palacios/src/palacios/vmm_checkpoint.c

   1 /*
   2  * This file is part of the Palacios Virtual Machine Monitor developed
   3  * by the V3VEE Project with funding from the United States National
   4  * Science Foundation and the Department of Energy.
   5  *
   6  * The V3VEE Project is a joint project between Northwestern University
   7  * and the University of New Mexico.  You can find out more at
   8  * http://www.v3vee.org
   9  *
  10  * Copyright (c) 2011, Madhav Suresh <madhav@u.northwestern.edu>
  11  * Copyright (c) 2011, The V3VEE Project <http://www.v3vee.org>
  12  * All rights reserved.
  13  *
  14  * Author: Madhav Suresh <madhav@u.northwestern.edu>
  15  *         Arefin Huq <fig@arefin.net>
  16  *         Peter Dinda <pdinda@northwestern.edu> (store interface changes)
  17  *
  18  *
  19  * This is free software.  You are permitted to use,
  20  * redistribute, and modify it as specified in the file "V3VEE_LICENSE".
  21  */
  22
  23 #include <palacios/vmm.h>
  24 #include <palacios/vmm_sprintf.h>
  25 #include <palacios/vm_guest.h>
  26 #include <palacios/svm.h>
  27 #include <palacios/vmx.h>
  28 #include <palacios/vmm_checkpoint.h>
  29 #include <palacios/vmm_hashtable.h>
  30 #include <palacios/vmm_direct_paging.h>
  31 #include <palacios/vmm_debug.h>
  32
  33 #include <palacios/vmm_dev_mgr.h>
  34
  35 #ifdef V3_CONFIG_LIVE_MIGRATION
  36 #include <palacios/vmm_time.h>
  37 #include <palacios/vm_guest_mem.h>
  38 #include <palacios/vmm_shadow_paging.h>
  39 #endif
  40
  41 #ifndef V3_CONFIG_DEBUG_CHECKPOINT
  42 #undef PrintDebug
  43 #define PrintDebug(fmt, args...)
  44 #endif
  45
  46
  47 static struct hashtable * store_table = NULL;
  48
  49 struct v3_chkpt;
  50
  51 typedef enum {SAVE, LOAD} chkpt_mode_t;
  52
  53 struct chkpt_interface {
  54   char name[128];
  55   // Opening a checkpoint should return a pointer to the internal representation
  56   // of the checkpoint in the store.  This will be passed back
  57   // as "store_data".  Return NULL if the context cannot be opened
  58   void * (*open_chkpt)(char * url, chkpt_mode_t mode);
  59   // Closing the checkpoint should return -1 on failure, 0 on success
  60   int    (*close_chkpt)(void * store_data);
  61
  62   // Opening a context on the checkpoint with a given name should return
  63   // a pointer to an internal representation of the context.  This pointer
  64   // is then passed back as "ctx".
  65   // We will open only a single context at a time.
  66   void * (*open_ctx)(void * store_data, char *name);
  67   // Closing the context should return -1 on failure, 0 on success
  68   int    (*close_ctx)(void * store_data, void * ctx);
  69
  70   // Save and load include a tagged data buffer.  These are
  71   // "all or nothing" writes and reads.
  72   // return -1 on failure, and 0 on success
  73   //
  74   int (*save)(void * store_data, void * ctx, char * tag, uint64_t len, void * buf);
  75   int (*load)(void * store_data, void * ctx, char * tag, uint64_t len, void * buf);
  76 };
  77
  78
  79 struct v3_chkpt {
  80   struct v3_vm_info * vm;
  81
  82   struct v3_chkpt_ctx *current_ctx;
  83
  84   struct chkpt_interface * interface;
  85
  86   void * store_data;
  87 };
  88
  89
  90
  91
  92 static uint_t store_hash_fn(addr_t key) {
  93     char * name = (char *)key;
  94     return v3_hash_buffer((uint8_t *)name, strlen(name));
  95 }
  96
  97 static int store_eq_fn(addr_t key1, addr_t key2) {
  98     char * name1 = (char *)key1;
  99     char * name2 = (char *)key2;
 100
 101     return (strcmp(name1, name2) == 0);
 102 }
 103
 104
 105
 106 #include "vmm_chkpt_stores.h"
 107
 108
 109 int V3_init_checkpoint() {
 110     extern struct chkpt_interface * __start__v3_chkpt_stores[];
 111     extern struct chkpt_interface * __stop__v3_chkpt_stores[];
 112     struct chkpt_interface ** tmp_store = __start__v3_chkpt_stores;
 113     int i = 0;
 114
 115     store_table = v3_create_htable(0, store_hash_fn, store_eq_fn);
 116
 117     while (tmp_store != __stop__v3_chkpt_stores) {
 118         V3_Print(VM_NONE, VCORE_NONE, "Registering Checkpoint Backing Store (%s)\n", (*tmp_store)->name);
 119
 120         if (v3_htable_search(store_table, (addr_t)((*tmp_store)->name))) {
 121             PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "Multiple instances of Checkpoint backing Store (%s)\n", (*tmp_store)->name);
 122             return -1;
 123         }
 124
 125         if (v3_htable_insert(store_table, (addr_t)((*tmp_store)->name), (addr_t)(*tmp_store)) == 0) {
 126             PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "Could not register Checkpoint backing store (%s)\n", (*tmp_store)->name);
 127             return -1;
 128         }
 129
 130         tmp_store = &(__start__v3_chkpt_stores[++i]);
 131     }
 132
 133     return 0;
 134 }
 135
 136 int V3_deinit_checkpoint() {
 137     v3_free_htable(store_table, 0, 0);
 138     return 0;
 139 }
 140
 141
 142 static char svm_chkpt_header[] = "v3vee palacios checkpoint version: x.x, SVM x.x";
 143 static char vmx_chkpt_header[] = "v3vee palacios checkpoint version: x.x, VMX x.x";
 144
 145 static int chkpt_close(struct v3_chkpt * chkpt) {
 146   if (chkpt) {
 147     int rc;
 148
 149     rc = chkpt->interface->close_chkpt(chkpt->store_data);
 150
 151     V3_Free(chkpt);
 152
 153     if (rc!=0) {
 154       PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "Internal store failed to close valid checkpoint\n");
 155       return -1;
 156     } else {
 157       return 0;
 158     }
 159   } else {
 160     PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "Attempt to close null checkpoint\n");
 161     return -1;
 162   }
 163 }
 164
 165
 166 static struct v3_chkpt * chkpt_open(struct v3_vm_info * vm, char * store, char * url, chkpt_mode_t mode) {
 167     struct chkpt_interface * iface = NULL;
 168     struct v3_chkpt * chkpt = NULL;
 169     void * store_data = NULL;
 170
 171     iface = (void *)v3_htable_search(store_table, (addr_t)store);
 172
 173     if (iface == NULL) {
 174         V3_Print(vm, VCORE_NONE, "Error: Could not locate Checkpoint interface for store (%s)\n", store);
 175         return NULL;
 176     }
 177
 178     store_data = iface->open_chkpt(url, mode);
 179
 180     if (store_data == NULL) {
 181         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Could not open url (%s) for backing store (%s)\n", url, store);
 182         return NULL;
 183     }
 184
 185
 186     chkpt = V3_Malloc(sizeof(struct v3_chkpt));
 187
 188     if (!chkpt) {
 189         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Could not allocate checkpoint state, closing checkpoint\n");
 190         iface->close_chkpt(store_data);
 191         return NULL;
 192     }
 193
 194     memset(chkpt,0,sizeof(struct v3_chkpt));
 195
 196     chkpt->interface = iface;
 197     chkpt->vm = vm;
 198     chkpt->store_data = store_data;
 199     chkpt->current_ctx = NULL;
 200
 201     return chkpt;
 202 }
 203
 204 struct v3_chkpt_ctx * v3_chkpt_open_ctx(struct v3_chkpt * chkpt, char * name) {
 205   struct v3_chkpt_ctx * ctx;
 206
 207   if (chkpt->current_ctx) {
 208     PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "Attempt to open context %s before old context has been closed\n", name);
 209     return NULL;
 210   }
 211
 212   ctx = V3_Malloc(sizeof(struct v3_chkpt_ctx));
 213
 214   if (!ctx) {
 215     PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "Unable to allocate context\n");
 216     return 0;
 217   }
 218
 219   memset(ctx, 0, sizeof(struct v3_chkpt_ctx));
 220
 221   ctx->chkpt = chkpt;
 222   ctx->store_ctx = chkpt->interface->open_ctx(chkpt->store_data, name);
 223
 224   if (!(ctx->store_ctx)) {
 225     PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "Underlying store failed to open context %s\n",name);
 226     V3_Free(ctx);
 227     return NULL;
 228   }
 229
 230   chkpt->current_ctx = ctx;
 231
 232   return ctx;
 233 }
 234
 235 int v3_chkpt_close_ctx(struct v3_chkpt_ctx * ctx) {
 236     struct v3_chkpt * chkpt = ctx->chkpt;
 237     int ret = 0;
 238
 239     if (chkpt->current_ctx != ctx) {
 240       PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "Attempt to close a context that is not the current context on the store\n");
 241       return -1;
 242     }
 243
 244     ret = chkpt->interface->close_ctx(chkpt->store_data, ctx->store_ctx);
 245
 246     if (ret) {
 247       PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "Failed to close context on store, closing device-independent context anyway - bad\n");
 248       ret = -1;
 249     }
 250
 251     chkpt->current_ctx=NULL;
 252
 253     V3_Free(ctx);
 254
 255     return ret;
 256 }
 257
 258
 259
 260
 261
 262 int v3_chkpt_save(struct v3_chkpt_ctx * ctx, char * tag, uint64_t len, void * buf) {
 263     struct v3_chkpt * chkpt = ctx->chkpt;
 264     int rc;
 265
 266     if (!ctx) {
 267       PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "Attempt to save tag %s on null context\n",tag);
 268       return -1;
 269     }
 270
 271     if (chkpt->current_ctx != ctx) {
 272       PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "Attempt to save on context that is not the current context for the store\n");
 273       return -1;
 274     }
 275
 276     rc = chkpt->interface->save(chkpt->store_data, ctx->store_ctx, tag , len, buf);
 277
 278     if (rc) {
 279       PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "Underlying store failed to save tag %s on valid context\n",tag);
 280       return -1;
 281     } else {
 282       return 0;
 283     }
 284 }
 285
 286
 287 int v3_chkpt_load(struct v3_chkpt_ctx * ctx, char * tag, uint64_t len, void * buf) {
 288     struct v3_chkpt * chkpt = ctx->chkpt;
 289     int rc;
 290
 291     if (!ctx) {
 292       PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "Attempt to load tag %s from null context\n",tag);
 293       return -1;
 294     }
 295
 296     if (chkpt->current_ctx != ctx) {
 297       PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "Attempt to load from context that is not the current context for the store\n");
 298       return -1;
 299     }
 300
 301     rc = chkpt->interface->load(chkpt->store_data, ctx->store_ctx, tag, len, buf);
 302
 303     if (rc) {
 304       PrintError(VM_NONE, VCORE_NONE, "Underlying store failed to load tag %s from valid context\n",tag);
 305       return -1;
 306     } else {
 307       return 0;
 308     }
 309 }
 310
 311
 312
 313 static int load_memory(struct v3_vm_info * vm, struct v3_chkpt * chkpt) {
 314
 315     void * guest_mem_base = NULL;
 316     void * ctx = NULL;
 317     uint64_t ret = 0;
 318     uint64_t saved_mem_block_size;
 319     uint32_t saved_num_base_regions;
 320     char buf[128];
 321     int i;
 322     extern uint64_t v3_mem_block_size;
 323
 324     ctx = v3_chkpt_open_ctx(chkpt, "memory_img");
 325
 326     if (!ctx) {
 327         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Unable to open context for memory load\n");
 328         return -1;
 329     }
 330
 331     if (V3_CHKPT_LOAD(ctx, "region_size",saved_mem_block_size)) {
 332         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Unable to load memory region size\n");
 333         return -1;
 334     }
 335
 336     if (V3_CHKPT_LOAD(ctx, "num_regions",saved_num_base_regions)) {
 337         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Unable to load number of regions\n");
 338         return -1;
 339     }
 340
 341     if (saved_mem_block_size != v3_mem_block_size) {
 342         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Unable to load as memory block size differs\n");
 343         return -1;
 344     } // support will eventually be added for this
 345
 346     if (saved_num_base_regions != vm->mem_map.num_base_regions) {
 347         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Unable to laod as number of base regions differs\n");
 348         return -1;
 349     } // support will eventually be added for this
 350
 351     for (i=0;i<vm->mem_map.num_base_regions;i++) {
 352         guest_mem_base = V3_VAddr((void *)vm->mem_map.base_regions[i].host_addr);
 353         sprintf(buf,"memory_img%d",i);
 354         if (v3_chkpt_load(ctx, buf, v3_mem_block_size, guest_mem_base)) {
 355             PrintError(vm, VCORE_NONE, "Unable to load all of memory (region %d) (requested=%llu bytes, result=%llu bytes\n",i,(uint64_t)(vm->mem_size),ret);
 356             v3_chkpt_close_ctx(ctx);
 357             return -1;
 358         }
 359     }
 360
 361     v3_chkpt_close_ctx(ctx);
 362
 363     return 0;
 364 }
 365
 366
 367 static int save_memory(struct v3_vm_info * vm, struct v3_chkpt * chkpt) {
 368     void * guest_mem_base = NULL;
 369     void * ctx = NULL;
 370     char buf[128]; // region name
 371     uint64_t ret = 0;
 372     extern uint64_t v3_mem_block_size;
 373     int i;
 374
 375
 376     ctx = v3_chkpt_open_ctx(chkpt, "memory_img");
 377
 378     if (!ctx) {
 379         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Unable to open context to save memory\n");
 380         return -1;
 381     }
 382
 383     if (V3_CHKPT_SAVE(ctx, "region_size",v3_mem_block_size)) {
 384         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Unable to save memory region size\n");
 385         return -1;
 386     }
 387
 388     if (V3_CHKPT_SAVE(ctx, "num_regions",vm->mem_map.num_base_regions)) {
 389         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Unable to save number of regions\n");
 390         return -1;
 391     }
 392
 393     for (i=0;i<vm->mem_map.num_base_regions;i++) {
 394         guest_mem_base = V3_VAddr((void *)vm->mem_map.base_regions[i].host_addr);
 395         sprintf(buf,"memory_img%d",i);
 396         if (v3_chkpt_save(ctx, buf, v3_mem_block_size, guest_mem_base)) {
 397             PrintError(vm, VCORE_NONE, "Unable to save all of memory (region %d) (requested=%llu, received=%llu)\n",i,(uint64_t)(vm->mem_size),ret);
 398             v3_chkpt_close_ctx(ctx);
 399             return -1;
 400         }
 401     }
 402
 403     v3_chkpt_close_ctx(ctx);
 404
 405     return 0;
 406 }
 407
 408 #ifdef V3_CONFIG_LIVE_MIGRATION
 409
 410 struct mem_migration_state {
 411     struct v3_vm_info *vm;
 412     struct v3_bitmap  modified_pages;
 413 };
 414
 415 static int shadow_paging_callback(struct guest_info *core,
 416                                   struct v3_shdw_pg_event *event,
 417                                   void      *priv_data)
 418 {
 419     struct mem_migration_state *m = (struct mem_migration_state *)priv_data;
 420
 421     if (event->event_type==SHADOW_PAGEFAULT &&
 422         event->event_order==SHADOW_PREIMPL &&
 423         event->error_code.write) { // Note, assumes VTLB behavior where we will see the write even if preceded by a read
 424         addr_t gpa;
 425         if (!v3_gva_to_gpa(core,event->gva,&gpa)) {
 426             // write to this page
 427             v3_bitmap_set(&(m->modified_pages),gpa>>12);
 428         } else {
 429             // no worries, this isn't physical memory
 430         }
 431     } else {
 432         // we don't care about other events
 433     }
 434
 435     return 0;
 436 }
 437
 438
 439 /*
 440 static int nested_paging_callback(struct guest_info *core,
 441                                   struct v3_nested_pg_event *event,
 442                                   void      *priv_data)
 443 {
 444     struct mem_migration_state *m = (struct mem_migration_state *)priv_data;
 445
 446     if (event->event_type==NESTED_PAGEFAULT &&
 447         event->event_order==NESTED_PREIMPL &&
 448         event->error_code.write) { // Assumes we will see a write after reads
 449         if (event->gpa<core->vm_info->mem_size) {
 450           v3_bitmap_set(&(m->modified_pages),(event->gpa)>>12);
 451         } else {
 452           // no worries, this isn't physical memory
 453         }
 454     } else {
 455       // we don't care about other events
 456     }
 457
 458     return 0;
 459 }
 460 */
 461
 462
 463 static struct mem_migration_state *start_page_tracking(struct v3_vm_info *vm)
 464 {
 465     struct mem_migration_state *m;
 466     int i;
 467
 468     m = (struct mem_migration_state *)V3_Malloc(sizeof(struct mem_migration_state));
 469
 470     if (!m) {
 471         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Cannot allocate\n");
 472         return NULL;
 473     }
 474
 475     m->vm=vm;
 476
 477     if (v3_bitmap_init(&(m->modified_pages),vm->mem_size >> 12) == -1) {
 478         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Failed to initialize modified_pages bit vector");
 479         V3_Free(m);
 480     }
 481
 482     // We assume that the migrator has already verified that all cores are
 483     // using the identical model (shadow or nested)
 484     // This must not change over the execution of the migration
 485
 486     if (vm->cores[0].shdw_pg_mode==SHADOW_PAGING) {
 487       v3_register_shadow_paging_event_callback(vm,shadow_paging_callback,m);
 488
 489       for (i=0;i<vm->num_cores;i++) {
 490         v3_invalidate_shadow_pts(&(vm->cores[i]));
 491       }
 492     } else if (vm->cores[0].shdw_pg_mode==NESTED_PAGING) {
 493       //v3_register_nested_paging_event_callback(vm,nested_paging_callback,m);
 494
 495       for (i=0;i<vm->num_cores;i++) {
 496         //v3_invalidate_nested_addr_range(&(vm->cores[i]),0,vm->mem_size-1);
 497       }
 498     } else {
 499       PrintError(vm, VCORE_NONE, "Unsupported paging mode\n");
 500       v3_bitmap_deinit(&(m->modified_pages));
 501       V3_Free(m);
 502       return 0;
 503     }
 504
 505     // and now we should get callbacks as writes happen
 506
 507     return m;
 508 }
 509
 510 static void stop_page_tracking(struct mem_migration_state *m)
 511 {
 512   if (m->vm->cores[0].shdw_pg_mode==SHADOW_PAGING) {
 513     v3_unregister_shadow_paging_event_callback(m->vm,shadow_paging_callback,m);
 514   } else {
 515     //v3_unregister_nested_paging_event_callback(m->vm,nested_paging_callback,m);
 516   }
 517
 518   v3_bitmap_deinit(&(m->modified_pages));
 519
 520   V3_Free(m);
 521 }
 522
 523
 524
 525
 526
 527
 528 //
 529 // Returns
 530 //  negative: error
 531 //  zero: done with this round
 532 static int save_inc_memory(struct v3_vm_info * vm,
 533                            struct v3_bitmap * mod_pgs_to_send,
 534                            struct v3_chkpt * chkpt) {
 535     int page_size_bytes = 1 << 12; // assuming 4k pages right now
 536     void * ctx = NULL;
 537     int i = 0;
 538     int bitmap_num_bytes = (mod_pgs_to_send->num_bits / 8)
 539                            + ((mod_pgs_to_send->num_bits % 8) > 0);
 540
 541
 542     PrintDebug(vm, VCORE_NONE, "Saving incremental memory.\n");
 543
 544     ctx = v3_chkpt_open_ctx(chkpt,"memory_bitmap_bits");
 545
 546     if (!ctx) {
 547         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Cannot open context for dirty memory bitmap\n");
 548         return -1;
 549     }
 550
 551
 552     if (v3_chkpt_save(ctx,
 553                       "memory_bitmap_bits",
 554                       bitmap_num_bytes,
 555                       mod_pgs_to_send->bits)) {
 556         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Unable to write all of the dirty memory bitmap\n");
 557         v3_chkpt_close_ctx(ctx);
 558         return -1;
 559     }
 560
 561     v3_chkpt_close_ctx(ctx);
 562
 563     PrintDebug(vm, VCORE_NONE, "Sent bitmap bits.\n");
 564
 565     // Dirty memory pages are sent in bitmap order
 566     for (i = 0; i < mod_pgs_to_send->num_bits; i++) {
 567         if (v3_bitmap_check(mod_pgs_to_send, i)) {
 568             struct v3_mem_region *region = v3_get_base_region(vm,page_size_bytes * i);
 569             if (!region) {
 570                 PrintError(vm, VCORE_NONE, "Failed to find base region for page %d\n",i);
 571                 return -1;
 572             }
 573             // PrintDebug(vm, VCORE_NONE, "Sending memory page %d.\n",i);
 574             ctx = v3_chkpt_open_ctx(chkpt, "memory_page");
 575             if (!ctx) {
 576                 PrintError(vm, VCORE_NONE, "Unable to open context to send memory page\n");
 577                 return -1;
 578             }
 579             if (v3_chkpt_save(ctx,
 580                               "memory_page",
 581                               page_size_bytes,
 582                               (void*)(region->host_addr + page_size_bytes * i - region->guest_start))) {
 583                 PrintError(vm, VCORE_NONE, "Unable to send a memory page\n");
 584                 v3_chkpt_close_ctx(ctx);
 585                 return -1;
 586             }
 587
 588             v3_chkpt_close_ctx(ctx);
 589         }
 590     }
 591
 592     return 0;
 593 }
 594
 595
 596 //
 597 // returns:
 598 //  negative: error
 599 //  zero: ok, but not done
 600 //  positive: ok, and also done
 601 static int load_inc_memory(struct v3_vm_info * vm,
 602                            struct v3_bitmap * mod_pgs,
 603                            struct v3_chkpt * chkpt) {
 604     int page_size_bytes = 1 << 12; // assuming 4k pages right now
 605     void * ctx = NULL;
 606     int i = 0;
 607     bool empty_bitmap = true;
 608     int bitmap_num_bytes = (mod_pgs->num_bits / 8)
 609                            + ((mod_pgs->num_bits % 8) > 0);
 610
 611
 612     ctx = v3_chkpt_open_ctx(chkpt, "memory_bitmap_bits");
 613
 614     if (!ctx) {
 615         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Cannot open context to receive memory bitmap\n");
 616         return -1;
 617     }
 618
 619     if (v3_chkpt_load(ctx,
 620                       "memory_bitmap_bits",
 621                       bitmap_num_bytes,
 622                       mod_pgs->bits)) {
 623         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Did not receive all of memory bitmap\n");
 624         v3_chkpt_close_ctx(ctx);
 625         return -1;
 626     }
 627
 628     v3_chkpt_close_ctx(ctx);
 629
 630     // Receive also follows bitmap order
 631     for (i = 0; i < mod_pgs->num_bits; i ++) {
 632         if (v3_bitmap_check(mod_pgs, i)) {
 633             struct v3_mem_region *region = v3_get_base_region(vm,page_size_bytes * i);
 634             if (!region) {
 635                 PrintError(vm, VCORE_NONE, "Failed to find base region for page %d\n",i);
 636                 return -1;
 637             }
 638             //PrintDebug(vm, VCORE_NONE, "Loading page %d\n", i);
 639             empty_bitmap = false;
 640             ctx = v3_chkpt_open_ctx(chkpt, "memory_page");
 641             if (!ctx) {
 642                 PrintError(vm, VCORE_NONE, "Cannot open context to receive memory page\n");
 643                 return -1;
 644             }
 645
 646             if (v3_chkpt_load(ctx,
 647                               "memory_page",
 648                               page_size_bytes,
 649                               (void*)(region->host_addr + page_size_bytes * i - region->guest_start))) {
 650                 PrintError(vm, VCORE_NONE, "Did not receive all of memory page\n");
 651                 v3_chkpt_close_ctx(ctx);
 652                 return -1;
 653             }
 654             v3_chkpt_close_ctx(ctx);
 655         }
 656     }
 657
 658     if (empty_bitmap) {
 659         // signal end of receiving pages
 660         PrintDebug(vm, VCORE_NONE, "Finished receiving pages.\n");
 661         return 1;
 662     } else {
 663         // need to run again
 664         return 0;
 665     }
 666
 667 }
 668
 669 #endif
 670
 671 int save_header(struct v3_vm_info * vm, struct v3_chkpt * chkpt) {
 672     extern v3_cpu_arch_t v3_mach_type;
 673     void * ctx = NULL;
 674
 675     ctx = v3_chkpt_open_ctx(chkpt, "header");
 676     if (!ctx) {
 677         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Cannot open context to save header\n");
 678         return -1;
 679     }
 680
 681     switch (v3_mach_type) {
 682         case V3_SVM_CPU:
 683         case V3_SVM_REV3_CPU: {
 684             if (v3_chkpt_save(ctx, "header", strlen(svm_chkpt_header), svm_chkpt_header)) {
 685                 PrintError(vm, VCORE_NONE, "Could not save all of SVM header\n");
 686                 v3_chkpt_close_ctx(ctx);
 687                 return -1;
 688             }
 689             break;
 690         }
 691         case V3_VMX_CPU:
 692         case V3_VMX_EPT_CPU:
 693         case V3_VMX_EPT_UG_CPU: {
 694             if (v3_chkpt_save(ctx, "header", strlen(vmx_chkpt_header), vmx_chkpt_header)) {
 695                 PrintError(vm, VCORE_NONE, "Could not save all of VMX header\n");
 696                 v3_chkpt_close_ctx(ctx);
 697                 return -1;
 698             }
 699             break;
 700         }
 701         default:
 702             PrintError(vm, VCORE_NONE, "checkpoint not supported on this architecture\n");
 703             v3_chkpt_close_ctx(ctx);
 704             return -1;
 705     }
 706
 707     v3_chkpt_close_ctx(ctx);
 708
 709     return 0;
 710 }
 711
 712 static int load_header(struct v3_vm_info * vm, struct v3_chkpt * chkpt) {
 713     extern v3_cpu_arch_t v3_mach_type;
 714     void * ctx = NULL;
 715
 716     ctx = v3_chkpt_open_ctx(chkpt, "header");
 717
 718     if (!ctx) {
 719         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Cannot open context to load header\n");
 720         return -1;
 721     }
 722
 723     switch (v3_mach_type) {
 724         case V3_SVM_CPU:
 725         case V3_SVM_REV3_CPU: {
 726             char header[strlen(svm_chkpt_header) + 1];
 727
 728             if (v3_chkpt_load(ctx, "header", strlen(svm_chkpt_header), header)) {
 729                 PrintError(vm, VCORE_NONE, "Could not load all of SVM header\n");
 730                 v3_chkpt_close_ctx(ctx);
 731                 return -1;
 732             }
 733
 734             header[strlen(svm_chkpt_header)] = 0;
 735
 736             break;
 737         }
 738         case V3_VMX_CPU:
 739         case V3_VMX_EPT_CPU:
 740         case V3_VMX_EPT_UG_CPU: {
 741             char header[strlen(vmx_chkpt_header) + 1];
 742
 743             if (v3_chkpt_load(ctx, "header", strlen(vmx_chkpt_header), header)) {
 744                 PrintError(vm, VCORE_NONE, "Could not load all of VMX header\n");
 745                 v3_chkpt_close_ctx(ctx);
 746                 return -1;
 747             }
 748
 749             header[strlen(vmx_chkpt_header)] = 0;
 750
 751             break;
 752         }
 753         default:
 754             PrintError(vm, VCORE_NONE, "checkpoint not supported on this architecture\n");
 755             v3_chkpt_close_ctx(ctx);
 756             return -1;
 757     }
 758
 759     v3_chkpt_close_ctx(ctx);
 760
 761     return 0;
 762 }
 763
 764
 765 static int load_core(struct guest_info * info, struct v3_chkpt * chkpt, v3_chkpt_options_t opts) {
 766     extern v3_cpu_arch_t v3_mach_type;
 767     void * ctx = NULL;
 768     char key_name[16];
 769     v3_reg_t tempreg;
 770
 771     PrintDebug(info->vm_info, info, "Loading core\n");
 772
 773     memset(key_name, 0, 16);
 774
 775     snprintf(key_name, 16, "guest_info%d", info->vcpu_id);
 776
 777     ctx = v3_chkpt_open_ctx(chkpt, key_name);
 778
 779     if (!ctx) {
 780         PrintError(info->vm_info, info, "Could not open context to load core\n");
 781         goto loadfailout;
 782     }
 783
 784     // Run state is needed to determine when AP cores need
 785     // to be immediately run after resume
 786     V3_CHKPT_LOAD(ctx,"run_state",info->core_run_state,loadfailout);
 787
 788     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "RIP", info->rip, loadfailout);
 789
 790     // GPRs
 791     V3_CHKPT_LOAD(ctx,"RDI",info->vm_regs.rdi, loadfailout);
 792     V3_CHKPT_LOAD(ctx,"RSI",info->vm_regs.rsi, loadfailout);
 793     V3_CHKPT_LOAD(ctx,"RBP",info->vm_regs.rbp, loadfailout);
 794     V3_CHKPT_LOAD(ctx,"RSP",info->vm_regs.rsp, loadfailout);
 795     V3_CHKPT_LOAD(ctx,"RBX",info->vm_regs.rbx, loadfailout);
 796     V3_CHKPT_LOAD(ctx,"RDX",info->vm_regs.rdx, loadfailout);
 797     V3_CHKPT_LOAD(ctx,"RCX",info->vm_regs.rcx, loadfailout);
 798     V3_CHKPT_LOAD(ctx,"RAX",info->vm_regs.rax, loadfailout);
 799     V3_CHKPT_LOAD(ctx,"R8",info->vm_regs.r8, loadfailout);
 800     V3_CHKPT_LOAD(ctx,"R9",info->vm_regs.r9, loadfailout);
 801     V3_CHKPT_LOAD(ctx,"R10",info->vm_regs.r10, loadfailout);
 802     V3_CHKPT_LOAD(ctx,"R11",info->vm_regs.r11, loadfailout);
 803     V3_CHKPT_LOAD(ctx,"R12",info->vm_regs.r12, loadfailout);
 804     V3_CHKPT_LOAD(ctx,"R13",info->vm_regs.r13, loadfailout);
 805     V3_CHKPT_LOAD(ctx,"R14",info->vm_regs.r14, loadfailout);
 806     V3_CHKPT_LOAD(ctx,"R15",info->vm_regs.r15, loadfailout);
 807
 808     // Control registers
 809     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "CR0", info->ctrl_regs.cr0, loadfailout);
 810     // there is no CR1
 811     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "CR2", info->ctrl_regs.cr2, loadfailout);
 812     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "CR3", info->ctrl_regs.cr3, loadfailout);
 813     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "CR4", info->ctrl_regs.cr4, loadfailout);
 814     // There are no CR5,6,7
 815     // CR8 is derived from apic_tpr
 816     tempreg = (info->ctrl_regs.apic_tpr >> 4) & 0xf;
 817     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "CR8", tempreg, loadfailout);
 818     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "APIC_TPR", info->ctrl_regs.apic_tpr, loadfailout);
 819     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "RFLAGS", info->ctrl_regs.rflags, loadfailout);
 820     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "EFER", info->ctrl_regs.efer, loadfailout);
 821
 822     // Debug registers
 823     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "DR0", info->dbg_regs.dr0, loadfailout);
 824     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "DR1", info->dbg_regs.dr1, loadfailout);
 825     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "DR2", info->dbg_regs.dr2, loadfailout);
 826     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "DR3", info->dbg_regs.dr3, loadfailout);
 827     // there is no DR4 or DR5
 828     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "DR6", info->dbg_regs.dr6, loadfailout);
 829     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "DR7", info->dbg_regs.dr7, loadfailout);
 830
 831     // Segment registers
 832     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "CS", info->segments.cs, loadfailout);
 833     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "DS", info->segments.ds, loadfailout);
 834     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "ES", info->segments.es, loadfailout);
 835     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "FS", info->segments.fs, loadfailout);
 836     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "GS", info->segments.gs, loadfailout);
 837     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "SS", info->segments.ss, loadfailout);
 838     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "LDTR", info->segments.ldtr, loadfailout);
 839     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "GDTR", info->segments.gdtr, loadfailout);
 840     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "IDTR", info->segments.idtr, loadfailout);
 841     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "TR", info->segments.tr, loadfailout);
 842
 843     // several MSRs...
 844     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "STAR", info->msrs.star, loadfailout);
 845     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "LSTAR", info->msrs.lstar, loadfailout);
 846     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "SFMASK", info->msrs.sfmask, loadfailout);
 847     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "KERN_GS_BASE", info->msrs.kern_gs_base, loadfailout);
 848
 849     // Some components of guest state captured in the shadow pager
 850     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "GUEST_CR3", info->shdw_pg_state.guest_cr3, loadfailout);
 851     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "GUEST_CR0", info->shdw_pg_state.guest_cr0, loadfailout);
 852     V3_CHKPT_LOAD(ctx, "GUEST_EFER", info->shdw_pg_state.guest_efer, loadfailout);
 853
 854     // floating point
 855     if (v3_load_fp_state(ctx,info)) {
 856       goto loadfailout;
 857     }
 858
 859     v3_chkpt_close_ctx(ctx); ctx=0;
 860
 861     PrintDebug(info->vm_info, info, "Finished reading guest_info information\n");
 862
 863     info->cpu_mode = v3_get_vm_cpu_mode(info);
 864     info->mem_mode = v3_get_vm_mem_mode(info);
 865
 866     if (info->shdw_pg_mode == SHADOW_PAGING) {
 867         if (v3_get_vm_mem_mode(info) == VIRTUAL_MEM) {
 868             if (v3_activate_shadow_pt(info) == -1) {
 869                 PrintError(info->vm_info, info, "Failed to activate shadow page tables\n");
 870                 goto loadfailout;
 871             }
 872         } else {
 873             if (v3_activate_passthrough_pt(info) == -1) {
 874                 PrintError(info->vm_info, info, "Failed to activate passthrough page tables\n");
 875                 goto loadfailout;
 876             }
 877         }
 878     }
 879
 880
 881     if (opts & V3_CHKPT_OPT_SKIP_ARCHDEP) {
 882       goto donearch;
 883     }
 884
 885     switch (v3_mach_type) {
 886         case V3_SVM_CPU:
 887         case V3_SVM_REV3_CPU: {
 888             char key_name[16];
 889
 890             snprintf(key_name, 16, "vmcb_data%d", info->vcpu_id);
 891             ctx = v3_chkpt_open_ctx(chkpt, key_name);
 892
 893             if (!ctx) {
 894                 PrintError(info->vm_info, info, "Could not open context to load SVM core\n");
 895                 goto loadfailout;
 896             }
 897
 898             if (v3_svm_load_core(info, ctx) < 0 ) {
 899                 PrintError(info->vm_info, info, "Failed to patch core %d\n", info->vcpu_id);
 900                 goto loadfailout;
 901             }
 902
 903             v3_chkpt_close_ctx(ctx); ctx=0;
 904
 905             break;
 906         }
 907         case V3_VMX_CPU:
 908         case V3_VMX_EPT_CPU:
 909         case V3_VMX_EPT_UG_CPU: {
 910             char key_name[16];
 911
 912             snprintf(key_name, 16, "vmcs_data%d", info->vcpu_id);
 913
 914             ctx = v3_chkpt_open_ctx(chkpt, key_name);
 915
 916             if (!ctx) {
 917                 PrintError(info->vm_info, info, "Could not open context to load VMX core\n");
 918                 goto loadfailout;
 919             }
 920
 921             if (v3_vmx_load_core(info, ctx) < 0) {
 922                 PrintError(info->vm_info, info, "VMX checkpoint failed\n");
 923                 goto loadfailout;
 924             }
 925
 926             v3_chkpt_close_ctx(ctx); ctx=0;
 927
 928             break;
 929         }
 930         default:
 931             PrintError(info->vm_info, info, "Invalid CPU Type (%d)\n", v3_mach_type);
 932             goto loadfailout;
 933     }
 934
 935  donearch:
 936
 937     PrintDebug(info->vm_info, info, "Load of core succeeded\n");
 938
 939     v3_print_guest_state(info);
 940
 941     return 0;
 942
 943  loadfailout:
 944     PrintError(info->vm_info, info, "Failed to load core\n");
 945     if (ctx) { v3_chkpt_close_ctx(ctx);}
 946     return -1;
 947
 948 }
 949
 950 // GEM5 - Hypercall for initiating transfer to gem5 (checkpoint)
 951
 952 static int save_core(struct guest_info * info, struct v3_chkpt * chkpt, v3_chkpt_options_t opts) {
 953     extern v3_cpu_arch_t v3_mach_type;
 954     void * ctx = NULL;
 955     char key_name[16];
 956     v3_reg_t tempreg;
 957
 958     PrintDebug(info->vm_info, info, "Saving core\n");
 959
 960     v3_print_guest_state(info);
 961
 962     memset(key_name, 0, 16);
 963
 964     snprintf(key_name, 16, "guest_info%d", info->vcpu_id);
 965
 966     ctx = v3_chkpt_open_ctx(chkpt, key_name);
 967
 968     if (!ctx) {
 969         PrintError(info->vm_info, info, "Unable to open context to save core\n");
 970         goto savefailout;
 971     }
 972
 973     V3_CHKPT_SAVE(ctx,"run_state",info->core_run_state,savefailout);
 974
 975     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "RIP", info->rip, savefailout);
 976
 977     // GPRs
 978     V3_CHKPT_SAVE(ctx,"RDI",info->vm_regs.rdi, savefailout);
 979     V3_CHKPT_SAVE(ctx,"RSI",info->vm_regs.rsi, savefailout);
 980     V3_CHKPT_SAVE(ctx,"RBP",info->vm_regs.rbp, savefailout);
 981     V3_CHKPT_SAVE(ctx,"RSP",info->vm_regs.rsp, savefailout);
 982     V3_CHKPT_SAVE(ctx,"RBX",info->vm_regs.rbx, savefailout);
 983     V3_CHKPT_SAVE(ctx,"RDX",info->vm_regs.rdx, savefailout);
 984     V3_CHKPT_SAVE(ctx,"RCX",info->vm_regs.rcx, savefailout);
 985     V3_CHKPT_SAVE(ctx,"RAX",info->vm_regs.rax, savefailout);
 986     V3_CHKPT_SAVE(ctx,"R8",info->vm_regs.r8, savefailout);
 987     V3_CHKPT_SAVE(ctx,"R9",info->vm_regs.r9, savefailout);
 988     V3_CHKPT_SAVE(ctx,"R10",info->vm_regs.r10, savefailout);
 989     V3_CHKPT_SAVE(ctx,"R11",info->vm_regs.r11, savefailout);
 990     V3_CHKPT_SAVE(ctx,"R12",info->vm_regs.r12, savefailout);
 991     V3_CHKPT_SAVE(ctx,"R13",info->vm_regs.r13, savefailout);
 992     V3_CHKPT_SAVE(ctx,"R14",info->vm_regs.r14, savefailout);
 993     V3_CHKPT_SAVE(ctx,"R15",info->vm_regs.r15, savefailout);
 994
 995     // Control registers
 996     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "CR0", info->ctrl_regs.cr0, savefailout);
 997     // there is no CR1
 998     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "CR2", info->ctrl_regs.cr2, savefailout);
 999     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "CR3", info->ctrl_regs.cr3, savefailout);
1000     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "CR4", info->ctrl_regs.cr4, savefailout);
1001     // There are no CR5,6,7
1002     // CR8 is derived from apic_tpr
1003     tempreg = (info->ctrl_regs.apic_tpr >> 4) & 0xf;
1004     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "CR8", tempreg, savefailout);
1005     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "APIC_TPR", info->ctrl_regs.apic_tpr, savefailout);
1006     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "RFLAGS", info->ctrl_regs.rflags, savefailout);
1007     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "EFER", info->ctrl_regs.efer, savefailout);
1008
1009     // Debug registers
1010     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "DR0", info->dbg_regs.dr0, savefailout);
1011     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "DR1", info->dbg_regs.dr1, savefailout);
1012     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "DR2", info->dbg_regs.dr2, savefailout);
1013     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "DR3", info->dbg_regs.dr3, savefailout);
1014     // there is no DR4 or DR5
1015     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "DR6", info->dbg_regs.dr6, savefailout);
1016     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "DR7", info->dbg_regs.dr7, savefailout);
1017
1018     // Segment registers
1019     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "CS", info->segments.cs, savefailout);
1020     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "DS", info->segments.ds, savefailout);
1021     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "ES", info->segments.es, savefailout);
1022     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "FS", info->segments.fs, savefailout);
1023     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "GS", info->segments.gs, savefailout);
1024     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "SS", info->segments.ss, savefailout);
1025     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "LDTR", info->segments.ldtr, savefailout);
1026     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "GDTR", info->segments.gdtr, savefailout);
1027     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "IDTR", info->segments.idtr, savefailout);
1028     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "TR", info->segments.tr, savefailout);
1029
1030     // several MSRs...
1031     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "STAR", info->msrs.star, savefailout);
1032     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "LSTAR", info->msrs.lstar, savefailout);
1033     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "SFMASK", info->msrs.sfmask, savefailout);
1034     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "KERN_GS_BASE", info->msrs.kern_gs_base, savefailout);
1035
1036     // Some components of guest state captured in the shadow pager
1037     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "GUEST_CR3", info->shdw_pg_state.guest_cr3, savefailout);
1038     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "GUEST_CR0", info->shdw_pg_state.guest_cr0, savefailout);
1039     V3_CHKPT_SAVE(ctx, "GUEST_EFER", info->shdw_pg_state.guest_efer, savefailout);
1040
1041     // floating point
1042     if (v3_save_fp_state(ctx,info)) {
1043       goto savefailout;
1044     }
1045
1046     v3_chkpt_close_ctx(ctx); ctx=0;
1047
1048     if (opts & V3_CHKPT_OPT_SKIP_ARCHDEP) {
1049       goto donearch;
1050     }
1051
1052     //Architechture specific code
1053     switch (v3_mach_type) {
1054         case V3_SVM_CPU:
1055         case V3_SVM_REV3_CPU: {
1056             char key_name[16];
1057
1058             snprintf(key_name, 16, "vmcb_data%d", info->vcpu_id);
1059
1060             ctx = v3_chkpt_open_ctx(chkpt, key_name);
1061
1062             if (!ctx) {
1063                 PrintError(info->vm_info, info, "Could not open context to store SVM core\n");
1064                 goto savefailout;
1065             }
1066
1067             if (v3_svm_save_core(info, ctx) < 0) {
1068                 PrintError(info->vm_info, info, "VMCB Unable to be written\n");
1069                 goto savefailout;
1070             }
1071
1072             v3_chkpt_close_ctx(ctx); ctx=0;;
1073             break;
1074         }
1075         case V3_VMX_CPU:
1076         case V3_VMX_EPT_CPU:
1077         case V3_VMX_EPT_UG_CPU: {
1078             char key_name[16];
1079
1080             snprintf(key_name, 16, "vmcs_data%d", info->vcpu_id);
1081
1082             ctx = v3_chkpt_open_ctx(chkpt, key_name);
1083
1084             if (!ctx) {
1085                 PrintError(info->vm_info, info, "Could not open context to store VMX core\n");
1086                 goto savefailout;
1087             }
1088
1089             if (v3_vmx_save_core(info, ctx) == -1) {
1090                 PrintError(info->vm_info, info, "VMX checkpoint failed\n");
1091                 goto savefailout;
1092             }
1093
1094             v3_chkpt_close_ctx(ctx); ctx=0;
1095
1096             break;
1097         }
1098         default:
1099             PrintError(info->vm_info, info, "Invalid CPU Type (%d)\n", v3_mach_type);
1100             goto savefailout;
1101
1102     }
1103
1104  donearch:
1105
1106     return 0;
1107
1108  savefailout:
1109     PrintError(info->vm_info, info, "Failed to save core\n");
1110     if (ctx) { v3_chkpt_close_ctx(ctx); }
1111     return -1;
1112
1113 }
1114
1115 //
1116 // GEM5 - Madhav has debug code here for printing instrucions
1117 //
1118
1119 int v3_chkpt_save_vm(struct v3_vm_info * vm, char * store, char * url, v3_chkpt_options_t opts) {
1120     struct v3_chkpt * chkpt = NULL;
1121     int ret = 0;;
1122     int i = 0;
1123
1124
1125     chkpt = chkpt_open(vm, store, url, SAVE);
1126
1127     if (chkpt == NULL) {
1128         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Error creating checkpoint store for url %s\n",url);
1129         return -1;
1130     }
1131
1132     /* If this guest is running we need to block it while the checkpoint occurs */
1133     if (vm->run_state == VM_RUNNING) {
1134         while (v3_raise_barrier(vm, NULL) == -1);
1135     }
1136
1137     if (!(opts & V3_CHKPT_OPT_SKIP_MEM)) {
1138       if ((ret = save_memory(vm, chkpt)) == -1) {
1139         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Unable to save memory\n");
1140         goto out;
1141       }
1142     }
1143
1144
1145     if (!(opts & V3_CHKPT_OPT_SKIP_DEVS)) {
1146       if ((ret = v3_save_vm_devices(vm, chkpt)) == -1) {
1147         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Unable to save devices\n");
1148         goto out;
1149       }
1150     }
1151
1152     if ((ret = save_header(vm, chkpt)) == -1) {
1153         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Unable to save header\n");
1154         goto out;
1155     }
1156
1157     if (!(opts & V3_CHKPT_OPT_SKIP_CORES)) {
1158       for (i = 0; i < vm->num_cores; i++){
1159         if ((ret = save_core(&(vm->cores[i]), chkpt, opts)) == -1) {
1160           PrintError(vm, VCORE_NONE, "chkpt of core %d failed\n", i);
1161           goto out;
1162         }
1163       }
1164     }
1165
1166  out:
1167
1168     /* Resume the guest if it was running */
1169     if (vm->run_state == VM_RUNNING) {
1170         v3_lower_barrier(vm);
1171     }
1172
1173     chkpt_close(chkpt);
1174
1175     return ret;
1176
1177 }
1178
1179 int v3_chkpt_load_vm(struct v3_vm_info * vm, char * store, char * url, v3_chkpt_options_t opts) {
1180     struct v3_chkpt * chkpt = NULL;
1181     int i = 0;
1182     int ret = 0;
1183
1184     chkpt = chkpt_open(vm, store, url, LOAD);
1185
1186     if (chkpt == NULL) {
1187         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Error creating checkpoint store\n");
1188         return -1;
1189     }
1190
1191     /* If this guest is running we need to block it while the checkpoint occurs */
1192     if (vm->run_state == VM_RUNNING) {
1193         while (v3_raise_barrier(vm, NULL) == -1);
1194     }
1195
1196     if (!(opts & V3_CHKPT_OPT_SKIP_MEM)) {
1197       if ((ret = load_memory(vm, chkpt)) == -1) {
1198         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Unable to load memory\n");
1199         goto out;
1200       }
1201     }
1202
1203     if (!(opts & V3_CHKPT_OPT_SKIP_DEVS)) {
1204       if ((ret = v3_load_vm_devices(vm, chkpt)) == -1) {
1205         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Unable to load devies\n");
1206         goto out;
1207       }
1208     }
1209
1210
1211     if ((ret = load_header(vm, chkpt)) == -1) {
1212         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Unable to load header\n");
1213         goto out;
1214     }
1215
1216     //per core cloning
1217     if (!(opts & V3_CHKPT_OPT_SKIP_CORES)) {
1218       for (i = 0; i < vm->num_cores; i++) {
1219         if ((ret = load_core(&(vm->cores[i]), chkpt, opts)) == -1) {
1220           PrintError(vm, VCORE_NONE, "Error loading core state (core=%d)\n", i);
1221           goto out;
1222         }
1223       }
1224     }
1225
1226  out:
1227
1228     /* Resume the guest if it was running and we didn't just trash the state*/
1229     if (vm->run_state == VM_RUNNING) {
1230
1231         if (ret == -1) {
1232             vm->run_state = VM_STOPPED;
1233         }
1234
1235         /* We check the run state of the VM after every barrier
1236            So this will immediately halt the VM
1237         */
1238         v3_lower_barrier(vm);
1239     }
1240
1241     chkpt_close(chkpt);
1242
1243     return ret;
1244
1245 }
1246
1247
1248 #ifdef V3_CONFIG_LIVE_MIGRATION
1249
1250 #define MOD_THRESHOLD   200  // pages below which we declare victory
1251 #define ITER_THRESHOLD  32   // iters below which we declare victory
1252
1253
1254
1255 int v3_chkpt_send_vm(struct v3_vm_info * vm, char * store, char * url, v3_chkpt_options_t opts) {
1256     struct v3_chkpt * chkpt = NULL;
1257     int ret = 0;;
1258     int iter = 0;
1259     bool last_modpage_iteration=false;
1260     struct v3_bitmap modified_pages_to_send;
1261     uint64_t start_time;
1262     uint64_t stop_time;
1263     int num_mod_pages=0;
1264     struct mem_migration_state *mm_state;
1265     int i;
1266
1267     // Cores must all be in the same mode
1268     // or we must be skipping mmeory
1269     if (!(opts & V3_CHKPT_OPT_SKIP_MEM)) {
1270       v3_paging_mode_t mode = vm->cores[0].shdw_pg_mode;
1271       for (i=1;i<vm->num_cores;i++) {
1272         if (vm->cores[i].shdw_pg_mode != mode) {
1273           PrintError(vm, VCORE_NONE, "Cores having different paging modes (nested and shadow) are not supported\n");
1274           return -1;
1275         }
1276       }
1277     }
1278
1279
1280     chkpt = chkpt_open(vm, store, url, SAVE);
1281
1282     if (chkpt == NULL) {
1283         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Error creating checkpoint store\n");
1284         chkpt_close(chkpt);
1285         return -1;
1286     }
1287
1288     if (opts & V3_CHKPT_OPT_SKIP_MEM) {
1289       goto memdone;
1290     }
1291
1292     // In a send, the memory is copied incrementally first,
1293     // followed by the remainder of the state
1294
1295     if (v3_bitmap_init(&modified_pages_to_send,
1296                        vm->mem_size>>12 // number of pages in main region
1297                        ) == -1) {
1298         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Could not intialize bitmap.\n");
1299         return -1;
1300     }
1301
1302     // 0. Initialize bitmap to all 1s
1303     for (i=0; i < modified_pages_to_send.num_bits; i++) {
1304         v3_bitmap_set(&modified_pages_to_send,i);
1305     }
1306
1307     iter = 0;
1308     while (!last_modpage_iteration) {
1309         PrintDebug(vm, VCORE_NONE, "Modified memory page iteration %d\n",i++);
1310
1311         start_time = v3_get_host_time(&(vm->cores[0].time_state));
1312
1313         // We will pause the VM for a short while
1314         // so that we can collect the set of changed pages
1315         if (v3_pause_vm(vm) == -1) {
1316             PrintError(vm, VCORE_NONE, "Could not pause VM\n");
1317             ret = -1;
1318             goto out;
1319         }
1320
1321         if (iter==0) {
1322             // special case, we already have the pages to send (all of them)
1323             // they are already in modified_pages_to_send
1324         } else {
1325             // normally, we are in the middle of a round
1326             // We need to copy from the current tracking bitmap
1327             // to our send bitmap
1328             v3_bitmap_copy(&modified_pages_to_send,&(mm_state->modified_pages));
1329             // and now we need to remove our tracking
1330             stop_page_tracking(mm_state);
1331         }
1332
1333         // are we done? (note that we are still paused)
1334         num_mod_pages = v3_bitmap_count(&modified_pages_to_send);
1335         if (num_mod_pages<MOD_THRESHOLD || iter>ITER_THRESHOLD) {
1336             // we are done, so we will not restart page tracking
1337             // the vm is paused, and so we should be able
1338             // to just send the data
1339             PrintDebug(vm, VCORE_NONE, "Last modified memory page iteration.\n");
1340             last_modpage_iteration = true;
1341         } else {
1342             // we are not done, so we will restart page tracking
1343             // to prepare for a second round of pages
1344             // we will resume the VM as this happens
1345             if (!(mm_state=start_page_tracking(vm))) {
1346                 PrintError(vm, VCORE_NONE, "Error enabling page tracking.\n");
1347                 ret = -1;
1348                 goto out;
1349             }
1350             if (v3_continue_vm(vm) == -1) {
1351                 PrintError(vm, VCORE_NONE, "Error resuming the VM\n");
1352                 stop_page_tracking(mm_state);
1353                 ret = -1;
1354                 goto out;
1355             }
1356
1357             stop_time = v3_get_host_time(&(vm->cores[0].time_state));
1358             PrintDebug(vm, VCORE_NONE, "num_mod_pages=%d\ndowntime=%llu\n",num_mod_pages,stop_time-start_time);
1359         }
1360
1361
1362         // At this point, we are either paused and about to copy
1363         // the last chunk, or we are running, and will copy the last
1364         // round in parallel with current execution
1365         if (num_mod_pages>0) {
1366             if (save_inc_memory(vm, &modified_pages_to_send, chkpt) == -1) {
1367                 PrintError(vm, VCORE_NONE, "Error sending incremental memory.\n");
1368                 ret = -1;
1369                 goto out;
1370             }
1371         } // we don't want to copy an empty bitmap here
1372
1373         iter++;
1374     }
1375
1376     if (v3_bitmap_reset(&modified_pages_to_send) == -1) {
1377         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Error reseting bitmap.\n");
1378         ret = -1;
1379         goto out;
1380     }
1381
1382     // send bitmap of 0s to signal end of modpages
1383     if (save_inc_memory(vm, &modified_pages_to_send, chkpt) == -1) {
1384         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Error sending incremental memory.\n");
1385         ret = -1;
1386         goto out;
1387     }
1388
1389  memdone:
1390     // save the non-memory state
1391     if (!(opts & V3_CHKPT_OPT_SKIP_DEVS)) {
1392       if ((ret = v3_save_vm_devices(vm, chkpt)) == -1) {
1393         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Unable to save devices\n");
1394         goto out;
1395       }
1396     }
1397
1398     if ((ret = save_header(vm, chkpt)) == -1) {
1399         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Unable to save header\n");
1400         goto out;
1401     }
1402
1403     if (!(opts & V3_CHKPT_OPT_SKIP_CORES)) {
1404       for (i = 0; i < vm->num_cores; i++){
1405         if ((ret = save_core(&(vm->cores[i]), chkpt, opts)) == -1) {
1406           PrintError(vm, VCORE_NONE, "chkpt of core %d failed\n", i);
1407           goto out;
1408         }
1409       }
1410     }
1411
1412     if (!(opts & V3_CHKPT_OPT_SKIP_MEM)) {
1413       stop_time = v3_get_host_time(&(vm->cores[0].time_state));
1414       PrintDebug(vm, VCORE_NONE, "num_mod_pages=%d\ndowntime=%llu\n",num_mod_pages,stop_time-start_time);
1415       PrintDebug(vm, VCORE_NONE, "Done sending VM!\n");
1416     out:
1417       v3_bitmap_deinit(&modified_pages_to_send);
1418     }
1419
1420     chkpt_close(chkpt);
1421
1422     return ret;
1423
1424 }
1425
1426 int v3_chkpt_receive_vm(struct v3_vm_info * vm, char * store, char * url, v3_chkpt_options_t opts) {
1427     struct v3_chkpt * chkpt = NULL;
1428     int i = 0;
1429     int ret = 0;
1430     struct v3_bitmap mod_pgs;
1431
1432     // Currently will work only for shadow paging
1433     for (i=0;i<vm->num_cores;i++) {
1434       if (vm->cores[i].shdw_pg_mode!=SHADOW_PAGING && !(opts & V3_CHKPT_OPT_SKIP_MEM)) {
1435         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Cannot currently handle nested paging\n");
1436         return -1;
1437       }
1438     }
1439
1440     chkpt = chkpt_open(vm, store, url, LOAD);
1441
1442     if (chkpt == NULL) {
1443         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Error creating checkpoint store\n");
1444         chkpt_close(chkpt);
1445         return -1;
1446     }
1447
1448
1449     if (opts & V3_CHKPT_OPT_SKIP_MEM) {
1450       goto memdone;
1451     }
1452
1453     if (v3_bitmap_init(&mod_pgs,vm->mem_size>>12) == -1) {
1454         chkpt_close(chkpt);
1455         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Could not intialize bitmap.\n");
1456         return -1;
1457     }
1458
1459     /* If this guest is running we need to block it while the checkpoint occurs */
1460     if (vm->run_state == VM_RUNNING) {
1461         while (v3_raise_barrier(vm, NULL) == -1);
1462     }
1463
1464     i = 0;
1465     while(true) {
1466         // 1. Receive copy of bitmap
1467         // 2. Receive pages
1468         PrintDebug(vm, VCORE_NONE, "Memory page iteration %d\n",i++);
1469         int retval = load_inc_memory(vm, &mod_pgs, chkpt);
1470         if (retval == 1) {
1471             // end of receiving memory pages
1472             break;
1473         } else if (retval == -1) {
1474             PrintError(vm, VCORE_NONE, "Error receiving incremental memory.\n");
1475             ret = -1;
1476             goto out;
1477         }
1478     }
1479
1480  memdone:
1481
1482     if (!(opts & V3_CHKPT_OPT_SKIP_DEVS)) {
1483       if ((ret = v3_load_vm_devices(vm, chkpt)) == -1) {
1484         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Unable to load devices\n");
1485         ret = -1;
1486         goto out;
1487       }
1488     }
1489
1490     if ((ret = load_header(vm, chkpt)) == -1) {
1491         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Unable to load header\n");
1492         ret = -1;
1493         goto out;
1494     }
1495
1496     //per core cloning
1497     if (!(opts & V3_CHKPT_OPT_SKIP_CORES)) {
1498       for (i = 0; i < vm->num_cores; i++) {
1499         if ((ret = load_core(&(vm->cores[i]), chkpt, opts)) == -1) {
1500           PrintError(vm, VCORE_NONE, "Error loading core state (core=%d)\n", i);
1501           goto out;
1502         }
1503       }
1504     }
1505
1506  out:
1507     if (ret==-1) {
1508         PrintError(vm, VCORE_NONE, "Unable to receive VM\n");
1509     } else {
1510         PrintDebug(vm, VCORE_NONE, "Done receving the VM\n");
1511     }
1512
1513
1514     /* Resume the guest if it was running and we didn't just trash the state*/
1515     if (vm->run_state == VM_RUNNING) {
1516         if (ret == -1) {
1517             PrintError(vm, VCORE_NONE, "VM was previously running.  It is now borked.  Pausing it. \n");
1518             vm->run_state = VM_STOPPED;
1519         }
1520
1521         /* We check the run state of the VM after every barrier
1522            So this will immediately halt the VM
1523         */
1524         v3_lower_barrier(vm);
1525     }
1526
1527
1528     if (!(opts & V3_CHKPT_OPT_SKIP_MEM)) {
1529       v3_bitmap_deinit(&mod_pgs);
1530     }
1531
1532     chkpt_close(chkpt);
1533
1534     return ret;
1535 }
1536
1537 #endif