Add qemu 2.4.0
[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 "cpu.h"
22 #include "exec/memory.h"
23 #include "qemu/host-utils.h"
24 #include "exec/helper-proto.h"
25 #include <string.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     cmma_reset(cpu);
131     io_subsystem_reset();
132     scc->load_normal(CPU(cpu));
133     cpu_synchronize_all_post_reset();
134     resume_all_vcpus();
135     return 0;
136 }
137
138 static int load_normal_reset(S390CPU *cpu)
139 {
140     S390CPUClass *scc = S390_CPU_GET_CLASS(cpu);
141     CPUState *t;
142
143     pause_all_vcpus();
144     cpu_synchronize_all_states();
145     CPU_FOREACH(t) {
146         run_on_cpu(t, s390_do_cpu_reset, t);
147     }
148     cmma_reset(cpu);
149     io_subsystem_reset();
150     scc->initial_cpu_reset(CPU(cpu));
151     scc->load_normal(CPU(cpu));
152     cpu_synchronize_all_post_reset();
153     resume_all_vcpus();
154     return 0;
155 }
156
157 int handle_diag_288(CPUS390XState *env, uint64_t r1, uint64_t r3)
158 {
159     uint64_t func = env->regs[r1];
160     uint64_t timeout = env->regs[r1 + 1];
161     uint64_t action = env->regs[r3];
162     Object *obj;
163     DIAG288State *diag288;
164     DIAG288Class *diag288_class;
165
166     if (r1 % 2 || action != 0) {
167         return -1;
168     }
169
170     /* Timeout must be more than 15 seconds except for timer deletion */
171     if (func != WDT_DIAG288_CANCEL && timeout < 15) {
172         return -1;
173     }
174
175     obj = object_resolve_path_type("", TYPE_WDT_DIAG288, NULL);
176     if (!obj) {
177         return -1;
178     }
179
180     diag288 = DIAG288(obj);
181     diag288_class = DIAG288_GET_CLASS(diag288);
182     return diag288_class->handle_timer(diag288, func, timeout);
183 }
184
185 #define DIAG_308_RC_OK              0x0001
186 #define DIAG_308_RC_NO_CONF         0x0102
187 #define DIAG_308_RC_INVALID         0x0402
188
189 void handle_diag_308(CPUS390XState *env, uint64_t r1, uint64_t r3)
190 {
191     uint64_t addr =  env->regs[r1];
192     uint64_t subcode = env->regs[r3];
193     IplParameterBlock *iplb;
194
195     if (env->psw.mask & PSW_MASK_PSTATE) {
196         program_interrupt(env, PGM_PRIVILEGED, ILEN_LATER_INC);
197         return;
198     }
199
200     if ((subcode & ~0x0ffffULL) || (subcode > 6)) {
201         program_interrupt(env, PGM_SPECIFICATION, ILEN_LATER_INC);
202         return;
203     }
204
205     switch (subcode) {
206     case 0:
207         modified_clear_reset(s390_env_get_cpu(env));
208         if (tcg_enabled()) {
209             cpu_loop_exit(CPU(s390_env_get_cpu(env)));
210         }
211         break;
212     case 1:
213         load_normal_reset(s390_env_get_cpu(env));
214         if (tcg_enabled()) {
215             cpu_loop_exit(CPU(s390_env_get_cpu(env)));
216         }
217         break;
218     case 3:
219         s390_reipl_request();
220         if (tcg_enabled()) {
221             cpu_loop_exit(CPU(s390_env_get_cpu(env)));
222         }
223         break;
224     case 5:
225         if ((r1 & 1) || (addr & 0x0fffULL)) {
226             program_interrupt(env, PGM_SPECIFICATION, ILEN_LATER_INC);
227             return;
228         }
229         if (!address_space_access_valid(&address_space_memory, addr,
230                                         sizeof(IplParameterBlock), false)) {
231             program_interrupt(env, PGM_ADDRESSING, ILEN_LATER_INC);
232             return;
233         }
234         iplb = g_malloc0(sizeof(struct IplParameterBlock));
235         cpu_physical_memory_read(addr, iplb, sizeof(struct IplParameterBlock));
236         if (!s390_ipl_update_diag308(iplb)) {
237             env->regs[r1 + 1] = DIAG_308_RC_OK;
238         } else {
239             env->regs[r1 + 1] = DIAG_308_RC_INVALID;
240         }
241         g_free(iplb);
242         return;
243     case 6:
244         if ((r1 & 1) || (addr & 0x0fffULL)) {
245             program_interrupt(env, PGM_SPECIFICATION, ILEN_LATER_INC);
246             return;
247         }
248         if (!address_space_access_valid(&address_space_memory, addr,
249                                         sizeof(IplParameterBlock), true)) {
250             program_interrupt(env, PGM_ADDRESSING, ILEN_LATER_INC);
251             return;
252         }
253         iplb = s390_ipl_get_iplb();
254         if (iplb) {
255             cpu_physical_memory_write(addr, iplb,
256                                       sizeof(struct IplParameterBlock));
257             env->regs[r1 + 1] = DIAG_308_RC_OK;
258         } else {
259             env->regs[r1 + 1] = DIAG_308_RC_NO_CONF;
260         }
261         return;
262     default:
263         hw_error("Unhandled diag308 subcode %" PRIx64, subcode);
264         break;
265     }
266 }
267 #endif
268
269 void HELPER(diag)(CPUS390XState *env, uint32_t r1, uint32_t r3, uint32_t num)
270 {
271     uint64_t r;
272
273     switch (num) {
274     case 0x500:
275         /* KVM hypercall */
276         r = s390_virtio_hypercall(env);
277         break;
278     case 0x44:
279         /* yield */
280         r = 0;
281         break;
282     case 0x308:
283         /* ipl */
284         handle_diag_308(env, r1, r3);
285         r = 0;
286         break;
287     default:
288         r = -1;
289         break;
290     }
291
292     if (r) {
293         program_interrupt(env, PGM_OPERATION, ILEN_LATER_INC);
294     }
295 }
296
297 /* Set Prefix */
298 void HELPER(spx)(CPUS390XState *env, uint64_t a1)
299 {
300     CPUState *cs = CPU(s390_env_get_cpu(env));
301     uint32_t prefix = a1 & 0x7fffe000;
302
303     env->psa = prefix;
304     qemu_log("prefix: %#x\n", prefix);
305     tlb_flush_page(cs, 0);
306     tlb_flush_page(cs, TARGET_PAGE_SIZE);
307 }
308
309 /* Store Clock */
310 uint64_t HELPER(stck)(CPUS390XState *env)
311 {
312     uint64_t time;
313
314     time = env->tod_offset +
315         time2tod(qemu_clock_get_ns(QEMU_CLOCK_VIRTUAL) - env->tod_basetime);
316
317     return time;
318 }
319
320 /* Set Clock Comparator */
321 void HELPER(sckc)(CPUS390XState *env, uint64_t time)
322 {
323     if (time == -1ULL) {
324         return;
325     }
326
327     env->ckc = time;
328
329     /* difference between origins */
330     time -= env->tod_offset;
331
332     /* nanoseconds */
333     time = tod2time(time);
334
335     timer_mod(env->tod_timer, env->tod_basetime + time);
336 }
337
338 /* Store Clock Comparator */
339 uint64_t HELPER(stckc)(CPUS390XState *env)
340 {
341     return env->ckc;
342 }
343
344 /* Set CPU Timer */
345 void HELPER(spt)(CPUS390XState *env, uint64_t time)
346 {
347     if (time == -1ULL) {
348         return;
349     }
350
351     /* nanoseconds */
352     time = tod2time(time);
353
354     env->cputm = qemu_clock_get_ns(QEMU_CLOCK_VIRTUAL) + time;
355
356     timer_mod(env->cpu_timer, env->cputm);
357 }
358
359 /* Store CPU Timer */
360 uint64_t HELPER(stpt)(CPUS390XState *env)
361 {
362     return time2tod(env->cputm - qemu_clock_get_ns(QEMU_CLOCK_VIRTUAL));
363 }
364
365 /* Store System Information */
366 uint32_t HELPER(stsi)(CPUS390XState *env, uint64_t a0,
367                       uint64_t r0, uint64_t r1)
368 {
369     int cc = 0;
370     int sel1, sel2;
371
372     if ((r0 & STSI_LEVEL_MASK) <= STSI_LEVEL_3 &&
373         ((r0 & STSI_R0_RESERVED_MASK) || (r1 & STSI_R1_RESERVED_MASK))) {
374         /* valid function code, invalid reserved bits */
375         program_interrupt(env, PGM_SPECIFICATION, 2);
376     }
377
378     sel1 = r0 & STSI_R0_SEL1_MASK;
379     sel2 = r1 & STSI_R1_SEL2_MASK;
380
381     /* XXX: spec exception if sysib is not 4k-aligned */
382
383     switch (r0 & STSI_LEVEL_MASK) {
384     case STSI_LEVEL_1:
385         if ((sel1 == 1) && (sel2 == 1)) {
386             /* Basic Machine Configuration */
387             struct sysib_111 sysib;
388
389             memset(&sysib, 0, sizeof(sysib));
390             ebcdic_put(sysib.manuf, "QEMU            ", 16);
391             /* same as machine type number in STORE CPU ID */
392             ebcdic_put(sysib.type, "QEMU", 4);
393             /* same as model number in STORE CPU ID */
394             ebcdic_put(sysib.model, "QEMU            ", 16);
395             ebcdic_put(sysib.sequence, "QEMU            ", 16);
396             ebcdic_put(sysib.plant, "QEMU", 4);
397             cpu_physical_memory_write(a0, &sysib, sizeof(sysib));
398         } else if ((sel1 == 2) && (sel2 == 1)) {
399             /* Basic Machine CPU */
400             struct sysib_121 sysib;
401
402             memset(&sysib, 0, sizeof(sysib));
403             /* XXX make different for different CPUs? */
404             ebcdic_put(sysib.sequence, "QEMUQEMUQEMUQEMU", 16);
405             ebcdic_put(sysib.plant, "QEMU", 4);
406             stw_p(&sysib.cpu_addr, env->cpu_num);
407             cpu_physical_memory_write(a0, &sysib, sizeof(sysib));
408         } else if ((sel1 == 2) && (sel2 == 2)) {
409             /* Basic Machine CPUs */
410             struct sysib_122 sysib;
411
412             memset(&sysib, 0, sizeof(sysib));
413             stl_p(&sysib.capability, 0x443afc29);
414             /* XXX change when SMP comes */
415             stw_p(&sysib.total_cpus, 1);
416             stw_p(&sysib.active_cpus, 1);
417             stw_p(&sysib.standby_cpus, 0);
418             stw_p(&sysib.reserved_cpus, 0);
419             cpu_physical_memory_write(a0, &sysib, sizeof(sysib));
420         } else {
421             cc = 3;
422         }
423         break;
424     case STSI_LEVEL_2:
425         {
426             if ((sel1 == 2) && (sel2 == 1)) {
427                 /* LPAR CPU */
428                 struct sysib_221 sysib;
429
430                 memset(&sysib, 0, sizeof(sysib));
431                 /* XXX make different for different CPUs? */
432                 ebcdic_put(sysib.sequence, "QEMUQEMUQEMUQEMU", 16);
433                 ebcdic_put(sysib.plant, "QEMU", 4);
434                 stw_p(&sysib.cpu_addr, env->cpu_num);
435                 stw_p(&sysib.cpu_id, 0);
436                 cpu_physical_memory_write(a0, &sysib, sizeof(sysib));
437             } else if ((sel1 == 2) && (sel2 == 2)) {
438                 /* LPAR CPUs */
439                 struct sysib_222 sysib;
440
441                 memset(&sysib, 0, sizeof(sysib));
442                 stw_p(&sysib.lpar_num, 0);
443                 sysib.lcpuc = 0;
444                 /* XXX change when SMP comes */
445                 stw_p(&sysib.total_cpus, 1);
446                 stw_p(&sysib.conf_cpus, 1);
447                 stw_p(&sysib.standby_cpus, 0);
448                 stw_p(&sysib.reserved_cpus, 0);
449                 ebcdic_put(sysib.name, "QEMU    ", 8);
450                 stl_p(&sysib.caf, 1000);
451                 stw_p(&sysib.dedicated_cpus, 0);
452                 stw_p(&sysib.shared_cpus, 0);
453                 cpu_physical_memory_write(a0, &sysib, sizeof(sysib));
454             } else {
455                 cc = 3;
456             }
457             break;
458         }
459     case STSI_LEVEL_3:
460         {
461             if ((sel1 == 2) && (sel2 == 2)) {
462                 /* VM CPUs */
463                 struct sysib_322 sysib;
464
465                 memset(&sysib, 0, sizeof(sysib));
466                 sysib.count = 1;
467                 /* XXX change when SMP comes */
468                 stw_p(&sysib.vm[0].total_cpus, 1);
469                 stw_p(&sysib.vm[0].conf_cpus, 1);
470                 stw_p(&sysib.vm[0].standby_cpus, 0);
471                 stw_p(&sysib.vm[0].reserved_cpus, 0);
472                 ebcdic_put(sysib.vm[0].name, "KVMguest", 8);
473                 stl_p(&sysib.vm[0].caf, 1000);
474                 ebcdic_put(sysib.vm[0].cpi, "KVM/Linux       ", 16);
475                 cpu_physical_memory_write(a0, &sysib, sizeof(sysib));
476             } else {
477                 cc = 3;
478             }
479             break;
480         }
481     case STSI_LEVEL_CURRENT:
482         env->regs[0] = STSI_LEVEL_3;
483         break;
484     default:
485         cc = 3;
486         break;
487     }
488
489     return cc;
490 }
491
492 uint32_t HELPER(sigp)(CPUS390XState *env, uint64_t order_code, uint32_t r1,
493                       uint64_t cpu_addr)
494 {
495     int cc = SIGP_CC_ORDER_CODE_ACCEPTED;
496
497     HELPER_LOG("%s: %016" PRIx64 " %08x %016" PRIx64 "\n",
498                __func__, order_code, r1, cpu_addr);
499
500     /* Remember: Use "R1 or R1 + 1, whichever is the odd-numbered register"
501        as parameter (input). Status (output) is always R1. */
502
503     switch (order_code) {
504     case SIGP_SET_ARCH:
505         /* switch arch */
506         break;
507     case SIGP_SENSE:
508         /* enumerate CPU status */
509         if (cpu_addr) {
510             /* XXX implement when SMP comes */
511             return 3;
512         }
513         env->regs[r1] &= 0xffffffff00000000ULL;
514         cc = 1;
515         break;
516 #if !defined(CONFIG_USER_ONLY)
517     case SIGP_RESTART:
518         qemu_system_reset_request();
519         cpu_loop_exit(CPU(s390_env_get_cpu(env)));
520         break;
521     case SIGP_STOP:
522         qemu_system_shutdown_request();
523         cpu_loop_exit(CPU(s390_env_get_cpu(env)));
524         break;
525 #endif
526     default:
527         /* unknown sigp */
528         fprintf(stderr, "XXX unknown sigp: 0x%" PRIx64 "\n", order_code);
529         cc = SIGP_CC_NOT_OPERATIONAL;
530     }
531
532     return cc;
533 }
534 #endif
535
536 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
537 void HELPER(xsch)(CPUS390XState *env, uint64_t r1)
538 {
539     S390CPU *cpu = s390_env_get_cpu(env);
540     ioinst_handle_xsch(cpu, r1);
541 }
542
543 void HELPER(csch)(CPUS390XState *env, uint64_t r1)
544 {
545     S390CPU *cpu = s390_env_get_cpu(env);
546     ioinst_handle_csch(cpu, r1);
547 }
548
549 void HELPER(hsch)(CPUS390XState *env, uint64_t r1)
550 {
551     S390CPU *cpu = s390_env_get_cpu(env);
552     ioinst_handle_hsch(cpu, r1);
553 }
554
555 void HELPER(msch)(CPUS390XState *env, uint64_t r1, uint64_t inst)
556 {
557     S390CPU *cpu = s390_env_get_cpu(env);
558     ioinst_handle_msch(cpu, r1, inst >> 16);
559 }
560
561 void HELPER(rchp)(CPUS390XState *env, uint64_t r1)
562 {
563     S390CPU *cpu = s390_env_get_cpu(env);
564     ioinst_handle_rchp(cpu, r1);
565 }
566
567 void HELPER(rsch)(CPUS390XState *env, uint64_t r1)
568 {
569     S390CPU *cpu = s390_env_get_cpu(env);
570     ioinst_handle_rsch(cpu, r1);
571 }
572
573 void HELPER(ssch)(CPUS390XState *env, uint64_t r1, uint64_t inst)
574 {
575     S390CPU *cpu = s390_env_get_cpu(env);
576     ioinst_handle_ssch(cpu, r1, inst >> 16);
577 }
578
579 void HELPER(stsch)(CPUS390XState *env, uint64_t r1, uint64_t inst)
580 {
581     S390CPU *cpu = s390_env_get_cpu(env);
582     ioinst_handle_stsch(cpu, r1, inst >> 16);
583 }
584
585 void HELPER(tsch)(CPUS390XState *env, uint64_t r1, uint64_t inst)
586 {
587     S390CPU *cpu = s390_env_get_cpu(env);
588     ioinst_handle_tsch(cpu, r1, inst >> 16);
589 }
590
591 void HELPER(chsc)(CPUS390XState *env, uint64_t inst)
592 {
593     S390CPU *cpu = s390_env_get_cpu(env);
594     ioinst_handle_chsc(cpu, inst >> 16);
595 }
596 #endif
597
598 #ifndef CONFIG_USER_ONLY
599 void HELPER(per_check_exception)(CPUS390XState *env)
600 {
601     CPUState *cs = CPU(s390_env_get_cpu(env));
602
603     if (env->per_perc_atmid) {
604         env->int_pgm_code = PGM_PER;
605         env->int_pgm_ilen = get_ilen(cpu_ldub_code(env, env->per_address));
606
607         cs->exception_index = EXCP_PGM;
608         cpu_loop_exit(cs);
609     }
610 }
611
612 void HELPER(per_branch)(CPUS390XState *env, uint64_t from, uint64_t to)
613 {
614     if ((env->cregs[9] & PER_CR9_EVENT_BRANCH)) {
615         if (!(env->cregs[9] & PER_CR9_CONTROL_BRANCH_ADDRESS)
616             || get_per_in_range(env, to)) {
617             env->per_address = from;
618             env->per_perc_atmid = PER_CODE_EVENT_BRANCH | get_per_atmid(env);
619         }
620     }
621 }
622
623 void HELPER(per_ifetch)(CPUS390XState *env, uint64_t addr)
624 {
625     if ((env->cregs[9] & PER_CR9_EVENT_IFETCH) && get_per_in_range(env, addr)) {
626         env->per_address = addr;
627         env->per_perc_atmid = PER_CODE_EVENT_IFETCH | get_per_atmid(env);
628
629         /* If the instruction has to be nullified, trigger the
630            exception immediately. */
631         if (env->cregs[9] & PER_CR9_EVENT_NULLIFICATION) {
632             CPUState *cs = CPU(s390_env_get_cpu(env));
633
634             env->int_pgm_code = PGM_PER;
635             env->int_pgm_ilen = get_ilen(cpu_ldub_code(env, addr));
636
637             cs->exception_index = EXCP_PGM;
638             cpu_loop_exit(cs);
639         }
640     }
641 }
642 #endif