These changes are the raw update to qemu-2.6.
[kvmfornfv.git] / qemu / hw / s390x / s390-pci-bus.c
1 /*
2  * s390 PCI BUS
3  *
4  * Copyright 2014 IBM Corp.
5  * Author(s): Frank Blaschka <frank.blaschka@de.ibm.com>
6  *            Hong Bo Li <lihbbj@cn.ibm.com>
7  *            Yi Min Zhao <zyimin@cn.ibm.com>
8  *
9  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2 or (at
10  * your option) any later version. See the COPYING file in the top-level
11  * directory.
12  */
13
14 #include "qemu/osdep.h"
15 #include "qemu-common.h"
16 #include "cpu.h"
17 #include "s390-pci-bus.h"
18 #include <hw/pci/pci_bus.h>
19 #include <hw/pci/msi.h>
20 #include <qemu/error-report.h>
21
22 /* #define DEBUG_S390PCI_BUS */
23 #ifdef DEBUG_S390PCI_BUS
24 #define DPRINTF(fmt, ...) \
25     do { fprintf(stderr, "S390pci-bus: " fmt, ## __VA_ARGS__); } while (0)
26 #else
27 #define DPRINTF(fmt, ...) \
28     do { } while (0)
29 #endif
30
31 int chsc_sei_nt2_get_event(void *res)
32 {
33     ChscSeiNt2Res *nt2_res = (ChscSeiNt2Res *)res;
34     PciCcdfAvail *accdf;
35     PciCcdfErr *eccdf;
36     int rc = 1;
37     SeiContainer *sei_cont;
38     S390pciState *s = S390_PCI_HOST_BRIDGE(
39         object_resolve_path(TYPE_S390_PCI_HOST_BRIDGE, NULL));
40
41     if (!s) {
42         return rc;
43     }
44
45     sei_cont = QTAILQ_FIRST(&s->pending_sei);
46     if (sei_cont) {
47         QTAILQ_REMOVE(&s->pending_sei, sei_cont, link);
48         nt2_res->nt = 2;
49         nt2_res->cc = sei_cont->cc;
50         nt2_res->length = cpu_to_be16(sizeof(ChscSeiNt2Res));
51         switch (sei_cont->cc) {
52         case 1: /* error event */
53             eccdf = (PciCcdfErr *)nt2_res->ccdf;
54             eccdf->fid = cpu_to_be32(sei_cont->fid);
55             eccdf->fh = cpu_to_be32(sei_cont->fh);
56             eccdf->e = cpu_to_be32(sei_cont->e);
57             eccdf->faddr = cpu_to_be64(sei_cont->faddr);
58             eccdf->pec = cpu_to_be16(sei_cont->pec);
59             break;
60         case 2: /* availability event */
61             accdf = (PciCcdfAvail *)nt2_res->ccdf;
62             accdf->fid = cpu_to_be32(sei_cont->fid);
63             accdf->fh = cpu_to_be32(sei_cont->fh);
64             accdf->pec = cpu_to_be16(sei_cont->pec);
65             break;
66         default:
67             abort();
68         }
69         g_free(sei_cont);
70         rc = 0;
71     }
72
73     return rc;
74 }
75
76 int chsc_sei_nt2_have_event(void)
77 {
78     S390pciState *s = S390_PCI_HOST_BRIDGE(
79         object_resolve_path(TYPE_S390_PCI_HOST_BRIDGE, NULL));
80
81     if (!s) {
82         return 0;
83     }
84
85     return !QTAILQ_EMPTY(&s->pending_sei);
86 }
87
88 S390PCIBusDevice *s390_pci_find_dev_by_fid(uint32_t fid)
89 {
90     S390PCIBusDevice *pbdev;
91     int i;
92     S390pciState *s = S390_PCI_HOST_BRIDGE(
93         object_resolve_path(TYPE_S390_PCI_HOST_BRIDGE, NULL));
94
95     if (!s) {
96         return NULL;
97     }
98
99     for (i = 0; i < PCI_SLOT_MAX; i++) {
100         pbdev = &s->pbdev[i];
101         if ((pbdev->fh != 0) && (pbdev->fid == fid)) {
102             return pbdev;
103         }
104     }
105
106     return NULL;
107 }
108
109 void s390_pci_sclp_configure(int configure, SCCB *sccb)
110 {
111     PciCfgSccb *psccb = (PciCfgSccb *)sccb;
112     S390PCIBusDevice *pbdev = s390_pci_find_dev_by_fid(be32_to_cpu(psccb->aid));
113     uint16_t rc;
114
115     if (pbdev) {
116         if ((configure == 1 && pbdev->configured == true) ||
117             (configure == 0 && pbdev->configured == false)) {
118             rc = SCLP_RC_NO_ACTION_REQUIRED;
119         } else {
120             pbdev->configured = !pbdev->configured;
121             rc = SCLP_RC_NORMAL_COMPLETION;
122         }
123     } else {
124         DPRINTF("sclp config %d no dev found\n", configure);
125         rc = SCLP_RC_ADAPTER_ID_NOT_RECOGNIZED;
126     }
127
128     psccb->header.response_code = cpu_to_be16(rc);
129 }
130
131 static uint32_t s390_pci_get_pfid(PCIDevice *pdev)
132 {
133     return PCI_SLOT(pdev->devfn);
134 }
135
136 static uint32_t s390_pci_get_pfh(PCIDevice *pdev)
137 {
138     return PCI_SLOT(pdev->devfn) | FH_VIRT;
139 }
140
141 S390PCIBusDevice *s390_pci_find_dev_by_idx(uint32_t idx)
142 {
143     S390PCIBusDevice *pbdev;
144     int i;
145     int j = 0;
146     S390pciState *s = S390_PCI_HOST_BRIDGE(
147         object_resolve_path(TYPE_S390_PCI_HOST_BRIDGE, NULL));
148
149     if (!s) {
150         return NULL;
151     }
152
153     for (i = 0; i < PCI_SLOT_MAX; i++) {
154         pbdev = &s->pbdev[i];
155
156         if (pbdev->fh == 0) {
157             continue;
158         }
159
160         if (j == idx) {
161             return pbdev;
162         }
163         j++;
164     }
165
166     return NULL;
167 }
168
169 S390PCIBusDevice *s390_pci_find_dev_by_fh(uint32_t fh)
170 {
171     S390PCIBusDevice *pbdev;
172     int i;
173     S390pciState *s = S390_PCI_HOST_BRIDGE(
174         object_resolve_path(TYPE_S390_PCI_HOST_BRIDGE, NULL));
175
176     if (!s || !fh) {
177         return NULL;
178     }
179
180     for (i = 0; i < PCI_SLOT_MAX; i++) {
181         pbdev = &s->pbdev[i];
182         if (pbdev->fh == fh) {
183             return pbdev;
184         }
185     }
186
187     return NULL;
188 }
189
190 static void s390_pci_generate_event(uint8_t cc, uint16_t pec, uint32_t fh,
191                                     uint32_t fid, uint64_t faddr, uint32_t e)
192 {
193     SeiContainer *sei_cont;
194     S390pciState *s = S390_PCI_HOST_BRIDGE(
195         object_resolve_path(TYPE_S390_PCI_HOST_BRIDGE, NULL));
196
197     if (!s) {
198         return;
199     }
200
201     sei_cont = g_malloc0(sizeof(SeiContainer));
202     sei_cont->fh = fh;
203     sei_cont->fid = fid;
204     sei_cont->cc = cc;
205     sei_cont->pec = pec;
206     sei_cont->faddr = faddr;
207     sei_cont->e = e;
208
209     QTAILQ_INSERT_TAIL(&s->pending_sei, sei_cont, link);
210     css_generate_css_crws(0);
211 }
212
213 static void s390_pci_generate_plug_event(uint16_t pec, uint32_t fh,
214                                          uint32_t fid)
215 {
216     s390_pci_generate_event(2, pec, fh, fid, 0, 0);
217 }
218
219 static void s390_pci_generate_error_event(uint16_t pec, uint32_t fh,
220                                           uint32_t fid, uint64_t faddr,
221                                           uint32_t e)
222 {
223     s390_pci_generate_event(1, pec, fh, fid, faddr, e);
224 }
225
226 static void s390_pci_set_irq(void *opaque, int irq, int level)
227 {
228     /* nothing to do */
229 }
230
231 static int s390_pci_map_irq(PCIDevice *pci_dev, int irq_num)
232 {
233     /* nothing to do */
234     return 0;
235 }
236
237 static uint64_t s390_pci_get_table_origin(uint64_t iota)
238 {
239     return iota & ~ZPCI_IOTA_RTTO_FLAG;
240 }
241
242 static unsigned int calc_rtx(dma_addr_t ptr)
243 {
244     return ((unsigned long) ptr >> ZPCI_RT_SHIFT) & ZPCI_INDEX_MASK;
245 }
246
247 static unsigned int calc_sx(dma_addr_t ptr)
248 {
249     return ((unsigned long) ptr >> ZPCI_ST_SHIFT) & ZPCI_INDEX_MASK;
250 }
251
252 static unsigned int calc_px(dma_addr_t ptr)
253 {
254     return ((unsigned long) ptr >> PAGE_SHIFT) & ZPCI_PT_MASK;
255 }
256
257 static uint64_t get_rt_sto(uint64_t entry)
258 {
259     return ((entry & ZPCI_TABLE_TYPE_MASK) == ZPCI_TABLE_TYPE_RTX)
260                 ? (entry & ZPCI_RTE_ADDR_MASK)
261                 : 0;
262 }
263
264 static uint64_t get_st_pto(uint64_t entry)
265 {
266     return ((entry & ZPCI_TABLE_TYPE_MASK) == ZPCI_TABLE_TYPE_SX)
267             ? (entry & ZPCI_STE_ADDR_MASK)
268             : 0;
269 }
270
271 static uint64_t s390_guest_io_table_walk(uint64_t guest_iota,
272                                   uint64_t guest_dma_address)
273 {
274     uint64_t sto_a, pto_a, px_a;
275     uint64_t sto, pto, pte;
276     uint32_t rtx, sx, px;
277
278     rtx = calc_rtx(guest_dma_address);
279     sx = calc_sx(guest_dma_address);
280     px = calc_px(guest_dma_address);
281
282     sto_a = guest_iota + rtx * sizeof(uint64_t);
283     sto = address_space_ldq(&address_space_memory, sto_a,
284                             MEMTXATTRS_UNSPECIFIED, NULL);
285     sto = get_rt_sto(sto);
286     if (!sto) {
287         pte = 0;
288         goto out;
289     }
290
291     pto_a = sto + sx * sizeof(uint64_t);
292     pto = address_space_ldq(&address_space_memory, pto_a,
293                             MEMTXATTRS_UNSPECIFIED, NULL);
294     pto = get_st_pto(pto);
295     if (!pto) {
296         pte = 0;
297         goto out;
298     }
299
300     px_a = pto + px * sizeof(uint64_t);
301     pte = address_space_ldq(&address_space_memory, px_a,
302                             MEMTXATTRS_UNSPECIFIED, NULL);
303
304 out:
305     return pte;
306 }
307
308 static IOMMUTLBEntry s390_translate_iommu(MemoryRegion *iommu, hwaddr addr,
309                                           bool is_write)
310 {
311     uint64_t pte;
312     uint32_t flags;
313     S390PCIBusDevice *pbdev = container_of(iommu, S390PCIBusDevice, iommu_mr);
314     S390pciState *s;
315     IOMMUTLBEntry ret = {
316         .target_as = &address_space_memory,
317         .iova = 0,
318         .translated_addr = 0,
319         .addr_mask = ~(hwaddr)0,
320         .perm = IOMMU_NONE,
321     };
322
323     if (!pbdev->configured || !pbdev->pdev || !(pbdev->fh & FH_ENABLED)) {
324         return ret;
325     }
326
327     DPRINTF("iommu trans addr 0x%" PRIx64 "\n", addr);
328
329     s = S390_PCI_HOST_BRIDGE(pci_device_root_bus(pbdev->pdev)->qbus.parent);
330     /* s390 does not have an APIC mapped to main storage so we use
331      * a separate AddressSpace only for msix notifications
332      */
333     if (addr == ZPCI_MSI_ADDR) {
334         ret.target_as = &s->msix_notify_as;
335         ret.iova = addr;
336         ret.translated_addr = addr;
337         ret.addr_mask = 0xfff;
338         ret.perm = IOMMU_RW;
339         return ret;
340     }
341
342     if (!pbdev->g_iota) {
343         pbdev->error_state = true;
344         pbdev->lgstg_blocked = true;
345         s390_pci_generate_error_event(ERR_EVENT_INVALAS, pbdev->fh, pbdev->fid,
346                                       addr, 0);
347         return ret;
348     }
349
350     if (addr < pbdev->pba || addr > pbdev->pal) {
351         pbdev->error_state = true;
352         pbdev->lgstg_blocked = true;
353         s390_pci_generate_error_event(ERR_EVENT_OORANGE, pbdev->fh, pbdev->fid,
354                                       addr, 0);
355         return ret;
356     }
357
358     pte = s390_guest_io_table_walk(s390_pci_get_table_origin(pbdev->g_iota),
359                                    addr);
360
361     if (!pte) {
362         pbdev->error_state = true;
363         pbdev->lgstg_blocked = true;
364         s390_pci_generate_error_event(ERR_EVENT_SERR, pbdev->fh, pbdev->fid,
365                                       addr, ERR_EVENT_Q_BIT);
366         return ret;
367     }
368
369     flags = pte & ZPCI_PTE_FLAG_MASK;
370     ret.iova = addr;
371     ret.translated_addr = pte & ZPCI_PTE_ADDR_MASK;
372     ret.addr_mask = 0xfff;
373
374     if (flags & ZPCI_PTE_INVALID) {
375         ret.perm = IOMMU_NONE;
376     } else {
377         ret.perm = IOMMU_RW;
378     }
379
380     return ret;
381 }
382
383 static const MemoryRegionIOMMUOps s390_iommu_ops = {
384     .translate = s390_translate_iommu,
385 };
386
387 static AddressSpace *s390_pci_dma_iommu(PCIBus *bus, void *opaque, int devfn)
388 {
389     S390pciState *s = opaque;
390
391     return &s->pbdev[PCI_SLOT(devfn)].as;
392 }
393
394 static uint8_t set_ind_atomic(uint64_t ind_loc, uint8_t to_be_set)
395 {
396     uint8_t ind_old, ind_new;
397     hwaddr len = 1;
398     uint8_t *ind_addr;
399
400     ind_addr = cpu_physical_memory_map(ind_loc, &len, 1);
401     if (!ind_addr) {
402         s390_pci_generate_error_event(ERR_EVENT_AIRERR, 0, 0, 0, 0);
403         return -1;
404     }
405     do {
406         ind_old = *ind_addr;
407         ind_new = ind_old | to_be_set;
408     } while (atomic_cmpxchg(ind_addr, ind_old, ind_new) != ind_old);
409     cpu_physical_memory_unmap(ind_addr, len, 1, len);
410
411     return ind_old;
412 }
413
414 static void s390_msi_ctrl_write(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t data,
415                                 unsigned int size)
416 {
417     S390PCIBusDevice *pbdev;
418     uint32_t io_int_word;
419     uint32_t fid = data >> ZPCI_MSI_VEC_BITS;
420     uint32_t vec = data & ZPCI_MSI_VEC_MASK;
421     uint64_t ind_bit;
422     uint32_t sum_bit;
423     uint32_t e = 0;
424
425     DPRINTF("write_msix data 0x%" PRIx64 " fid %d vec 0x%x\n", data, fid, vec);
426
427     pbdev = s390_pci_find_dev_by_fid(fid);
428     if (!pbdev) {
429         e |= (vec << ERR_EVENT_MVN_OFFSET);
430         s390_pci_generate_error_event(ERR_EVENT_NOMSI, 0, fid, addr, e);
431         return;
432     }
433
434     if (!(pbdev->fh & FH_ENABLED)) {
435         return;
436     }
437
438     ind_bit = pbdev->routes.adapter.ind_offset;
439     sum_bit = pbdev->routes.adapter.summary_offset;
440
441     set_ind_atomic(pbdev->routes.adapter.ind_addr + (ind_bit + vec) / 8,
442                    0x80 >> ((ind_bit + vec) % 8));
443     if (!set_ind_atomic(pbdev->routes.adapter.summary_addr + sum_bit / 8,
444                                        0x80 >> (sum_bit % 8))) {
445         io_int_word = (pbdev->isc << 27) | IO_INT_WORD_AI;
446         s390_io_interrupt(0, 0, 0, io_int_word);
447     }
448 }
449
450 static uint64_t s390_msi_ctrl_read(void *opaque, hwaddr addr, unsigned size)
451 {
452     return 0xffffffff;
453 }
454
455 static const MemoryRegionOps s390_msi_ctrl_ops = {
456     .write = s390_msi_ctrl_write,
457     .read = s390_msi_ctrl_read,
458     .endianness = DEVICE_LITTLE_ENDIAN,
459 };
460
461 void s390_pcihost_iommu_configure(S390PCIBusDevice *pbdev, bool enable)
462 {
463     pbdev->configured = false;
464
465     if (enable) {
466         uint64_t size = pbdev->pal - pbdev->pba + 1;
467         memory_region_init_iommu(&pbdev->iommu_mr, OBJECT(&pbdev->mr),
468                                  &s390_iommu_ops, "iommu-s390", size);
469         memory_region_add_subregion(&pbdev->mr, pbdev->pba, &pbdev->iommu_mr);
470     } else {
471         memory_region_del_subregion(&pbdev->mr, &pbdev->iommu_mr);
472     }
473
474     pbdev->configured = true;
475 }
476
477 static void s390_pcihost_init_as(S390pciState *s)
478 {
479     int i;
480     S390PCIBusDevice *pbdev;
481
482     for (i = 0; i < PCI_SLOT_MAX; i++) {
483         pbdev = &s->pbdev[i];
484         memory_region_init(&pbdev->mr, OBJECT(s),
485                            "iommu-root-s390", UINT64_MAX);
486         address_space_init(&pbdev->as, &pbdev->mr, "iommu-pci");
487     }
488
489     memory_region_init_io(&s->msix_notify_mr, OBJECT(s),
490                           &s390_msi_ctrl_ops, s, "msix-s390", UINT64_MAX);
491     address_space_init(&s->msix_notify_as, &s->msix_notify_mr, "msix-pci");
492 }
493
494 static int s390_pcihost_init(SysBusDevice *dev)
495 {
496     PCIBus *b;
497     BusState *bus;
498     PCIHostState *phb = PCI_HOST_BRIDGE(dev);
499     S390pciState *s = S390_PCI_HOST_BRIDGE(dev);
500
501     DPRINTF("host_init\n");
502
503     b = pci_register_bus(DEVICE(dev), NULL,
504                          s390_pci_set_irq, s390_pci_map_irq, NULL,
505                          get_system_memory(), get_system_io(), 0, 64,
506                          TYPE_PCI_BUS);
507     s390_pcihost_init_as(s);
508     pci_setup_iommu(b, s390_pci_dma_iommu, s);
509
510     bus = BUS(b);
511     qbus_set_hotplug_handler(bus, DEVICE(dev), NULL);
512     phb->bus = b;
513     QTAILQ_INIT(&s->pending_sei);
514     return 0;
515 }
516
517 static int s390_pcihost_setup_msix(S390PCIBusDevice *pbdev)
518 {
519     uint8_t pos;
520     uint16_t ctrl;
521     uint32_t table, pba;
522
523     pos = pci_find_capability(pbdev->pdev, PCI_CAP_ID_MSIX);
524     if (!pos) {
525         pbdev->msix.available = false;
526         return 0;
527     }
528
529     ctrl = pci_host_config_read_common(pbdev->pdev, pos + PCI_MSIX_FLAGS,
530              pci_config_size(pbdev->pdev), sizeof(ctrl));
531     table = pci_host_config_read_common(pbdev->pdev, pos + PCI_MSIX_TABLE,
532              pci_config_size(pbdev->pdev), sizeof(table));
533     pba = pci_host_config_read_common(pbdev->pdev, pos + PCI_MSIX_PBA,
534              pci_config_size(pbdev->pdev), sizeof(pba));
535
536     pbdev->msix.table_bar = table & PCI_MSIX_FLAGS_BIRMASK;
537     pbdev->msix.table_offset = table & ~PCI_MSIX_FLAGS_BIRMASK;
538     pbdev->msix.pba_bar = pba & PCI_MSIX_FLAGS_BIRMASK;
539     pbdev->msix.pba_offset = pba & ~PCI_MSIX_FLAGS_BIRMASK;
540     pbdev->msix.entries = (ctrl & PCI_MSIX_FLAGS_QSIZE) + 1;
541     pbdev->msix.available = true;
542     return 0;
543 }
544
545 static void s390_pcihost_hot_plug(HotplugHandler *hotplug_dev,
546                                   DeviceState *dev, Error **errp)
547 {
548     PCIDevice *pci_dev = PCI_DEVICE(dev);
549     S390PCIBusDevice *pbdev;
550     S390pciState *s = S390_PCI_HOST_BRIDGE(pci_device_root_bus(pci_dev)
551                                            ->qbus.parent);
552
553     pbdev = &s->pbdev[PCI_SLOT(pci_dev->devfn)];
554
555     pbdev->fid = s390_pci_get_pfid(pci_dev);
556     pbdev->pdev = pci_dev;
557     pbdev->configured = true;
558     pbdev->fh = s390_pci_get_pfh(pci_dev);
559
560     s390_pcihost_setup_msix(pbdev);
561
562     if (dev->hotplugged) {
563         s390_pci_generate_plug_event(HP_EVENT_RESERVED_TO_STANDBY,
564                                      pbdev->fh, pbdev->fid);
565         s390_pci_generate_plug_event(HP_EVENT_TO_CONFIGURED,
566                                      pbdev->fh, pbdev->fid);
567     }
568 }
569
570 static void s390_pcihost_hot_unplug(HotplugHandler *hotplug_dev,
571                                     DeviceState *dev, Error **errp)
572 {
573     PCIDevice *pci_dev = PCI_DEVICE(dev);
574     S390pciState *s = S390_PCI_HOST_BRIDGE(pci_device_root_bus(pci_dev)
575                                            ->qbus.parent);
576     S390PCIBusDevice *pbdev = &s->pbdev[PCI_SLOT(pci_dev->devfn)];
577
578     if (pbdev->configured) {
579         pbdev->configured = false;
580         s390_pci_generate_plug_event(HP_EVENT_CONFIGURED_TO_STBRES,
581                                      pbdev->fh, pbdev->fid);
582     }
583
584     s390_pci_generate_plug_event(HP_EVENT_STANDBY_TO_RESERVED,
585                                  pbdev->fh, pbdev->fid);
586     pbdev->fh = 0;
587     pbdev->fid = 0;
588     pbdev->pdev = NULL;
589     object_unparent(OBJECT(pci_dev));
590 }
591
592 static void s390_pcihost_class_init(ObjectClass *klass, void *data)
593 {
594     SysBusDeviceClass *k = SYS_BUS_DEVICE_CLASS(klass);
595     DeviceClass *dc = DEVICE_CLASS(klass);
596     HotplugHandlerClass *hc = HOTPLUG_HANDLER_CLASS(klass);
597
598     dc->cannot_instantiate_with_device_add_yet = true;
599     k->init = s390_pcihost_init;
600     hc->plug = s390_pcihost_hot_plug;
601     hc->unplug = s390_pcihost_hot_unplug;
602     msi_nonbroken = true;
603 }
604
605 static const TypeInfo s390_pcihost_info = {
606     .name          = TYPE_S390_PCI_HOST_BRIDGE,
607     .parent        = TYPE_PCI_HOST_BRIDGE,
608     .instance_size = sizeof(S390pciState),
609     .class_init    = s390_pcihost_class_init,
610     .interfaces = (InterfaceInfo[]) {
611         { TYPE_HOTPLUG_HANDLER },
612         { }
613     }
614 };
615
616 static void s390_pci_register_types(void)
617 {
618     type_register_static(&s390_pcihost_info);
619 }
620
621 type_init(s390_pci_register_types)