hw/intc/xics_kvm.c

   1 /*
   2  * QEMU PowerPC pSeries Logical Partition (aka sPAPR) hardware System Emulator
   3  *
   4  * PAPR Virtualized Interrupt System, aka ICS/ICP aka xics, in-kernel emulation
   5  *
   6  * Copyright (c) 2013 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
  28 #include "qemu/osdep.h"
  29 #include "qapi/error.h"
  30 #include "qemu-common.h"
  31 #include "cpu.h"
  32 #include "hw/hw.h"
  33 #include "trace.h"
  34 #include "sysemu/kvm.h"
  35 #include "hw/ppc/spapr.h"
  36 #include "hw/ppc/xics.h"
  37 #include "kvm_ppc.h"
  38 #include "qemu/config-file.h"
  39 #include "qemu/error-report.h"
  40
  41 #include <sys/ioctl.h>
  42
  43 static int kernel_xics_fd = -1;
  44
  45 /*
  46  * ICP-KVM
  47  */
  48 static void icp_get_kvm_state(ICPState *icp)
  49 {
  50     uint64_t state;
  51     struct kvm_one_reg reg = {
  52         .id = KVM_REG_PPC_ICP_STATE,
  53         .addr = (uintptr_t)&state,
  54     };
  55     int ret;
  56
  57     /* ICP for this CPU thread is not in use, exiting */
  58     if (!icp->cs) {
  59         return;
  60     }
  61
  62     ret = kvm_vcpu_ioctl(icp->cs, KVM_GET_ONE_REG, &reg);
  63     if (ret != 0) {
  64         error_report("Unable to retrieve KVM interrupt controller state"
  65                 " for CPU %ld: %s", kvm_arch_vcpu_id(icp->cs), strerror(errno));
  66         exit(1);
  67     }
  68
  69     icp->xirr = state >> KVM_REG_PPC_ICP_XISR_SHIFT;
  70     icp->mfrr = (state >> KVM_REG_PPC_ICP_MFRR_SHIFT)
  71         & KVM_REG_PPC_ICP_MFRR_MASK;
  72     icp->pending_priority = (state >> KVM_REG_PPC_ICP_PPRI_SHIFT)
  73         & KVM_REG_PPC_ICP_PPRI_MASK;
  74 }
  75
  76 static int icp_set_kvm_state(ICPState *icp, int version_id)
  77 {
  78     uint64_t state;
  79     struct kvm_one_reg reg = {
  80         .id = KVM_REG_PPC_ICP_STATE,
  81         .addr = (uintptr_t)&state,
  82     };
  83     int ret;
  84
  85     /* ICP for this CPU thread is not in use, exiting */
  86     if (!icp->cs) {
  87         return 0;
  88     }
  89
  90     state = ((uint64_t)icp->xirr << KVM_REG_PPC_ICP_XISR_SHIFT)
  91         | ((uint64_t)icp->mfrr << KVM_REG_PPC_ICP_MFRR_SHIFT)
  92         | ((uint64_t)icp->pending_priority << KVM_REG_PPC_ICP_PPRI_SHIFT);
  93
  94     ret = kvm_vcpu_ioctl(icp->cs, KVM_SET_ONE_REG, &reg);
  95     if (ret != 0) {
  96         error_report("Unable to restore KVM interrupt controller state (0x%"
  97                 PRIx64 ") for CPU %ld: %s", state, kvm_arch_vcpu_id(icp->cs),
  98                 strerror(errno));
  99         return ret;
 100     }
 101
 102     return 0;
 103 }
 104
 105 static void icp_kvm_reset(DeviceState *dev)
 106 {
 107     ICPState *icp = ICP(dev);
 108
 109     icp->xirr = 0;
 110     icp->pending_priority = 0xff;
 111     icp->mfrr = 0xff;
 112
 113     /* Make all outputs as deasserted only if the CPU thread is in use */
 114     if (icp->output) {
 115         qemu_set_irq(icp->output, 0);
 116     }
 117
 118     icp_set_kvm_state(icp, 1);
 119 }
 120
 121 static void icp_kvm_cpu_setup(ICPState *icp, PowerPCCPU *cpu)
 122 {
 123     CPUState *cs = CPU(cpu);
 124     int ret;
 125
 126     if (kernel_xics_fd == -1) {
 127         abort();
 128     }
 129
 130     /*
 131      * If we are reusing a parked vCPU fd corresponding to the CPU
 132      * which was hot-removed earlier we don't have to renable
 133      * KVM_CAP_IRQ_XICS capability again.
 134      */
 135     if (icp->cap_irq_xics_enabled) {
 136         return;
 137     }
 138
 139     ret = kvm_vcpu_enable_cap(cs, KVM_CAP_IRQ_XICS, 0, kernel_xics_fd,
 140                               kvm_arch_vcpu_id(cs));
 141     if (ret < 0) {
 142         error_report("Unable to connect CPU%ld to kernel XICS: %s",
 143                      kvm_arch_vcpu_id(cs), strerror(errno));
 144         exit(1);
 145     }
 146     icp->cap_irq_xics_enabled = true;
 147 }
 148
 149 static void icp_kvm_class_init(ObjectClass *klass, void *data)
 150 {
 151     DeviceClass *dc = DEVICE_CLASS(klass);
 152     ICPStateClass *icpc = ICP_CLASS(klass);
 153
 154     dc->reset = icp_kvm_reset;
 155     icpc->pre_save = icp_get_kvm_state;
 156     icpc->post_load = icp_set_kvm_state;
 157     icpc->cpu_setup = icp_kvm_cpu_setup;
 158 }
 159
 160 static const TypeInfo icp_kvm_info = {
 161     .name = TYPE_KVM_ICP,
 162     .parent = TYPE_ICP,
 163     .instance_size = sizeof(ICPState),
 164     .class_init = icp_kvm_class_init,
 165     .class_size = sizeof(ICPStateClass),
 166 };
 167
 168 /*
 169  * ICS-KVM
 170  */
 171 static void ics_get_kvm_state(ICSState *ics)
 172 {
 173     uint64_t state;
 174     struct kvm_device_attr attr = {
 175         .flags = 0,
 176         .group = KVM_DEV_XICS_GRP_SOURCES,
 177         .addr = (uint64_t)(uintptr_t)&state,
 178     };
 179     int i;
 180
 181     for (i = 0; i < ics->nr_irqs; i++) {
 182         ICSIRQState *irq = &ics->irqs[i];
 183         int ret;
 184
 185         attr.attr = i + ics->offset;
 186
 187         ret = ioctl(kernel_xics_fd, KVM_GET_DEVICE_ATTR, &attr);
 188         if (ret != 0) {
 189             error_report("Unable to retrieve KVM interrupt controller state"
 190                     " for IRQ %d: %s", i + ics->offset, strerror(errno));
 191             exit(1);
 192         }
 193
 194         irq->server = state & KVM_XICS_DESTINATION_MASK;
 195         irq->saved_priority = (state >> KVM_XICS_PRIORITY_SHIFT)
 196             & KVM_XICS_PRIORITY_MASK;
 197         /*
 198          * To be consistent with the software emulation in xics.c, we
 199          * split out the masked state + priority that we get from the
 200          * kernel into 'current priority' (0xff if masked) and
 201          * 'saved priority' (if masked, this is the priority the
 202          * interrupt had before it was masked).  Masking and unmasking
 203          * are done with the ibm,int-off and ibm,int-on RTAS calls.
 204          */
 205         if (state & KVM_XICS_MASKED) {
 206             irq->priority = 0xff;
 207         } else {
 208             irq->priority = irq->saved_priority;
 209         }
 210
 211         if (state & KVM_XICS_PENDING) {
 212             if (state & KVM_XICS_LEVEL_SENSITIVE) {
 213                 irq->status |= XICS_STATUS_ASSERTED;
 214             } else {
 215                 /*
 216                  * A pending edge-triggered interrupt (or MSI)
 217                  * must have been rejected previously when we
 218                  * first detected it and tried to deliver it,
 219                  * so mark it as pending and previously rejected
 220                  * for consistency with how xics.c works.
 221                  */
 222                 irq->status |= XICS_STATUS_MASKED_PENDING
 223                     | XICS_STATUS_REJECTED;
 224             }
 225         }
 226     }
 227 }
 228
 229 static int ics_set_kvm_state(ICSState *ics, int version_id)
 230 {
 231     uint64_t state;
 232     struct kvm_device_attr attr = {
 233         .flags = 0,
 234         .group = KVM_DEV_XICS_GRP_SOURCES,
 235         .addr = (uint64_t)(uintptr_t)&state,
 236     };
 237     int i;
 238
 239     for (i = 0; i < ics->nr_irqs; i++) {
 240         ICSIRQState *irq = &ics->irqs[i];
 241         int ret;
 242
 243         attr.attr = i + ics->offset;
 244
 245         state = irq->server;
 246         state |= (uint64_t)(irq->saved_priority & KVM_XICS_PRIORITY_MASK)
 247             << KVM_XICS_PRIORITY_SHIFT;
 248         if (irq->priority != irq->saved_priority) {
 249             assert(irq->priority == 0xff);
 250             state |= KVM_XICS_MASKED;
 251         }
 252
 253         if (ics->irqs[i].flags & XICS_FLAGS_IRQ_LSI) {
 254             state |= KVM_XICS_LEVEL_SENSITIVE;
 255             if (irq->status & XICS_STATUS_ASSERTED) {
 256                 state |= KVM_XICS_PENDING;
 257             }
 258         } else {
 259             if (irq->status & XICS_STATUS_MASKED_PENDING) {
 260                 state |= KVM_XICS_PENDING;
 261             }
 262         }
 263
 264         ret = ioctl(kernel_xics_fd, KVM_SET_DEVICE_ATTR, &attr);
 265         if (ret != 0) {
 266             error_report("Unable to restore KVM interrupt controller state"
 267                     " for IRQs %d: %s", i + ics->offset, strerror(errno));
 268             return ret;
 269         }
 270     }
 271
 272     return 0;
 273 }
 274
 275 static void ics_kvm_set_irq(void *opaque, int srcno, int val)
 276 {
 277     ICSState *ics = opaque;
 278     struct kvm_irq_level args;
 279     int rc;
 280
 281     args.irq = srcno + ics->offset;
 282     if (ics->irqs[srcno].flags & XICS_FLAGS_IRQ_MSI) {
 283         if (!val) {
 284             return;
 285         }
 286         args.level = KVM_INTERRUPT_SET;
 287     } else {
 288         args.level = val ? KVM_INTERRUPT_SET_LEVEL : KVM_INTERRUPT_UNSET;
 289     }
 290     rc = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_IRQ_LINE, &args);
 291     if (rc < 0) {
 292         perror("kvm_irq_line");
 293     }
 294 }
 295
 296 static void ics_kvm_reset(DeviceState *dev)
 297 {
 298     ICSState *ics = ICS_SIMPLE(dev);
 299     int i;
 300     uint8_t flags[ics->nr_irqs];
 301
 302     for (i = 0; i < ics->nr_irqs; i++) {
 303         flags[i] = ics->irqs[i].flags;
 304     }
 305
 306     memset(ics->irqs, 0, sizeof(ICSIRQState) * ics->nr_irqs);
 307
 308     for (i = 0; i < ics->nr_irqs; i++) {
 309         ics->irqs[i].priority = 0xff;
 310         ics->irqs[i].saved_priority = 0xff;
 311         ics->irqs[i].flags = flags[i];
 312     }
 313
 314     ics_set_kvm_state(ics, 1);
 315 }
 316
 317 static void ics_kvm_realize(DeviceState *dev, Error **errp)
 318 {
 319     ICSState *ics = ICS_SIMPLE(dev);
 320
 321     if (!ics->nr_irqs) {
 322         error_setg(errp, "Number of interrupts needs to be greater 0");
 323         return;
 324     }
 325     ics->irqs = g_malloc0(ics->nr_irqs * sizeof(ICSIRQState));
 326     ics->qirqs = qemu_allocate_irqs(ics_kvm_set_irq, ics, ics->nr_irqs);
 327 }
 328
 329 static void ics_kvm_class_init(ObjectClass *klass, void *data)
 330 {
 331     DeviceClass *dc = DEVICE_CLASS(klass);
 332     ICSStateClass *icsc = ICS_BASE_CLASS(klass);
 333
 334     icsc->realize = ics_kvm_realize;
 335     dc->reset = ics_kvm_reset;
 336     icsc->pre_save = ics_get_kvm_state;
 337     icsc->post_load = ics_set_kvm_state;
 338 }
 339
 340 static const TypeInfo ics_kvm_info = {
 341     .name = TYPE_ICS_KVM,
 342     .parent = TYPE_ICS_SIMPLE,
 343     .instance_size = sizeof(ICSState),
 344     .class_init = ics_kvm_class_init,
 345 };
 346
 347 /*
 348  * XICS-KVM
 349  */
 350
 351 static void rtas_dummy(PowerPCCPU *cpu, sPAPRMachineState *spapr,
 352                        uint32_t token,
 353                        uint32_t nargs, target_ulong args,
 354                        uint32_t nret, target_ulong rets)
 355 {
 356     error_report("pseries: %s must never be called for in-kernel XICS",
 357                  __func__);
 358 }
 359
 360 int xics_kvm_init(sPAPRMachineState *spapr, Error **errp)
 361 {
 362     int rc;
 363     struct kvm_create_device xics_create_device = {
 364         .type = KVM_DEV_TYPE_XICS,
 365         .flags = 0,
 366     };
 367
 368     if (!kvm_enabled() || !kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_IRQ_XICS)) {
 369         error_setg(errp,
 370                    "KVM and IRQ_XICS capability must be present for in-kernel XICS");
 371         goto fail;
 372     }
 373
 374     spapr_rtas_register(RTAS_IBM_SET_XIVE, "ibm,set-xive", rtas_dummy);
 375     spapr_rtas_register(RTAS_IBM_GET_XIVE, "ibm,get-xive", rtas_dummy);
 376     spapr_rtas_register(RTAS_IBM_INT_OFF, "ibm,int-off", rtas_dummy);
 377     spapr_rtas_register(RTAS_IBM_INT_ON, "ibm,int-on", rtas_dummy);
 378
 379     rc = kvmppc_define_rtas_kernel_token(RTAS_IBM_SET_XIVE, "ibm,set-xive");
 380     if (rc < 0) {
 381         error_setg(errp, "kvmppc_define_rtas_kernel_token: ibm,set-xive");
 382         goto fail;
 383     }
 384
 385     rc = kvmppc_define_rtas_kernel_token(RTAS_IBM_GET_XIVE, "ibm,get-xive");
 386     if (rc < 0) {
 387         error_setg(errp, "kvmppc_define_rtas_kernel_token: ibm,get-xive");
 388         goto fail;
 389     }
 390
 391     rc = kvmppc_define_rtas_kernel_token(RTAS_IBM_INT_ON, "ibm,int-on");
 392     if (rc < 0) {
 393         error_setg(errp, "kvmppc_define_rtas_kernel_token: ibm,int-on");
 394         goto fail;
 395     }
 396
 397     rc = kvmppc_define_rtas_kernel_token(RTAS_IBM_INT_OFF, "ibm,int-off");
 398     if (rc < 0) {
 399         error_setg(errp, "kvmppc_define_rtas_kernel_token: ibm,int-off");
 400         goto fail;
 401     }
 402
 403     /* Create the kernel ICP */
 404     rc = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_CREATE_DEVICE, &xics_create_device);
 405     if (rc < 0) {
 406         error_setg_errno(errp, -rc, "Error on KVM_CREATE_DEVICE for XICS");
 407         goto fail;
 408     }
 409
 410     kernel_xics_fd = xics_create_device.fd;
 411
 412     kvm_kernel_irqchip = true;
 413     kvm_msi_via_irqfd_allowed = true;
 414     kvm_gsi_direct_mapping = true;
 415
 416     return rc;
 417
 418 fail:
 419     kvmppc_define_rtas_kernel_token(0, "ibm,set-xive");
 420     kvmppc_define_rtas_kernel_token(0, "ibm,get-xive");
 421     kvmppc_define_rtas_kernel_token(0, "ibm,int-on");
 422     kvmppc_define_rtas_kernel_token(0, "ibm,int-off");
 423     return -1;
 424 }
 425
 426 static void xics_kvm_register_types(void)
 427 {
 428     type_register_static(&ics_kvm_info);
 429     type_register_static(&icp_kvm_info);
 430 }
 431
 432 type_init(xics_kvm_register_types)