hw/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.h"
  29 #include "elf.h"
  30 #include "net/net.h"
  31 #include "sysemu/blockdev.h"
  32 #include "sysemu/cpus.h"
  33 #include "sysemu/kvm.h"
  34 #include "kvm_ppc.h"
  35
  36 #include "hw/boards.h"
  37 #include "hw/ppc.h"
  38 #include "hw/loader.h"
  39
  40 #include "hw/spapr.h"
  41 #include "hw/spapr_vio.h"
  42 #include "hw/spapr_pci.h"
  43 #include "hw/xics.h"
  44 #include "hw/pci/msi.h"
  45
  46 #include "sysemu/kvm.h"
  47 #include "kvm_ppc.h"
  48 #include "pci/pci.h"
  49
  50 #include "exec/address-spaces.h"
  51 #include "hw/usb.h"
  52 #include "qemu/config-file.h"
  53
  54 #include <libfdt.h>
  55
  56 /* SLOF memory layout:
  57  *
  58  * SLOF raw image loaded at 0, copies its romfs right below the flat
  59  * device-tree, then position SLOF itself 31M below that
  60  *
  61  * So we set FW_OVERHEAD to 40MB which should account for all of that
  62  * and more
  63  *
  64  * We load our kernel at 4M, leaving space for SLOF initial image
  65  */
  66 #define FDT_MAX_SIZE            0x10000
  67 #define RTAS_MAX_SIZE           0x10000
  68 #define FW_MAX_SIZE             0x400000
  69 #define FW_FILE_NAME            "slof.bin"
  70 #define FW_OVERHEAD             0x2800000
  71 #define KERNEL_LOAD_ADDR        FW_MAX_SIZE
  72
  73 #define MIN_RMA_SLOF            128UL
  74
  75 #define TIMEBASE_FREQ           512000000ULL
  76
  77 #define MAX_CPUS                256
  78 #define XICS_IRQS               1024
  79
  80 #define SPAPR_PCI_BUID          0x800000020000001ULL
  81 #define SPAPR_PCI_MEM_WIN_ADDR  (0x10000000000ULL + 0xA0000000)
  82 #define SPAPR_PCI_MEM_WIN_SIZE  0x20000000
  83 #define SPAPR_PCI_IO_WIN_ADDR   (0x10000000000ULL + 0x80000000)
  84 #define SPAPR_PCI_MSI_WIN_ADDR  (0x10000000000ULL + 0x90000000)
  85
  86 #define PHANDLE_XICP            0x00001111
  87
  88 #define HTAB_SIZE(spapr)        (1ULL << ((spapr)->htab_shift))
  89
  90 sPAPREnvironment *spapr;
  91
  92 int spapr_allocate_irq(int hint, bool lsi)
  93 {
  94     int irq;
  95
  96     if (hint) {
  97         irq = hint;
  98         /* FIXME: we should probably check for collisions somehow */
  99     } else {
 100         irq = spapr->next_irq++;
 101     }
 102
 103     /* Configure irq type */
 104     if (!xics_get_qirq(spapr->icp, irq)) {
 105         return 0;
 106     }
 107
 108     xics_set_irq_type(spapr->icp, irq, lsi);
 109
 110     return irq;
 111 }
 112
 113 /* Allocate block of consequtive IRQs, returns a number of the first */
 114 int spapr_allocate_irq_block(int num, bool lsi)
 115 {
 116     int first = -1;
 117     int i;
 118
 119     for (i = 0; i < num; ++i) {
 120         int irq;
 121
 122         irq = spapr_allocate_irq(0, lsi);
 123         if (!irq) {
 124             return -1;
 125         }
 126
 127         if (0 == i) {
 128             first = irq;
 129         }
 130
 131         /* If the above doesn't create a consecutive block then that's
 132          * an internal bug */
 133         assert(irq == (first + i));
 134     }
 135
 136     return first;
 137 }
 138
 139 static int spapr_fixup_cpu_dt(void *fdt, sPAPREnvironment *spapr)
 140 {
 141     int ret = 0, offset;
 142     CPUPPCState *env;
 143     CPUState *cpu;
 144     char cpu_model[32];
 145     int smt = kvmppc_smt_threads();
 146     uint32_t pft_size_prop[] = {0, cpu_to_be32(spapr->htab_shift)};
 147
 148     assert(spapr->cpu_model);
 149
 150     for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
 151         cpu = ENV_GET_CPU(env);
 152         uint32_t associativity[] = {cpu_to_be32(0x5),
 153                                     cpu_to_be32(0x0),
 154                                     cpu_to_be32(0x0),
 155                                     cpu_to_be32(0x0),
 156                                     cpu_to_be32(cpu->numa_node),
 157                                     cpu_to_be32(env->cpu_index)};
 158
 159         if ((env->cpu_index % smt) != 0) {
 160             continue;
 161         }
 162
 163         snprintf(cpu_model, 32, "/cpus/%s@%x", spapr->cpu_model,
 164                  env->cpu_index);
 165
 166         offset = fdt_path_offset(fdt, cpu_model);
 167         if (offset < 0) {
 168             return offset;
 169         }
 170
 171         if (nb_numa_nodes > 1) {
 172             ret = fdt_setprop(fdt, offset, "ibm,associativity", associativity,
 173                               sizeof(associativity));
 174             if (ret < 0) {
 175                 return ret;
 176             }
 177         }
 178
 179         ret = fdt_setprop(fdt, offset, "ibm,pft-size",
 180                           pft_size_prop, sizeof(pft_size_prop));
 181         if (ret < 0) {
 182             return ret;
 183         }
 184     }
 185     return ret;
 186 }
 187
 188
 189 static size_t create_page_sizes_prop(CPUPPCState *env, uint32_t *prop,
 190                                      size_t maxsize)
 191 {
 192     size_t maxcells = maxsize / sizeof(uint32_t);
 193     int i, j, count;
 194     uint32_t *p = prop;
 195
 196     for (i = 0; i < PPC_PAGE_SIZES_MAX_SZ; i++) {
 197         struct ppc_one_seg_page_size *sps = &env->sps.sps[i];
 198
 199         if (!sps->page_shift) {
 200             break;
 201         }
 202         for (count = 0; count < PPC_PAGE_SIZES_MAX_SZ; count++) {
 203             if (sps->enc[count].page_shift == 0) {
 204                 break;
 205             }
 206         }
 207         if ((p - prop) >= (maxcells - 3 - count * 2)) {
 208             break;
 209         }
 210         *(p++) = cpu_to_be32(sps->page_shift);
 211         *(p++) = cpu_to_be32(sps->slb_enc);
 212         *(p++) = cpu_to_be32(count);
 213         for (j = 0; j < count; j++) {
 214             *(p++) = cpu_to_be32(sps->enc[j].page_shift);
 215             *(p++) = cpu_to_be32(sps->enc[j].pte_enc);
 216         }
 217     }
 218
 219     return (p - prop) * sizeof(uint32_t);
 220 }
 221
 222 #define _FDT(exp) \
 223     do { \
 224         int ret = (exp);                                           \
 225         if (ret < 0) {                                             \
 226             fprintf(stderr, "qemu: error creating device tree: %s: %s\n", \
 227                     #exp, fdt_strerror(ret));                      \
 228             exit(1);                                               \
 229         }                                                          \
 230     } while (0)
 231
 232
 233 static void *spapr_create_fdt_skel(const char *cpu_model,
 234                                    hwaddr initrd_base,
 235                                    hwaddr initrd_size,
 236                                    hwaddr kernel_size,
 237                                    const char *boot_device,
 238                                    const char *kernel_cmdline,
 239                                    uint32_t epow_irq)
 240 {
 241     void *fdt;
 242     CPUPPCState *env;
 243     uint32_t start_prop = cpu_to_be32(initrd_base);
 244     uint32_t end_prop = cpu_to_be32(initrd_base + initrd_size);
 245     char hypertas_prop[] = "hcall-pft\0hcall-term\0hcall-dabr\0hcall-interrupt"
 246         "\0hcall-tce\0hcall-vio\0hcall-splpar\0hcall-bulk";
 247     char qemu_hypertas_prop[] = "hcall-memop1";
 248     uint32_t refpoints[] = {cpu_to_be32(0x4), cpu_to_be32(0x4)};
 249     uint32_t interrupt_server_ranges_prop[] = {0, cpu_to_be32(smp_cpus)};
 250     char *modelname;
 251     int i, smt = kvmppc_smt_threads();
 252     unsigned char vec5[] = {0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x80};
 253
 254     fdt = g_malloc0(FDT_MAX_SIZE);
 255     _FDT((fdt_create(fdt, FDT_MAX_SIZE)));
 256
 257     if (kernel_size) {
 258         _FDT((fdt_add_reservemap_entry(fdt, KERNEL_LOAD_ADDR, kernel_size)));
 259     }
 260     if (initrd_size) {
 261         _FDT((fdt_add_reservemap_entry(fdt, initrd_base, initrd_size)));
 262     }
 263     _FDT((fdt_finish_reservemap(fdt)));
 264
 265     /* Root node */
 266     _FDT((fdt_begin_node(fdt, "")));
 267     _FDT((fdt_property_string(fdt, "device_type", "chrp")));
 268     _FDT((fdt_property_string(fdt, "model", "IBM pSeries (emulated by qemu)")));
 269
 270     _FDT((fdt_property_cell(fdt, "#address-cells", 0x2)));
 271     _FDT((fdt_property_cell(fdt, "#size-cells", 0x2)));
 272
 273     /* /chosen */
 274     _FDT((fdt_begin_node(fdt, "chosen")));
 275
 276     /* Set Form1_affinity */
 277     _FDT((fdt_property(fdt, "ibm,architecture-vec-5", vec5, sizeof(vec5))));
 278
 279     _FDT((fdt_property_string(fdt, "bootargs", kernel_cmdline)));
 280     _FDT((fdt_property(fdt, "linux,initrd-start",
 281                        &start_prop, sizeof(start_prop))));
 282     _FDT((fdt_property(fdt, "linux,initrd-end",
 283                        &end_prop, sizeof(end_prop))));
 284     if (kernel_size) {
 285         uint64_t kprop[2] = { cpu_to_be64(KERNEL_LOAD_ADDR),
 286                               cpu_to_be64(kernel_size) };
 287
 288         _FDT((fdt_property(fdt, "qemu,boot-kernel", &kprop, sizeof(kprop))));
 289     }
 290     _FDT((fdt_property_string(fdt, "qemu,boot-device", boot_device)));
 291     _FDT((fdt_property_cell(fdt, "qemu,graphic-width", graphic_width)));
 292     _FDT((fdt_property_cell(fdt, "qemu,graphic-height", graphic_height)));
 293     _FDT((fdt_property_cell(fdt, "qemu,graphic-depth", graphic_depth)));
 294
 295     _FDT((fdt_end_node(fdt)));
 296
 297     /* cpus */
 298     _FDT((fdt_begin_node(fdt, "cpus")));
 299
 300     _FDT((fdt_property_cell(fdt, "#address-cells", 0x1)));
 301     _FDT((fdt_property_cell(fdt, "#size-cells", 0x0)));
 302
 303     modelname = g_strdup(cpu_model);
 304
 305     for (i = 0; i < strlen(modelname); i++) {
 306         modelname[i] = toupper(modelname[i]);
 307     }
 308
 309     /* This is needed during FDT finalization */
 310     spapr->cpu_model = g_strdup(modelname);
 311
 312     for (env = first_cpu; env != NULL; env = env->next_cpu) {
 313         int index = env->cpu_index;
 314         uint32_t servers_prop[smp_threads];
 315         uint32_t gservers_prop[smp_threads * 2];
 316         char *nodename;
 317         uint32_t segs[] = {cpu_to_be32(28), cpu_to_be32(40),
 318                            0xffffffff, 0xffffffff};
 319         uint32_t tbfreq = kvm_enabled() ? kvmppc_get_tbfreq() : TIMEBASE_FREQ;
 320         uint32_t cpufreq = kvm_enabled() ? kvmppc_get_clockfreq() : 1000000000;
 321         uint32_t page_sizes_prop[64];
 322         size_t page_sizes_prop_size;
 323
 324         if ((index % smt) != 0) {
 325             continue;
 326         }
 327
 328         if (asprintf(&nodename, "%s@%x", modelname, index) < 0) {
 329             fprintf(stderr, "Allocation failure\n");
 330             exit(1);
 331         }
 332
 333         _FDT((fdt_begin_node(fdt, nodename)));
 334
 335         free(nodename);
 336
 337         _FDT((fdt_property_cell(fdt, "reg", index)));
 338         _FDT((fdt_property_string(fdt, "device_type", "cpu")));
 339
 340         _FDT((fdt_property_cell(fdt, "cpu-version", env->spr[SPR_PVR])));
 341         _FDT((fdt_property_cell(fdt, "dcache-block-size",
 342                                 env->dcache_line_size)));
 343         _FDT((fdt_property_cell(fdt, "icache-block-size",
 344                                 env->icache_line_size)));
 345         _FDT((fdt_property_cell(fdt, "timebase-frequency", tbfreq)));
 346         _FDT((fdt_property_cell(fdt, "clock-frequency", cpufreq)));
 347         _FDT((fdt_property_cell(fdt, "ibm,slb-size", env->slb_nr)));
 348         _FDT((fdt_property_string(fdt, "status", "okay")));
 349         _FDT((fdt_property(fdt, "64-bit", NULL, 0)));
 350
 351         /* Build interrupt servers and gservers properties */
 352         for (i = 0; i < smp_threads; i++) {
 353             servers_prop[i] = cpu_to_be32(index + i);
 354             /* Hack, direct the group queues back to cpu 0 */
 355             gservers_prop[i*2] = cpu_to_be32(index + i);
 356             gservers_prop[i*2 + 1] = 0;
 357         }
 358         _FDT((fdt_property(fdt, "ibm,ppc-interrupt-server#s",
 359                            servers_prop, sizeof(servers_prop))));
 360         _FDT((fdt_property(fdt, "ibm,ppc-interrupt-gserver#s",
 361                            gservers_prop, sizeof(gservers_prop))));
 362
 363         if (env->mmu_model & POWERPC_MMU_1TSEG) {
 364             _FDT((fdt_property(fdt, "ibm,processor-segment-sizes",
 365                                segs, sizeof(segs))));
 366         }
 367
 368         /* Advertise VMX/VSX (vector extensions) if available
 369          *   0 / no property == no vector extensions
 370          *   1               == VMX / Altivec available
 371          *   2               == VSX available */
 372         if (env->insns_flags & PPC_ALTIVEC) {
 373             uint32_t vmx = (env->insns_flags2 & PPC2_VSX) ? 2 : 1;
 374
 375             _FDT((fdt_property_cell(fdt, "ibm,vmx", vmx)));
 376         }
 377
 378         /* Advertise DFP (Decimal Floating Point) if available
 379          *   0 / no property == no DFP
 380          *   1               == DFP available */
 381         if (env->insns_flags2 & PPC2_DFP) {
 382             _FDT((fdt_property_cell(fdt, "ibm,dfp", 1)));
 383         }
 384
 385         page_sizes_prop_size = create_page_sizes_prop(env, page_sizes_prop,
 386                                                       sizeof(page_sizes_prop));
 387         if (page_sizes_prop_size) {
 388             _FDT((fdt_property(fdt, "ibm,segment-page-sizes",
 389                                page_sizes_prop, page_sizes_prop_size)));
 390         }
 391
 392         _FDT((fdt_end_node(fdt)));
 393     }
 394
 395     g_free(modelname);
 396
 397     _FDT((fdt_end_node(fdt)));
 398
 399     /* RTAS */
 400     _FDT((fdt_begin_node(fdt, "rtas")));
 401
 402     _FDT((fdt_property(fdt, "ibm,hypertas-functions", hypertas_prop,
 403                        sizeof(hypertas_prop))));
 404     _FDT((fdt_property(fdt, "qemu,hypertas-functions", qemu_hypertas_prop,
 405                        sizeof(qemu_hypertas_prop))));
 406
 407     _FDT((fdt_property(fdt, "ibm,associativity-reference-points",
 408         refpoints, sizeof(refpoints))));
 409
 410     _FDT((fdt_property_cell(fdt, "rtas-error-log-max", RTAS_ERROR_LOG_MAX)));
 411
 412     _FDT((fdt_end_node(fdt)));
 413
 414     /* interrupt controller */
 415     _FDT((fdt_begin_node(fdt, "interrupt-controller")));
 416
 417     _FDT((fdt_property_string(fdt, "device_type",
 418                               "PowerPC-External-Interrupt-Presentation")));
 419     _FDT((fdt_property_string(fdt, "compatible", "IBM,ppc-xicp")));
 420     _FDT((fdt_property(fdt, "interrupt-controller", NULL, 0)));
 421     _FDT((fdt_property(fdt, "ibm,interrupt-server-ranges",
 422                        interrupt_server_ranges_prop,
 423                        sizeof(interrupt_server_ranges_prop))));
 424     _FDT((fdt_property_cell(fdt, "#interrupt-cells", 2)));
 425     _FDT((fdt_property_cell(fdt, "linux,phandle", PHANDLE_XICP)));
 426     _FDT((fdt_property_cell(fdt, "phandle", PHANDLE_XICP)));
 427
 428     _FDT((fdt_end_node(fdt)));
 429
 430     /* vdevice */
 431     _FDT((fdt_begin_node(fdt, "vdevice")));
 432
 433     _FDT((fdt_property_string(fdt, "device_type", "vdevice")));
 434     _FDT((fdt_property_string(fdt, "compatible", "IBM,vdevice")));
 435     _FDT((fdt_property_cell(fdt, "#address-cells", 0x1)));
 436     _FDT((fdt_property_cell(fdt, "#size-cells", 0x0)));
 437     _FDT((fdt_property_cell(fdt, "#interrupt-cells", 0x2)));
 438     _FDT((fdt_property(fdt, "interrupt-controller", NULL, 0)));
 439
 440     _FDT((fdt_end_node(fdt)));
 441
 442     /* event-sources */
 443     spapr_events_fdt_skel(fdt, epow_irq);
 444
 445     _FDT((fdt_end_node(fdt))); /* close root node */
 446     _FDT((fdt_finish(fdt)));
 447
 448     return fdt;
 449 }
 450
 451 static int spapr_populate_memory(sPAPREnvironment *spapr, void *fdt)
 452 {
 453     uint32_t associativity[] = {cpu_to_be32(0x4), cpu_to_be32(0x0),
 454                                 cpu_to_be32(0x0), cpu_to_be32(0x0),
 455                                 cpu_to_be32(0x0)};
 456     char mem_name[32];
 457     hwaddr node0_size, mem_start;
 458     uint64_t mem_reg_property[2];
 459     int i, off;
 460
 461     /* memory node(s) */
 462     node0_size = (nb_numa_nodes > 1) ? node_mem[0] : ram_size;
 463     if (spapr->rma_size > node0_size) {
 464         spapr->rma_size = node0_size;
 465     }
 466
 467     /* RMA */
 468     mem_reg_property[0] = 0;
 469     mem_reg_property[1] = cpu_to_be64(spapr->rma_size);
 470     off = fdt_add_subnode(fdt, 0, "memory@0");
 471     _FDT(off);
 472     _FDT((fdt_setprop_string(fdt, off, "device_type", "memory")));
 473     _FDT((fdt_setprop(fdt, off, "reg", mem_reg_property,
 474                       sizeof(mem_reg_property))));
 475     _FDT((fdt_setprop(fdt, off, "ibm,associativity", associativity,
 476                       sizeof(associativity))));
 477
 478     /* RAM: Node 0 */
 479     if (node0_size > spapr->rma_size) {
 480         mem_reg_property[0] = cpu_to_be64(spapr->rma_size);
 481         mem_reg_property[1] = cpu_to_be64(node0_size - spapr->rma_size);
 482
 483         sprintf(mem_name, "memory@" TARGET_FMT_lx, spapr->rma_size);
 484         off = fdt_add_subnode(fdt, 0, mem_name);
 485         _FDT(off);
 486         _FDT((fdt_setprop_string(fdt, off, "device_type", "memory")));
 487         _FDT((fdt_setprop(fdt, off, "reg", mem_reg_property,
 488                           sizeof(mem_reg_property))));
 489         _FDT((fdt_setprop(fdt, off, "ibm,associativity", associativity,
 490                           sizeof(associativity))));
 491     }
 492
 493     /* RAM: Node 1 and beyond */
 494     mem_start = node0_size;
 495     for (i = 1; i < nb_numa_nodes; i++) {
 496         mem_reg_property[0] = cpu_to_be64(mem_start);
 497         mem_reg_property[1] = cpu_to_be64(node_mem[i]);
 498         associativity[3] = associativity[4] = cpu_to_be32(i);
 499         sprintf(mem_name, "memory@" TARGET_FMT_lx, mem_start);
 500         off = fdt_add_subnode(fdt, 0, mem_name);
 501         _FDT(off);
 502         _FDT((fdt_setprop_string(fdt, off, "device_type", "memory")));
 503         _FDT((fdt_setprop(fdt, off, "reg", mem_reg_property,
 504                           sizeof(mem_reg_property))));
 505         _FDT((fdt_setprop(fdt, off, "ibm,associativity", associativity,
 506                           sizeof(associativity))));
 507         mem_start += node_mem[i];
 508     }
 509
 510     return 0;
 511 }
 512
 513 static void spapr_finalize_fdt(sPAPREnvironment *spapr,
 514                                hwaddr fdt_addr,
 515                                hwaddr rtas_addr,
 516                                hwaddr rtas_size)
 517 {
 518     int ret;
 519     void *fdt;
 520     sPAPRPHBState *phb;
 521
 522     fdt = g_malloc(FDT_MAX_SIZE);
 523
 524     /* open out the base tree into a temp buffer for the final tweaks */
 525     _FDT((fdt_open_into(spapr->fdt_skel, fdt, FDT_MAX_SIZE)));
 526
 527     ret = spapr_populate_memory(spapr, fdt);
 528     if (ret < 0) {
 529         fprintf(stderr, "couldn't setup memory nodes in fdt\n");
 530         exit(1);
 531     }
 532
 533     ret = spapr_populate_vdevice(spapr->vio_bus, fdt);
 534     if (ret < 0) {
 535         fprintf(stderr, "couldn't setup vio devices in fdt\n");
 536         exit(1);
 537     }
 538
 539     QLIST_FOREACH(phb, &spapr->phbs, list) {
 540         ret = spapr_populate_pci_dt(phb, PHANDLE_XICP, fdt);
 541     }
 542
 543     if (ret < 0) {
 544         fprintf(stderr, "couldn't setup PCI devices in fdt\n");
 545         exit(1);
 546     }
 547
 548     /* RTAS */
 549     ret = spapr_rtas_device_tree_setup(fdt, rtas_addr, rtas_size);
 550     if (ret < 0) {
 551         fprintf(stderr, "Couldn't set up RTAS device tree properties\n");
 552     }
 553
 554     /* Advertise NUMA via ibm,associativity */
 555     ret = spapr_fixup_cpu_dt(fdt, spapr);
 556     if (ret < 0) {
 557         fprintf(stderr, "Couldn't finalize CPU device tree properties\n");
 558     }
 559
 560     if (!spapr->has_graphics) {
 561         spapr_populate_chosen_stdout(fdt, spapr->vio_bus);
 562     }
 563
 564     _FDT((fdt_pack(fdt)));
 565
 566     if (fdt_totalsize(fdt) > FDT_MAX_SIZE) {
 567         hw_error("FDT too big ! 0x%x bytes (max is 0x%x)\n",
 568                  fdt_totalsize(fdt), FDT_MAX_SIZE);
 569         exit(1);
 570     }
 571
 572     cpu_physical_memory_write(fdt_addr, fdt, fdt_totalsize(fdt));
 573
 574     g_free(fdt);
 575 }
 576
 577 static uint64_t translate_kernel_address(void *opaque, uint64_t addr)
 578 {
 579     return (addr & 0x0fffffff) + KERNEL_LOAD_ADDR;
 580 }
 581
 582 static void emulate_spapr_hypercall(PowerPCCPU *cpu)
 583 {
 584     CPUPPCState *env = &cpu->env;
 585
 586     if (msr_pr) {
 587         hcall_dprintf("Hypercall made with MSR[PR]=1\n");
 588         env->gpr[3] = H_PRIVILEGE;
 589     } else {
 590         env->gpr[3] = spapr_hypercall(cpu, env->gpr[3], &env->gpr[4]);
 591     }
 592 }
 593
 594 static void spapr_reset_htab(sPAPREnvironment *spapr)
 595 {
 596     long shift;
 597
 598     /* allocate hash page table.  For now we always make this 16mb,
 599      * later we should probably make it scale to the size of guest
 600      * RAM */
 601
 602     shift = kvmppc_reset_htab(spapr->htab_shift);
 603
 604     if (shift > 0) {
 605         /* Kernel handles htab, we don't need to allocate one */
 606         spapr->htab_shift = shift;
 607     } else {
 608         if (!spapr->htab) {
 609             /* Allocate an htab if we don't yet have one */
 610             spapr->htab = qemu_memalign(HTAB_SIZE(spapr), HTAB_SIZE(spapr));
 611         }
 612
 613         /* And clear it */
 614         memset(spapr->htab, 0, HTAB_SIZE(spapr));
 615     }
 616
 617     /* Update the RMA size if necessary */
 618     if (spapr->vrma_adjust) {
 619         spapr->rma_size = kvmppc_rma_size(ram_size, spapr->htab_shift);
 620     }
 621 }
 622
 623 static void ppc_spapr_reset(void)
 624 {
 625     /* Reset the hash table & recalc the RMA */
 626     spapr_reset_htab(spapr);
 627
 628     qemu_devices_reset();
 629
 630     /* Load the fdt */
 631     spapr_finalize_fdt(spapr, spapr->fdt_addr, spapr->rtas_addr,
 632                        spapr->rtas_size);
 633
 634     /* Set up the entry state */
 635     first_cpu->gpr[3] = spapr->fdt_addr;
 636     first_cpu->gpr[5] = 0;
 637     first_cpu->halted = 0;
 638     first_cpu->nip = spapr->entry_point;
 639
 640 }
 641
 642 static void spapr_cpu_reset(void *opaque)
 643 {
 644     PowerPCCPU *cpu = opaque;
 645     CPUPPCState *env = &cpu->env;
 646
 647     cpu_reset(CPU(cpu));
 648
 649     /* All CPUs start halted.  CPU0 is unhalted from the machine level
 650      * reset code and the rest are explicitly started up by the guest
 651      * using an RTAS call */
 652     env->halted = 1;
 653
 654     env->spr[SPR_HIOR] = 0;
 655
 656     env->external_htab = spapr->htab;
 657     env->htab_base = -1;
 658     env->htab_mask = HTAB_SIZE(spapr) - 1;
 659     env->spr[SPR_SDR1] = (unsigned long)spapr->htab |
 660         (spapr->htab_shift - 18);
 661 }
 662
 663 static void spapr_create_nvram(sPAPREnvironment *spapr)
 664 {
 665     QemuOpts *machine_opts;
 666     DeviceState *dev;
 667
 668     dev = qdev_create(&spapr->vio_bus->bus, "spapr-nvram");
 669
 670     machine_opts = qemu_opts_find(qemu_find_opts("machine"), 0);
 671     if (machine_opts) {
 672         const char *drivename;
 673
 674         drivename = qemu_opt_get(machine_opts, "nvram");
 675         if (drivename) {
 676             BlockDriverState *bs;
 677
 678             bs = bdrv_find(drivename);
 679             if (!bs) {
 680                 fprintf(stderr, "No such block device \"%s\" for nvram\n",
 681                         drivename);
 682                 exit(1);
 683             }
 684             qdev_prop_set_drive_nofail(dev, "drive", bs);
 685         }
 686     }
 687
 688     qdev_init_nofail(dev);
 689
 690     spapr->nvram = (struct sPAPRNVRAM *)dev;
 691 }
 692
 693 /* Returns whether we want to use VGA or not */
 694 static int spapr_vga_init(PCIBus *pci_bus)
 695 {
 696     switch (vga_interface_type) {
 697     case VGA_NONE:
 698     case VGA_STD:
 699         return pci_vga_init(pci_bus) != NULL;
 700     default:
 701         fprintf(stderr, "This vga model is not supported,"
 702                 "currently it only supports -vga std\n");
 703         exit(0);
 704         break;
 705     }
 706 }
 707
 708 /* pSeries LPAR / sPAPR hardware init */
 709 static void ppc_spapr_init(QEMUMachineInitArgs *args)
 710 {
 711     ram_addr_t ram_size = args->ram_size;
 712     const char *cpu_model = args->cpu_model;
 713     const char *kernel_filename = args->kernel_filename;
 714     const char *kernel_cmdline = args->kernel_cmdline;
 715     const char *initrd_filename = args->initrd_filename;
 716     const char *boot_device = args->boot_device;
 717     PowerPCCPU *cpu;
 718     CPUPPCState *env;
 719     PCIHostState *phb;
 720     int i;
 721     MemoryRegion *sysmem = get_system_memory();
 722     MemoryRegion *ram = g_new(MemoryRegion, 1);
 723     hwaddr rma_alloc_size;
 724     uint32_t initrd_base = 0;
 725     long kernel_size = 0, initrd_size = 0;
 726     long load_limit, rtas_limit, fw_size;
 727     char *filename;
 728
 729     msi_supported = true;
 730
 731     spapr = g_malloc0(sizeof(*spapr));
 732     QLIST_INIT(&spapr->phbs);
 733
 734     cpu_ppc_hypercall = emulate_spapr_hypercall;
 735
 736     /* Allocate RMA if necessary */
 737     rma_alloc_size = kvmppc_alloc_rma("ppc_spapr.rma", sysmem);
 738
 739     if (rma_alloc_size == -1) {
 740         hw_error("qemu: Unable to create RMA\n");
 741         exit(1);
 742     }
 743
 744     if (rma_alloc_size && (rma_alloc_size < ram_size)) {
 745         spapr->rma_size = rma_alloc_size;
 746     } else {
 747         spapr->rma_size = ram_size;
 748
 749         /* With KVM, we don't actually know whether KVM supports an
 750          * unbounded RMA (PR KVM) or is limited by the hash table size
 751          * (HV KVM using VRMA), so we always assume the latter
 752          *
 753          * In that case, we also limit the initial allocations for RTAS
 754          * etc... to 256M since we have no way to know what the VRMA size
 755          * is going to be as it depends on the size of the hash table
 756          * isn't determined yet.
 757          */
 758         if (kvm_enabled()) {
 759             spapr->vrma_adjust = 1;
 760             spapr->rma_size = MIN(spapr->rma_size, 0x10000000);
 761         }
 762     }
 763
 764     /* We place the device tree and RTAS just below either the top of the RMA,
 765      * or just below 2GB, whichever is lowere, so that it can be
 766      * processed with 32-bit real mode code if necessary */
 767     rtas_limit = MIN(spapr->rma_size, 0x80000000);
 768     spapr->rtas_addr = rtas_limit - RTAS_MAX_SIZE;
 769     spapr->fdt_addr = spapr->rtas_addr - FDT_MAX_SIZE;
 770     load_limit = spapr->fdt_addr - FW_OVERHEAD;
 771
 772     /* We aim for a hash table of size 1/128 the size of RAM.  The
 773      * normal rule of thumb is 1/64 the size of RAM, but that's much
 774      * more than needed for the Linux guests we support. */
 775     spapr->htab_shift = 18; /* Minimum architected size */
 776     while (spapr->htab_shift <= 46) {
 777         if ((1ULL << (spapr->htab_shift + 7)) >= ram_size) {
 778             break;
 779         }
 780         spapr->htab_shift++;
 781     }
 782
 783     /* init CPUs */
 784     if (cpu_model == NULL) {
 785         cpu_model = kvm_enabled() ? "host" : "POWER7";
 786     }
 787     for (i = 0; i < smp_cpus; i++) {
 788         cpu = cpu_ppc_init(cpu_model);
 789         if (cpu == NULL) {
 790             fprintf(stderr, "Unable to find PowerPC CPU definition\n");
 791             exit(1);
 792         }
 793         env = &cpu->env;
 794
 795         /* Set time-base frequency to 512 MHz */
 796         cpu_ppc_tb_init(env, TIMEBASE_FREQ);
 797
 798         /* PAPR always has exception vectors in RAM not ROM */
 799         env->hreset_excp_prefix = 0;
 800
 801         /* Tell KVM that we're in PAPR mode */
 802         if (kvm_enabled()) {
 803             kvmppc_set_papr(cpu);
 804         }
 805
 806         qemu_register_reset(spapr_cpu_reset, cpu);
 807     }
 808
 809     /* allocate RAM */
 810     spapr->ram_limit = ram_size;
 811     if (spapr->ram_limit > rma_alloc_size) {
 812         ram_addr_t nonrma_base = rma_alloc_size;
 813         ram_addr_t nonrma_size = spapr->ram_limit - rma_alloc_size;
 814
 815         memory_region_init_ram(ram, "ppc_spapr.ram", nonrma_size);
 816         vmstate_register_ram_global(ram);
 817         memory_region_add_subregion(sysmem, nonrma_base, ram);
 818     }
 819
 820     filename = qemu_find_file(QEMU_FILE_TYPE_BIOS, "spapr-rtas.bin");
 821     spapr->rtas_size = load_image_targphys(filename, spapr->rtas_addr,
 822                                            rtas_limit - spapr->rtas_addr);
 823     if (spapr->rtas_size < 0) {
 824         hw_error("qemu: could not load LPAR rtas '%s'\n", filename);
 825         exit(1);
 826     }
 827     if (spapr->rtas_size > RTAS_MAX_SIZE) {
 828         hw_error("RTAS too big ! 0x%lx bytes (max is 0x%x)\n",
 829                  spapr->rtas_size, RTAS_MAX_SIZE);
 830         exit(1);
 831     }
 832     g_free(filename);
 833
 834
 835     /* Set up Interrupt Controller */
 836     spapr->icp = xics_system_init(XICS_IRQS);
 837     spapr->next_irq = XICS_IRQ_BASE;
 838
 839     /* Set up EPOW events infrastructure */
 840     spapr_events_init(spapr);
 841
 842     /* Set up IOMMU */
 843     spapr_iommu_init();
 844
 845     /* Set up VIO bus */
 846     spapr->vio_bus = spapr_vio_bus_init();
 847
 848     for (i = 0; i < MAX_SERIAL_PORTS; i++) {
 849         if (serial_hds[i]) {
 850             spapr_vty_create(spapr->vio_bus, serial_hds[i]);
 851         }
 852     }
 853
 854     /* We always have at least the nvram device on VIO */
 855     spapr_create_nvram(spapr);
 856
 857     /* Set up PCI */
 858     spapr_pci_rtas_init();
 859
 860     spapr_create_phb(spapr, "pci", SPAPR_PCI_BUID,
 861                      SPAPR_PCI_MEM_WIN_ADDR,
 862                      SPAPR_PCI_MEM_WIN_SIZE,
 863                      SPAPR_PCI_IO_WIN_ADDR,
 864                      SPAPR_PCI_MSI_WIN_ADDR);
 865     phb = PCI_HOST_BRIDGE(QLIST_FIRST(&spapr->phbs));
 866
 867     for (i = 0; i < nb_nics; i++) {
 868         NICInfo *nd = &nd_table[i];
 869
 870         if (!nd->model) {
 871             nd->model = g_strdup("ibmveth");
 872         }
 873
 874         if (strcmp(nd->model, "ibmveth") == 0) {
 875             spapr_vlan_create(spapr->vio_bus, nd);
 876         } else {
 877             pci_nic_init_nofail(&nd_table[i], nd->model, NULL);
 878         }
 879     }
 880
 881     for (i = 0; i <= drive_get_max_bus(IF_SCSI); i++) {
 882         spapr_vscsi_create(spapr->vio_bus);
 883     }
 884
 885     /* Graphics */
 886     if (spapr_vga_init(phb->bus)) {
 887         spapr->has_graphics = true;
 888     }
 889
 890     if (usb_enabled(spapr->has_graphics)) {
 891         pci_create_simple(phb->bus, -1, "pci-ohci");
 892         if (spapr->has_graphics) {
 893             usbdevice_create("keyboard");
 894             usbdevice_create("mouse");
 895         }
 896     }
 897
 898     if (spapr->rma_size < (MIN_RMA_SLOF << 20)) {
 899         fprintf(stderr, "qemu: pSeries SLOF firmware requires >= "
 900                 "%ldM guest RMA (Real Mode Area memory)\n", MIN_RMA_SLOF);
 901         exit(1);
 902     }
 903
 904     if (kernel_filename) {
 905         uint64_t lowaddr = 0;
 906
 907         kernel_size = load_elf(kernel_filename, translate_kernel_address, NULL,
 908                                NULL, &lowaddr, NULL, 1, ELF_MACHINE, 0);
 909         if (kernel_size < 0) {
 910             kernel_size = load_image_targphys(kernel_filename,
 911                                               KERNEL_LOAD_ADDR,
 912                                               load_limit - KERNEL_LOAD_ADDR);
 913         }
 914         if (kernel_size < 0) {
 915             fprintf(stderr, "qemu: could not load kernel '%s'\n",
 916                     kernel_filename);
 917             exit(1);
 918         }
 919
 920         /* load initrd */
 921         if (initrd_filename) {
 922             /* Try to locate the initrd in the gap between the kernel
 923              * and the firmware. Add a bit of space just in case
 924              */
 925             initrd_base = (KERNEL_LOAD_ADDR + kernel_size + 0x1ffff) & ~0xffff;
 926             initrd_size = load_image_targphys(initrd_filename, initrd_base,
 927                                               load_limit - initrd_base);
 928             if (initrd_size < 0) {
 929                 fprintf(stderr, "qemu: could not load initial ram disk '%s'\n",
 930                         initrd_filename);
 931                 exit(1);
 932             }
 933         } else {
 934             initrd_base = 0;
 935             initrd_size = 0;
 936         }
 937     }
 938
 939     filename = qemu_find_file(QEMU_FILE_TYPE_BIOS, FW_FILE_NAME);
 940     fw_size = load_image_targphys(filename, 0, FW_MAX_SIZE);
 941     if (fw_size < 0) {
 942         hw_error("qemu: could not load LPAR rtas '%s'\n", filename);
 943         exit(1);
 944     }
 945     g_free(filename);
 946
 947     spapr->entry_point = 0x100;
 948
 949     /* Prepare the device tree */
 950     spapr->fdt_skel = spapr_create_fdt_skel(cpu_model,
 951                                             initrd_base, initrd_size,
 952                                             kernel_size,
 953                                             boot_device, kernel_cmdline,
 954                                             spapr->epow_irq);
 955     assert(spapr->fdt_skel != NULL);
 956 }
 957
 958 static QEMUMachine spapr_machine = {
 959     .name = "pseries",
 960     .desc = "pSeries Logical Partition (PAPR compliant)",
 961     .init = ppc_spapr_init,
 962     .reset = ppc_spapr_reset,
 963     .block_default_type = IF_SCSI,
 964     .max_cpus = MAX_CPUS,
 965     .no_parallel = 1,
 966 };
 967
 968 static void spapr_machine_init(void)
 969 {
 970     qemu_register_machine(&spapr_machine);
 971 }
 972
 973 machine_init(spapr_machine_init);