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