qemu/hw/s390x/ipl.c

   1 /*
   2  * bootloader support
   3  *
   4  * Copyright IBM, Corp. 2012
   5  *
   6  * Authors:
   7  *  Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
   8  *
   9  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2 or (at your
  10  * option) any later version.  See the COPYING file in the top-level directory.
  11  *
  12  */
  13
  14 #include "qemu/osdep.h"
  15 #include "qapi/error.h"
  16 #include "sysemu/sysemu.h"
  17 #include "cpu.h"
  18 #include "elf.h"
  19 #include "hw/loader.h"
  20 #include "hw/s390x/virtio-ccw.h"
  21 #include "hw/s390x/css.h"
  22 #include "ipl.h"
  23
  24 #define KERN_IMAGE_START                0x010000UL
  25 #define KERN_PARM_AREA                  0x010480UL
  26 #define INITRD_START                    0x800000UL
  27 #define INITRD_PARM_START               0x010408UL
  28 #define INITRD_PARM_SIZE                0x010410UL
  29 #define PARMFILE_START                  0x001000UL
  30 #define ZIPL_IMAGE_START                0x009000UL
  31 #define IPL_PSW_MASK                    (PSW_MASK_32 | PSW_MASK_64)
  32
  33 static const VMStateDescription vmstate_iplb = {
  34     .name = "ipl/iplb",
  35     .version_id = 0,
  36     .minimum_version_id = 0,
  37     .fields = (VMStateField[]) {
  38         VMSTATE_UINT8_ARRAY(reserved1, IplParameterBlock, 110),
  39         VMSTATE_UINT16(devno, IplParameterBlock),
  40         VMSTATE_UINT8_ARRAY(reserved2, IplParameterBlock, 88),
  41         VMSTATE_END_OF_LIST()
  42     }
  43 };
  44
  45 static const VMStateDescription vmstate_ipl = {
  46     .name = "ipl",
  47     .version_id = 0,
  48     .minimum_version_id = 0,
  49     .fields = (VMStateField[]) {
  50         VMSTATE_UINT64(start_addr, S390IPLState),
  51         VMSTATE_UINT64(bios_start_addr, S390IPLState),
  52         VMSTATE_STRUCT(iplb, S390IPLState, 0, vmstate_iplb, IplParameterBlock),
  53         VMSTATE_BOOL(iplb_valid, S390IPLState),
  54         VMSTATE_UINT8(cssid, S390IPLState),
  55         VMSTATE_UINT8(ssid, S390IPLState),
  56         VMSTATE_UINT16(devno, S390IPLState),
  57         VMSTATE_END_OF_LIST()
  58      }
  59 };
  60
  61 static S390IPLState *get_ipl_device(void)
  62 {
  63     return S390_IPL(object_resolve_path_type("", TYPE_S390_IPL, NULL));
  64 }
  65
  66 static uint64_t bios_translate_addr(void *opaque, uint64_t srcaddr)
  67 {
  68     uint64_t dstaddr = *(uint64_t *) opaque;
  69     /*
  70      * Assuming that our s390-ccw.img was linked for starting at address 0,
  71      * we can simply add the destination address for the final location
  72      */
  73     return srcaddr + dstaddr;
  74 }
  75
  76 static void s390_ipl_realize(DeviceState *dev, Error **errp)
  77 {
  78     S390IPLState *ipl = S390_IPL(dev);
  79     uint64_t pentry = KERN_IMAGE_START;
  80     int kernel_size;
  81     Error *err = NULL;
  82
  83     int bios_size;
  84     char *bios_filename;
  85
  86     /*
  87      * Always load the bios if it was enforced,
  88      * even if an external kernel has been defined.
  89      */
  90     if (!ipl->kernel || ipl->enforce_bios) {
  91         uint64_t fwbase = (MIN(ram_size, 0x80000000U) - 0x200000) & ~0xffffUL;
  92
  93         if (bios_name == NULL) {
  94             bios_name = ipl->firmware;
  95         }
  96
  97         bios_filename = qemu_find_file(QEMU_FILE_TYPE_BIOS, bios_name);
  98         if (bios_filename == NULL) {
  99             error_setg(&err, "could not find stage1 bootloader");
 100             goto error;
 101         }
 102
 103         bios_size = load_elf(bios_filename, bios_translate_addr, &fwbase,
 104                              &ipl->bios_start_addr, NULL, NULL, 1,
 105                              EM_S390, 0, 0);
 106         if (bios_size > 0) {
 107             /* Adjust ELF start address to final location */
 108             ipl->bios_start_addr += fwbase;
 109         } else {
 110             /* Try to load non-ELF file (e.g. s390-ccw.img) */
 111             bios_size = load_image_targphys(bios_filename, ZIPL_IMAGE_START,
 112                                             4096);
 113             ipl->bios_start_addr = ZIPL_IMAGE_START;
 114         }
 115         g_free(bios_filename);
 116
 117         if (bios_size == -1) {
 118             error_setg(&err, "could not load bootloader '%s'", bios_name);
 119             goto error;
 120         }
 121
 122         /* default boot target is the bios */
 123         ipl->start_addr = ipl->bios_start_addr;
 124     }
 125
 126     if (ipl->kernel) {
 127         kernel_size = load_elf(ipl->kernel, NULL, NULL, &pentry, NULL,
 128                                NULL, 1, EM_S390, 0, 0);
 129         if (kernel_size < 0) {
 130             kernel_size = load_image_targphys(ipl->kernel, 0, ram_size);
 131         }
 132         if (kernel_size < 0) {
 133             error_setg(&err, "could not load kernel '%s'", ipl->kernel);
 134             goto error;
 135         }
 136         /*
 137          * Is it a Linux kernel (starting at 0x10000)? If yes, we fill in the
 138          * kernel parameters here as well. Note: For old kernels (up to 3.2)
 139          * we can not rely on the ELF entry point - it was 0x800 (the SALIPL
 140          * loader) and it won't work. For this case we force it to 0x10000, too.
 141          */
 142         if (pentry == KERN_IMAGE_START || pentry == 0x800) {
 143             ipl->start_addr = KERN_IMAGE_START;
 144             /* Overwrite parameters in the kernel image, which are "rom" */
 145             strcpy(rom_ptr(KERN_PARM_AREA), ipl->cmdline);
 146         } else {
 147             ipl->start_addr = pentry;
 148         }
 149
 150         if (ipl->initrd) {
 151             ram_addr_t initrd_offset;
 152             int initrd_size;
 153
 154             initrd_offset = INITRD_START;
 155             while (kernel_size + 0x100000 > initrd_offset) {
 156                 initrd_offset += 0x100000;
 157             }
 158             initrd_size = load_image_targphys(ipl->initrd, initrd_offset,
 159                                               ram_size - initrd_offset);
 160             if (initrd_size == -1) {
 161                 error_setg(&err, "could not load initrd '%s'", ipl->initrd);
 162                 goto error;
 163             }
 164
 165             /*
 166              * we have to overwrite values in the kernel image,
 167              * which are "rom"
 168              */
 169             stq_p(rom_ptr(INITRD_PARM_START), initrd_offset);
 170             stq_p(rom_ptr(INITRD_PARM_SIZE), initrd_size);
 171         }
 172     }
 173     qemu_register_reset(qdev_reset_all_fn, dev);
 174 error:
 175     error_propagate(errp, err);
 176 }
 177
 178 static Property s390_ipl_properties[] = {
 179     DEFINE_PROP_STRING("kernel", S390IPLState, kernel),
 180     DEFINE_PROP_STRING("initrd", S390IPLState, initrd),
 181     DEFINE_PROP_STRING("cmdline", S390IPLState, cmdline),
 182     DEFINE_PROP_STRING("firmware", S390IPLState, firmware),
 183     DEFINE_PROP_BOOL("enforce_bios", S390IPLState, enforce_bios, false),
 184     DEFINE_PROP_END_OF_LIST(),
 185 };
 186
 187 /*
 188  * In addition to updating the iplstate, this function returns:
 189  * - 0 if system was ipled with external kernel
 190  * - -1 if no valid boot device was found
 191  * - ccw id of the boot device otherwise
 192  */
 193 static uint64_t s390_update_iplstate(S390IPLState *ipl)
 194 {
 195     DeviceState *dev_st;
 196
 197     if (ipl->iplb_valid) {
 198         ipl->cssid = 0;
 199         ipl->ssid = 0;
 200         ipl->devno = ipl->iplb.devno;
 201         goto out;
 202     }
 203
 204     if (ipl->kernel) {
 205         return 0;
 206     }
 207
 208     dev_st = get_boot_device(0);
 209     if (dev_st) {
 210         VirtioCcwDevice *ccw_dev = (VirtioCcwDevice *) object_dynamic_cast(
 211             OBJECT(qdev_get_parent_bus(dev_st)->parent),
 212                 TYPE_VIRTIO_CCW_DEVICE);
 213         if (ccw_dev) {
 214             ipl->cssid = ccw_dev->sch->cssid;
 215             ipl->ssid = ccw_dev->sch->ssid;
 216             ipl->devno = ccw_dev->sch->devno;
 217             goto out;
 218         }
 219     }
 220
 221     return -1;
 222 out:
 223     return (uint32_t) (ipl->cssid << 24 | ipl->ssid << 16 | ipl->devno);
 224 }
 225
 226 void s390_ipl_update_diag308(IplParameterBlock *iplb)
 227 {
 228     S390IPLState *ipl = get_ipl_device();
 229
 230     ipl->iplb = *iplb;
 231     ipl->iplb_valid = true;
 232 }
 233
 234 IplParameterBlock *s390_ipl_get_iplb(void)
 235 {
 236     S390IPLState *ipl = get_ipl_device();
 237
 238     if (!ipl->iplb_valid) {
 239         return NULL;
 240     }
 241     return &ipl->iplb;
 242 }
 243
 244 void s390_reipl_request(void)
 245 {
 246     S390IPLState *ipl = get_ipl_device();
 247
 248     ipl->reipl_requested = true;
 249     qemu_system_reset_request();
 250 }
 251
 252 void s390_ipl_prepare_cpu(S390CPU *cpu)
 253 {
 254     S390IPLState *ipl = get_ipl_device();
 255
 256     cpu->env.psw.addr = ipl->start_addr;
 257     cpu->env.psw.mask = IPL_PSW_MASK;
 258
 259     if (!ipl->kernel || ipl->iplb_valid) {
 260         cpu->env.psw.addr = ipl->bios_start_addr;
 261         cpu->env.regs[7] = s390_update_iplstate(ipl);
 262     }
 263 }
 264
 265 static void s390_ipl_reset(DeviceState *dev)
 266 {
 267     S390IPLState *ipl = S390_IPL(dev);
 268
 269     if (!ipl->reipl_requested) {
 270         ipl->iplb_valid = false;
 271     }
 272     ipl->reipl_requested = false;
 273 }
 274
 275 static void s390_ipl_class_init(ObjectClass *klass, void *data)
 276 {
 277     DeviceClass *dc = DEVICE_CLASS(klass);
 278
 279     dc->realize = s390_ipl_realize;
 280     dc->props = s390_ipl_properties;
 281     dc->reset = s390_ipl_reset;
 282     dc->vmsd = &vmstate_ipl;
 283     set_bit(DEVICE_CATEGORY_MISC, dc->categories);
 284 }
 285
 286 static const TypeInfo s390_ipl_info = {
 287     .class_init = s390_ipl_class_init,
 288     .parent = TYPE_DEVICE,
 289     .name  = TYPE_S390_IPL,
 290     .instance_size  = sizeof(S390IPLState),
 291 };
 292
 293 static void s390_ipl_register_types(void)
 294 {
 295     type_register_static(&s390_ipl_info);
 296 }
 297
 298 type_init(s390_ipl_register_types)