void vring_used_flags_unset_bit(VirtQueue *vq, int mask)
     stw_phys(pa, lduw_phys(pa) & ~mask);
 }
 
+static inline void vring_avail_event(VirtQueue *vq, uint16_t val)
+{
+    target_phys_addr_t pa;
+    if (!vq->notification) {
+        return;
+    }
+    pa = vq->vring.used + offsetof(VRingUsed, ring[vq->vring.num]);
+    stw_phys(pa, val);
+}
+
 void virtio_queue_set_notification(VirtQueue *vq, int enable)
 {
-    if (enable)
+    vq->notification = enable;
+    if (vq->vdev->guest_features & (1 << VIRTIO_RING_F_EVENT_IDX)) {
+        vring_avail_event(vq, vring_avail_idx(vq));
+    } else if (enable) {
         vring_used_flags_unset_bit(vq, VRING_USED_F_NO_NOTIFY);
-    else
+    } else {
         vring_used_flags_set_bit(vq, VRING_USED_F_NO_NOTIFY);
+    }
 }
 
 int virtio_queue_ready(VirtQueue *vq)
@@ -274,35 +235,24 @@ void virtqueue_fill(VirtQueue *vq, const VirtQueueElement *elem,
     unsigned int offset;
     int i;
 
-#ifndef VIRTIO_ZERO_COPY
-    for (i = 0; i < elem->out_num; i++)
-        qemu_free(elem->out_sg[i].iov_base);
-#endif
+    trace_virtqueue_fill(vq, elem, len, idx);
 
     offset = 0;
     for (i = 0; i < elem->in_num; i++) {
         size_t size = MIN(len - offset, elem->in_sg[i].iov_len);
 
-#ifdef VIRTIO_ZERO_COPY
-        if (size) {
-            ram_addr_t addr = (uint8_t *)elem->in_sg[i].iov_base - phys_ram_base;
-            ram_addr_t off;
+        cpu_physical_memory_unmap(elem->in_sg[i].iov_base,
+                                  elem->in_sg[i].iov_len,
+                                  1, size);
 
-            for (off = 0; off < size; off += TARGET_PAGE_SIZE)
-                cpu_physical_memory_set_dirty(addr + off);
-        }
-#else
-        if (size)
-            cpu_physical_memory_write(elem->in_addr[i],
-                                      elem->in_sg[i].iov_base,
-                                      size);
-
-        qemu_free(elem->in_sg[i].iov_base);
-#endif
-        
-        offset += size;
+        offset += elem->in_sg[i].iov_len;
     }
 
+    for (i = 0; i < elem->out_num; i++)
+        cpu_physical_memory_unmap(elem->out_sg[i].iov_base,
+                                  elem->out_sg[i].iov_len,
+                                  0, elem->out_sg[i].iov_len);
+
     idx = (idx + vring_used_idx(vq)) % vq->vring.num;
 
     /* Get a pointer to the next entry in the used ring. */
@@ -312,10 +262,16 @@ void virtqueue_fill(VirtQueue *vq, const VirtQueueElement *elem,
 
 void virtqueue_flush(VirtQueue *vq, unsigned int count)
 {
+    uint16_t old, new;
     /* Make sure buffer is written before we update index. */
     wmb();
-    vring_used_idx_increment(vq, count);
+    trace_virtqueue_flush(vq, count);
+    old = vring_used_idx(vq);
+    new = old + count;
+    vring_used_idx_set(vq, new);
     vq->inuse -= count;
+    if (unlikely((int16_t)(new - vq->signalled_used) < (uint16_t)(new - old)))
+        vq->signalled_used_valid = false;
 }
 
 void virtqueue_push(VirtQueue *vq, const VirtQueueElement *elem,
@@ -331,8 +287,8 @@ static int virtqueue_num_heads(VirtQueue *vq, unsigned int idx)
 
     /* Check it isn't doing very strange things with descriptor numbers. */
     if (num_heads > vq->vring.num) {
-        fprintf(stderr, "Guest moved used index from %u to %u",
-                idx, vring_avail_idx(vq));
+        error_report("Guest moved used index from %u to %u",
+                     idx, vring_avail_idx(vq));
         exit(1);
     }
 
@@ -349,28 +305,29 @@ static unsigned int virtqueue_get_head(VirtQueue *vq, unsigned int idx)
 
     /* If their number is silly, that's a fatal mistake. */
     if (head >= vq->vring.num) {
-        fprintf(stderr, "Guest says index %u is available", head);
+        error_report("Guest says index %u is available", head);
         exit(1);
     }
 
     return head;
 }
 
-static unsigned virtqueue_next_desc(VirtQueue *vq, unsigned int i)
+static unsigned virtqueue_next_desc(target_phys_addr_t desc_pa,
+                                    unsigned int i, unsigned int max)
 {
     unsigned int next;
 
     /* If this descriptor says it doesn't chain, we're done. */
-    if (!(vring_desc_flags(vq, i) & VRING_DESC_F_NEXT))
-        return vq->vring.num;
+    if (!(vring_desc_flags(desc_pa, i) & VRING_DESC_F_NEXT))
+        return max;
 
     /* Check they're not leading us off end of descriptors. */
-    next = vring_desc_next(vq, i);
+    next = vring_desc_next(desc_pa, i);
     /* Make sure compiler knows to grab that: we don't want it changing! */
     wmb();
 
-    if (next >= vq->vring.num) {
-        fprintf(stderr, "Desc next is %u", next);
+    if (next >= max) {
+        error_report("Desc next is %u", next);
         exit(1);
     }
 
@@ -380,40 +337,87 @@ static unsigned virtqueue_next_desc(VirtQueue *vq, unsigned int i)
 int virtqueue_avail_bytes(VirtQueue *vq, int in_bytes, int out_bytes)
 {
     unsigned int idx;
-    int num_bufs, in_total, out_total;
+    int total_bufs, in_total, out_total;
 
     idx = vq->last_avail_idx;
 
-    num_bufs = in_total = out_total = 0;
+    total_bufs = in_total = out_total = 0;
     while (virtqueue_num_heads(vq, idx)) {
+        unsigned int max, num_bufs, indirect = 0;
+        target_phys_addr_t desc_pa;
         int i;
 
+        max = vq->vring.num;
+        num_bufs = total_bufs;
         i = virtqueue_get_head(vq, idx++);
+        desc_pa = vq->vring.desc;
+
+        if (vring_desc_flags(desc_pa, i) & VRING_DESC_F_INDIRECT) {
+            if (vring_desc_len(desc_pa, i) % sizeof(VRingDesc)) {
+                error_report("Invalid size for indirect buffer table");
+                exit(1);
+            }
+
+            /* If we've got too many, that implies a descriptor loop. */
+            if (num_bufs >= max) {
+                error_report("Looped descriptor");
+                exit(1);
+            }
+
+            /* loop over the indirect descriptor table */
+            indirect = 1;
+            max = vring_desc_len(desc_pa, i) / sizeof(VRingDesc);
+            num_bufs = i = 0;
+            desc_pa = vring_desc_addr(desc_pa, i);
+        }
+
         do {
             /* If we've got too many, that implies a descriptor loop. */
-            if (++num_bufs > vq->vring.num) {
-                fprintf(stderr, "Looped descriptor");
+            if (++num_bufs > max) {
+                error_report("Looped descriptor");
                 exit(1);
             }
 
-            if (vring_desc_flags(vq, i) & VRING_DESC_F_WRITE) {
+            if (vring_desc_flags(desc_pa, i) & VRING_DESC_F_WRITE) {
                 if (in_bytes > 0 &&
-                    (in_total += vring_desc_len(vq, i)) >= in_bytes)
+                    (in_total += vring_desc_len(desc_pa, i)) >= in_bytes)
                     return 1;
             } else {
                 if (out_bytes > 0 &&
-                    (out_total += vring_desc_len(vq, i)) >= out_bytes)
+                    (out_total += vring_desc_len(desc_pa, i)) >= out_bytes)
                     return 1;
             }
-        } while ((i = virtqueue_next_desc(vq, i)) != vq->vring.num);
+        } while ((i = virtqueue_next_desc(desc_pa, i, max)) != max);
+
+        if (!indirect)
+            total_bufs = num_bufs;
+        else
+            total_bufs++;
     }
 
     return 0;
 }
 
+void virtqueue_map_sg(struct iovec *sg, target_phys_addr_t *addr,
+    size_t num_sg, int is_write)
+{
+    unsigned int i;
+    target_phys_addr_t len;
+
+    for (i = 0; i < num_sg; i++) {
+        len = sg[i].iov_len;
+        sg[i].iov_base = cpu_physical_memory_map(addr[i], &len, is_write);
+        if (sg[i].iov_base == NULL || len != sg[i].iov_len) {
+            error_report("virtio: trying to map MMIO memory");
+            exit(1);
+        }
+    }
+}
+
 int virtqueue_pop(VirtQueue *vq, VirtQueueElement *elem)
 {
-    unsigned int i, head;
+    unsigned int i, head, max;
+    target_phys_addr_t desc_pa = vq->vring.desc;
 
     if (!virtqueue_num_heads(vq, vq->last_avail_idx))
         return 0;
@@ -421,179 +425,115 @@ int virtqueue_pop(VirtQueue *vq, VirtQueueElement *elem)
     /* When we start there are none of either input nor output. */
     elem->out_num = elem->in_num = 0;
 
+    max = vq->vring.num;
+
     i = head = virtqueue_get_head(vq, vq->last_avail_idx++);
+    if (vq->vdev->guest_features & (1 << VIRTIO_RING_F_EVENT_IDX)) {
+        vring_avail_event(vq, vring_avail_idx(vq));
+    }
+
+    if (vring_desc_flags(desc_pa, i) & VRING_DESC_F_INDIRECT) {
+        if (vring_desc_len(desc_pa, i) % sizeof(VRingDesc)) {
+            error_report("Invalid size for indirect buffer table");
+            exit(1);
+        }
+
+        /* loop over the indirect descriptor table */
+        max = vring_desc_len(desc_pa, i) / sizeof(VRingDesc);
+        desc_pa = vring_desc_addr(desc_pa, i);
+        i = 0;
+    }
+
+    /* Collect all the descriptors */
     do {
         struct iovec *sg;
 
-        if (vring_desc_flags(vq, i) & VRING_DESC_F_WRITE) {
-            elem->in_addr[elem->in_num] = vring_desc_addr(vq, i);
+        if (vring_desc_flags(desc_pa, i) & VRING_DESC_F_WRITE) {
+            if (elem->in_num >= ARRAY_SIZE(elem->in_sg)) {
+                error_report("Too many write descriptors in indirect table");
+                exit(1);
+            }
+            elem->in_addr[elem->in_num] = vring_desc_addr(desc_pa, i);
             sg = &elem->in_sg[elem->in_num++];
-        } else
+        } else {
+            if (elem->out_num >= ARRAY_SIZE(elem->out_sg)) {
+                error_report("Too many read descriptors in indirect table");
+                exit(1);
+            }
+            elem->out_addr[elem->out_num] = vring_desc_addr(desc_pa, i);
             sg = &elem->out_sg[elem->out_num++];
-
-        /* Grab the first descriptor, and check it's OK. */
-        sg->iov_len = vring_desc_len(vq, i);
-
-#ifdef VIRTIO_ZERO_COPY
-        sg->iov_base = virtio_map_gpa(vring_desc_addr(vq, i), sg->iov_len);
-#else
-        /* cap individual scatter element size to prevent unbounded allocations
-           of memory from the guest.  Practically speaking, no virtio driver
-           will ever pass more than a page in each element.  We set the cap to
-           be 2MB in case for some reason a large page makes it way into the
-           sg list.  When we implement a zero copy API, this limitation will
-           disappear */
-        if (sg->iov_len > (2 << 20))
-            sg->iov_len = 2 << 20;
-
-        sg->iov_base = qemu_malloc(sg->iov_len);
-        if (sg->iov_base && 
-            !(vring_desc_flags(vq, i) & VRING_DESC_F_WRITE)) {
-            cpu_physical_memory_read(vring_desc_addr(vq, i),
-                                     sg->iov_base,
-                                     sg->iov_len);
-        }
-#endif
-        if (sg->iov_base == NULL) {
-            fprintf(stderr, "Invalid mapping\n");
-            exit(1);
         }
 
+        sg->iov_len = vring_desc_len(desc_pa, i);
+
         /* If we've got too many, that implies a descriptor loop. */
-        if ((elem->in_num + elem->out_num) > vq->vring.num) {
-            fprintf(stderr, "Looped descriptor");
+        if ((elem->in_num + elem->out_num) > max) {
+            error_report("Looped descriptor");
             exit(1);
         }
-    } while ((i = virtqueue_next_desc(vq, i)) != vq->vring.num);
+    } while ((i = virtqueue_next_desc(desc_pa, i, max)) != max);
+
+    /* Now map what we have collected */
+    virtqueue_map_sg(elem->in_sg, elem->in_addr, elem->in_num, 1);
+    virtqueue_map_sg(elem->out_sg, elem->out_addr, elem->out_num, 0);
 
     elem->index = head;
 
     vq->inuse++;
 
+    trace_virtqueue_pop(vq, elem, elem->in_num, elem->out_num);
     return elem->in_num + elem->out_num;
 }
 
 /* virtio device */
-
-static VirtIODevice *to_virtio_device(PCIDevice *pci_dev)
+static void virtio_notify_vector(VirtIODevice *vdev, uint16_t vector)
 {
-    return (VirtIODevice *)pci_dev;
+    if (vdev->binding->notify) {
+        vdev->binding->notify(vdev->binding_opaque, vector);
+    }
 }
 
-static void virtio_update_irq(VirtIODevice *vdev)
+void virtio_update_irq(VirtIODevice *vdev)
 {
-    qemu_set_irq(vdev->pci_dev.irq[0], vdev->isr & 1);
+    virtio_notify_vector(vdev, VIRTIO_NO_VECTOR);
 }
 
-static void virtio_reset(void *opaque)
+void virtio_reset(void *opaque)
 {
     VirtIODevice *vdev = opaque;
     int i;
 
+    virtio_set_status(vdev, 0);
+
     if (vdev->reset)
         vdev->reset(vdev);
 
-    vdev->features = 0;
+    vdev->guest_features = 0;
     vdev->queue_sel = 0;
     vdev->status = 0;
     vdev->isr = 0;
-    virtio_update_irq(vdev);
+    vdev->config_vector = VIRTIO_NO_VECTOR;
+    virtio_notify_vector(vdev, vdev->config_vector);
 
     for(i = 0; i < VIRTIO_PCI_QUEUE_MAX; i++) {
         vdev->vq[i].vring.desc = 0;
         vdev->vq[i].vring.avail = 0;
         vdev->vq[i].vring.used = 0;
         vdev->vq[i].last_avail_idx = 0;
-        vdev->vq[i].pfn = 0;
-    }
-}
-
-static void virtio_ioport_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t val)
-{
-    VirtIODevice *vdev = to_virtio_device(opaque);
-    ram_addr_t pa;
-
-    addr -= vdev->addr;
-
-    switch (addr) {
-    case VIRTIO_PCI_GUEST_FEATURES:
-        if (vdev->set_features)
-            vdev->set_features(vdev, val);
-        vdev->features = val;
-        break;
-    case VIRTIO_PCI_QUEUE_PFN:
-        pa = (ram_addr_t)val << VIRTIO_PCI_QUEUE_ADDR_SHIFT;
-        vdev->vq[vdev->queue_sel].pfn = val;
-        if (pa == 0) {
-            virtio_reset(vdev);
-        } else {
-            virtqueue_init(&vdev->vq[vdev->queue_sel], pa);
-        }
-        break;
-    case VIRTIO_PCI_QUEUE_SEL:
-        if (val < VIRTIO_PCI_QUEUE_MAX)
-            vdev->queue_sel = val;
-        break;
-    case VIRTIO_PCI_QUEUE_NOTIFY:
-        if (val < VIRTIO_PCI_QUEUE_MAX && vdev->vq[val].vring.desc)
-            vdev->vq[val].handle_output(vdev, &vdev->vq[val]);
-        break;
-    case VIRTIO_PCI_STATUS:
-        vdev->status = val & 0xFF;
-        if (vdev->status == 0)
-            virtio_reset(vdev);
-        break;
+        vdev->vq[i].pa = 0;
+        vdev->vq[i].vector = VIRTIO_NO_VECTOR;
+        vdev->vq[i].signalled_used = 0;
+        vdev->vq[i].signalled_used_valid = false;
+        vdev->vq[i].notification = true;
     }
 }
 
-static uint32_t virtio_ioport_read(void *opaque, uint32_t addr)
-{
-    VirtIODevice *vdev = to_virtio_device(opaque);
-    uint32_t ret = 0xFFFFFFFF;
-
-    addr -= vdev->addr;
-
-    switch (addr) {
-    case VIRTIO_PCI_HOST_FEATURES:
-        ret = vdev->get_features(vdev);
-        ret |= (1 << VIRTIO_F_NOTIFY_ON_EMPTY);
-        break;
-    case VIRTIO_PCI_GUEST_FEATURES:
-        ret = vdev->features;
-        break;
-    case VIRTIO_PCI_QUEUE_PFN:
-        ret = vdev->vq[vdev->queue_sel].pfn;
-        break;
-    case VIRTIO_PCI_QUEUE_NUM:
-        ret = vdev->vq[vdev->queue_sel].vring.num;
-        break;
-    case VIRTIO_PCI_QUEUE_SEL:
-        ret = vdev->queue_sel;
-        break;
-    case VIRTIO_PCI_STATUS:
-        ret = vdev->status;
-        break;
-    case VIRTIO_PCI_ISR:
-        /* reading from the ISR also clears it. */
-        ret = vdev->isr;
-        vdev->isr = 0;
-        virtio_update_irq(vdev);
-        break;
-    default:
-        break;
-    }
-
-    return ret;
-}
-
-static uint32_t virtio_config_readb(void *opaque, uint32_t addr)
+uint32_t virtio_config_readb(VirtIODevice *vdev, uint32_t addr)
 {
-    VirtIODevice *vdev = opaque;
     uint8_t val;
 
     vdev->get_config(vdev, vdev->config);
 
-    addr -= vdev->addr + VIRTIO_PCI_CONFIG;
     if (addr > (vdev->config_len - sizeof(val)))
         return (uint32_t)-1;
 
@@ -601,14 +541,12 @@ static uint32_t virtio_config_readb(void *opaque, uint32_t addr)
     return val;
 }
 
-static uint32_t virtio_config_readw(void *opaque, uint32_t addr)
+uint32_t virtio_config_readw(VirtIODevice *vdev, uint32_t addr)
 {
-    VirtIODevice *vdev = opaque;
     uint16_t val;
 
     vdev->get_config(vdev, vdev->config);
 
-    addr -= vdev->addr + VIRTIO_PCI_CONFIG;
     if (addr > (vdev->config_len - sizeof(val)))
         return (uint32_t)-1;
 
@@ -616,14 +554,12 @@ static uint32_t virtio_config_readw(void *opaque, uint32_t addr)
     return val;
 }
 
-static uint32_t virtio_config_readl(void *opaque, uint32_t addr)
+uint32_t virtio_config_readl(VirtIODevice *vdev, uint32_t addr)
 {
-    VirtIODevice *vdev = opaque;
     uint32_t val;
 
     vdev->get_config(vdev, vdev->config);
 
-    addr -= vdev->addr + VIRTIO_PCI_CONFIG;
     if (addr > (vdev->config_len - sizeof(val)))
         return (uint32_t)-1;
 
@@ -631,12 +567,10 @@ static uint32_t virtio_config_readl(void *opaque, uint32_t addr)
     return val;
 }
 
-static void virtio_config_writeb(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t data)
+void virtio_config_writeb(VirtIODevice *vdev, uint32_t addr, uint32_t data)
 {
-    VirtIODevice *vdev = opaque;
     uint8_t val = data;
 
-    addr -= vdev->addr + VIRTIO_PCI_CONFIG;
     if (addr > (vdev->config_len - sizeof(val)))
         return;
 
@@ -646,12 +580,10 @@ static void virtio_config_writeb(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t data)
         vdev->set_config(vdev, vdev->config);
 }
 
-static void virtio_config_writew(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t data)
+void virtio_config_writew(VirtIODevice *vdev, uint32_t addr, uint32_t data)
 {
-    VirtIODevice *vdev = opaque;
     uint16_t val = data;
 
-    addr -= vdev->addr + VIRTIO_PCI_CONFIG;
     if (addr > (vdev->config_len - sizeof(val)))
         return;
 
@@ -661,12 +593,10 @@ static void virtio_config_writew(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t data)
         vdev->set_config(vdev, vdev->config);
 }
 
-static void virtio_config_writel(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t data)
+void virtio_config_writel(VirtIODevice *vdev, uint32_t addr, uint32_t data)
 {
-    VirtIODevice *vdev = opaque;
     uint32_t val = data;
 
-    addr -= vdev->addr + VIRTIO_PCI_CONFIG;
     if (addr > (vdev->config_len - sizeof(val)))
         return;
 
@@ -676,36 +606,48 @@ static void virtio_config_writel(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t data)
         vdev->set_config(vdev, vdev->config);
 }
 
-static void virtio_map(PCIDevice *pci_dev, int region_num,
-                       uint32_t addr, uint32_t size, int type)
+void virtio_queue_set_addr(VirtIODevice *vdev, int n, target_phys_addr_t addr)
 {
-    VirtIODevice *vdev = to_virtio_device(pci_dev);
-    int i;
+    vdev->vq[n].pa = addr;
+    virtqueue_init(&vdev->vq[n]);
+}
 
-    vdev->addr = addr;
-    for (i = 0; i < 3; i++) {
-        register_ioport_write(addr, 20, 1 << i, virtio_ioport_write, vdev);
-        register_ioport_read(addr, 20, 1 << i, virtio_ioport_read, vdev);
-    }
+target_phys_addr_t virtio_queue_get_addr(VirtIODevice *vdev, int n)
+{
+    return vdev->vq[n].pa;
+}
+
+int virtio_queue_get_num(VirtIODevice *vdev, int n)
+{
+    return vdev->vq[n].vring.num;
+}
 
-    if (vdev->config_len) {
-        register_ioport_write(addr + 20, vdev->config_len, 1,
-                              virtio_config_writeb, vdev);
-        register_ioport_write(addr + 20, vdev->config_len, 2,
-                              virtio_config_writew, vdev);
-        register_ioport_write(addr + 20, vdev->config_len, 4,
-                              virtio_config_writel, vdev);
-        register_ioport_read(addr + 20, vdev->config_len, 1,
-                             virtio_config_readb, vdev);
-        register_ioport_read(addr + 20, vdev->config_len, 2,
-                             virtio_config_readw, vdev);
-        register_ioport_read(addr + 20, vdev->config_len, 4,
-                             virtio_config_readl, vdev);
-
-        vdev->get_config(vdev, vdev->config);
+void virtio_queue_notify_vq(VirtQueue *vq)
+{
+    if (vq->vring.desc) {
+        VirtIODevice *vdev = vq->vdev;
+        trace_virtio_queue_notify(vdev, vq - vdev->vq, vq);
+        vq->handle_output(vdev, vq);
     }
 }
 
+void virtio_queue_notify(VirtIODevice *vdev, int n)
+{
+    virtio_queue_notify_vq(&vdev->vq[n]);
+}
+
+uint16_t virtio_queue_vector(VirtIODevice *vdev, int n)
+{
+    return n < VIRTIO_PCI_QUEUE_MAX ? vdev->vq[n].vector :
+        VIRTIO_NO_VECTOR;
+}
+
+void virtio_queue_set_vector(VirtIODevice *vdev, int n, uint16_t vector)
+{
+    if (n < VIRTIO_PCI_QUEUE_MAX)
+        vdev->vq[n].vector = vector;
+}
+
 VirtQueue *virtio_add_queue(VirtIODevice *vdev, int queue_size,
                             void (*handle_output)(VirtIODevice *, VirtQueue *))
 {
@@ -725,34 +667,78 @@ VirtQueue *virtio_add_queue(VirtIODevice *vdev, int queue_size,
     return &vdev->vq[i];
 }
 
+void virtio_irq(VirtQueue *vq)
+{
+    trace_virtio_irq(vq);
+    vq->vdev->isr |= 0x01;
+    virtio_notify_vector(vq->vdev, vq->vector);
+}
+
+/* Assuming a given event_idx value from the other size, if
+ * we have just incremented index from old to new_idx,
+ * should we trigger an event? */
+static inline int vring_need_event(uint16_t event, uint16_t new, uint16_t old)
+{
+       /* Note: Xen has similar logic for notification hold-off
+        * in include/xen/interface/io/ring.h with req_event and req_prod
+        * corresponding to event_idx + 1 and new respectively.
+        * Note also that req_event and req_prod in Xen start at 1,
+        * event indexes in virtio start at 0. */
+       return (uint16_t)(new - event - 1) < (uint16_t)(new - old);
+}
+
+static bool vring_notify(VirtIODevice *vdev, VirtQueue *vq)
+{
+    uint16_t old, new;
+    bool v;
+    /* Always notify when queue is empty (when feature acknowledge) */
+    if (((vdev->guest_features & (1 << VIRTIO_F_NOTIFY_ON_EMPTY)) &&
+         !vq->inuse && vring_avail_idx(vq) == vq->last_avail_idx)) {
+        return true;
+    }
+
+    if (!(vdev->guest_features & (1 << VIRTIO_RING_F_EVENT_IDX))) {
+        return !(vring_avail_flags(vq) & VRING_AVAIL_F_NO_INTERRUPT);
+    }
+
+    v = vq->signalled_used_valid;
+    vq->signalled_used_valid = true;
+    old = vq->signalled_used;
+    new = vq->signalled_used = vring_used_idx(vq);
+    return !v || vring_need_event(vring_used_event(vq), new, old);
+}
+
 void virtio_notify(VirtIODevice *vdev, VirtQueue *vq)
 {
-    /* Always notify when queue is empty */
-    if ((vq->inuse || vring_avail_idx(vq) != vq->last_avail_idx) &&
-        (vring_avail_flags(vq) & VRING_AVAIL_F_NO_INTERRUPT))
+    if (!vring_notify(vdev, vq)) {
         return;
+    }
 
+    trace_virtio_notify(vdev, vq);
     vdev->isr |= 0x01;
-    virtio_update_irq(vdev);
+    virtio_notify_vector(vdev, vq->vector);
 }
 
 void virtio_notify_config(VirtIODevice *vdev)
 {
+    if (!(vdev->status & VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER_OK))
+        return;
+
     vdev->isr |= 0x03;
-    virtio_update_irq(vdev);
+    virtio_notify_vector(vdev, vdev->config_vector);
 }
 
 void virtio_save(VirtIODevice *vdev, QEMUFile *f)
 {
     int i;
 
-    pci_device_save(&vdev->pci_dev, f);
+    if (vdev->binding->save_config)
+        vdev->binding->save_config(vdev->binding_opaque, f);
 
-    qemu_put_be32s(f, &vdev->addr);
     qemu_put_8s(f, &vdev->status);
     qemu_put_8s(f, &vdev->isr);
     qemu_put_be16s(f, &vdev->queue_sel);
-    qemu_put_be32s(f, &vdev->features);
+    qemu_put_be32s(f, &vdev->guest_features);
     qemu_put_be32(f, vdev->config_len);
     qemu_put_buffer(f, vdev->config, vdev->config_len);
 
@@ -768,22 +754,38 @@ void virtio_save(VirtIODevice *vdev, QEMUFile *f)
             break;
 
         qemu_put_be32(f, vdev->vq[i].vring.num);
-        qemu_put_be32s(f, &vdev->vq[i].pfn);
+        qemu_put_be64(f, vdev->vq[i].pa);
         qemu_put_be16s(f, &vdev->vq[i].last_avail_idx);
+        if (vdev->binding->save_queue)
+            vdev->binding->save_queue(vdev->binding_opaque, i, f);
     }
 }
 
-void virtio_load(VirtIODevice *vdev, QEMUFile *f)
+int virtio_load(VirtIODevice *vdev, QEMUFile *f)
 {
-    int num, i;
+    int num, i, ret;
+    uint32_t features;
+    uint32_t supported_features =
+        vdev->binding->get_features(vdev->binding_opaque);
 
-    pci_device_load(&vdev->pci_dev, f);
+    if (vdev->binding->load_config) {
+        ret = vdev->binding->load_config(vdev->binding_opaque, f);
+        if (ret)
+            return ret;
+    }
 
-    qemu_get_be32s(f, &vdev->addr);
     qemu_get_8s(f, &vdev->status);
     qemu_get_8s(f, &vdev->isr);
     qemu_get_be16s(f, &vdev->queue_sel);
-    qemu_get_be32s(f, &vdev->features);
+    qemu_get_be32s(f, &features);
+    if (features & ~supported_features) {
+        error_report("Features 0x%x unsupported. Allowed features: 0x%x",
+                     features, supported_features);
+        return -1;
+    }
+    if (vdev->set_features)
+        vdev->set_features(vdev, features);
+    vdev->guest_features = features;
     vdev->config_len = qemu_get_be32(f);
     qemu_get_buffer(f, vdev->config, vdev->config_len);
 
@@ -791,61 +793,87 @@ void virtio_load(VirtIODevice *vdev, QEMUFile *f)
 
     for (i = 0; i < num; i++) {
         vdev->vq[i].vring.num = qemu_get_be32(f);
-        qemu_get_be32s(f, &vdev->vq[i].pfn);
+        vdev->vq[i].pa = qemu_get_be64(f);
         qemu_get_be16s(f, &vdev->vq[i].last_avail_idx);
+        vdev->vq[i].signalled_used_valid = false;
+        vdev->vq[i].notification = true;
+
+        if (vdev->vq[i].pa) {
+            uint16_t nheads;
+            virtqueue_init(&vdev->vq[i]);
+            nheads = vring_avail_idx(&vdev->vq[i]) - vdev->vq[i].last_avail_idx;
+            /* Check it isn't doing very strange things with descriptor numbers. */
+            if (nheads > vdev->vq[i].vring.num) {
+                error_report("VQ %d size 0x%x Guest index 0x%x "
+                             "inconsistent with Host index 0x%x: delta 0x%x",
+                             i, vdev->vq[i].vring.num,
+                             vring_avail_idx(&vdev->vq[i]),
+                             vdev->vq[i].last_avail_idx, nheads);
+                return -1;
+            }
+        } else if (vdev->vq[i].last_avail_idx) {
+            error_report("VQ %d address 0x0 "
+                         "inconsistent with Host index 0x%x",
+                         i, vdev->vq[i].last_avail_idx);
+                return -1;
+       }
+        if (vdev->binding->load_queue) {
+            ret = vdev->binding->load_queue(vdev->binding_opaque, i, f);
+            if (ret)
+                return ret;
+        }
+    }
 
-        if (vdev->vq[i].pfn) {
-            target_phys_addr_t pa;
+    virtio_notify_vector(vdev, VIRTIO_NO_VECTOR);
+    return 0;
+}
 
-            pa = (ram_addr_t)vdev->vq[i].pfn << VIRTIO_PCI_QUEUE_ADDR_SHIFT;
-            virtqueue_init(&vdev->vq[i], pa);
-        }
+void virtio_cleanup(VirtIODevice *vdev)
+{
+    qemu_del_vm_change_state_handler(vdev->vmstate);
+    if (vdev->config)
+        qemu_free(vdev->config);
+    qemu_free(vdev->vq);
+}
+
+static void virtio_vmstate_change(void *opaque, int running, int reason)
+{
+    VirtIODevice *vdev = opaque;
+    bool backend_run = running && (vdev->status & VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER_OK);
+    vdev->vm_running = running;
+
+    if (backend_run) {
+        virtio_set_status(vdev, vdev->status);
+    }
+
+    if (vdev->binding->vmstate_change) {
+        vdev->binding->vmstate_change(vdev->binding_opaque, backend_run);
     }
 
-    virtio_update_irq(vdev);
+    if (!backend_run) {
+        virtio_set_status(vdev, vdev->status);
+    }
 }
 
-VirtIODevice *virtio_init_pci(PCIBus *bus, const char *name,
-                              uint16_t vendor, uint16_t device,
-                              uint16_t subvendor, uint16_t subdevice,
-                              uint8_t class_code, uint8_t subclass_code,
-                              uint8_t pif, size_t config_size,
-                              size_t struct_size)
+VirtIODevice *virtio_common_init(const char *name, uint16_t device_id,
+                                 size_t config_size, size_t struct_size)
 {
     VirtIODevice *vdev;
-    PCIDevice *pci_dev;
-    uint8_t *config;
-    uint32_t size;
-
-    pci_dev = pci_register_device(bus, name, struct_size,
-                                  -1, NULL, NULL);
-    if (!pci_dev)
-        return NULL;
+    int i;
 
-    vdev = to_virtio_device(pci_dev);
+    vdev = qemu_mallocz(struct_size);
 
+    vdev->device_id = device_id;
     vdev->status = 0;
     vdev->isr = 0;
     vdev->queue_sel = 0;
+    vdev->config_vector = VIRTIO_NO_VECTOR;
     vdev->vq = qemu_mallocz(sizeof(VirtQueue) * VIRTIO_PCI_QUEUE_MAX);
-
-    config = pci_dev->config;
-    pci_config_set_vendor_id(config, vendor);
-    pci_config_set_device_id(config, device);
-
-    config[0x08] = VIRTIO_PCI_ABI_VERSION;
-
-    config[0x09] = pif;
-    config[0x0a] = subclass_code;
-    config[0x0b] = class_code;
-    config[0x0e] = 0x00;
-
-    config[0x2c] = subvendor & 0xFF;
-    config[0x2d] = (subvendor >> 8) & 0xFF;
-    config[0x2e] = subdevice & 0xFF;
-    config[0x2f] = (subdevice >> 8) & 0xFF;
-
-    config[0x3d] = 1;
+    vdev->vm_running = vm_running;
+    for(i = 0; i < VIRTIO_PCI_QUEUE_MAX; i++) {
+        vdev->vq[i].vector = VIRTIO_NO_VECTOR;
+        vdev->vq[i].vdev = vdev;
+    }
 
     vdev->name = name;
     vdev->config_len = config_size;
@@ -854,13 +882,81 @@ VirtIODevice *virtio_init_pci(PCIBus *bus, const char *name,
     else
         vdev->config = NULL;
 
-    size = 20 + config_size;
-    if (size & (size-1))
-        size = 1 << qemu_fls(size);
-
-    pci_register_io_region(pci_dev, 0, size, PCI_ADDRESS_SPACE_IO,
-                           virtio_map);
-    qemu_register_reset(virtio_reset, vdev);
+    vdev->vmstate = qemu_add_vm_change_state_handler(virtio_vmstate_change, vdev);
 
     return vdev;
 }
+
+void virtio_bind_device(VirtIODevice *vdev, const VirtIOBindings *binding,
+                        void *opaque)
+{
+    vdev->binding = binding;
+    vdev->binding_opaque = opaque;
+}
+
+target_phys_addr_t virtio_queue_get_desc_addr(VirtIODevice *vdev, int n)
+{
+    return vdev->vq[n].vring.desc;
+}
+
+target_phys_addr_t virtio_queue_get_avail_addr(VirtIODevice *vdev, int n)
+{
+    return vdev->vq[n].vring.avail;
+}
+
+target_phys_addr_t virtio_queue_get_used_addr(VirtIODevice *vdev, int n)
+{
+    return vdev->vq[n].vring.used;
+}
+
+target_phys_addr_t virtio_queue_get_ring_addr(VirtIODevice *vdev, int n)
+{
+    return vdev->vq[n].vring.desc;
+}
+
+target_phys_addr_t virtio_queue_get_desc_size(VirtIODevice *vdev, int n)
+{
+    return sizeof(VRingDesc) * vdev->vq[n].vring.num;
+}
+
+target_phys_addr_t virtio_queue_get_avail_size(VirtIODevice *vdev, int n)
+{
+    return offsetof(VRingAvail, ring) +
+        sizeof(uint64_t) * vdev->vq[n].vring.num;
+}
+
+target_phys_addr_t virtio_queue_get_used_size(VirtIODevice *vdev, int n)
+{
+    return offsetof(VRingUsed, ring) +
+        sizeof(VRingUsedElem) * vdev->vq[n].vring.num;
+}
+
+target_phys_addr_t virtio_queue_get_ring_size(VirtIODevice *vdev, int n)
+{
+    return vdev->vq[n].vring.used - vdev->vq[n].vring.desc +
+           virtio_queue_get_used_size(vdev, n);
+}
+
+uint16_t virtio_queue_get_last_avail_idx(VirtIODevice *vdev, int n)
+{
+    return vdev->vq[n].last_avail_idx;
+}
+
+void virtio_queue_set_last_avail_idx(VirtIODevice *vdev, int n, uint16_t idx)
+{
+    vdev->vq[n].last_avail_idx = idx;
+}
+
+VirtQueue *virtio_get_queue(VirtIODevice *vdev, int n)
+{
+    return vdev->vq + n;
+}
+
+EventNotifier *virtio_queue_get_guest_notifier(VirtQueue *vq)
+{
+    return &vq->guest_notifier;
+}
+EventNotifier *virtio_queue_get_host_notifier(VirtQueue *vq)
+{
+    return &vq->host_notifier;
+}