hw/ppc/spapr.c

   1 /*
   2  * QEMU PowerPC pSeries Logical Partition (aka sPAPR) hardware System Emulator
   3  *
   4  * Copyright (c) 2004-2007 Fabrice Bellard
   5  * Copyright (c) 2007 Jocelyn Mayer
   6  * Copyright (c) 2010 David Gibson, IBM Corporation.
   7  *
   8  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
   9  * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
  10  * in the Software without restriction, including without limitation the rights
  11  * to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
  12  * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
  13  * furnished to do so, subject to the following conditions:
  14  *
  15  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
  16  * all copies or substantial portions of the Software.
  17  *
  18  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  19  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  20  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
  21  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  22  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
  23  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
  24  * THE SOFTWARE.
  25  *
  26  */
  27 #include "sysemu/sysemu.h"
  28 #include "sysemu/numa.h"
  29 #include "hw/hw.h"
  30 #include "hw/fw-path-provider.h"
  31 #include "elf.h"
  32 #include "net/net.h"
  33 #include "sysemu/block-backend.h"
  34 #include "sysemu/cpus.h"
  35 #include "sysemu/kvm.h"
  36 #include "kvm_ppc.h"
  37 #include "mmu-hash64.h"
  38 #include "qom/cpu.h"
  39
  40 #include "hw/boards.h"
  41 #include "hw/ppc/ppc.h"
  42 #include "hw/loader.h"
  43
  44 #include "hw/ppc/spapr.h"
  45 #include "hw/ppc/spapr_vio.h"
  46 #include "hw/pci-host/spapr.h"
  47 #include "hw/ppc/xics.h"
  48 #include "hw/pci/msi.h"
  49
  50 #include "hw/pci/pci.h"
  51 #include "hw/scsi/scsi.h"
  52 #include "hw/virtio/virtio-scsi.h"
  53
  54 #include "exec/address-spaces.h"
  55 #include "hw/usb.h"
  56 #include "qemu/config-file.h"
  57 #include "qemu/error-report.h"
  58 #include "trace.h"
  59 #include "hw/nmi.h"
  60
  61 #include "hw/compat.h"
  62
  63 #include <libfdt.h>
  64
  65 /* SLOF memory layout:
  66  *
  67  * SLOF raw image loaded at 0, copies its romfs right below the flat
  68  * device-tree, then position SLOF itself 31M below that
  69  *
  70  * So we set FW_OVERHEAD to 40MB which should account for all of that
  71  * and more
  72  *
  73  * We load our kernel at 4M, leaving space for SLOF initial image
  74  */
  75 #define FDT_MAX_SIZE            0x40000
  76 #define RTAS_MAX_SIZE           0x10000
  77 #define RTAS_MAX_ADDR           0x80000000 /* RTAS must stay below that */
  78 #define FW_MAX_SIZE             0x400000
  79 #define FW_FILE_NAME            "slof.bin"
  80 #define FW_OVERHEAD             0x2800000
  81 #define KERNEL_LOAD_ADDR        FW_MAX_SIZE
  82
  83 #define MIN_RMA_SLOF            128UL
  84
  85 #define TIMEBASE_FREQ           512000000ULL
  86
  87 #define MAX_CPUS                255
  88
  89 #define PHANDLE_XICP            0x00001111
  90
  91 #define HTAB_SIZE(spapr)        (1ULL << ((spapr)->htab_shift))
  92
  93 typedef struct sPAPRMachineState sPAPRMachineState;
  94
  95 #define TYPE_SPAPR_MACHINE      "spapr-machine"
  96 #define SPAPR_MACHINE(obj) \
  97     OBJECT_CHECK(sPAPRMachineState, (obj), TYPE_SPAPR_MACHINE)
  98
  99 /**
 100  * sPAPRMachineState:
 101  */
 102 struct sPAPRMachineState {
 103     /*< private >*/
 104     MachineState parent_obj;
 105
 106     /*< public >*/
 107     char *kvm_type;
 108 };
 109
 110 sPAPREnvironment *spapr;
 111
 112 static XICSState *try_create_xics(const char *type, int nr_servers,
 113                                   int nr_irqs)
 114 {
 115     DeviceState *dev;
 116
 117     dev = qdev_create(NULL, type);
 118     qdev_prop_set_uint32(dev, "nr_servers", nr_servers);
 119     qdev_prop_set_uint32(dev, "nr_irqs", nr_irqs);
 120     if (qdev_init(dev) < 0) {
 121         return NULL;
 122     }
 123
 124     return XICS_COMMON(dev);
 125 }
 126
 127 static XICSState *xics_system_init(int nr_servers, int nr_irqs)
 128 {
 129     XICSState *icp = NULL;
 130
 131     if (kvm_enabled()) {
 132         QemuOpts *machine_opts = qemu_get_machine_opts();
 133         bool irqchip_allowed = qemu_opt_get_bool(machine_opts,
 134                                                 "kernel_irqchip", true);
 135         bool irqchip_required = qemu_opt_get_bool(machine_opts,
 136                                                   "kernel_irqchip", false);
 137         if (irqchip_allowed) {
 138             icp = try_create_xics(TYPE_KVM_XICS, nr_servers, nr_irqs);
 139         }
 140
 141         if (irqchip_required && !icp) {
 142             perror("Failed to create in-kernel XICS\n");
 143             abort();
 144         }
 145     }
 146
 147     if (!icp) {
 148         icp = try_create_xics(TYPE_XICS, nr_servers, nr_irqs);
 149     }
 150
 151     if (!icp) {
 152         perror("Failed to create XICS\n");
 153         abort();
 154     }
 155
 156     return icp;
 157 }
 158
 159 static int spapr_fixup_cpu_smt_dt(void *fdt, int offset, PowerPCCPU *cpu,
 160                                   int smt_threads)
 161 {
 162     int i, ret = 0;
 163     uint32_t servers_prop[smt_threads];
 164     uint32_t gservers_prop[smt_threads * 2];
 165     int index = ppc_get_vcpu_dt_id(cpu);
 166
 167     if (cpu->cpu_version) {
 168         ret = fdt_setprop_cell(fdt, offset, "cpu-version", cpu->cpu_version);
 169         if (ret < 0) {
 170             return ret;
 171         }
 172     }
 173
 174     /* Build interrupt servers and gservers properties */
 175     for (i = 0; i < smt_threads; i++) {
 176         servers_prop[i] = cpu_to_be32(index + i);
 177         /* Hack, direct the group queues back to cpu 0 */
 178         gservers_prop[i*2] = cpu_to_be32(index + i);
 179         gservers_prop[i*2 + 1] = 0;
 180     }
 181     ret = fdt_setprop(fdt, offset, "ibm,ppc-interrupt-server#s",
 182                       servers_prop, sizeof(servers_prop));
 183     if (ret < 0) {
 184         return ret;
 185     }
 186     ret = fdt_setprop(fdt, offset, "ibm,ppc-interrupt-gserver#s",
 187                       gservers_prop, sizeof(gservers_prop));
 188
 189     return ret;
 190 }
 191
 192 static int spapr_fixup_cpu_dt(void *fdt, sPAPREnvironment *spapr)
 193 {
 194     int ret = 0, offset, cpus_offset;
 195     CPUState *cs;
 196     char cpu_model[32];
 197     int smt = kvmppc_smt_threads();
 198     uint32_t pft_size_prop[] = {0, cpu_to_be32(spapr->htab_shift)};
 199
 200     CPU_FOREACH(cs) {
 201         PowerPCCPU *cpu = POWERPC_CPU(cs);
 202         DeviceClass *dc = DEVICE_GET_CLASS(cs);
 203         int index = ppc_get_vcpu_dt_id(cpu);
 204         uint32_t associativity[] = {cpu_to_be32(0x5),
 205                                     cpu_to_be32(0x0),
 206                                     cpu_to_be32(0x0),
 207                                     cpu_to_be32(0x0),
 208                                     cpu_to_be32(cs->numa_node),
 209                                     cpu_to_be32(index)};
 210
 211         if ((index % smt) != 0) {
 212             continue;
 213         }
 214
 215         snprintf(cpu_model, 32, "%s@%x", dc->fw_name, index);
 216
 217         cpus_offset = fdt_path_offset(fdt, "/cpus");
 218         if (cpus_offset < 0) {
 219             cpus_offset = fdt_add_subnode(fdt, fdt_path_offset(fdt, "/"),
 220                                           "cpus");
 221             if (cpus_offset < 0) {
 222                 return cpus_offset;
 223             }
 224         }
 225         offset = fdt_subnode_offset(fdt, cpus_offset, cpu_model);
 226         if (offset < 0) {
 227             offset = fdt_add_subnode(fdt, cpus_offset, cpu_model);
 228             if (offset < 0) {
 229                 return offset;
 230             }
 231         }
 232
 233         if (nb_numa_nodes > 1) {
 234             ret = fdt_setprop(fdt, offset, "ibm,associativity", associativity,
 235                               sizeof(associativity));
 236             if (ret < 0) {
 237                 return ret;
 238             }
 239         }
 240
 241         ret = fdt_setprop(fdt, offset, "ibm,pft-size",
 242                           pft_size_prop, sizeof(pft_size_prop));
 243         if (ret < 0) {
 244             return ret;
 245         }
 246
 247         ret = spapr_fixup_cpu_smt_dt(fdt, offset, cpu,
 248                                      ppc_get_compat_smt_threads(cpu));
 249         if (ret < 0) {
 250             return ret;
 251         }
 252     }
 253     return ret;
 254 }
 255
 256
 257 static size_t create_page_sizes_prop(CPUPPCState *env, uint32_t *prop,
 258                                      size_t maxsize)
 259 {
 260     size_t maxcells = maxsize / sizeof(uint32_t);
 261     int i, j, count;
 262     uint32_t *p = prop;
 263
 264     for (i = 0; i < PPC_PAGE_SIZES_MAX_SZ; i++) {
 265         struct ppc_one_seg_page_size *sps = &env->sps.sps[i];
 266
 267         if (!sps->page_shift) {
 268             break;
 269         }
 270         for (count = 0; count < PPC_PAGE_SIZES_MAX_SZ; count++) {
 271             if (sps->enc[count].page_shift == 0) {
 272                 break;
 273             }
 274         }
 275         if ((p - prop) >= (maxcells - 3 - count * 2)) {
 276             break;
 277         }
 278         *(p++) = cpu_to_be32(sps->page_shift);
 279         *(p++) = cpu_to_be32(sps->slb_enc);
 280         *(p++) = cpu_to_be32(count);
 281         for (j = 0; j < count; j++) {
 282             *(p++) = cpu_to_be32(sps->enc[j].page_shift);
 283             *(p++) = cpu_to_be32(sps->enc[j].pte_enc);
 284         }
 285     }
 286
 287     return (p - prop) * sizeof(uint32_t);
 288 }
 289
 290 static hwaddr spapr_node0_size(void)
 291 {
 292     if (nb_numa_nodes) {
 293         int i;
 294         for (i = 0; i < nb_numa_nodes; ++i) {
 295             if (numa_info[i].node_mem) {
 296                 return MIN(pow2floor(numa_info[i].node_mem), ram_size);
 297             }
 298         }
 299     }
 300     return ram_size;
 301 }
 302
 303 #define _FDT(exp) \
 304     do { \
 305         int ret = (exp);                                           \
 306         if (ret < 0) {                                             \
 307             fprintf(stderr, "qemu: error creating device tree: %s: %s\n", \
 308                     #exp, fdt_strerror(ret));                      \
 309             exit(1);                                               \
 310         }                                                          \
 311     } while (0)
 312
 313 static void add_str(GString *s, const gchar *s1)
 314 {
 315     g_string_append_len(s, s1, strlen(s1) + 1);
 316 }
 317
 318 static void *spapr_create_fdt_skel(hwaddr initrd_base,
 319                                    hwaddr initrd_size,
 320                                    hwaddr kernel_size,
 321                                    bool little_endian,
 322                                    const char *boot_device,
 323                                    const char *kernel_cmdline,
 324                                    uint32_t epow_irq)
 325 {
 326     void *fdt;
 327     CPUState *cs;
 328     uint32_t start_prop = cpu_to_be32(initrd_base);
 329     uint32_t end_prop = cpu_to_be32(initrd_base + initrd_size);
 330     GString *hypertas = g_string_sized_new(256);
 331     GString *qemu_hypertas = g_string_sized_new(256);
 332     uint32_t refpoints[] = {cpu_to_be32(0x4), cpu_to_be32(0x4)};
 333     uint32_t interrupt_server_ranges_prop[] = {0, cpu_to_be32(smp_cpus)};
 334     int smt = kvmppc_smt_threads();
 335     unsigned char vec5[] = {0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x80};
 336     QemuOpts *opts = qemu_opts_find(qemu_find_opts("smp-opts"), NULL);
 337     unsigned sockets = opts ? qemu_opt_get_number(opts, "sockets", 0) : 0;
 338     uint32_t cpus_per_socket = sockets ? (smp_cpus / sockets) : 1;
 339     char *buf;
 340
 341     add_str(hypertas, "hcall-pft");
 342     add_str(hypertas, "hcall-term");
 343     add_str(hypertas, "hcall-dabr");
 344     add_str(hypertas, "hcall-interrupt");
 345     add_str(hypertas, "hcall-tce");
 346     add_str(hypertas, "hcall-vio");
 347     add_str(hypertas, "hcall-splpar");
 348     add_str(hypertas, "hcall-bulk");
 349     add_str(hypertas, "hcall-set-mode");
 350     add_str(qemu_hypertas, "hcall-memop1");
 351
 352     fdt = g_malloc0(FDT_MAX_SIZE);
 353     _FDT((fdt_create(fdt, FDT_MAX_SIZE)));
 354
 355     if (kernel_size) {
 356         _FDT((fdt_add_reservemap_entry(fdt, KERNEL_LOAD_ADDR, kernel_size)));
 357     }
 358     if (initrd_size) {
 359         _FDT((fdt_add_reservemap_entry(fdt, initrd_base, initrd_size)));
 360     }
 361     _FDT((fdt_finish_reservemap(fdt)));
 362
 363     /* Root node */
 364     _FDT((fdt_begin_node(fdt, "")));
 365     _FDT((fdt_property_string(fdt, "device_type", "chrp")));
 366     _FDT((fdt_property_string(fdt, "model", "IBM pSeries (emulated by qemu)")));
 367     _FDT((fdt_property_string(fdt, "compatible", "qemu,pseries")));
 368
 369     /*
 370      * Add info to guest to indentify which host is it being run on
 371      * and what is the uuid of the guest
 372      */
 373     if (kvmppc_get_host_model(&buf)) {
 374         _FDT((fdt_property_string(fdt, "host-model", buf)));
 375         g_free(buf);
 376     }
 377     if (kvmppc_get_host_serial(&buf)) {
 378         _FDT((fdt_property_string(fdt, "host-serial", buf)));
 379         g_free(buf);
 380     }
 381
 382     buf = g_strdup_printf(UUID_FMT, qemu_uuid[0], qemu_uuid[1],
 383                           qemu_uuid[2], qemu_uuid[3], qemu_uuid[4],
 384                           qemu_uuid[5], qemu_uuid[6], qemu_uuid[7],
 385                           qemu_uuid[8], qemu_uuid[9], qemu_uuid[10],
 386                           qemu_uuid[11], qemu_uuid[12], qemu_uuid[13],
 387                           qemu_uuid[14], qemu_uuid[15]);
 388
 389     _FDT((fdt_property_string(fdt, "vm,uuid", buf)));
 390     g_free(buf);
 391
 392     _FDT((fdt_property_cell(fdt, "#address-cells", 0x2)));
 393     _FDT((fdt_property_cell(fdt, "#size-cells", 0x2)));
 394
 395     /* /chosen */
 396     _FDT((fdt_begin_node(fdt, "chosen")));
 397
 398     /* Set Form1_affinity */
 399     _FDT((fdt_property(fdt, "ibm,architecture-vec-5", vec5, sizeof(vec5))));
 400
 401     _FDT((fdt_property_string(fdt, "bootargs", kernel_cmdline)));
 402     _FDT((fdt_property(fdt, "linux,initrd-start",
 403                        &start_prop, sizeof(start_prop))));
 404     _FDT((fdt_property(fdt, "linux,initrd-end",
 405                        &end_prop, sizeof(end_prop))));
 406     if (kernel_size) {
 407         uint64_t kprop[2] = { cpu_to_be64(KERNEL_LOAD_ADDR),
 408                               cpu_to_be64(kernel_size) };
 409
 410         _FDT((fdt_property(fdt, "qemu,boot-kernel", &kprop, sizeof(kprop))));
 411         if (little_endian) {
 412             _FDT((fdt_property(fdt, "qemu,boot-kernel-le", NULL, 0)));
 413         }
 414     }
 415     if (boot_device) {
 416         _FDT((fdt_property_string(fdt, "qemu,boot-device", boot_device)));
 417     }
 418     if (boot_menu) {
 419         _FDT((fdt_property_cell(fdt, "qemu,boot-menu", boot_menu)));
 420     }
 421     _FDT((fdt_property_cell(fdt, "qemu,graphic-width", graphic_width)));
 422     _FDT((fdt_property_cell(fdt, "qemu,graphic-height", graphic_height)));
 423     _FDT((fdt_property_cell(fdt, "qemu,graphic-depth", graphic_depth)));
 424
 425     _FDT((fdt_end_node(fdt)));
 426
 427     /* cpus */
 428     _FDT((fdt_begin_node(fdt, "cpus")));
 429
 430     _FDT((fdt_property_cell(fdt, "#address-cells", 0x1)));
 431     _FDT((fdt_property_cell(fdt, "#size-cells", 0x0)));
 432
 433     CPU_FOREACH(cs) {
 434         PowerPCCPU *cpu = POWERPC_CPU(cs);
 435         CPUPPCState *env = &cpu->env;
 436         DeviceClass *dc = DEVICE_GET_CLASS(cs);
 437         PowerPCCPUClass *pcc = POWERPC_CPU_GET_CLASS(cs);
 438         int index = ppc_get_vcpu_dt_id(cpu);
 439         char *nodename;
 440         uint32_t segs[] = {cpu_to_be32(28), cpu_to_be32(40),
 441                            0xffffffff, 0xffffffff};
 442         uint32_t tbfreq = kvm_enabled() ? kvmppc_get_tbfreq() : TIMEBASE_FREQ;
 443         uint32_t cpufreq = kvm_enabled() ? kvmppc_get_clockfreq() : 1000000000;
 444         uint32_t page_sizes_prop[64];
 445         size_t page_sizes_prop_size;
 446
 447         if ((index % smt) != 0) {
 448             continue;
 449         }
 450
 451         nodename = g_strdup_printf("%s@%x", dc->fw_name, index);
 452
 453         _FDT((fdt_begin_node(fdt, nodename)));
 454
 455         g_free(nodename);
 456
 457         _FDT((fdt_property_cell(fdt, "reg", index)));
 458         _FDT((fdt_property_string(fdt, "device_type", "cpu")));
 459
 460         _FDT((fdt_property_cell(fdt, "cpu-version", env->spr[SPR_PVR])));
 461         _FDT((fdt_property_cell(fdt, "d-cache-block-size",
 462                                 env->dcache_line_size)));
 463         _FDT((fdt_property_cell(fdt, "d-cache-line-size",
 464                                 env->dcache_line_size)));
 465         _FDT((fdt_property_cell(fdt, "i-cache-block-size",
 466                                 env->icache_line_size)));
 467         _FDT((fdt_property_cell(fdt, "i-cache-line-size",
 468                                 env->icache_line_size)));
 469
 470         if (pcc->l1_dcache_size) {
 471             _FDT((fdt_property_cell(fdt, "d-cache-size", pcc->l1_dcache_size)));
 472         } else {
 473             fprintf(stderr, "Warning: Unknown L1 dcache size for cpu\n");
 474         }
 475         if (pcc->l1_icache_size) {
 476             _FDT((fdt_property_cell(fdt, "i-cache-size", pcc->l1_icache_size)));
 477         } else {
 478             fprintf(stderr, "Warning: Unknown L1 icache size for cpu\n");
 479         }
 480
 481         _FDT((fdt_property_cell(fdt, "timebase-frequency", tbfreq)));
 482         _FDT((fdt_property_cell(fdt, "clock-frequency", cpufreq)));
 483         _FDT((fdt_property_cell(fdt, "ibm,slb-size", env->slb_nr)));
 484         _FDT((fdt_property_string(fdt, "status", "okay")));
 485         _FDT((fdt_property(fdt, "64-bit", NULL, 0)));
 486
 487         if (env->spr_cb[SPR_PURR].oea_read) {
 488             _FDT((fdt_property(fdt, "ibm,purr", NULL, 0)));
 489         }
 490
 491         if (env->mmu_model & POWERPC_MMU_1TSEG) {
 492             _FDT((fdt_property(fdt, "ibm,processor-segment-sizes",
 493                                segs, sizeof(segs))));
 494         }
 495
 496         /* Advertise VMX/VSX (vector extensions) if available
 497          *   0 / no property == no vector extensions
 498          *   1               == VMX / Altivec available
 499          *   2               == VSX available */
 500         if (env->insns_flags & PPC_ALTIVEC) {
 501             uint32_t vmx = (env->insns_flags2 & PPC2_VSX) ? 2 : 1;
 502
 503             _FDT((fdt_property_cell(fdt, "ibm,vmx", vmx)));
 504         }
 505
 506         /* Advertise DFP (Decimal Floating Point) if available
 507          *   0 / no property == no DFP
 508          *   1               == DFP available */
 509         if (env->insns_flags2 & PPC2_DFP) {
 510             _FDT((fdt_property_cell(fdt, "ibm,dfp", 1)));
 511         }
 512
 513         page_sizes_prop_size = create_page_sizes_prop(env, page_sizes_prop,
 514                                                       sizeof(page_sizes_prop));
 515         if (page_sizes_prop_size) {
 516             _FDT((fdt_property(fdt, "ibm,segment-page-sizes",
 517                                page_sizes_prop, page_sizes_prop_size)));
 518         }
 519
 520         _FDT((fdt_property_cell(fdt, "ibm,chip-id",
 521                                 cs->cpu_index / cpus_per_socket)));
 522
 523         _FDT((fdt_end_node(fdt)));
 524     }
 525
 526     _FDT((fdt_end_node(fdt)));
 527
 528     /* RTAS */
 529     _FDT((fdt_begin_node(fdt, "rtas")));
 530
 531     if (!kvm_enabled() || kvmppc_spapr_use_multitce()) {
 532         add_str(hypertas, "hcall-multi-tce");
 533     }
 534     _FDT((fdt_property(fdt, "ibm,hypertas-functions", hypertas->str,
 535                        hypertas->len)));
 536     g_string_free(hypertas, TRUE);
 537     _FDT((fdt_property(fdt, "qemu,hypertas-functions", qemu_hypertas->str,
 538                        qemu_hypertas->len)));
 539     g_string_free(qemu_hypertas, TRUE);
 540
 541     _FDT((fdt_property(fdt, "ibm,associativity-reference-points",
 542         refpoints, sizeof(refpoints))));
 543
 544     _FDT((fdt_property_cell(fdt, "rtas-error-log-max", RTAS_ERROR_LOG_MAX)));
 545
 546     /*
 547      * According to PAPR, rtas ibm,os-term does not guarantee a return
 548      * back to the guest cpu.
 549      *
 550      * While an additional ibm,extended-os-term property indicates that
 551      * rtas call return will always occur. Set this property.
 552      */
 553     _FDT((fdt_property(fdt, "ibm,extended-os-term", NULL, 0)));
 554
 555     _FDT((fdt_end_node(fdt)));
 556
 557     /* interrupt controller */
 558     _FDT((fdt_begin_node(fdt, "interrupt-controller")));
 559
 560     _FDT((fdt_property_string(fdt, "device_type",
 561                               "PowerPC-External-Interrupt-Presentation")));
 562     _FDT((fdt_property_string(fdt, "compatible", "IBM,ppc-xicp")));
 563     _FDT((fdt_property(fdt, "interrupt-controller", NULL, 0)));
 564     _FDT((fdt_property(fdt, "ibm,interrupt-server-ranges",
 565                        interrupt_server_ranges_prop,
 566                        sizeof(interrupt_server_ranges_prop))));
 567     _FDT((fdt_property_cell(fdt, "#interrupt-cells", 2)));
 568     _FDT((fdt_property_cell(fdt, "linux,phandle", PHANDLE_XICP)));
 569     _FDT((fdt_property_cell(fdt, "phandle", PHANDLE_XICP)));
 570
 571     _FDT((fdt_end_node(fdt)));
 572
 573     /* vdevice */
 574     _FDT((fdt_begin_node(fdt, "vdevice")));
 575
 576     _FDT((fdt_property_string(fdt, "device_type", "vdevice")));
 577     _FDT((fdt_property_string(fdt, "compatible", "IBM,vdevice")));
 578     _FDT((fdt_property_cell(fdt, "#address-cells", 0x1)));
 579     _FDT((fdt_property_cell(fdt, "#size-cells", 0x0)));
 580     _FDT((fdt_property_cell(fdt, "#interrupt-cells", 0x2)));
 581     _FDT((fdt_property(fdt, "interrupt-controller", NULL, 0)));
 582
 583     _FDT((fdt_end_node(fdt)));
 584
 585     /* event-sources */
 586     spapr_events_fdt_skel(fdt, epow_irq);
 587
 588     /* /hypervisor node */
 589     if (kvm_enabled()) {
 590         uint8_t hypercall[16];
 591
 592         /* indicate KVM hypercall interface */
 593         _FDT((fdt_begin_node(fdt, "hypervisor")));
 594         _FDT((fdt_property_string(fdt, "compatible", "linux,kvm")));
 595         if (kvmppc_has_cap_fixup_hcalls()) {
 596             /*
 597              * Older KVM versions with older guest kernels were broken with the
 598              * magic page, don't allow the guest to map it.
 599              */
 600             kvmppc_get_hypercall(first_cpu->env_ptr, hypercall,
 601                                  sizeof(hypercall));
 602             _FDT((fdt_property(fdt, "hcall-instructions", hypercall,
 603                               sizeof(hypercall))));
 604         }
 605         _FDT((fdt_end_node(fdt)));
 606     }
 607
 608     _FDT((fdt_end_node(fdt))); /* close root node */
 609     _FDT((fdt_finish(fdt)));
 610
 611     return fdt;
 612 }
 613
 614 int spapr_h_cas_compose_response(target_ulong addr, target_ulong size)
 615 {
 616     void *fdt, *fdt_skel;
 617     sPAPRDeviceTreeUpdateHeader hdr = { .version_id = 1 };
 618
 619     size -= sizeof(hdr);
 620
 621     /* Create sceleton */
 622     fdt_skel = g_malloc0(size);
 623     _FDT((fdt_create(fdt_skel, size)));
 624     _FDT((fdt_begin_node(fdt_skel, "")));
 625     _FDT((fdt_end_node(fdt_skel)));
 626     _FDT((fdt_finish(fdt_skel)));
 627     fdt = g_malloc0(size);
 628     _FDT((fdt_open_into(fdt_skel, fdt, size)));
 629     g_free(fdt_skel);
 630
 631     /* Fix skeleton up */
 632     _FDT((spapr_fixup_cpu_dt(fdt, spapr)));
 633
 634     /* Pack resulting tree */
 635     _FDT((fdt_pack(fdt)));
 636
 637     if (fdt_totalsize(fdt) + sizeof(hdr) > size) {
 638         trace_spapr_cas_failed(size);
 639         return -1;
 640     }
 641
 642     cpu_physical_memory_write(addr, &hdr, sizeof(hdr));
 643     cpu_physical_memory_write(addr + sizeof(hdr), fdt, fdt_totalsize(fdt));
 644     trace_spapr_cas_continue(fdt_totalsize(fdt) + sizeof(hdr));
 645     g_free(fdt);
 646
 647     return 0;
 648 }
 649
 650 static void spapr_populate_memory_node(void *fdt, int nodeid, hwaddr start,
 651                                        hwaddr size)
 652 {
 653     uint32_t associativity[] = {
 654         cpu_to_be32(0x4), /* length */
 655         cpu_to_be32(0x0), cpu_to_be32(0x0),
 656         cpu_to_be32(0x0), cpu_to_be32(nodeid)
 657     };
 658     char mem_name[32];
 659     uint64_t mem_reg_property[2];
 660     int off;
 661
 662     mem_reg_property[0] = cpu_to_be64(start);
 663     mem_reg_property[1] = cpu_to_be64(size);
 664
 665     sprintf(mem_name, "memory@" TARGET_FMT_lx, start);
 666     off = fdt_add_subnode(fdt, 0, mem_name);
 667     _FDT(off);
 668     _FDT((fdt_setprop_string(fdt, off, "device_type", "memory")));
 669     _FDT((fdt_setprop(fdt, off, "reg", mem_reg_property,
 670                       sizeof(mem_reg_property))));
 671     _FDT((fdt_setprop(fdt, off, "ibm,associativity", associativity,
 672                       sizeof(associativity))));
 673 }
 674
 675 static int spapr_populate_memory(sPAPREnvironment *spapr, void *fdt)
 676 {
 677     hwaddr mem_start, node_size;
 678     int i, nb_nodes = nb_numa_nodes;
 679     NodeInfo *nodes = numa_info;
 680     NodeInfo ramnode;
 681
 682     /* No NUMA nodes, assume there is just one node with whole RAM */
 683     if (!nb_numa_nodes) {
 684         nb_nodes = 1;
 685         ramnode.node_mem = ram_size;
 686         nodes = &ramnode;
 687     }
 688
 689     for (i = 0, mem_start = 0; i < nb_nodes; ++i) {
 690         if (!nodes[i].node_mem) {
 691             continue;
 692         }
 693         if (mem_start >= ram_size) {
 694             node_size = 0;
 695         } else {
 696             node_size = nodes[i].node_mem;
 697             if (node_size > ram_size - mem_start) {
 698                 node_size = ram_size - mem_start;
 699             }
 700         }
 701         if (!mem_start) {
 702             /* ppc_spapr_init() checks for rma_size <= node0_size already */
 703             spapr_populate_memory_node(fdt, i, 0, spapr->rma_size);
 704             mem_start += spapr->rma_size;
 705             node_size -= spapr->rma_size;
 706         }
 707         for ( ; node_size; ) {
 708             hwaddr sizetmp = pow2floor(node_size);
 709
 710             /* mem_start != 0 here */
 711             if (ctzl(mem_start) < ctzl(sizetmp)) {
 712                 sizetmp = 1ULL << ctzl(mem_start);
 713             }
 714
 715             spapr_populate_memory_node(fdt, i, mem_start, sizetmp);
 716             node_size -= sizetmp;
 717             mem_start += sizetmp;
 718         }
 719     }
 720
 721     return 0;
 722 }
 723
 724 static void spapr_finalize_fdt(sPAPREnvironment *spapr,
 725                                hwaddr fdt_addr,
 726                                hwaddr rtas_addr,
 727                                hwaddr rtas_size)
 728 {
 729     int ret, i;
 730     size_t cb = 0;
 731     char *bootlist;
 732     void *fdt;
 733     sPAPRPHBState *phb;
 734
 735     fdt = g_malloc(FDT_MAX_SIZE);
 736
 737     /* open out the base tree into a temp buffer for the final tweaks */
 738     _FDT((fdt_open_into(spapr->fdt_skel, fdt, FDT_MAX_SIZE)));
 739
 740     ret = spapr_populate_memory(spapr, fdt);
 741     if (ret < 0) {
 742         fprintf(stderr, "couldn't setup memory nodes in fdt\n");
 743         exit(1);
 744     }
 745
 746     ret = spapr_populate_vdevice(spapr->vio_bus, fdt);
 747     if (ret < 0) {
 748         fprintf(stderr, "couldn't setup vio devices in fdt\n");
 749         exit(1);
 750     }
 751
 752     QLIST_FOREACH(phb, &spapr->phbs, list) {
 753         ret = spapr_populate_pci_dt(phb, PHANDLE_XICP, fdt);
 754     }
 755
 756     if (ret < 0) {
 757         fprintf(stderr, "couldn't setup PCI devices in fdt\n");
 758         exit(1);
 759     }
 760
 761     /* RTAS */
 762     ret = spapr_rtas_device_tree_setup(fdt, rtas_addr, rtas_size);
 763     if (ret < 0) {
 764         fprintf(stderr, "Couldn't set up RTAS device tree properties\n");
 765     }
 766
 767     /* Advertise NUMA via ibm,associativity */
 768     ret = spapr_fixup_cpu_dt(fdt, spapr);
 769     if (ret < 0) {
 770         fprintf(stderr, "Couldn't finalize CPU device tree properties\n");
 771     }
 772
 773     bootlist = get_boot_devices_list(&cb, true);
 774     if (cb && bootlist) {
 775         int offset = fdt_path_offset(fdt, "/chosen");
 776         if (offset < 0) {
 777             exit(1);
 778         }
 779         for (i = 0; i < cb; i++) {
 780             if (bootlist[i] == '\n') {
 781                 bootlist[i] = ' ';
 782             }
 783
 784         }
 785         ret = fdt_setprop_string(fdt, offset, "qemu,boot-list", bootlist);
 786     }
 787
 788     if (!spapr->has_graphics) {
 789         spapr_populate_chosen_stdout(fdt, spapr->vio_bus);
 790     }
 791
 792     _FDT((fdt_pack(fdt)));
 793
 794     if (fdt_totalsize(fdt) > FDT_MAX_SIZE) {
 795         hw_error("FDT too big ! 0x%x bytes (max is 0x%x)\n",
 796                  fdt_totalsize(fdt), FDT_MAX_SIZE);
 797         exit(1);
 798     }
 799
 800     cpu_physical_memory_write(fdt_addr, fdt, fdt_totalsize(fdt));
 801
 802     g_free(bootlist);
 803     g_free(fdt);
 804 }
 805
 806 static uint64_t translate_kernel_address(void *opaque, uint64_t addr)
 807 {
 808     return (addr & 0x0fffffff) + KERNEL_LOAD_ADDR;
 809 }
 810
 811 static void emulate_spapr_hypercall(PowerPCCPU *cpu)
 812 {
 813     CPUPPCState *env = &cpu->env;
 814
 815     if (msr_pr) {
 816         hcall_dprintf("Hypercall made with MSR[PR]=1\n");
 817         env->gpr[3] = H_PRIVILEGE;
 818     } else {
 819         env->gpr[3] = spapr_hypercall(cpu, env->gpr[3], &env->gpr[4]);
 820     }
 821 }
 822
 823 #define HPTE(_table, _i)   (void *)(((uint64_t *)(_table)) + ((_i) * 2))
 824 #define HPTE_VALID(_hpte)  (tswap64(*((uint64_t *)(_hpte))) & HPTE64_V_VALID)
 825 #define HPTE_DIRTY(_hpte)  (tswap64(*((uint64_t *)(_hpte))) & HPTE64_V_HPTE_DIRTY)
 826 #define CLEAN_HPTE(_hpte)  ((*(uint64_t *)(_hpte)) &= tswap64(~HPTE64_V_HPTE_DIRTY))
 827 #define DIRTY_HPTE(_hpte)  ((*(uint64_t *)(_hpte)) |= tswap64(HPTE64_V_HPTE_DIRTY))
 828
 829 static void spapr_reset_htab(sPAPREnvironment *spapr)
 830 {
 831     long shift;
 832     int index;
 833
 834     /* allocate hash page table.  For now we always make this 16mb,
 835      * later we should probably make it scale to the size of guest
 836      * RAM */
 837
 838     shift = kvmppc_reset_htab(spapr->htab_shift);
 839
 840     if (shift > 0) {
 841         /* Kernel handles htab, we don't need to allocate one */
 842         spapr->htab_shift = shift;
 843         kvmppc_kern_htab = true;
 844
 845         /* Tell readers to update their file descriptor */
 846         if (spapr->htab_fd >= 0) {
 847             spapr->htab_fd_stale = true;
 848         }
 849     } else {
 850         if (!spapr->htab) {
 851             /* Allocate an htab if we don't yet have one */
 852             spapr->htab = qemu_memalign(HTAB_SIZE(spapr), HTAB_SIZE(spapr));
 853         }
 854
 855         /* And clear it */
 856         memset(spapr->htab, 0, HTAB_SIZE(spapr));
 857
 858         for (index = 0; index < HTAB_SIZE(spapr) / HASH_PTE_SIZE_64; index++) {
 859             DIRTY_HPTE(HPTE(spapr->htab, index));
 860         }
 861     }
 862
 863     /* Update the RMA size if necessary */
 864     if (spapr->vrma_adjust) {
 865         spapr->rma_size = kvmppc_rma_size(spapr_node0_size(),
 866                                           spapr->htab_shift);
 867     }
 868 }
 869
 870 static int find_unknown_sysbus_device(SysBusDevice *sbdev, void *opaque)
 871 {
 872     bool matched = false;
 873
 874     if (object_dynamic_cast(OBJECT(sbdev), TYPE_SPAPR_PCI_HOST_BRIDGE)) {
 875         matched = true;
 876     }
 877
 878     if (!matched) {
 879         error_report("Device %s is not supported by this machine yet.",
 880                      qdev_fw_name(DEVICE(sbdev)));
 881         exit(1);
 882     }
 883
 884     return 0;
 885 }
 886
 887 /*
 888  * A guest reset will cause spapr->htab_fd to become stale if being used.
 889  * Reopen the file descriptor to make sure the whole HTAB is properly read.
 890  */
 891 static int spapr_check_htab_fd(sPAPREnvironment *spapr)
 892 {
 893     int rc = 0;
 894
 895     if (spapr->htab_fd_stale) {
 896         close(spapr->htab_fd);
 897         spapr->htab_fd = kvmppc_get_htab_fd(false);
 898         if (spapr->htab_fd < 0) {
 899             error_report("Unable to open fd for reading hash table from KVM: "
 900                     "%s", strerror(errno));
 901             rc = -1;
 902         }
 903         spapr->htab_fd_stale = false;
 904     }
 905
 906     return rc;
 907 }
 908
 909 static void ppc_spapr_reset(void)
 910 {
 911     PowerPCCPU *first_ppc_cpu;
 912     uint32_t rtas_limit;
 913
 914     /* Check for unknown sysbus devices */
 915     foreach_dynamic_sysbus_device(find_unknown_sysbus_device, NULL);
 916
 917     /* Reset the hash table & recalc the RMA */
 918     spapr_reset_htab(spapr);
 919
 920     qemu_devices_reset();
 921
 922     /*
 923      * We place the device tree and RTAS just below either the top of the RMA,
 924      * or just below 2GB, whichever is lowere, so that it can be
 925      * processed with 32-bit real mode code if necessary
 926      */
 927     rtas_limit = MIN(spapr->rma_size, RTAS_MAX_ADDR);
 928     spapr->rtas_addr = rtas_limit - RTAS_MAX_SIZE;
 929     spapr->fdt_addr = spapr->rtas_addr - FDT_MAX_SIZE;
 930
 931     /* Load the fdt */
 932     spapr_finalize_fdt(spapr, spapr->fdt_addr, spapr->rtas_addr,
 933                        spapr->rtas_size);
 934
 935     /* Copy RTAS over */
 936     cpu_physical_memory_write(spapr->rtas_addr, spapr->rtas_blob,
 937                               spapr->rtas_size);
 938
 939     /* Set up the entry state */
 940     first_ppc_cpu = POWERPC_CPU(first_cpu);
 941     first_ppc_cpu->env.gpr[3] = spapr->fdt_addr;
 942     first_ppc_cpu->env.gpr[5] = 0;
 943     first_cpu->halted = 0;
 944     first_ppc_cpu->env.nip = spapr->entry_point;
 945
 946 }
 947
 948 static void spapr_cpu_reset(void *opaque)
 949 {
 950     PowerPCCPU *cpu = opaque;
 951     CPUState *cs = CPU(cpu);
 952     CPUPPCState *env = &cpu->env;
 953
 954     cpu_reset(cs);
 955
 956     /* All CPUs start halted.  CPU0 is unhalted from the machine level
 957      * reset code and the rest are explicitly started up by the guest
 958      * using an RTAS call */
 959     cs->halted = 1;
 960
 961     env->spr[SPR_HIOR] = 0;
 962
 963     env->external_htab = (uint8_t *)spapr->htab;
 964     if (kvm_enabled() && !env->external_htab) {
 965         /*
 966          * HV KVM, set external_htab to 1 so our ppc_hash64_load_hpte*
 967          * functions do the right thing.
 968          */
 969         env->external_htab = (void *)1;
 970     }
 971     env->htab_base = -1;
 972     /*
 973      * htab_mask is the mask used to normalize hash value to PTEG index.
 974      * htab_shift is log2 of hash table size.
 975      * We have 8 hpte per group, and each hpte is 16 bytes.
 976      * ie have 128 bytes per hpte entry.
 977      */
 978     env->htab_mask = (1ULL << ((spapr)->htab_shift - 7)) - 1;
 979     env->spr[SPR_SDR1] = (target_ulong)(uintptr_t)spapr->htab |
 980         (spapr->htab_shift - 18);
 981 }
 982
 983 static void spapr_create_nvram(sPAPREnvironment *spapr)
 984 {
 985     DeviceState *dev = qdev_create(&spapr->vio_bus->bus, "spapr-nvram");
 986     DriveInfo *dinfo = drive_get(IF_PFLASH, 0, 0);
 987
 988     if (dinfo) {
 989         qdev_prop_set_drive_nofail(dev, "drive", blk_by_legacy_dinfo(dinfo));
 990     }
 991
 992     qdev_init_nofail(dev);
 993
 994     spapr->nvram = (struct sPAPRNVRAM *)dev;
 995 }
 996
 997 /* Returns whether we want to use VGA or not */
 998 static int spapr_vga_init(PCIBus *pci_bus)
 999 {
1000     switch (vga_interface_type) {
1001     case VGA_NONE:
1002         return false;
1003     case VGA_DEVICE:
1004         return true;
1005     case VGA_STD:
1006         return pci_vga_init(pci_bus) != NULL;
1007     default:
1008         fprintf(stderr, "This vga model is not supported,"
1009                 "currently it only supports -vga std\n");
1010         exit(0);
1011     }
1012 }
1013
1014 static const VMStateDescription vmstate_spapr = {
1015     .name = "spapr",
1016     .version_id = 2,
1017     .minimum_version_id = 1,
1018     .fields = (VMStateField[]) {
1019         VMSTATE_UNUSED(4), /* used to be @next_irq */
1020
1021         /* RTC offset */
1022         VMSTATE_UINT64(rtc_offset, sPAPREnvironment),
1023         VMSTATE_PPC_TIMEBASE_V(tb, sPAPREnvironment, 2),
1024         VMSTATE_END_OF_LIST()
1025     },
1026 };
1027
1028 static int htab_save_setup(QEMUFile *f, void *opaque)
1029 {
1030     sPAPREnvironment *spapr = opaque;
1031
1032     /* "Iteration" header */
1033     qemu_put_be32(f, spapr->htab_shift);
1034
1035     if (spapr->htab) {
1036         spapr->htab_save_index = 0;
1037         spapr->htab_first_pass = true;
1038     } else {
1039         assert(kvm_enabled());
1040
1041         spapr->htab_fd = kvmppc_get_htab_fd(false);
1042         spapr->htab_fd_stale = false;
1043         if (spapr->htab_fd < 0) {
1044             fprintf(stderr, "Unable to open fd for reading hash table from KVM: %s\n",
1045                     strerror(errno));
1046             return -1;
1047         }
1048     }
1049
1050
1051     return 0;
1052 }
1053
1054 static void htab_save_first_pass(QEMUFile *f, sPAPREnvironment *spapr,
1055                                  int64_t max_ns)
1056 {
1057     int htabslots = HTAB_SIZE(spapr) / HASH_PTE_SIZE_64;
1058     int index = spapr->htab_save_index;
1059     int64_t starttime = qemu_clock_get_ns(QEMU_CLOCK_REALTIME);
1060
1061     assert(spapr->htab_first_pass);
1062
1063     do {
1064         int chunkstart;
1065
1066         /* Consume invalid HPTEs */
1067         while ((index < htabslots)
1068                && !HPTE_VALID(HPTE(spapr->htab, index))) {
1069             index++;
1070             CLEAN_HPTE(HPTE(spapr->htab, index));
1071         }
1072
1073         /* Consume valid HPTEs */
1074         chunkstart = index;
1075         while ((index < htabslots) && (index - chunkstart < USHRT_MAX)
1076                && HPTE_VALID(HPTE(spapr->htab, index))) {
1077             index++;
1078             CLEAN_HPTE(HPTE(spapr->htab, index));
1079         }
1080
1081         if (index > chunkstart) {
1082             int n_valid = index - chunkstart;
1083
1084             qemu_put_be32(f, chunkstart);
1085             qemu_put_be16(f, n_valid);
1086             qemu_put_be16(f, 0);
1087             qemu_put_buffer(f, HPTE(spapr->htab, chunkstart),
1088                             HASH_PTE_SIZE_64 * n_valid);
1089
1090             if ((qemu_clock_get_ns(QEMU_CLOCK_REALTIME) - starttime) > max_ns) {
1091                 break;
1092             }
1093         }
1094     } while ((index < htabslots) && !qemu_file_rate_limit(f));
1095
1096     if (index >= htabslots) {
1097         assert(index == htabslots);
1098         index = 0;
1099         spapr->htab_first_pass = false;
1100     }
1101     spapr->htab_save_index = index;
1102 }
1103
1104 static int htab_save_later_pass(QEMUFile *f, sPAPREnvironment *spapr,
1105                                 int64_t max_ns)
1106 {
1107     bool final = max_ns < 0;
1108     int htabslots = HTAB_SIZE(spapr) / HASH_PTE_SIZE_64;
1109     int examined = 0, sent = 0;
1110     int index = spapr->htab_save_index;
1111     int64_t starttime = qemu_clock_get_ns(QEMU_CLOCK_REALTIME);
1112
1113     assert(!spapr->htab_first_pass);
1114
1115     do {
1116         int chunkstart, invalidstart;
1117
1118         /* Consume non-dirty HPTEs */
1119         while ((index < htabslots)
1120                && !HPTE_DIRTY(HPTE(spapr->htab, index))) {
1121             index++;
1122             examined++;
1123         }
1124
1125         chunkstart = index;
1126         /* Consume valid dirty HPTEs */
1127         while ((index < htabslots) && (index - chunkstart < USHRT_MAX)
1128                && HPTE_DIRTY(HPTE(spapr->htab, index))
1129                && HPTE_VALID(HPTE(spapr->htab, index))) {
1130             CLEAN_HPTE(HPTE(spapr->htab, index));
1131             index++;
1132             examined++;
1133         }
1134
1135         invalidstart = index;
1136         /* Consume invalid dirty HPTEs */
1137         while ((index < htabslots) && (index - invalidstart < USHRT_MAX)
1138                && HPTE_DIRTY(HPTE(spapr->htab, index))
1139                && !HPTE_VALID(HPTE(spapr->htab, index))) {
1140             CLEAN_HPTE(HPTE(spapr->htab, index));
1141             index++;
1142             examined++;
1143         }
1144
1145         if (index > chunkstart) {
1146             int n_valid = invalidstart - chunkstart;
1147             int n_invalid = index - invalidstart;
1148
1149             qemu_put_be32(f, chunkstart);
1150             qemu_put_be16(f, n_valid);
1151             qemu_put_be16(f, n_invalid);
1152             qemu_put_buffer(f, HPTE(spapr->htab, chunkstart),
1153                             HASH_PTE_SIZE_64 * n_valid);
1154             sent += index - chunkstart;
1155
1156             if (!final && (qemu_clock_get_ns(QEMU_CLOCK_REALTIME) - starttime) > max_ns) {
1157                 break;
1158             }
1159         }
1160
1161         if (examined >= htabslots) {
1162             break;
1163         }
1164
1165         if (index >= htabslots) {
1166             assert(index == htabslots);
1167             index = 0;
1168         }
1169     } while ((examined < htabslots) && (!qemu_file_rate_limit(f) || final));
1170
1171     if (index >= htabslots) {
1172         assert(index == htabslots);
1173         index = 0;
1174     }
1175
1176     spapr->htab_save_index = index;
1177
1178     return (examined >= htabslots) && (sent == 0) ? 1 : 0;
1179 }
1180
1181 #define MAX_ITERATION_NS    5000000 /* 5 ms */
1182 #define MAX_KVM_BUF_SIZE    2048
1183
1184 static int htab_save_iterate(QEMUFile *f, void *opaque)
1185 {
1186     sPAPREnvironment *spapr = opaque;
1187     int rc = 0;
1188
1189     /* Iteration header */
1190     qemu_put_be32(f, 0);
1191
1192     if (!spapr->htab) {
1193         assert(kvm_enabled());
1194
1195         rc = spapr_check_htab_fd(spapr);
1196         if (rc < 0) {
1197             return rc;
1198         }
1199
1200         rc = kvmppc_save_htab(f, spapr->htab_fd,
1201                               MAX_KVM_BUF_SIZE, MAX_ITERATION_NS);
1202         if (rc < 0) {
1203             return rc;
1204         }
1205     } else  if (spapr->htab_first_pass) {
1206         htab_save_first_pass(f, spapr, MAX_ITERATION_NS);
1207     } else {
1208         rc = htab_save_later_pass(f, spapr, MAX_ITERATION_NS);
1209     }
1210
1211     /* End marker */
1212     qemu_put_be32(f, 0);
1213     qemu_put_be16(f, 0);
1214     qemu_put_be16(f, 0);
1215
1216     return rc;
1217 }
1218
1219 static int htab_save_complete(QEMUFile *f, void *opaque)
1220 {
1221     sPAPREnvironment *spapr = opaque;
1222
1223     /* Iteration header */
1224     qemu_put_be32(f, 0);
1225
1226     if (!spapr->htab) {
1227         int rc;
1228
1229         assert(kvm_enabled());
1230
1231         rc = spapr_check_htab_fd(spapr);
1232         if (rc < 0) {
1233             return rc;
1234         }
1235
1236         rc = kvmppc_save_htab(f, spapr->htab_fd, MAX_KVM_BUF_SIZE, -1);
1237         if (rc < 0) {
1238             return rc;
1239         }
1240         close(spapr->htab_fd);
1241         spapr->htab_fd = -1;
1242     } else {
1243         htab_save_later_pass(f, spapr, -1);
1244     }
1245
1246     /* End marker */
1247     qemu_put_be32(f, 0);
1248     qemu_put_be16(f, 0);
1249     qemu_put_be16(f, 0);
1250
1251     return 0;
1252 }
1253
1254 static int htab_load(QEMUFile *f, void *opaque, int version_id)
1255 {
1256     sPAPREnvironment *spapr = opaque;
1257     uint32_t section_hdr;
1258     int fd = -1;
1259
1260     if (version_id < 1 || version_id > 1) {
1261         fprintf(stderr, "htab_load() bad version\n");
1262         return -EINVAL;
1263     }
1264
1265     section_hdr = qemu_get_be32(f);
1266
1267     if (section_hdr) {
1268         /* First section, just the hash shift */
1269         if (spapr->htab_shift != section_hdr) {
1270             return -EINVAL;
1271         }
1272         return 0;
1273     }
1274
1275     if (!spapr->htab) {
1276         assert(kvm_enabled());
1277
1278         fd = kvmppc_get_htab_fd(true);
1279         if (fd < 0) {
1280             fprintf(stderr, "Unable to open fd to restore KVM hash table: %s\n",
1281                     strerror(errno));
1282         }
1283     }
1284
1285     while (true) {
1286         uint32_t index;
1287         uint16_t n_valid, n_invalid;
1288
1289         index = qemu_get_be32(f);
1290         n_valid = qemu_get_be16(f);
1291         n_invalid = qemu_get_be16(f);
1292
1293         if ((index == 0) && (n_valid == 0) && (n_invalid == 0)) {
1294             /* End of Stream */
1295             break;
1296         }
1297
1298         if ((index + n_valid + n_invalid) >
1299             (HTAB_SIZE(spapr) / HASH_PTE_SIZE_64)) {
1300             /* Bad index in stream */
1301             fprintf(stderr, "htab_load() bad index %d (%hd+%hd entries) "
1302                     "in htab stream (htab_shift=%d)\n", index, n_valid, n_invalid,
1303                     spapr->htab_shift);
1304             return -EINVAL;
1305         }
1306
1307         if (spapr->htab) {
1308             if (n_valid) {
1309                 qemu_get_buffer(f, HPTE(spapr->htab, index),
1310                                 HASH_PTE_SIZE_64 * n_valid);
1311             }
1312             if (n_invalid) {
1313                 memset(HPTE(spapr->htab, index + n_valid), 0,
1314                        HASH_PTE_SIZE_64 * n_invalid);
1315             }
1316         } else {
1317             int rc;
1318
1319             assert(fd >= 0);
1320
1321             rc = kvmppc_load_htab_chunk(f, fd, index, n_valid, n_invalid);
1322             if (rc < 0) {
1323                 return rc;
1324             }
1325         }
1326     }
1327
1328     if (!spapr->htab) {
1329         assert(fd >= 0);
1330         close(fd);
1331     }
1332
1333     return 0;
1334 }
1335
1336 static SaveVMHandlers savevm_htab_handlers = {
1337     .save_live_setup = htab_save_setup,
1338     .save_live_iterate = htab_save_iterate,
1339     .save_live_complete = htab_save_complete,
1340     .load_state = htab_load,
1341 };
1342
1343 /* pSeries LPAR / sPAPR hardware init */
1344 static void ppc_spapr_init(MachineState *machine)
1345 {
1346     ram_addr_t ram_size = machine->ram_size;
1347     const char *cpu_model = machine->cpu_model;
1348     const char *kernel_filename = machine->kernel_filename;
1349     const char *kernel_cmdline = machine->kernel_cmdline;
1350     const char *initrd_filename = machine->initrd_filename;
1351     const char *boot_device = machine->boot_order;
1352     PowerPCCPU *cpu;
1353     CPUPPCState *env;
1354     PCIHostState *phb;
1355     int i;
1356     MemoryRegion *sysmem = get_system_memory();
1357     MemoryRegion *ram = g_new(MemoryRegion, 1);
1358     MemoryRegion *rma_region;
1359     void *rma = NULL;
1360     hwaddr rma_alloc_size;
1361     hwaddr node0_size = spapr_node0_size();
1362     uint32_t initrd_base = 0;
1363     long kernel_size = 0, initrd_size = 0;
1364     long load_limit, fw_size;
1365     bool kernel_le = false;
1366     char *filename;
1367
1368     msi_supported = true;
1369
1370     spapr = g_malloc0(sizeof(*spapr));
1371     QLIST_INIT(&spapr->phbs);
1372
1373     cpu_ppc_hypercall = emulate_spapr_hypercall;
1374
1375     /* Allocate RMA if necessary */
1376     rma_alloc_size = kvmppc_alloc_rma(&rma);
1377
1378     if (rma_alloc_size == -1) {
1379         hw_error("qemu: Unable to create RMA\n");
1380         exit(1);
1381     }
1382
1383     if (rma_alloc_size && (rma_alloc_size < node0_size)) {
1384         spapr->rma_size = rma_alloc_size;
1385     } else {
1386         spapr->rma_size = node0_size;
1387
1388         /* With KVM, we don't actually know whether KVM supports an
1389          * unbounded RMA (PR KVM) or is limited by the hash table size
1390          * (HV KVM using VRMA), so we always assume the latter
1391          *
1392          * In that case, we also limit the initial allocations for RTAS
1393          * etc... to 256M since we have no way to know what the VRMA size
1394          * is going to be as it depends on the size of the hash table
1395          * isn't determined yet.
1396          */
1397         if (kvm_enabled()) {
1398             spapr->vrma_adjust = 1;
1399             spapr->rma_size = MIN(spapr->rma_size, 0x10000000);
1400         }
1401     }
1402
1403     if (spapr->rma_size > node0_size) {
1404         fprintf(stderr, "Error: Numa node 0 has to span the RMA (%#08"HWADDR_PRIx")\n",
1405                 spapr->rma_size);
1406         exit(1);
1407     }
1408
1409     /* Setup a load limit for the ramdisk leaving room for SLOF and FDT */
1410     load_limit = MIN(spapr->rma_size, RTAS_MAX_ADDR) - FW_OVERHEAD;
1411
1412     /* We aim for a hash table of size 1/128 the size of RAM.  The
1413      * normal rule of thumb is 1/64 the size of RAM, but that's much
1414      * more than needed for the Linux guests we support. */
1415     spapr->htab_shift = 18; /* Minimum architected size */
1416     while (spapr->htab_shift <= 46) {
1417         if ((1ULL << (spapr->htab_shift + 7)) >= ram_size) {
1418             break;
1419         }
1420         spapr->htab_shift++;
1421     }
1422
1423     /* Set up Interrupt Controller before we create the VCPUs */
1424     spapr->icp = xics_system_init(smp_cpus * kvmppc_smt_threads() / smp_threads,
1425                                   XICS_IRQS);
1426
1427     /* init CPUs */
1428     if (cpu_model == NULL) {
1429         cpu_model = kvm_enabled() ? "host" : "POWER7";
1430     }
1431     for (i = 0; i < smp_cpus; i++) {
1432         cpu = cpu_ppc_init(cpu_model);
1433         if (cpu == NULL) {
1434             fprintf(stderr, "Unable to find PowerPC CPU definition\n");
1435             exit(1);
1436         }
1437         env = &cpu->env;
1438
1439         /* Set time-base frequency to 512 MHz */
1440         cpu_ppc_tb_init(env, TIMEBASE_FREQ);
1441
1442         /* PAPR always has exception vectors in RAM not ROM. To ensure this,
1443          * MSR[IP] should never be set.
1444          */
1445         env->msr_mask &= ~(1 << 6);
1446
1447         /* Tell KVM that we're in PAPR mode */
1448         if (kvm_enabled()) {
1449             kvmppc_set_papr(cpu);
1450         }
1451
1452         if (cpu->max_compat) {
1453             if (ppc_set_compat(cpu, cpu->max_compat) < 0) {
1454                 exit(1);
1455             }
1456         }
1457
1458         xics_cpu_setup(spapr->icp, cpu);
1459
1460         qemu_register_reset(spapr_cpu_reset, cpu);
1461     }
1462
1463     /* allocate RAM */
1464     spapr->ram_limit = ram_size;
1465     memory_region_allocate_system_memory(ram, NULL, "ppc_spapr.ram",
1466                                          spapr->ram_limit);
1467     memory_region_add_subregion(sysmem, 0, ram);
1468
1469     if (rma_alloc_size && rma) {
1470         rma_region = g_new(MemoryRegion, 1);
1471         memory_region_init_ram_ptr(rma_region, NULL, "ppc_spapr.rma",
1472                                    rma_alloc_size, rma);
1473         vmstate_register_ram_global(rma_region);
1474         memory_region_add_subregion(sysmem, 0, rma_region);
1475     }
1476
1477     filename = qemu_find_file(QEMU_FILE_TYPE_BIOS, "spapr-rtas.bin");
1478     spapr->rtas_size = get_image_size(filename);
1479     spapr->rtas_blob = g_malloc(spapr->rtas_size);
1480     if (load_image_size(filename, spapr->rtas_blob, spapr->rtas_size) < 0) {
1481         hw_error("qemu: could not load LPAR rtas '%s'\n", filename);
1482         exit(1);
1483     }
1484     if (spapr->rtas_size > RTAS_MAX_SIZE) {
1485         hw_error("RTAS too big ! 0x%zx bytes (max is 0x%x)\n",
1486                  (size_t)spapr->rtas_size, RTAS_MAX_SIZE);
1487         exit(1);
1488     }
1489     g_free(filename);
1490
1491     /* Set up EPOW events infrastructure */
1492     spapr_events_init(spapr);
1493
1494     /* Set up VIO bus */
1495     spapr->vio_bus = spapr_vio_bus_init();
1496
1497     for (i = 0; i < MAX_SERIAL_PORTS; i++) {
1498         if (serial_hds[i]) {
1499             spapr_vty_create(spapr->vio_bus, serial_hds[i]);
1500         }
1501     }
1502
1503     /* We always have at least the nvram device on VIO */
1504     spapr_create_nvram(spapr);
1505
1506     /* Set up PCI */
1507     spapr_pci_rtas_init();
1508
1509     phb = spapr_create_phb(spapr, 0);
1510
1511     for (i = 0; i < nb_nics; i++) {
1512         NICInfo *nd = &nd_table[i];
1513
1514         if (!nd->model) {
1515             nd->model = g_strdup("ibmveth");
1516         }
1517
1518         if (strcmp(nd->model, "ibmveth") == 0) {
1519             spapr_vlan_create(spapr->vio_bus, nd);
1520         } else {
1521             pci_nic_init_nofail(&nd_table[i], phb->bus, nd->model, NULL);
1522         }
1523     }
1524
1525     for (i = 0; i <= drive_get_max_bus(IF_SCSI); i++) {
1526         spapr_vscsi_create(spapr->vio_bus);
1527     }
1528
1529     /* Graphics */
1530     if (spapr_vga_init(phb->bus)) {
1531         spapr->has_graphics = true;
1532         machine->usb |= defaults_enabled();
1533     }
1534
1535     if (machine->usb) {
1536         pci_create_simple(phb->bus, -1, "pci-ohci");
1537
1538         if (spapr->has_graphics) {
1539             USBBus *usb_bus = usb_bus_find(-1);
1540
1541             usb_create_simple(usb_bus, "usb-kbd");
1542             usb_create_simple(usb_bus, "usb-mouse");
1543         }
1544     }
1545
1546     if (spapr->rma_size < (MIN_RMA_SLOF << 20)) {
1547         fprintf(stderr, "qemu: pSeries SLOF firmware requires >= "
1548                 "%ldM guest RMA (Real Mode Area memory)\n", MIN_RMA_SLOF);
1549         exit(1);
1550     }
1551
1552     if (kernel_filename) {
1553         uint64_t lowaddr = 0;
1554
1555         kernel_size = load_elf(kernel_filename, translate_kernel_address, NULL,
1556                                NULL, &lowaddr, NULL, 1, ELF_MACHINE, 0);
1557         if (kernel_size == ELF_LOAD_WRONG_ENDIAN) {
1558             kernel_size = load_elf(kernel_filename,
1559                                    translate_kernel_address, NULL,
1560                                    NULL, &lowaddr, NULL, 0, ELF_MACHINE, 0);
1561             kernel_le = kernel_size > 0;
1562         }
1563         if (kernel_size < 0) {
1564             fprintf(stderr, "qemu: error loading %s: %s\n",
1565                     kernel_filename, load_elf_strerror(kernel_size));
1566             exit(1);
1567         }
1568
1569         /* load initrd */
1570         if (initrd_filename) {
1571             /* Try to locate the initrd in the gap between the kernel
1572              * and the firmware. Add a bit of space just in case
1573              */
1574             initrd_base = (KERNEL_LOAD_ADDR + kernel_size + 0x1ffff) & ~0xffff;
1575             initrd_size = load_image_targphys(initrd_filename, initrd_base,
1576                                               load_limit - initrd_base);
1577             if (initrd_size < 0) {
1578                 fprintf(stderr, "qemu: could not load initial ram disk '%s'\n",
1579                         initrd_filename);
1580                 exit(1);
1581             }
1582         } else {
1583             initrd_base = 0;
1584             initrd_size = 0;
1585         }
1586     }
1587
1588     if (bios_name == NULL) {
1589         bios_name = FW_FILE_NAME;
1590     }
1591     filename = qemu_find_file(QEMU_FILE_TYPE_BIOS, bios_name);
1592     fw_size = load_image_targphys(filename, 0, FW_MAX_SIZE);
1593     if (fw_size < 0) {
1594         hw_error("qemu: could not load LPAR rtas '%s'\n", filename);
1595         exit(1);
1596     }
1597     g_free(filename);
1598
1599     spapr->entry_point = 0x100;
1600
1601     vmstate_register(NULL, 0, &vmstate_spapr, spapr);
1602     register_savevm_live(NULL, "spapr/htab", -1, 1,
1603                          &savevm_htab_handlers, spapr);
1604
1605     /* Prepare the device tree */
1606     spapr->fdt_skel = spapr_create_fdt_skel(initrd_base, initrd_size,
1607                                             kernel_size, kernel_le,
1608                                             boot_device, kernel_cmdline,
1609                                             spapr->epow_irq);
1610     assert(spapr->fdt_skel != NULL);
1611 }
1612
1613 static int spapr_kvm_type(const char *vm_type)
1614 {
1615     if (!vm_type) {
1616         return 0;
1617     }
1618
1619     if (!strcmp(vm_type, "HV")) {
1620         return 1;
1621     }
1622
1623     if (!strcmp(vm_type, "PR")) {
1624         return 2;
1625     }
1626
1627     error_report("Unknown kvm-type specified '%s'", vm_type);
1628     exit(1);
1629 }
1630
1631 /*
1632  * Implementation of an interface to adjust firmware path
1633  * for the bootindex property handling.
1634  */
1635 static char *spapr_get_fw_dev_path(FWPathProvider *p, BusState *bus,
1636                                    DeviceState *dev)
1637 {
1638 #define CAST(type, obj, name) \
1639     ((type *)object_dynamic_cast(OBJECT(obj), (name)))
1640     SCSIDevice *d = CAST(SCSIDevice,  dev, TYPE_SCSI_DEVICE);
1641     sPAPRPHBState *phb = CAST(sPAPRPHBState, dev, TYPE_SPAPR_PCI_HOST_BRIDGE);
1642
1643     if (d) {
1644         void *spapr = CAST(void, bus->parent, "spapr-vscsi");
1645         VirtIOSCSI *virtio = CAST(VirtIOSCSI, bus->parent, TYPE_VIRTIO_SCSI);
1646         USBDevice *usb = CAST(USBDevice, bus->parent, TYPE_USB_DEVICE);
1647
1648         if (spapr) {
1649             /*
1650              * Replace "channel@0/disk@0,0" with "disk@8000000000000000":
1651              * We use SRP luns of the form 8000 | (bus << 8) | (id << 5) | lun
1652              * in the top 16 bits of the 64-bit LUN
1653              */
1654             unsigned id = 0x8000 | (d->id << 8) | d->lun;
1655             return g_strdup_printf("%s@%"PRIX64, qdev_fw_name(dev),
1656                                    (uint64_t)id << 48);
1657         } else if (virtio) {
1658             /*
1659              * We use SRP luns of the form 01000000 | (target << 8) | lun
1660              * in the top 32 bits of the 64-bit LUN
1661              * Note: the quote above is from SLOF and it is wrong,
1662              * the actual binding is:
1663              * swap 0100 or 10 << or 20 << ( target lun-id -- srplun )
1664              */
1665             unsigned id = 0x1000000 | (d->id << 16) | d->lun;
1666             return g_strdup_printf("%s@%"PRIX64, qdev_fw_name(dev),
1667                                    (uint64_t)id << 32);
1668         } else if (usb) {
1669             /*
1670              * We use SRP luns of the form 01000000 | (usb-port << 16) | lun
1671              * in the top 32 bits of the 64-bit LUN
1672              */
1673             unsigned usb_port = atoi(usb->port->path);
1674             unsigned id = 0x1000000 | (usb_port << 16) | d->lun;
1675             return g_strdup_printf("%s@%"PRIX64, qdev_fw_name(dev),
1676                                    (uint64_t)id << 32);
1677         }
1678     }
1679
1680     if (phb) {
1681         /* Replace "pci" with "pci@800000020000000" */
1682         return g_strdup_printf("pci@%"PRIX64, phb->buid);
1683     }
1684
1685     return NULL;
1686 }
1687
1688 static char *spapr_get_kvm_type(Object *obj, Error **errp)
1689 {
1690     sPAPRMachineState *sm = SPAPR_MACHINE(obj);
1691
1692     return g_strdup(sm->kvm_type);
1693 }
1694
1695 static void spapr_set_kvm_type(Object *obj, const char *value, Error **errp)
1696 {
1697     sPAPRMachineState *sm = SPAPR_MACHINE(obj);
1698
1699     g_free(sm->kvm_type);
1700     sm->kvm_type = g_strdup(value);
1701 }
1702
1703 static void spapr_machine_initfn(Object *obj)
1704 {
1705     object_property_add_str(obj, "kvm-type",
1706                             spapr_get_kvm_type, spapr_set_kvm_type, NULL);
1707     object_property_set_description(obj, "kvm-type",
1708                                     "Specifies the KVM virtualization mode (HV, PR)",
1709                                     NULL);
1710 }
1711
1712 static void ppc_cpu_do_nmi_on_cpu(void *arg)
1713 {
1714     CPUState *cs = arg;
1715
1716     cpu_synchronize_state(cs);
1717     ppc_cpu_do_system_reset(cs);
1718 }
1719
1720 static void spapr_nmi(NMIState *n, int cpu_index, Error **errp)
1721 {
1722     CPUState *cs;
1723
1724     CPU_FOREACH(cs) {
1725         async_run_on_cpu(cs, ppc_cpu_do_nmi_on_cpu, cs);
1726     }
1727 }
1728
1729 static void spapr_machine_class_init(ObjectClass *oc, void *data)
1730 {
1731     MachineClass *mc = MACHINE_CLASS(oc);
1732     FWPathProviderClass *fwc = FW_PATH_PROVIDER_CLASS(oc);
1733     NMIClass *nc = NMI_CLASS(oc);
1734
1735     mc->init = ppc_spapr_init;
1736     mc->reset = ppc_spapr_reset;
1737     mc->block_default_type = IF_SCSI;
1738     mc->max_cpus = MAX_CPUS;
1739     mc->no_parallel = 1;
1740     mc->default_boot_order = NULL;
1741     mc->kvm_type = spapr_kvm_type;
1742     mc->has_dynamic_sysbus = true;
1743
1744     fwc->get_dev_path = spapr_get_fw_dev_path;
1745     nc->nmi_monitor_handler = spapr_nmi;
1746 }
1747
1748 static const TypeInfo spapr_machine_info = {
1749     .name          = TYPE_SPAPR_MACHINE,
1750     .parent        = TYPE_MACHINE,
1751     .abstract      = true,
1752     .instance_size = sizeof(sPAPRMachineState),
1753     .instance_init = spapr_machine_initfn,
1754     .class_init    = spapr_machine_class_init,
1755     .interfaces = (InterfaceInfo[]) {
1756         { TYPE_FW_PATH_PROVIDER },
1757         { TYPE_NMI },
1758         { }
1759     },
1760 };
1761
1762 static void spapr_machine_2_1_class_init(ObjectClass *oc, void *data)
1763 {
1764     MachineClass *mc = MACHINE_CLASS(oc);
1765     static GlobalProperty compat_props[] = {
1766         HW_COMPAT_2_1,
1767         { /* end of list */ }
1768     };
1769
1770     mc->name = "pseries-2.1";
1771     mc->desc = "pSeries Logical Partition (PAPR compliant) v2.1";
1772     mc->compat_props = compat_props;
1773 }
1774
1775 static const TypeInfo spapr_machine_2_1_info = {
1776     .name          = TYPE_SPAPR_MACHINE "2.1",
1777     .parent        = TYPE_SPAPR_MACHINE,
1778     .class_init    = spapr_machine_2_1_class_init,
1779 };
1780
1781 static void spapr_machine_2_2_class_init(ObjectClass *oc, void *data)
1782 {
1783     MachineClass *mc = MACHINE_CLASS(oc);
1784
1785     mc->name = "pseries-2.2";
1786     mc->desc = "pSeries Logical Partition (PAPR compliant) v2.2";
1787     mc->alias = "pseries";
1788     mc->is_default = 1;
1789 }
1790
1791 static const TypeInfo spapr_machine_2_2_info = {
1792     .name          = TYPE_SPAPR_MACHINE "2.2",
1793     .parent        = TYPE_SPAPR_MACHINE,
1794     .class_init    = spapr_machine_2_2_class_init,
1795 };
1796
1797 static void spapr_machine_register_types(void)
1798 {
1799     type_register_static(&spapr_machine_info);
1800     type_register_static(&spapr_machine_2_1_info);
1801     type_register_static(&spapr_machine_2_2_info);
1802 }
1803
1804 type_init(spapr_machine_register_types)