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(void *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_realize(DeviceState *dev, Error **errp)
 150 {
 151     qemu_register_reset(icp_kvm_reset, dev);
 152 }
 153
 154 static void icp_kvm_class_init(ObjectClass *klass, void *data)
 155 {
 156     DeviceClass *dc = DEVICE_CLASS(klass);
 157     ICPStateClass *icpc = ICP_CLASS(klass);
 158
 159     dc->realize = icp_kvm_realize;
 160     icpc->pre_save = icp_get_kvm_state;
 161     icpc->post_load = icp_set_kvm_state;
 162     icpc->cpu_setup = icp_kvm_cpu_setup;
 163 }
 164
 165 static const TypeInfo icp_kvm_info = {
 166     .name = TYPE_KVM_ICP,
 167     .parent = TYPE_ICP,
 168     .instance_size = sizeof(ICPState),
 169     .class_init = icp_kvm_class_init,
 170     .class_size = sizeof(ICPStateClass),
 171 };
 172
 173 /*
 174  * ICS-KVM
 175  */
 176 static void ics_get_kvm_state(ICSState *ics)
 177 {
 178     uint64_t state;
 179     struct kvm_device_attr attr = {
 180         .flags = 0,
 181         .group = KVM_DEV_XICS_GRP_SOURCES,
 182         .addr = (uint64_t)(uintptr_t)&state,
 183     };
 184     int i;
 185
 186     for (i = 0; i < ics->nr_irqs; i++) {
 187         ICSIRQState *irq = &ics->irqs[i];
 188         int ret;
 189
 190         attr.attr = i + ics->offset;
 191
 192         ret = ioctl(kernel_xics_fd, KVM_GET_DEVICE_ATTR, &attr);
 193         if (ret != 0) {
 194             error_report("Unable to retrieve KVM interrupt controller state"
 195                     " for IRQ %d: %s", i + ics->offset, strerror(errno));
 196             exit(1);
 197         }
 198
 199         irq->server = state & KVM_XICS_DESTINATION_MASK;
 200         irq->saved_priority = (state >> KVM_XICS_PRIORITY_SHIFT)
 201             & KVM_XICS_PRIORITY_MASK;
 202         /*
 203          * To be consistent with the software emulation in xics.c, we
 204          * split out the masked state + priority that we get from the
 205          * kernel into 'current priority' (0xff if masked) and
 206          * 'saved priority' (if masked, this is the priority the
 207          * interrupt had before it was masked).  Masking and unmasking
 208          * are done with the ibm,int-off and ibm,int-on RTAS calls.
 209          */
 210         if (state & KVM_XICS_MASKED) {
 211             irq->priority = 0xff;
 212         } else {
 213             irq->priority = irq->saved_priority;
 214         }
 215
 216         irq->status = 0;
 217         if (state & KVM_XICS_PENDING) {
 218             if (state & KVM_XICS_LEVEL_SENSITIVE) {
 219                 irq->status |= XICS_STATUS_ASSERTED;
 220             } else {
 221                 /*
 222                  * A pending edge-triggered interrupt (or MSI)
 223                  * must have been rejected previously when we
 224                  * first detected it and tried to deliver it,
 225                  * so mark it as pending and previously rejected
 226                  * for consistency with how xics.c works.
 227                  */
 228                 irq->status |= XICS_STATUS_MASKED_PENDING
 229                     | XICS_STATUS_REJECTED;
 230             }
 231         }
 232         if (state & KVM_XICS_PRESENTED) {
 233                 irq->status |= XICS_STATUS_PRESENTED;
 234         }
 235         if (state & KVM_XICS_QUEUED) {
 236                 irq->status |= XICS_STATUS_QUEUED;
 237         }
 238     }
 239 }
 240
 241 static int ics_set_kvm_state(ICSState *ics, int version_id)
 242 {
 243     uint64_t state;
 244     struct kvm_device_attr attr = {
 245         .flags = 0,
 246         .group = KVM_DEV_XICS_GRP_SOURCES,
 247         .addr = (uint64_t)(uintptr_t)&state,
 248     };
 249     int i;
 250
 251     for (i = 0; i < ics->nr_irqs; i++) {
 252         ICSIRQState *irq = &ics->irqs[i];
 253         int ret;
 254
 255         attr.attr = i + ics->offset;
 256
 257         state = irq->server;
 258         state |= (uint64_t)(irq->saved_priority & KVM_XICS_PRIORITY_MASK)
 259             << KVM_XICS_PRIORITY_SHIFT;
 260         if (irq->priority != irq->saved_priority) {
 261             assert(irq->priority == 0xff);
 262             state |= KVM_XICS_MASKED;
 263         }
 264
 265         if (ics->irqs[i].flags & XICS_FLAGS_IRQ_LSI) {
 266             state |= KVM_XICS_LEVEL_SENSITIVE;
 267             if (irq->status & XICS_STATUS_ASSERTED) {
 268                 state |= KVM_XICS_PENDING;
 269             }
 270         } else {
 271             if (irq->status & XICS_STATUS_MASKED_PENDING) {
 272                 state |= KVM_XICS_PENDING;
 273             }
 274         }
 275         if (irq->status & XICS_STATUS_PRESENTED) {
 276                 state |= KVM_XICS_PRESENTED;
 277         }
 278         if (irq->status & XICS_STATUS_QUEUED) {
 279                 state |= KVM_XICS_QUEUED;
 280         }
 281
 282         ret = ioctl(kernel_xics_fd, KVM_SET_DEVICE_ATTR, &attr);
 283         if (ret != 0) {
 284             error_report("Unable to restore KVM interrupt controller state"
 285                     " for IRQs %d: %s", i + ics->offset, strerror(errno));
 286             return ret;
 287         }
 288     }
 289
 290     return 0;
 291 }
 292
 293 static void ics_kvm_set_irq(void *opaque, int srcno, int val)
 294 {
 295     ICSState *ics = opaque;
 296     struct kvm_irq_level args;
 297     int rc;
 298
 299     args.irq = srcno + ics->offset;
 300     if (ics->irqs[srcno].flags & XICS_FLAGS_IRQ_MSI) {
 301         if (!val) {
 302             return;
 303         }
 304         args.level = KVM_INTERRUPT_SET;
 305     } else {
 306         args.level = val ? KVM_INTERRUPT_SET_LEVEL : KVM_INTERRUPT_UNSET;
 307     }
 308     rc = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_IRQ_LINE, &args);
 309     if (rc < 0) {
 310         perror("kvm_irq_line");
 311     }
 312 }
 313
 314 static void ics_kvm_reset(void *dev)
 315 {
 316     ICSState *ics = ICS_SIMPLE(dev);
 317     int i;
 318     uint8_t flags[ics->nr_irqs];
 319
 320     for (i = 0; i < ics->nr_irqs; i++) {
 321         flags[i] = ics->irqs[i].flags;
 322     }
 323
 324     memset(ics->irqs, 0, sizeof(ICSIRQState) * ics->nr_irqs);
 325
 326     for (i = 0; i < ics->nr_irqs; i++) {
 327         ics->irqs[i].priority = 0xff;
 328         ics->irqs[i].saved_priority = 0xff;
 329         ics->irqs[i].flags = flags[i];
 330     }
 331
 332     ics_set_kvm_state(ics, 1);
 333 }
 334
 335 static void ics_kvm_realize(DeviceState *dev, Error **errp)
 336 {
 337     ICSState *ics = ICS_SIMPLE(dev);
 338
 339     if (!ics->nr_irqs) {
 340         error_setg(errp, "Number of interrupts needs to be greater 0");
 341         return;
 342     }
 343     ics->irqs = g_malloc0(ics->nr_irqs * sizeof(ICSIRQState));
 344     ics->qirqs = qemu_allocate_irqs(ics_kvm_set_irq, ics, ics->nr_irqs);
 345
 346     qemu_register_reset(ics_kvm_reset, dev);
 347 }
 348
 349 static void ics_kvm_class_init(ObjectClass *klass, void *data)
 350 {
 351     ICSStateClass *icsc = ICS_BASE_CLASS(klass);
 352
 353     icsc->realize = ics_kvm_realize;
 354     icsc->pre_save = ics_get_kvm_state;
 355     icsc->post_load = ics_set_kvm_state;
 356 }
 357
 358 static const TypeInfo ics_kvm_info = {
 359     .name = TYPE_ICS_KVM,
 360     .parent = TYPE_ICS_SIMPLE,
 361     .instance_size = sizeof(ICSState),
 362     .class_init = ics_kvm_class_init,
 363 };
 364
 365 /*
 366  * XICS-KVM
 367  */
 368
 369 static void rtas_dummy(PowerPCCPU *cpu, sPAPRMachineState *spapr,
 370                        uint32_t token,
 371                        uint32_t nargs, target_ulong args,
 372                        uint32_t nret, target_ulong rets)
 373 {
 374     error_report("pseries: %s must never be called for in-kernel XICS",
 375                  __func__);
 376 }
 377
 378 int xics_kvm_init(sPAPRMachineState *spapr, Error **errp)
 379 {
 380     int rc;
 381     struct kvm_create_device xics_create_device = {
 382         .type = KVM_DEV_TYPE_XICS,
 383         .flags = 0,
 384     };
 385
 386     if (!kvm_enabled() || !kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_IRQ_XICS)) {
 387         error_setg(errp,
 388                    "KVM and IRQ_XICS capability must be present for in-kernel XICS");
 389         goto fail;
 390     }
 391
 392     spapr_rtas_register(RTAS_IBM_SET_XIVE, "ibm,set-xive", rtas_dummy);
 393     spapr_rtas_register(RTAS_IBM_GET_XIVE, "ibm,get-xive", rtas_dummy);
 394     spapr_rtas_register(RTAS_IBM_INT_OFF, "ibm,int-off", rtas_dummy);
 395     spapr_rtas_register(RTAS_IBM_INT_ON, "ibm,int-on", rtas_dummy);
 396
 397     rc = kvmppc_define_rtas_kernel_token(RTAS_IBM_SET_XIVE, "ibm,set-xive");
 398     if (rc < 0) {
 399         error_setg(errp, "kvmppc_define_rtas_kernel_token: ibm,set-xive");
 400         goto fail;
 401     }
 402
 403     rc = kvmppc_define_rtas_kernel_token(RTAS_IBM_GET_XIVE, "ibm,get-xive");
 404     if (rc < 0) {
 405         error_setg(errp, "kvmppc_define_rtas_kernel_token: ibm,get-xive");
 406         goto fail;
 407     }
 408
 409     rc = kvmppc_define_rtas_kernel_token(RTAS_IBM_INT_ON, "ibm,int-on");
 410     if (rc < 0) {
 411         error_setg(errp, "kvmppc_define_rtas_kernel_token: ibm,int-on");
 412         goto fail;
 413     }
 414
 415     rc = kvmppc_define_rtas_kernel_token(RTAS_IBM_INT_OFF, "ibm,int-off");
 416     if (rc < 0) {
 417         error_setg(errp, "kvmppc_define_rtas_kernel_token: ibm,int-off");
 418         goto fail;
 419     }
 420
 421     /* Create the kernel ICP */
 422     rc = kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_CREATE_DEVICE, &xics_create_device);
 423     if (rc < 0) {
 424         error_setg_errno(errp, -rc, "Error on KVM_CREATE_DEVICE for XICS");
 425         goto fail;
 426     }
 427
 428     kernel_xics_fd = xics_create_device.fd;
 429
 430     kvm_kernel_irqchip = true;
 431     kvm_msi_via_irqfd_allowed = true;
 432     kvm_gsi_direct_mapping = true;
 433
 434     return rc;
 435
 436 fail:
 437     kvmppc_define_rtas_kernel_token(0, "ibm,set-xive");
 438     kvmppc_define_rtas_kernel_token(0, "ibm,get-xive");
 439     kvmppc_define_rtas_kernel_token(0, "ibm,int-on");
 440     kvmppc_define_rtas_kernel_token(0, "ibm,int-off");
 441     return -1;
 442 }
 443
 444 static void xics_kvm_register_types(void)
 445 {
 446     type_register_static(&ics_kvm_info);
 447     type_register_static(&icp_kvm_info);
 448 }
 449
 450 type_init(xics_kvm_register_types)