These changes are the raw update to qemu-2.6.
[kvmfornfv.git] / qemu / target-s390x / misc_helper.c
1 /*
2  *  S/390 misc helper routines
3  *
4  *  Copyright (c) 2009 Ulrich Hecht
5  *  Copyright (c) 2009 Alexander Graf
6  *
7  * This library is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with this library; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
19  */
20
21 #include "qemu/osdep.h"
22 #include "cpu.h"
23 #include "exec/memory.h"
24 #include "qemu/host-utils.h"
25 #include "exec/helper-proto.h"
26 #include "sysemu/kvm.h"
27 #include "qemu/timer.h"
28 #include "exec/address-spaces.h"
29 #ifdef CONFIG_KVM
30 #include <linux/kvm.h>
31 #endif
32 #include "exec/cpu_ldst.h"
33 #include "hw/watchdog/wdt_diag288.h"
34
35 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
36 #include "sysemu/cpus.h"
37 #include "sysemu/sysemu.h"
38 #include "hw/s390x/ebcdic.h"
39 #include "hw/s390x/ipl.h"
40 #endif
41
42 /* #define DEBUG_HELPER */
43 #ifdef DEBUG_HELPER
44 #define HELPER_LOG(x...) qemu_log(x)
45 #else
46 #define HELPER_LOG(x...)
47 #endif
48
49 /* Raise an exception dynamically from a helper function.  */
50 void QEMU_NORETURN runtime_exception(CPUS390XState *env, int excp,
51                                      uintptr_t retaddr)
52 {
53     CPUState *cs = CPU(s390_env_get_cpu(env));
54     int t;
55
56     cs->exception_index = EXCP_PGM;
57     env->int_pgm_code = excp;
58
59     /* Use the (ultimate) callers address to find the insn that trapped.  */
60     cpu_restore_state(cs, retaddr);
61
62     /* Advance past the insn.  */
63     t = cpu_ldub_code(env, env->psw.addr);
64     env->int_pgm_ilen = t = get_ilen(t);
65     env->psw.addr += t;
66
67     cpu_loop_exit(cs);
68 }
69
70 /* Raise an exception statically from a TB.  */
71 void HELPER(exception)(CPUS390XState *env, uint32_t excp)
72 {
73     CPUState *cs = CPU(s390_env_get_cpu(env));
74
75     HELPER_LOG("%s: exception %d\n", __func__, excp);
76     cs->exception_index = excp;
77     cpu_loop_exit(cs);
78 }
79
80 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
81
82 void program_interrupt(CPUS390XState *env, uint32_t code, int ilen)
83 {
84     S390CPU *cpu = s390_env_get_cpu(env);
85
86     qemu_log_mask(CPU_LOG_INT, "program interrupt at %#" PRIx64 "\n",
87                   env->psw.addr);
88
89     if (kvm_enabled()) {
90 #ifdef CONFIG_KVM
91         struct kvm_s390_irq irq = {
92             .type = KVM_S390_PROGRAM_INT,
93             .u.pgm.code = code,
94         };
95
96         kvm_s390_vcpu_interrupt(cpu, &irq);
97 #endif
98     } else {
99         CPUState *cs = CPU(cpu);
100
101         env->int_pgm_code = code;
102         env->int_pgm_ilen = ilen;
103         cs->exception_index = EXCP_PGM;
104         cpu_loop_exit(cs);
105     }
106 }
107
108 /* SCLP service call */
109 uint32_t HELPER(servc)(CPUS390XState *env, uint64_t r1, uint64_t r2)
110 {
111     int r = sclp_service_call(env, r1, r2);
112     if (r < 0) {
113         program_interrupt(env, -r, 4);
114         return 0;
115     }
116     return r;
117 }
118
119 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
120 static int modified_clear_reset(S390CPU *cpu)
121 {
122     S390CPUClass *scc = S390_CPU_GET_CLASS(cpu);
123     CPUState *t;
124
125     pause_all_vcpus();
126     cpu_synchronize_all_states();
127     CPU_FOREACH(t) {
128         run_on_cpu(t, s390_do_cpu_full_reset, t);
129     }
130     s390_cmma_reset();
131     subsystem_reset();
132     s390_crypto_reset();
133     scc->load_normal(CPU(cpu));
134     cpu_synchronize_all_post_reset();
135     resume_all_vcpus();
136     return 0;
137 }
138
139 static int load_normal_reset(S390CPU *cpu)
140 {
141     S390CPUClass *scc = S390_CPU_GET_CLASS(cpu);
142     CPUState *t;
143
144     pause_all_vcpus();
145     cpu_synchronize_all_states();
146     CPU_FOREACH(t) {
147         run_on_cpu(t, s390_do_cpu_reset, t);
148     }
149     s390_cmma_reset();
150     subsystem_reset();
151     scc->initial_cpu_reset(CPU(cpu));
152     scc->load_normal(CPU(cpu));
153     cpu_synchronize_all_post_reset();
154     resume_all_vcpus();
155     return 0;
156 }
157
158 int handle_diag_288(CPUS390XState *env, uint64_t r1, uint64_t r3)
159 {
160     uint64_t func = env->regs[r1];
161     uint64_t timeout = env->regs[r1 + 1];
162     uint64_t action = env->regs[r3];
163     Object *obj;
164     DIAG288State *diag288;
165     DIAG288Class *diag288_class;
166
167     if (r1 % 2 || action != 0) {
168         return -1;
169     }
170
171     /* Timeout must be more than 15 seconds except for timer deletion */
172     if (func != WDT_DIAG288_CANCEL && timeout < 15) {
173         return -1;
174     }
175
176     obj = object_resolve_path_type("", TYPE_WDT_DIAG288, NULL);
177     if (!obj) {
178         return -1;
179     }
180
181     diag288 = DIAG288(obj);
182     diag288_class = DIAG288_GET_CLASS(diag288);
183     return diag288_class->handle_timer(diag288, func, timeout);
184 }
185
186 #define DIAG_308_RC_OK              0x0001
187 #define DIAG_308_RC_NO_CONF         0x0102
188 #define DIAG_308_RC_INVALID         0x0402
189
190 void handle_diag_308(CPUS390XState *env, uint64_t r1, uint64_t r3)
191 {
192     uint64_t addr =  env->regs[r1];
193     uint64_t subcode = env->regs[r3];
194     IplParameterBlock *iplb;
195
196     if (env->psw.mask & PSW_MASK_PSTATE) {
197         program_interrupt(env, PGM_PRIVILEGED, ILEN_LATER_INC);
198         return;
199     }
200
201     if ((subcode & ~0x0ffffULL) || (subcode > 6)) {
202         program_interrupt(env, PGM_SPECIFICATION, ILEN_LATER_INC);
203         return;
204     }
205
206     switch (subcode) {
207     case 0:
208         modified_clear_reset(s390_env_get_cpu(env));
209         if (tcg_enabled()) {
210             cpu_loop_exit(CPU(s390_env_get_cpu(env)));
211         }
212         break;
213     case 1:
214         load_normal_reset(s390_env_get_cpu(env));
215         if (tcg_enabled()) {
216             cpu_loop_exit(CPU(s390_env_get_cpu(env)));
217         }
218         break;
219     case 3:
220         s390_reipl_request();
221         if (tcg_enabled()) {
222             cpu_loop_exit(CPU(s390_env_get_cpu(env)));
223         }
224         break;
225     case 5:
226         if ((r1 & 1) || (addr & 0x0fffULL)) {
227             program_interrupt(env, PGM_SPECIFICATION, ILEN_LATER_INC);
228             return;
229         }
230         if (!address_space_access_valid(&address_space_memory, addr,
231                                         sizeof(IplParameterBlock), false)) {
232             program_interrupt(env, PGM_ADDRESSING, ILEN_LATER_INC);
233             return;
234         }
235         iplb = g_malloc0(sizeof(struct IplParameterBlock));
236         cpu_physical_memory_read(addr, iplb, sizeof(struct IplParameterBlock));
237         s390_ipl_update_diag308(iplb);
238         env->regs[r1 + 1] = DIAG_308_RC_OK;
239         g_free(iplb);
240         return;
241     case 6:
242         if ((r1 & 1) || (addr & 0x0fffULL)) {
243             program_interrupt(env, PGM_SPECIFICATION, ILEN_LATER_INC);
244             return;
245         }
246         if (!address_space_access_valid(&address_space_memory, addr,
247                                         sizeof(IplParameterBlock), true)) {
248             program_interrupt(env, PGM_ADDRESSING, ILEN_LATER_INC);
249             return;
250         }
251         iplb = s390_ipl_get_iplb();
252         if (iplb) {
253             cpu_physical_memory_write(addr, iplb,
254                                       sizeof(struct IplParameterBlock));
255             env->regs[r1 + 1] = DIAG_308_RC_OK;
256         } else {
257             env->regs[r1 + 1] = DIAG_308_RC_NO_CONF;
258         }
259         return;
260     default:
261         hw_error("Unhandled diag308 subcode %" PRIx64, subcode);
262         break;
263     }
264 }
265 #endif
266
267 void HELPER(diag)(CPUS390XState *env, uint32_t r1, uint32_t r3, uint32_t num)
268 {
269     uint64_t r;
270
271     switch (num) {
272     case 0x500:
273         /* KVM hypercall */
274         r = s390_virtio_hypercall(env);
275         break;
276     case 0x44:
277         /* yield */
278         r = 0;
279         break;
280     case 0x308:
281         /* ipl */
282         handle_diag_308(env, r1, r3);
283         r = 0;
284         break;
285     default:
286         r = -1;
287         break;
288     }
289
290     if (r) {
291         program_interrupt(env, PGM_OPERATION, ILEN_LATER_INC);
292     }
293 }
294
295 /* Set Prefix */
296 void HELPER(spx)(CPUS390XState *env, uint64_t a1)
297 {
298     CPUState *cs = CPU(s390_env_get_cpu(env));
299     uint32_t prefix = a1 & 0x7fffe000;
300
301     env->psa = prefix;
302     HELPER_LOG("prefix: %#x\n", prefix);
303     tlb_flush_page(cs, 0);
304     tlb_flush_page(cs, TARGET_PAGE_SIZE);
305 }
306
307 /* Store Clock */
308 uint64_t HELPER(stck)(CPUS390XState *env)
309 {
310     uint64_t time;
311
312     time = env->tod_offset +
313         time2tod(qemu_clock_get_ns(QEMU_CLOCK_VIRTUAL) - env->tod_basetime);
314
315     return time;
316 }
317
318 /* Set Clock Comparator */
319 void HELPER(sckc)(CPUS390XState *env, uint64_t time)
320 {
321     if (time == -1ULL) {
322         return;
323     }
324
325     env->ckc = time;
326
327     /* difference between origins */
328     time -= env->tod_offset;
329
330     /* nanoseconds */
331     time = tod2time(time);
332
333     timer_mod(env->tod_timer, env->tod_basetime + time);
334 }
335
336 /* Store Clock Comparator */
337 uint64_t HELPER(stckc)(CPUS390XState *env)
338 {
339     return env->ckc;
340 }
341
342 /* Set CPU Timer */
343 void HELPER(spt)(CPUS390XState *env, uint64_t time)
344 {
345     if (time == -1ULL) {
346         return;
347     }
348
349     /* nanoseconds */
350     time = tod2time(time);
351
352     env->cputm = qemu_clock_get_ns(QEMU_CLOCK_VIRTUAL) + time;
353
354     timer_mod(env->cpu_timer, env->cputm);
355 }
356
357 /* Store CPU Timer */
358 uint64_t HELPER(stpt)(CPUS390XState *env)
359 {
360     return time2tod(env->cputm - qemu_clock_get_ns(QEMU_CLOCK_VIRTUAL));
361 }
362
363 /* Store System Information */
364 uint32_t HELPER(stsi)(CPUS390XState *env, uint64_t a0,
365                       uint64_t r0, uint64_t r1)
366 {
367     int cc = 0;
368     int sel1, sel2;
369
370     if ((r0 & STSI_LEVEL_MASK) <= STSI_LEVEL_3 &&
371         ((r0 & STSI_R0_RESERVED_MASK) || (r1 & STSI_R1_RESERVED_MASK))) {
372         /* valid function code, invalid reserved bits */
373         program_interrupt(env, PGM_SPECIFICATION, 2);
374     }
375
376     sel1 = r0 & STSI_R0_SEL1_MASK;
377     sel2 = r1 & STSI_R1_SEL2_MASK;
378
379     /* XXX: spec exception if sysib is not 4k-aligned */
380
381     switch (r0 & STSI_LEVEL_MASK) {
382     case STSI_LEVEL_1:
383         if ((sel1 == 1) && (sel2 == 1)) {
384             /* Basic Machine Configuration */
385             struct sysib_111 sysib;
386
387             memset(&sysib, 0, sizeof(sysib));
388             ebcdic_put(sysib.manuf, "QEMU            ", 16);
389             /* same as machine type number in STORE CPU ID */
390             ebcdic_put(sysib.type, "QEMU", 4);
391             /* same as model number in STORE CPU ID */
392             ebcdic_put(sysib.model, "QEMU            ", 16);
393             ebcdic_put(sysib.sequence, "QEMU            ", 16);
394             ebcdic_put(sysib.plant, "QEMU", 4);
395             cpu_physical_memory_write(a0, &sysib, sizeof(sysib));
396         } else if ((sel1 == 2) && (sel2 == 1)) {
397             /* Basic Machine CPU */
398             struct sysib_121 sysib;
399
400             memset(&sysib, 0, sizeof(sysib));
401             /* XXX make different for different CPUs? */
402             ebcdic_put(sysib.sequence, "QEMUQEMUQEMUQEMU", 16);
403             ebcdic_put(sysib.plant, "QEMU", 4);
404             stw_p(&sysib.cpu_addr, env->cpu_num);
405             cpu_physical_memory_write(a0, &sysib, sizeof(sysib));
406         } else if ((sel1 == 2) && (sel2 == 2)) {
407             /* Basic Machine CPUs */
408             struct sysib_122 sysib;
409
410             memset(&sysib, 0, sizeof(sysib));
411             stl_p(&sysib.capability, 0x443afc29);
412             /* XXX change when SMP comes */
413             stw_p(&sysib.total_cpus, 1);
414             stw_p(&sysib.active_cpus, 1);
415             stw_p(&sysib.standby_cpus, 0);
416             stw_p(&sysib.reserved_cpus, 0);
417             cpu_physical_memory_write(a0, &sysib, sizeof(sysib));
418         } else {
419             cc = 3;
420         }
421         break;
422     case STSI_LEVEL_2:
423         {
424             if ((sel1 == 2) && (sel2 == 1)) {
425                 /* LPAR CPU */
426                 struct sysib_221 sysib;
427
428                 memset(&sysib, 0, sizeof(sysib));
429                 /* XXX make different for different CPUs? */
430                 ebcdic_put(sysib.sequence, "QEMUQEMUQEMUQEMU", 16);
431                 ebcdic_put(sysib.plant, "QEMU", 4);
432                 stw_p(&sysib.cpu_addr, env->cpu_num);
433                 stw_p(&sysib.cpu_id, 0);
434                 cpu_physical_memory_write(a0, &sysib, sizeof(sysib));
435             } else if ((sel1 == 2) && (sel2 == 2)) {
436                 /* LPAR CPUs */
437                 struct sysib_222 sysib;
438
439                 memset(&sysib, 0, sizeof(sysib));
440                 stw_p(&sysib.lpar_num, 0);
441                 sysib.lcpuc = 0;
442                 /* XXX change when SMP comes */
443                 stw_p(&sysib.total_cpus, 1);
444                 stw_p(&sysib.conf_cpus, 1);
445                 stw_p(&sysib.standby_cpus, 0);
446                 stw_p(&sysib.reserved_cpus, 0);
447                 ebcdic_put(sysib.name, "QEMU    ", 8);
448                 stl_p(&sysib.caf, 1000);
449                 stw_p(&sysib.dedicated_cpus, 0);
450                 stw_p(&sysib.shared_cpus, 0);
451                 cpu_physical_memory_write(a0, &sysib, sizeof(sysib));
452             } else {
453                 cc = 3;
454             }
455             break;
456         }
457     case STSI_LEVEL_3:
458         {
459             if ((sel1 == 2) && (sel2 == 2)) {
460                 /* VM CPUs */
461                 struct sysib_322 sysib;
462
463                 memset(&sysib, 0, sizeof(sysib));
464                 sysib.count = 1;
465                 /* XXX change when SMP comes */
466                 stw_p(&sysib.vm[0].total_cpus, 1);
467                 stw_p(&sysib.vm[0].conf_cpus, 1);
468                 stw_p(&sysib.vm[0].standby_cpus, 0);
469                 stw_p(&sysib.vm[0].reserved_cpus, 0);
470                 ebcdic_put(sysib.vm[0].name, "KVMguest", 8);
471                 stl_p(&sysib.vm[0].caf, 1000);
472                 ebcdic_put(sysib.vm[0].cpi, "KVM/Linux       ", 16);
473                 cpu_physical_memory_write(a0, &sysib, sizeof(sysib));
474             } else {
475                 cc = 3;
476             }
477             break;
478         }
479     case STSI_LEVEL_CURRENT:
480         env->regs[0] = STSI_LEVEL_3;
481         break;
482     default:
483         cc = 3;
484         break;
485     }
486
487     return cc;
488 }
489
490 uint32_t HELPER(sigp)(CPUS390XState *env, uint64_t order_code, uint32_t r1,
491                       uint64_t cpu_addr)
492 {
493     int cc = SIGP_CC_ORDER_CODE_ACCEPTED;
494
495     HELPER_LOG("%s: %016" PRIx64 " %08x %016" PRIx64 "\n",
496                __func__, order_code, r1, cpu_addr);
497
498     /* Remember: Use "R1 or R1 + 1, whichever is the odd-numbered register"
499        as parameter (input). Status (output) is always R1. */
500
501     switch (order_code) {
502     case SIGP_SET_ARCH:
503         /* switch arch */
504         break;
505     case SIGP_SENSE:
506         /* enumerate CPU status */
507         if (cpu_addr) {
508             /* XXX implement when SMP comes */
509             return 3;
510         }
511         env->regs[r1] &= 0xffffffff00000000ULL;
512         cc = 1;
513         break;
514 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
515     case SIGP_RESTART:
516         qemu_system_reset_request();
517         cpu_loop_exit(CPU(s390_env_get_cpu(env)));
518         break;
519     case SIGP_STOP:
520         qemu_system_shutdown_request();
521         cpu_loop_exit(CPU(s390_env_get_cpu(env)));
522         break;
523 #endif
524     default:
525         /* unknown sigp */
526         fprintf(stderr, "XXX unknown sigp: 0x%" PRIx64 "\n", order_code);
527         cc = SIGP_CC_NOT_OPERATIONAL;
528     }
529
530     return cc;
531 }
532 #endif
533
534 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
535 void HELPER(xsch)(CPUS390XState *env, uint64_t r1)
536 {
537     S390CPU *cpu = s390_env_get_cpu(env);
538     ioinst_handle_xsch(cpu, r1);
539 }
540
541 void HELPER(csch)(CPUS390XState *env, uint64_t r1)
542 {
543     S390CPU *cpu = s390_env_get_cpu(env);
544     ioinst_handle_csch(cpu, r1);
545 }
546
547 void HELPER(hsch)(CPUS390XState *env, uint64_t r1)
548 {
549     S390CPU *cpu = s390_env_get_cpu(env);
550     ioinst_handle_hsch(cpu, r1);
551 }
552
553 void HELPER(msch)(CPUS390XState *env, uint64_t r1, uint64_t inst)
554 {
555     S390CPU *cpu = s390_env_get_cpu(env);
556     ioinst_handle_msch(cpu, r1, inst >> 16);
557 }
558
559 void HELPER(rchp)(CPUS390XState *env, uint64_t r1)
560 {
561     S390CPU *cpu = s390_env_get_cpu(env);
562     ioinst_handle_rchp(cpu, r1);
563 }
564
565 void HELPER(rsch)(CPUS390XState *env, uint64_t r1)
566 {
567     S390CPU *cpu = s390_env_get_cpu(env);
568     ioinst_handle_rsch(cpu, r1);
569 }
570
571 void HELPER(ssch)(CPUS390XState *env, uint64_t r1, uint64_t inst)
572 {
573     S390CPU *cpu = s390_env_get_cpu(env);
574     ioinst_handle_ssch(cpu, r1, inst >> 16);
575 }
576
577 void HELPER(stsch)(CPUS390XState *env, uint64_t r1, uint64_t inst)
578 {
579     S390CPU *cpu = s390_env_get_cpu(env);
580     ioinst_handle_stsch(cpu, r1, inst >> 16);
581 }
582
583 void HELPER(tsch)(CPUS390XState *env, uint64_t r1, uint64_t inst)
584 {
585     S390CPU *cpu = s390_env_get_cpu(env);
586     ioinst_handle_tsch(cpu, r1, inst >> 16);
587 }
588
589 void HELPER(chsc)(CPUS390XState *env, uint64_t inst)
590 {
591     S390CPU *cpu = s390_env_get_cpu(env);
592     ioinst_handle_chsc(cpu, inst >> 16);
593 }
594 #endif
595
596 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
597 void HELPER(per_check_exception)(CPUS390XState *env)
598 {
599     CPUState *cs = CPU(s390_env_get_cpu(env));
600
601     if (env->per_perc_atmid) {
602         env->int_pgm_code = PGM_PER;
603         env->int_pgm_ilen = get_ilen(cpu_ldub_code(env, env->per_address));
604
605         cs->exception_index = EXCP_PGM;
606         cpu_loop_exit(cs);
607     }
608 }
609
610 void HELPER(per_branch)(CPUS390XState *env, uint64_t from, uint64_t to)
611 {
612     if ((env->cregs[9] & PER_CR9_EVENT_BRANCH)) {
613         if (!(env->cregs[9] & PER_CR9_CONTROL_BRANCH_ADDRESS)
614             || get_per_in_range(env, to)) {
615             env->per_address = from;
616             env->per_perc_atmid = PER_CODE_EVENT_BRANCH | get_per_atmid(env);
617         }
618     }
619 }
620
621 void HELPER(per_ifetch)(CPUS390XState *env, uint64_t addr)
622 {
623     if ((env->cregs[9] & PER_CR9_EVENT_IFETCH) && get_per_in_range(env, addr)) {
624         env->per_address = addr;
625         env->per_perc_atmid = PER_CODE_EVENT_IFETCH | get_per_atmid(env);
626
627         /* If the instruction has to be nullified, trigger the
628            exception immediately. */
629         if (env->cregs[9] & PER_CR9_EVENT_NULLIFICATION) {
630             CPUState *cs = CPU(s390_env_get_cpu(env));
631
632             env->int_pgm_code = PGM_PER;
633             env->int_pgm_ilen = get_ilen(cpu_ldub_code(env, addr));
634
635             cs->exception_index = EXCP_PGM;
636             cpu_loop_exit(cs);
637         }
638     }
639 }
640 #endif