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