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