Merge remote-tracking branch 'remotes/afaerber/tags/qom-devices-for-peter' into staging
[sdk/emulator/qemu.git] / hw / i386 / pc.c
1 /*
2  * QEMU PC System Emulator
3  *
4  * Copyright (c) 2003-2004 Fabrice Bellard
5  *
6  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
7  * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
8  * in the Software without restriction, including without limitation the rights
9  * to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
10  * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
11  * furnished to do so, subject to the following conditions:
12  *
13  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
14  * all copies or substantial portions of the Software.
15  *
16  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
17  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
18  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
19  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
20  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
21  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
22  * THE SOFTWARE.
23  */
24 #include "hw/hw.h"
25 #include "hw/i386/pc.h"
26 #include "hw/char/serial.h"
27 #include "hw/i386/apic.h"
28 #include "hw/block/fdc.h"
29 #include "hw/ide.h"
30 #include "hw/pci/pci.h"
31 #include "monitor/monitor.h"
32 #include "hw/nvram/fw_cfg.h"
33 #include "hw/timer/hpet.h"
34 #include "hw/i386/smbios.h"
35 #include "hw/loader.h"
36 #include "elf.h"
37 #include "multiboot.h"
38 #include "hw/timer/mc146818rtc.h"
39 #include "hw/timer/i8254.h"
40 #include "hw/audio/pcspk.h"
41 #include "hw/pci/msi.h"
42 #include "hw/sysbus.h"
43 #include "sysemu/sysemu.h"
44 #include "sysemu/numa.h"
45 #include "sysemu/kvm.h"
46 #include "kvm_i386.h"
47 #include "hw/xen/xen.h"
48 #include "sysemu/block-backend.h"
49 #include "hw/block/block.h"
50 #include "ui/qemu-spice.h"
51 #include "exec/memory.h"
52 #include "exec/address-spaces.h"
53 #include "sysemu/arch_init.h"
54 #include "qemu/bitmap.h"
55 #include "qemu/config-file.h"
56 #include "hw/acpi/acpi.h"
57 #include "hw/acpi/cpu_hotplug.h"
58 #include "hw/cpu/icc_bus.h"
59 #include "hw/boards.h"
60 #include "hw/pci/pci_host.h"
61 #include "acpi-build.h"
62 #include "hw/mem/pc-dimm.h"
63 #include "trace.h"
64 #include "qapi/visitor.h"
65 #include "qapi-visit.h"
66
67 /* debug PC/ISA interrupts */
68 //#define DEBUG_IRQ
69
70 #ifdef DEBUG_IRQ
71 #define DPRINTF(fmt, ...)                                       \
72     do { printf("CPUIRQ: " fmt , ## __VA_ARGS__); } while (0)
73 #else
74 #define DPRINTF(fmt, ...)
75 #endif
76
77 /* Leave a chunk of memory at the top of RAM for the BIOS ACPI tables
78  * (128K) and other BIOS datastructures (less than 4K reported to be used at
79  * the moment, 32K should be enough for a while).  */
80 static unsigned acpi_data_size = 0x20000 + 0x8000;
81 void pc_set_legacy_acpi_data_size(void)
82 {
83     acpi_data_size = 0x10000;
84 }
85
86 #define BIOS_CFG_IOPORT 0x510
87 #define FW_CFG_ACPI_TABLES (FW_CFG_ARCH_LOCAL + 0)
88 #define FW_CFG_SMBIOS_ENTRIES (FW_CFG_ARCH_LOCAL + 1)
89 #define FW_CFG_IRQ0_OVERRIDE (FW_CFG_ARCH_LOCAL + 2)
90 #define FW_CFG_E820_TABLE (FW_CFG_ARCH_LOCAL + 3)
91 #define FW_CFG_HPET (FW_CFG_ARCH_LOCAL + 4)
92
93 #define E820_NR_ENTRIES         16
94
95 struct e820_entry {
96     uint64_t address;
97     uint64_t length;
98     uint32_t type;
99 } QEMU_PACKED __attribute((__aligned__(4)));
100
101 struct e820_table {
102     uint32_t count;
103     struct e820_entry entry[E820_NR_ENTRIES];
104 } QEMU_PACKED __attribute((__aligned__(4)));
105
106 static struct e820_table e820_reserve;
107 static struct e820_entry *e820_table;
108 static unsigned e820_entries;
109 struct hpet_fw_config hpet_cfg = {.count = UINT8_MAX};
110
111 void gsi_handler(void *opaque, int n, int level)
112 {
113     GSIState *s = opaque;
114
115     DPRINTF("pc: %s GSI %d\n", level ? "raising" : "lowering", n);
116     if (n < ISA_NUM_IRQS) {
117         qemu_set_irq(s->i8259_irq[n], level);
118     }
119     qemu_set_irq(s->ioapic_irq[n], level);
120 }
121
122 static void ioport80_write(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t data,
123                            unsigned size)
124 {
125 }
126
127 static uint64_t ioport80_read(void *opaque, hwaddr addr, unsigned size)
128 {
129     return 0xffffffffffffffffULL;
130 }
131
132 /* MSDOS compatibility mode FPU exception support */
133 static qemu_irq ferr_irq;
134
135 void pc_register_ferr_irq(qemu_irq irq)
136 {
137     ferr_irq = irq;
138 }
139
140 /* XXX: add IGNNE support */
141 void cpu_set_ferr(CPUX86State *s)
142 {
143     qemu_irq_raise(ferr_irq);
144 }
145
146 static void ioportF0_write(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t data,
147                            unsigned size)
148 {
149     qemu_irq_lower(ferr_irq);
150 }
151
152 static uint64_t ioportF0_read(void *opaque, hwaddr addr, unsigned size)
153 {
154     return 0xffffffffffffffffULL;
155 }
156
157 /* TSC handling */
158 uint64_t cpu_get_tsc(CPUX86State *env)
159 {
160     return cpu_get_ticks();
161 }
162
163 /* SMM support */
164
165 static cpu_set_smm_t smm_set;
166 static void *smm_arg;
167
168 void cpu_smm_register(cpu_set_smm_t callback, void *arg)
169 {
170     assert(smm_set == NULL);
171     assert(smm_arg == NULL);
172     smm_set = callback;
173     smm_arg = arg;
174 }
175
176 void cpu_smm_update(CPUX86State *env)
177 {
178     if (smm_set && smm_arg && CPU(x86_env_get_cpu(env)) == first_cpu) {
179         smm_set(!!(env->hflags & HF_SMM_MASK), smm_arg);
180     }
181 }
182
183
184 /* IRQ handling */
185 int cpu_get_pic_interrupt(CPUX86State *env)
186 {
187     X86CPU *cpu = x86_env_get_cpu(env);
188     int intno;
189
190     intno = apic_get_interrupt(cpu->apic_state);
191     if (intno >= 0) {
192         return intno;
193     }
194     /* read the irq from the PIC */
195     if (!apic_accept_pic_intr(cpu->apic_state)) {
196         return -1;
197     }
198
199     intno = pic_read_irq(isa_pic);
200     return intno;
201 }
202
203 static void pic_irq_request(void *opaque, int irq, int level)
204 {
205     CPUState *cs = first_cpu;
206     X86CPU *cpu = X86_CPU(cs);
207
208     DPRINTF("pic_irqs: %s irq %d\n", level? "raise" : "lower", irq);
209     if (cpu->apic_state) {
210         CPU_FOREACH(cs) {
211             cpu = X86_CPU(cs);
212             if (apic_accept_pic_intr(cpu->apic_state)) {
213                 apic_deliver_pic_intr(cpu->apic_state, level);
214             }
215         }
216     } else {
217         if (level) {
218             cpu_interrupt(cs, CPU_INTERRUPT_HARD);
219         } else {
220             cpu_reset_interrupt(cs, CPU_INTERRUPT_HARD);
221         }
222     }
223 }
224
225 /* PC cmos mappings */
226
227 #define REG_EQUIPMENT_BYTE          0x14
228
229 static int cmos_get_fd_drive_type(FDriveType fd0)
230 {
231     int val;
232
233     switch (fd0) {
234     case FDRIVE_DRV_144:
235         /* 1.44 Mb 3"5 drive */
236         val = 4;
237         break;
238     case FDRIVE_DRV_288:
239         /* 2.88 Mb 3"5 drive */
240         val = 5;
241         break;
242     case FDRIVE_DRV_120:
243         /* 1.2 Mb 5"5 drive */
244         val = 2;
245         break;
246     case FDRIVE_DRV_NONE:
247     default:
248         val = 0;
249         break;
250     }
251     return val;
252 }
253
254 static void cmos_init_hd(ISADevice *s, int type_ofs, int info_ofs,
255                          int16_t cylinders, int8_t heads, int8_t sectors)
256 {
257     rtc_set_memory(s, type_ofs, 47);
258     rtc_set_memory(s, info_ofs, cylinders);
259     rtc_set_memory(s, info_ofs + 1, cylinders >> 8);
260     rtc_set_memory(s, info_ofs + 2, heads);
261     rtc_set_memory(s, info_ofs + 3, 0xff);
262     rtc_set_memory(s, info_ofs + 4, 0xff);
263     rtc_set_memory(s, info_ofs + 5, 0xc0 | ((heads > 8) << 3));
264     rtc_set_memory(s, info_ofs + 6, cylinders);
265     rtc_set_memory(s, info_ofs + 7, cylinders >> 8);
266     rtc_set_memory(s, info_ofs + 8, sectors);
267 }
268
269 /* convert boot_device letter to something recognizable by the bios */
270 static int boot_device2nibble(char boot_device)
271 {
272     switch(boot_device) {
273     case 'a':
274     case 'b':
275         return 0x01; /* floppy boot */
276     case 'c':
277         return 0x02; /* hard drive boot */
278     case 'd':
279         return 0x03; /* CD-ROM boot */
280     case 'n':
281         return 0x04; /* Network boot */
282     }
283     return 0;
284 }
285
286 static void set_boot_dev(ISADevice *s, const char *boot_device, Error **errp)
287 {
288 #define PC_MAX_BOOT_DEVICES 3
289     int nbds, bds[3] = { 0, };
290     int i;
291
292     nbds = strlen(boot_device);
293     if (nbds > PC_MAX_BOOT_DEVICES) {
294         error_setg(errp, "Too many boot devices for PC");
295         return;
296     }
297     for (i = 0; i < nbds; i++) {
298         bds[i] = boot_device2nibble(boot_device[i]);
299         if (bds[i] == 0) {
300             error_setg(errp, "Invalid boot device for PC: '%c'",
301                        boot_device[i]);
302             return;
303         }
304     }
305     rtc_set_memory(s, 0x3d, (bds[1] << 4) | bds[0]);
306     rtc_set_memory(s, 0x38, (bds[2] << 4) | (fd_bootchk ? 0x0 : 0x1));
307 }
308
309 static void pc_boot_set(void *opaque, const char *boot_device, Error **errp)
310 {
311     set_boot_dev(opaque, boot_device, errp);
312 }
313
314 typedef struct pc_cmos_init_late_arg {
315     ISADevice *rtc_state;
316     BusState *idebus[2];
317 } pc_cmos_init_late_arg;
318
319 static void pc_cmos_init_late(void *opaque)
320 {
321     pc_cmos_init_late_arg *arg = opaque;
322     ISADevice *s = arg->rtc_state;
323     int16_t cylinders;
324     int8_t heads, sectors;
325     int val;
326     int i, trans;
327
328     val = 0;
329     if (ide_get_geometry(arg->idebus[0], 0,
330                          &cylinders, &heads, &sectors) >= 0) {
331         cmos_init_hd(s, 0x19, 0x1b, cylinders, heads, sectors);
332         val |= 0xf0;
333     }
334     if (ide_get_geometry(arg->idebus[0], 1,
335                          &cylinders, &heads, &sectors) >= 0) {
336         cmos_init_hd(s, 0x1a, 0x24, cylinders, heads, sectors);
337         val |= 0x0f;
338     }
339     rtc_set_memory(s, 0x12, val);
340
341     val = 0;
342     for (i = 0; i < 4; i++) {
343         /* NOTE: ide_get_geometry() returns the physical
344            geometry.  It is always such that: 1 <= sects <= 63, 1
345            <= heads <= 16, 1 <= cylinders <= 16383. The BIOS
346            geometry can be different if a translation is done. */
347         if (ide_get_geometry(arg->idebus[i / 2], i % 2,
348                              &cylinders, &heads, &sectors) >= 0) {
349             trans = ide_get_bios_chs_trans(arg->idebus[i / 2], i % 2) - 1;
350             assert((trans & ~3) == 0);
351             val |= trans << (i * 2);
352         }
353     }
354     rtc_set_memory(s, 0x39, val);
355
356     qemu_unregister_reset(pc_cmos_init_late, opaque);
357 }
358
359 void pc_cmos_init(ram_addr_t ram_size, ram_addr_t above_4g_mem_size,
360                   const char *boot_device, MachineState *machine,
361                   ISADevice *floppy, BusState *idebus0, BusState *idebus1,
362                   ISADevice *s)
363 {
364     int val, nb, i;
365     FDriveType fd_type[2] = { FDRIVE_DRV_NONE, FDRIVE_DRV_NONE };
366     static pc_cmos_init_late_arg arg;
367     PCMachineState *pc_machine = PC_MACHINE(machine);
368     Error *local_err = NULL;
369
370     /* various important CMOS locations needed by PC/Bochs bios */
371
372     /* memory size */
373     /* base memory (first MiB) */
374     val = MIN(ram_size / 1024, 640);
375     rtc_set_memory(s, 0x15, val);
376     rtc_set_memory(s, 0x16, val >> 8);
377     /* extended memory (next 64MiB) */
378     if (ram_size > 1024 * 1024) {
379         val = (ram_size - 1024 * 1024) / 1024;
380     } else {
381         val = 0;
382     }
383     if (val > 65535)
384         val = 65535;
385     rtc_set_memory(s, 0x17, val);
386     rtc_set_memory(s, 0x18, val >> 8);
387     rtc_set_memory(s, 0x30, val);
388     rtc_set_memory(s, 0x31, val >> 8);
389     /* memory between 16MiB and 4GiB */
390     if (ram_size > 16 * 1024 * 1024) {
391         val = (ram_size - 16 * 1024 * 1024) / 65536;
392     } else {
393         val = 0;
394     }
395     if (val > 65535)
396         val = 65535;
397     rtc_set_memory(s, 0x34, val);
398     rtc_set_memory(s, 0x35, val >> 8);
399     /* memory above 4GiB */
400     val = above_4g_mem_size / 65536;
401     rtc_set_memory(s, 0x5b, val);
402     rtc_set_memory(s, 0x5c, val >> 8);
403     rtc_set_memory(s, 0x5d, val >> 16);
404
405     /* set the number of CPU */
406     rtc_set_memory(s, 0x5f, smp_cpus - 1);
407
408     object_property_add_link(OBJECT(machine), "rtc_state",
409                              TYPE_ISA_DEVICE,
410                              (Object **)&pc_machine->rtc,
411                              object_property_allow_set_link,
412                              OBJ_PROP_LINK_UNREF_ON_RELEASE, &error_abort);
413     object_property_set_link(OBJECT(machine), OBJECT(s),
414                              "rtc_state", &error_abort);
415
416     set_boot_dev(s, boot_device, &local_err);
417     if (local_err) {
418         error_report_err(local_err);
419         exit(1);
420     }
421
422     /* floppy type */
423     if (floppy) {
424         for (i = 0; i < 2; i++) {
425             fd_type[i] = isa_fdc_get_drive_type(floppy, i);
426         }
427     }
428     val = (cmos_get_fd_drive_type(fd_type[0]) << 4) |
429         cmos_get_fd_drive_type(fd_type[1]);
430     rtc_set_memory(s, 0x10, val);
431
432     val = 0;
433     nb = 0;
434     if (fd_type[0] < FDRIVE_DRV_NONE) {
435         nb++;
436     }
437     if (fd_type[1] < FDRIVE_DRV_NONE) {
438         nb++;
439     }
440     switch (nb) {
441     case 0:
442         break;
443     case 1:
444         val |= 0x01; /* 1 drive, ready for boot */
445         break;
446     case 2:
447         val |= 0x41; /* 2 drives, ready for boot */
448         break;
449     }
450     val |= 0x02; /* FPU is there */
451     val |= 0x04; /* PS/2 mouse installed */
452     rtc_set_memory(s, REG_EQUIPMENT_BYTE, val);
453
454     /* hard drives */
455     arg.rtc_state = s;
456     arg.idebus[0] = idebus0;
457     arg.idebus[1] = idebus1;
458     qemu_register_reset(pc_cmos_init_late, &arg);
459 }
460
461 #define TYPE_PORT92 "port92"
462 #define PORT92(obj) OBJECT_CHECK(Port92State, (obj), TYPE_PORT92)
463
464 /* port 92 stuff: could be split off */
465 typedef struct Port92State {
466     ISADevice parent_obj;
467
468     MemoryRegion io;
469     uint8_t outport;
470     qemu_irq *a20_out;
471 } Port92State;
472
473 static void port92_write(void *opaque, hwaddr addr, uint64_t val,
474                          unsigned size)
475 {
476     Port92State *s = opaque;
477     int oldval = s->outport;
478
479     DPRINTF("port92: write 0x%02" PRIx64 "\n", val);
480     s->outport = val;
481     qemu_set_irq(*s->a20_out, (val >> 1) & 1);
482     if ((val & 1) && !(oldval & 1)) {
483         qemu_system_reset_request();
484     }
485 }
486
487 static uint64_t port92_read(void *opaque, hwaddr addr,
488                             unsigned size)
489 {
490     Port92State *s = opaque;
491     uint32_t ret;
492
493     ret = s->outport;
494     DPRINTF("port92: read 0x%02x\n", ret);
495     return ret;
496 }
497
498 static void port92_init(ISADevice *dev, qemu_irq *a20_out)
499 {
500     Port92State *s = PORT92(dev);
501
502     s->a20_out = a20_out;
503 }
504
505 static const VMStateDescription vmstate_port92_isa = {
506     .name = "port92",
507     .version_id = 1,
508     .minimum_version_id = 1,
509     .fields = (VMStateField[]) {
510         VMSTATE_UINT8(outport, Port92State),
511         VMSTATE_END_OF_LIST()
512     }
513 };
514
515 static void port92_reset(DeviceState *d)
516 {
517     Port92State *s = PORT92(d);
518
519     s->outport &= ~1;
520 }
521
522 static const MemoryRegionOps port92_ops = {
523     .read = port92_read,
524     .write = port92_write,
525     .impl = {
526         .min_access_size = 1,
527         .max_access_size = 1,
528     },
529     .endianness = DEVICE_LITTLE_ENDIAN,
530 };
531
532 static void port92_initfn(Object *obj)
533 {
534     Port92State *s = PORT92(obj);
535
536     memory_region_init_io(&s->io, OBJECT(s), &port92_ops, s, "port92", 1);
537
538     s->outport = 0;
539 }
540
541 static void port92_realizefn(DeviceState *dev, Error **errp)
542 {
543     ISADevice *isadev = ISA_DEVICE(dev);
544     Port92State *s = PORT92(dev);
545
546     isa_register_ioport(isadev, &s->io, 0x92);
547 }
548
549 static void port92_class_initfn(ObjectClass *klass, void *data)
550 {
551     DeviceClass *dc = DEVICE_CLASS(klass);
552
553     dc->realize = port92_realizefn;
554     dc->reset = port92_reset;
555     dc->vmsd = &vmstate_port92_isa;
556     /*
557      * Reason: unlike ordinary ISA devices, this one needs additional
558      * wiring: its A20 output line needs to be wired up by
559      * port92_init().
560      */
561     dc->cannot_instantiate_with_device_add_yet = true;
562 }
563
564 static const TypeInfo port92_info = {
565     .name          = TYPE_PORT92,
566     .parent        = TYPE_ISA_DEVICE,
567     .instance_size = sizeof(Port92State),
568     .instance_init = port92_initfn,
569     .class_init    = port92_class_initfn,
570 };
571
572 static void port92_register_types(void)
573 {
574     type_register_static(&port92_info);
575 }
576
577 type_init(port92_register_types)
578
579 static void handle_a20_line_change(void *opaque, int irq, int level)
580 {
581     X86CPU *cpu = opaque;
582
583     /* XXX: send to all CPUs ? */
584     /* XXX: add logic to handle multiple A20 line sources */
585     x86_cpu_set_a20(cpu, level);
586 }
587
588 int e820_add_entry(uint64_t address, uint64_t length, uint32_t type)
589 {
590     int index = le32_to_cpu(e820_reserve.count);
591     struct e820_entry *entry;
592
593     if (type != E820_RAM) {
594         /* old FW_CFG_E820_TABLE entry -- reservations only */
595         if (index >= E820_NR_ENTRIES) {
596             return -EBUSY;
597         }
598         entry = &e820_reserve.entry[index++];
599
600         entry->address = cpu_to_le64(address);
601         entry->length = cpu_to_le64(length);
602         entry->type = cpu_to_le32(type);
603
604         e820_reserve.count = cpu_to_le32(index);
605     }
606
607     /* new "etc/e820" file -- include ram too */
608     e820_table = g_renew(struct e820_entry, e820_table, e820_entries + 1);
609     e820_table[e820_entries].address = cpu_to_le64(address);
610     e820_table[e820_entries].length = cpu_to_le64(length);
611     e820_table[e820_entries].type = cpu_to_le32(type);
612     e820_entries++;
613
614     return e820_entries;
615 }
616
617 int e820_get_num_entries(void)
618 {
619     return e820_entries;
620 }
621
622 bool e820_get_entry(int idx, uint32_t type, uint64_t *address, uint64_t *length)
623 {
624     if (idx < e820_entries && e820_table[idx].type == cpu_to_le32(type)) {
625         *address = le64_to_cpu(e820_table[idx].address);
626         *length = le64_to_cpu(e820_table[idx].length);
627         return true;
628     }
629     return false;
630 }
631
632 /* Calculates the limit to CPU APIC ID values
633  *
634  * This function returns the limit for the APIC ID value, so that all
635  * CPU APIC IDs are < pc_apic_id_limit().
636  *
637  * This is used for FW_CFG_MAX_CPUS. See comments on bochs_bios_init().
638  */
639 static unsigned int pc_apic_id_limit(unsigned int max_cpus)
640 {
641     return x86_cpu_apic_id_from_index(max_cpus - 1) + 1;
642 }
643
644 static FWCfgState *bochs_bios_init(void)
645 {
646     FWCfgState *fw_cfg;
647     uint8_t *smbios_tables, *smbios_anchor;
648     size_t smbios_tables_len, smbios_anchor_len;
649     uint64_t *numa_fw_cfg;
650     int i, j;
651     unsigned int apic_id_limit = pc_apic_id_limit(max_cpus);
652
653     fw_cfg = fw_cfg_init_io(BIOS_CFG_IOPORT);
654     /* FW_CFG_MAX_CPUS is a bit confusing/problematic on x86:
655      *
656      * SeaBIOS needs FW_CFG_MAX_CPUS for CPU hotplug, but the CPU hotplug
657      * QEMU<->SeaBIOS interface is not based on the "CPU index", but on the APIC
658      * ID of hotplugged CPUs[1]. This means that FW_CFG_MAX_CPUS is not the
659      * "maximum number of CPUs", but the "limit to the APIC ID values SeaBIOS
660      * may see".
661      *
662      * So, this means we must not use max_cpus, here, but the maximum possible
663      * APIC ID value, plus one.
664      *
665      * [1] The only kind of "CPU identifier" used between SeaBIOS and QEMU is
666      *     the APIC ID, not the "CPU index"
667      */
668     fw_cfg_add_i16(fw_cfg, FW_CFG_MAX_CPUS, (uint16_t)apic_id_limit);
669     fw_cfg_add_i32(fw_cfg, FW_CFG_ID, 1);
670     fw_cfg_add_i64(fw_cfg, FW_CFG_RAM_SIZE, (uint64_t)ram_size);
671     fw_cfg_add_bytes(fw_cfg, FW_CFG_ACPI_TABLES,
672                      acpi_tables, acpi_tables_len);
673     fw_cfg_add_i32(fw_cfg, FW_CFG_IRQ0_OVERRIDE, kvm_allows_irq0_override());
674
675     smbios_tables = smbios_get_table_legacy(&smbios_tables_len);
676     if (smbios_tables) {
677         fw_cfg_add_bytes(fw_cfg, FW_CFG_SMBIOS_ENTRIES,
678                          smbios_tables, smbios_tables_len);
679     }
680
681     smbios_get_tables(&smbios_tables, &smbios_tables_len,
682                       &smbios_anchor, &smbios_anchor_len);
683     if (smbios_anchor) {
684         fw_cfg_add_file(fw_cfg, "etc/smbios/smbios-tables",
685                         smbios_tables, smbios_tables_len);
686         fw_cfg_add_file(fw_cfg, "etc/smbios/smbios-anchor",
687                         smbios_anchor, smbios_anchor_len);
688     }
689
690     fw_cfg_add_bytes(fw_cfg, FW_CFG_E820_TABLE,
691                      &e820_reserve, sizeof(e820_reserve));
692     fw_cfg_add_file(fw_cfg, "etc/e820", e820_table,
693                     sizeof(struct e820_entry) * e820_entries);
694
695     fw_cfg_add_bytes(fw_cfg, FW_CFG_HPET, &hpet_cfg, sizeof(hpet_cfg));
696     /* allocate memory for the NUMA channel: one (64bit) word for the number
697      * of nodes, one word for each VCPU->node and one word for each node to
698      * hold the amount of memory.
699      */
700     numa_fw_cfg = g_new0(uint64_t, 1 + apic_id_limit + nb_numa_nodes);
701     numa_fw_cfg[0] = cpu_to_le64(nb_numa_nodes);
702     for (i = 0; i < max_cpus; i++) {
703         unsigned int apic_id = x86_cpu_apic_id_from_index(i);
704         assert(apic_id < apic_id_limit);
705         for (j = 0; j < nb_numa_nodes; j++) {
706             if (test_bit(i, numa_info[j].node_cpu)) {
707                 numa_fw_cfg[apic_id + 1] = cpu_to_le64(j);
708                 break;
709             }
710         }
711     }
712     for (i = 0; i < nb_numa_nodes; i++) {
713         numa_fw_cfg[apic_id_limit + 1 + i] = cpu_to_le64(numa_info[i].node_mem);
714     }
715     fw_cfg_add_bytes(fw_cfg, FW_CFG_NUMA, numa_fw_cfg,
716                      (1 + apic_id_limit + nb_numa_nodes) *
717                      sizeof(*numa_fw_cfg));
718
719     return fw_cfg;
720 }
721
722 static long get_file_size(FILE *f)
723 {
724     long where, size;
725
726     /* XXX: on Unix systems, using fstat() probably makes more sense */
727
728     where = ftell(f);
729     fseek(f, 0, SEEK_END);
730     size = ftell(f);
731     fseek(f, where, SEEK_SET);
732
733     return size;
734 }
735
736 static void load_linux(FWCfgState *fw_cfg,
737                        const char *kernel_filename,
738                        const char *initrd_filename,
739                        const char *kernel_cmdline,
740                        hwaddr max_ram_size)
741 {
742     uint16_t protocol;
743     int setup_size, kernel_size, initrd_size = 0, cmdline_size;
744     uint32_t initrd_max;
745     uint8_t header[8192], *setup, *kernel, *initrd_data;
746     hwaddr real_addr, prot_addr, cmdline_addr, initrd_addr = 0;
747     FILE *f;
748     char *vmode;
749
750     /* Align to 16 bytes as a paranoia measure */
751     cmdline_size = (strlen(kernel_cmdline)+16) & ~15;
752
753     /* load the kernel header */
754     f = fopen(kernel_filename, "rb");
755     if (!f || !(kernel_size = get_file_size(f)) ||
756         fread(header, 1, MIN(ARRAY_SIZE(header), kernel_size), f) !=
757         MIN(ARRAY_SIZE(header), kernel_size)) {
758         fprintf(stderr, "qemu: could not load kernel '%s': %s\n",
759                 kernel_filename, strerror(errno));
760         exit(1);
761     }
762
763     /* kernel protocol version */
764 #if 0
765     fprintf(stderr, "header magic: %#x\n", ldl_p(header+0x202));
766 #endif
767     if (ldl_p(header+0x202) == 0x53726448) {
768         protocol = lduw_p(header+0x206);
769     } else {
770         /* This looks like a multiboot kernel. If it is, let's stop
771            treating it like a Linux kernel. */
772         if (load_multiboot(fw_cfg, f, kernel_filename, initrd_filename,
773                            kernel_cmdline, kernel_size, header)) {
774             return;
775         }
776         protocol = 0;
777     }
778
779     if (protocol < 0x200 || !(header[0x211] & 0x01)) {
780         /* Low kernel */
781         real_addr    = 0x90000;
782         cmdline_addr = 0x9a000 - cmdline_size;
783         prot_addr    = 0x10000;
784     } else if (protocol < 0x202) {
785         /* High but ancient kernel */
786         real_addr    = 0x90000;
787         cmdline_addr = 0x9a000 - cmdline_size;
788         prot_addr    = 0x100000;
789     } else {
790         /* High and recent kernel */
791         real_addr    = 0x10000;
792         cmdline_addr = 0x20000;
793         prot_addr    = 0x100000;
794     }
795
796 #if 0
797     fprintf(stderr,
798             "qemu: real_addr     = 0x" TARGET_FMT_plx "\n"
799             "qemu: cmdline_addr  = 0x" TARGET_FMT_plx "\n"
800             "qemu: prot_addr     = 0x" TARGET_FMT_plx "\n",
801             real_addr,
802             cmdline_addr,
803             prot_addr);
804 #endif
805
806     /* highest address for loading the initrd */
807     if (protocol >= 0x203) {
808         initrd_max = ldl_p(header+0x22c);
809     } else {
810         initrd_max = 0x37ffffff;
811     }
812
813     if (initrd_max >= max_ram_size - acpi_data_size) {
814         initrd_max = max_ram_size - acpi_data_size - 1;
815     }
816
817     fw_cfg_add_i32(fw_cfg, FW_CFG_CMDLINE_ADDR, cmdline_addr);
818     fw_cfg_add_i32(fw_cfg, FW_CFG_CMDLINE_SIZE, strlen(kernel_cmdline)+1);
819     fw_cfg_add_string(fw_cfg, FW_CFG_CMDLINE_DATA, kernel_cmdline);
820
821     if (protocol >= 0x202) {
822         stl_p(header+0x228, cmdline_addr);
823     } else {
824         stw_p(header+0x20, 0xA33F);
825         stw_p(header+0x22, cmdline_addr-real_addr);
826     }
827
828     /* handle vga= parameter */
829     vmode = strstr(kernel_cmdline, "vga=");
830     if (vmode) {
831         unsigned int video_mode;
832         /* skip "vga=" */
833         vmode += 4;
834         if (!strncmp(vmode, "normal", 6)) {
835             video_mode = 0xffff;
836         } else if (!strncmp(vmode, "ext", 3)) {
837             video_mode = 0xfffe;
838         } else if (!strncmp(vmode, "ask", 3)) {
839             video_mode = 0xfffd;
840         } else {
841             video_mode = strtol(vmode, NULL, 0);
842         }
843         stw_p(header+0x1fa, video_mode);
844     }
845
846     /* loader type */
847     /* High nybble = B reserved for QEMU; low nybble is revision number.
848        If this code is substantially changed, you may want to consider
849        incrementing the revision. */
850     if (protocol >= 0x200) {
851         header[0x210] = 0xB0;
852     }
853     /* heap */
854     if (protocol >= 0x201) {
855         header[0x211] |= 0x80;  /* CAN_USE_HEAP */
856         stw_p(header+0x224, cmdline_addr-real_addr-0x200);
857     }
858
859     /* load initrd */
860     if (initrd_filename) {
861         if (protocol < 0x200) {
862             fprintf(stderr, "qemu: linux kernel too old to load a ram disk\n");
863             exit(1);
864         }
865
866         initrd_size = get_image_size(initrd_filename);
867         if (initrd_size < 0) {
868             fprintf(stderr, "qemu: error reading initrd %s: %s\n",
869                     initrd_filename, strerror(errno));
870             exit(1);
871         }
872
873         initrd_addr = (initrd_max-initrd_size) & ~4095;
874
875         initrd_data = g_malloc(initrd_size);
876         load_image(initrd_filename, initrd_data);
877
878         fw_cfg_add_i32(fw_cfg, FW_CFG_INITRD_ADDR, initrd_addr);
879         fw_cfg_add_i32(fw_cfg, FW_CFG_INITRD_SIZE, initrd_size);
880         fw_cfg_add_bytes(fw_cfg, FW_CFG_INITRD_DATA, initrd_data, initrd_size);
881
882         stl_p(header+0x218, initrd_addr);
883         stl_p(header+0x21c, initrd_size);
884     }
885
886     /* load kernel and setup */
887     setup_size = header[0x1f1];
888     if (setup_size == 0) {
889         setup_size = 4;
890     }
891     setup_size = (setup_size+1)*512;
892     kernel_size -= setup_size;
893
894     setup  = g_malloc(setup_size);
895     kernel = g_malloc(kernel_size);
896     fseek(f, 0, SEEK_SET);
897     if (fread(setup, 1, setup_size, f) != setup_size) {
898         fprintf(stderr, "fread() failed\n");
899         exit(1);
900     }
901     if (fread(kernel, 1, kernel_size, f) != kernel_size) {
902         fprintf(stderr, "fread() failed\n");
903         exit(1);
904     }
905     fclose(f);
906     memcpy(setup, header, MIN(sizeof(header), setup_size));
907
908     fw_cfg_add_i32(fw_cfg, FW_CFG_KERNEL_ADDR, prot_addr);
909     fw_cfg_add_i32(fw_cfg, FW_CFG_KERNEL_SIZE, kernel_size);
910     fw_cfg_add_bytes(fw_cfg, FW_CFG_KERNEL_DATA, kernel, kernel_size);
911
912     fw_cfg_add_i32(fw_cfg, FW_CFG_SETUP_ADDR, real_addr);
913     fw_cfg_add_i32(fw_cfg, FW_CFG_SETUP_SIZE, setup_size);
914     fw_cfg_add_bytes(fw_cfg, FW_CFG_SETUP_DATA, setup, setup_size);
915
916     option_rom[nb_option_roms].name = "linuxboot.bin";
917     option_rom[nb_option_roms].bootindex = 0;
918     nb_option_roms++;
919 }
920
921 #define NE2000_NB_MAX 6
922
923 static const int ne2000_io[NE2000_NB_MAX] = { 0x300, 0x320, 0x340, 0x360,
924                                               0x280, 0x380 };
925 static const int ne2000_irq[NE2000_NB_MAX] = { 9, 10, 11, 3, 4, 5 };
926
927 void pc_init_ne2k_isa(ISABus *bus, NICInfo *nd)
928 {
929     static int nb_ne2k = 0;
930
931     if (nb_ne2k == NE2000_NB_MAX)
932         return;
933     isa_ne2000_init(bus, ne2000_io[nb_ne2k],
934                     ne2000_irq[nb_ne2k], nd);
935     nb_ne2k++;
936 }
937
938 DeviceState *cpu_get_current_apic(void)
939 {
940     if (current_cpu) {
941         X86CPU *cpu = X86_CPU(current_cpu);
942         return cpu->apic_state;
943     } else {
944         return NULL;
945     }
946 }
947
948 void pc_acpi_smi_interrupt(void *opaque, int irq, int level)
949 {
950     X86CPU *cpu = opaque;
951
952     if (level) {
953         cpu_interrupt(CPU(cpu), CPU_INTERRUPT_SMI);
954     }
955 }
956
957 static X86CPU *pc_new_cpu(const char *cpu_model, int64_t apic_id,
958                           DeviceState *icc_bridge, Error **errp)
959 {
960     X86CPU *cpu;
961     Error *local_err = NULL;
962
963     cpu = cpu_x86_create(cpu_model, icc_bridge, &local_err);
964     if (local_err != NULL) {
965         error_propagate(errp, local_err);
966         return NULL;
967     }
968
969     object_property_set_int(OBJECT(cpu), apic_id, "apic-id", &local_err);
970     object_property_set_bool(OBJECT(cpu), true, "realized", &local_err);
971
972     if (local_err) {
973         error_propagate(errp, local_err);
974         object_unref(OBJECT(cpu));
975         cpu = NULL;
976     }
977     return cpu;
978 }
979
980 static const char *current_cpu_model;
981
982 void pc_hot_add_cpu(const int64_t id, Error **errp)
983 {
984     DeviceState *icc_bridge;
985     int64_t apic_id = x86_cpu_apic_id_from_index(id);
986
987     if (id < 0) {
988         error_setg(errp, "Invalid CPU id: %" PRIi64, id);
989         return;
990     }
991
992     if (cpu_exists(apic_id)) {
993         error_setg(errp, "Unable to add CPU: %" PRIi64
994                    ", it already exists", id);
995         return;
996     }
997
998     if (id >= max_cpus) {
999         error_setg(errp, "Unable to add CPU: %" PRIi64
1000                    ", max allowed: %d", id, max_cpus - 1);
1001         return;
1002     }
1003
1004     if (apic_id >= ACPI_CPU_HOTPLUG_ID_LIMIT) {
1005         error_setg(errp, "Unable to add CPU: %" PRIi64
1006                    ", resulting APIC ID (%" PRIi64 ") is too large",
1007                    id, apic_id);
1008         return;
1009     }
1010
1011     icc_bridge = DEVICE(object_resolve_path_type("icc-bridge",
1012                                                  TYPE_ICC_BRIDGE, NULL));
1013     pc_new_cpu(current_cpu_model, apic_id, icc_bridge, errp);
1014 }
1015
1016 void pc_cpus_init(const char *cpu_model, DeviceState *icc_bridge)
1017 {
1018     int i;
1019     X86CPU *cpu = NULL;
1020     Error *error = NULL;
1021     unsigned long apic_id_limit;
1022
1023     /* init CPUs */
1024     if (cpu_model == NULL) {
1025 #ifdef TARGET_X86_64
1026         cpu_model = "qemu64";
1027 #else
1028         cpu_model = "qemu32";
1029 #endif
1030     }
1031     current_cpu_model = cpu_model;
1032
1033     apic_id_limit = pc_apic_id_limit(max_cpus);
1034     if (apic_id_limit > ACPI_CPU_HOTPLUG_ID_LIMIT) {
1035         error_report("max_cpus is too large. APIC ID of last CPU is %lu",
1036                      apic_id_limit - 1);
1037         exit(1);
1038     }
1039
1040     for (i = 0; i < smp_cpus; i++) {
1041         cpu = pc_new_cpu(cpu_model, x86_cpu_apic_id_from_index(i),
1042                          icc_bridge, &error);
1043         if (error) {
1044             error_report_err(error);
1045             exit(1);
1046         }
1047     }
1048
1049     /* map APIC MMIO area if CPU has APIC */
1050     if (cpu && cpu->apic_state) {
1051         /* XXX: what if the base changes? */
1052         sysbus_mmio_map_overlap(SYS_BUS_DEVICE(icc_bridge), 0,
1053                                 APIC_DEFAULT_ADDRESS, 0x1000);
1054     }
1055
1056     /* tell smbios about cpuid version and features */
1057     smbios_set_cpuid(cpu->env.cpuid_version, cpu->env.features[FEAT_1_EDX]);
1058 }
1059
1060 /* pci-info ROM file. Little endian format */
1061 typedef struct PcRomPciInfo {
1062     uint64_t w32_min;
1063     uint64_t w32_max;
1064     uint64_t w64_min;
1065     uint64_t w64_max;
1066 } PcRomPciInfo;
1067
1068 typedef struct PcGuestInfoState {
1069     PcGuestInfo info;
1070     Notifier machine_done;
1071 } PcGuestInfoState;
1072
1073 static
1074 void pc_guest_info_machine_done(Notifier *notifier, void *data)
1075 {
1076     PcGuestInfoState *guest_info_state = container_of(notifier,
1077                                                       PcGuestInfoState,
1078                                                       machine_done);
1079     acpi_setup(&guest_info_state->info);
1080 }
1081
1082 PcGuestInfo *pc_guest_info_init(ram_addr_t below_4g_mem_size,
1083                                 ram_addr_t above_4g_mem_size)
1084 {
1085     PcGuestInfoState *guest_info_state = g_malloc0(sizeof *guest_info_state);
1086     PcGuestInfo *guest_info = &guest_info_state->info;
1087     int i, j;
1088
1089     guest_info->ram_size_below_4g = below_4g_mem_size;
1090     guest_info->ram_size = below_4g_mem_size + above_4g_mem_size;
1091     guest_info->apic_id_limit = pc_apic_id_limit(max_cpus);
1092     guest_info->apic_xrupt_override = kvm_allows_irq0_override();
1093     guest_info->numa_nodes = nb_numa_nodes;
1094     guest_info->node_mem = g_malloc0(guest_info->numa_nodes *
1095                                     sizeof *guest_info->node_mem);
1096     for (i = 0; i < nb_numa_nodes; i++) {
1097         guest_info->node_mem[i] = numa_info[i].node_mem;
1098     }
1099
1100     guest_info->node_cpu = g_malloc0(guest_info->apic_id_limit *
1101                                      sizeof *guest_info->node_cpu);
1102
1103     for (i = 0; i < max_cpus; i++) {
1104         unsigned int apic_id = x86_cpu_apic_id_from_index(i);
1105         assert(apic_id < guest_info->apic_id_limit);
1106         for (j = 0; j < nb_numa_nodes; j++) {
1107             if (test_bit(i, numa_info[j].node_cpu)) {
1108                 guest_info->node_cpu[apic_id] = j;
1109                 break;
1110             }
1111         }
1112     }
1113
1114     guest_info_state->machine_done.notify = pc_guest_info_machine_done;
1115     qemu_add_machine_init_done_notifier(&guest_info_state->machine_done);
1116     return guest_info;
1117 }
1118
1119 /* setup pci memory address space mapping into system address space */
1120 void pc_pci_as_mapping_init(Object *owner, MemoryRegion *system_memory,
1121                             MemoryRegion *pci_address_space)
1122 {
1123     /* Set to lower priority than RAM */
1124     memory_region_add_subregion_overlap(system_memory, 0x0,
1125                                         pci_address_space, -1);
1126 }
1127
1128 void pc_acpi_init(const char *default_dsdt)
1129 {
1130     char *filename;
1131
1132     if (acpi_tables != NULL) {
1133         /* manually set via -acpitable, leave it alone */
1134         return;
1135     }
1136
1137     filename = qemu_find_file(QEMU_FILE_TYPE_BIOS, default_dsdt);
1138     if (filename == NULL) {
1139         fprintf(stderr, "WARNING: failed to find %s\n", default_dsdt);
1140     } else {
1141         char *arg;
1142         QemuOpts *opts;
1143         Error *err = NULL;
1144
1145         arg = g_strdup_printf("file=%s", filename);
1146
1147         /* creates a deep copy of "arg" */
1148         opts = qemu_opts_parse(qemu_find_opts("acpi"), arg, 0);
1149         g_assert(opts != NULL);
1150
1151         acpi_table_add_builtin(opts, &err);
1152         if (err) {
1153             error_report("WARNING: failed to load %s: %s", filename,
1154                          error_get_pretty(err));
1155             error_free(err);
1156         }
1157         g_free(arg);
1158         g_free(filename);
1159     }
1160 }
1161
1162 FWCfgState *xen_load_linux(const char *kernel_filename,
1163                            const char *kernel_cmdline,
1164                            const char *initrd_filename,
1165                            ram_addr_t below_4g_mem_size,
1166                            PcGuestInfo *guest_info)
1167 {
1168     int i;
1169     FWCfgState *fw_cfg;
1170
1171     assert(kernel_filename != NULL);
1172
1173     fw_cfg = fw_cfg_init_io(BIOS_CFG_IOPORT);
1174     rom_set_fw(fw_cfg);
1175
1176     load_linux(fw_cfg, kernel_filename, initrd_filename,
1177                kernel_cmdline, below_4g_mem_size);
1178     for (i = 0; i < nb_option_roms; i++) {
1179         assert(!strcmp(option_rom[i].name, "linuxboot.bin") ||
1180                !strcmp(option_rom[i].name, "multiboot.bin"));
1181         rom_add_option(option_rom[i].name, option_rom[i].bootindex);
1182     }
1183     guest_info->fw_cfg = fw_cfg;
1184     return fw_cfg;
1185 }
1186
1187 FWCfgState *pc_memory_init(MachineState *machine,
1188                            MemoryRegion *system_memory,
1189                            ram_addr_t below_4g_mem_size,
1190                            ram_addr_t above_4g_mem_size,
1191                            MemoryRegion *rom_memory,
1192                            MemoryRegion **ram_memory,
1193                            PcGuestInfo *guest_info)
1194 {
1195     int linux_boot, i;
1196     MemoryRegion *ram, *option_rom_mr;
1197     MemoryRegion *ram_below_4g, *ram_above_4g;
1198     FWCfgState *fw_cfg;
1199     PCMachineState *pcms = PC_MACHINE(machine);
1200
1201     assert(machine->ram_size == below_4g_mem_size + above_4g_mem_size);
1202
1203     linux_boot = (machine->kernel_filename != NULL);
1204
1205     /* Allocate RAM.  We allocate it as a single memory region and use
1206      * aliases to address portions of it, mostly for backwards compatibility
1207      * with older qemus that used qemu_ram_alloc().
1208      */
1209     ram = g_malloc(sizeof(*ram));
1210     memory_region_allocate_system_memory(ram, NULL, "pc.ram",
1211                                          machine->ram_size);
1212     *ram_memory = ram;
1213     ram_below_4g = g_malloc(sizeof(*ram_below_4g));
1214     memory_region_init_alias(ram_below_4g, NULL, "ram-below-4g", ram,
1215                              0, below_4g_mem_size);
1216     memory_region_add_subregion(system_memory, 0, ram_below_4g);
1217     e820_add_entry(0, below_4g_mem_size, E820_RAM);
1218     if (above_4g_mem_size > 0) {
1219         ram_above_4g = g_malloc(sizeof(*ram_above_4g));
1220         memory_region_init_alias(ram_above_4g, NULL, "ram-above-4g", ram,
1221                                  below_4g_mem_size, above_4g_mem_size);
1222         memory_region_add_subregion(system_memory, 0x100000000ULL,
1223                                     ram_above_4g);
1224         e820_add_entry(0x100000000ULL, above_4g_mem_size, E820_RAM);
1225     }
1226
1227     if (!guest_info->has_reserved_memory &&
1228         (machine->ram_slots ||
1229          (machine->maxram_size > machine->ram_size))) {
1230         MachineClass *mc = MACHINE_GET_CLASS(machine);
1231
1232         error_report("\"-memory 'slots|maxmem'\" is not supported by: %s",
1233                      mc->name);
1234         exit(EXIT_FAILURE);
1235     }
1236
1237     /* initialize hotplug memory address space */
1238     if (guest_info->has_reserved_memory &&
1239         (machine->ram_size < machine->maxram_size)) {
1240         ram_addr_t hotplug_mem_size =
1241             machine->maxram_size - machine->ram_size;
1242
1243         if (machine->ram_slots > ACPI_MAX_RAM_SLOTS) {
1244             error_report("unsupported amount of memory slots: %"PRIu64,
1245                          machine->ram_slots);
1246             exit(EXIT_FAILURE);
1247         }
1248
1249         pcms->hotplug_memory_base =
1250             ROUND_UP(0x100000000ULL + above_4g_mem_size, 1ULL << 30);
1251
1252         if (pcms->enforce_aligned_dimm) {
1253             /* size hotplug region assuming 1G page max alignment per slot */
1254             hotplug_mem_size += (1ULL << 30) * machine->ram_slots;
1255         }
1256
1257         if ((pcms->hotplug_memory_base + hotplug_mem_size) <
1258             hotplug_mem_size) {
1259             error_report("unsupported amount of maximum memory: " RAM_ADDR_FMT,
1260                          machine->maxram_size);
1261             exit(EXIT_FAILURE);
1262         }
1263
1264         memory_region_init(&pcms->hotplug_memory, OBJECT(pcms),
1265                            "hotplug-memory", hotplug_mem_size);
1266         memory_region_add_subregion(system_memory, pcms->hotplug_memory_base,
1267                                     &pcms->hotplug_memory);
1268     }
1269
1270     /* Initialize PC system firmware */
1271     pc_system_firmware_init(rom_memory, guest_info->isapc_ram_fw);
1272
1273     option_rom_mr = g_malloc(sizeof(*option_rom_mr));
1274     memory_region_init_ram(option_rom_mr, NULL, "pc.rom", PC_ROM_SIZE,
1275                            &error_abort);
1276     vmstate_register_ram_global(option_rom_mr);
1277     memory_region_add_subregion_overlap(rom_memory,
1278                                         PC_ROM_MIN_VGA,
1279                                         option_rom_mr,
1280                                         1);
1281
1282     fw_cfg = bochs_bios_init();
1283     rom_set_fw(fw_cfg);
1284
1285     if (guest_info->has_reserved_memory && pcms->hotplug_memory_base) {
1286         uint64_t *val = g_malloc(sizeof(*val));
1287         *val = cpu_to_le64(ROUND_UP(pcms->hotplug_memory_base, 0x1ULL << 30));
1288         fw_cfg_add_file(fw_cfg, "etc/reserved-memory-end", val, sizeof(*val));
1289     }
1290
1291     if (linux_boot) {
1292         load_linux(fw_cfg, machine->kernel_filename, machine->initrd_filename,
1293                    machine->kernel_cmdline, below_4g_mem_size);
1294     }
1295
1296     for (i = 0; i < nb_option_roms; i++) {
1297         rom_add_option(option_rom[i].name, option_rom[i].bootindex);
1298     }
1299     guest_info->fw_cfg = fw_cfg;
1300     return fw_cfg;
1301 }
1302
1303 qemu_irq *pc_allocate_cpu_irq(void)
1304 {
1305     return qemu_allocate_irqs(pic_irq_request, NULL, 1);
1306 }
1307
1308 DeviceState *pc_vga_init(ISABus *isa_bus, PCIBus *pci_bus)
1309 {
1310     DeviceState *dev = NULL;
1311
1312     if (pci_bus) {
1313         PCIDevice *pcidev = pci_vga_init(pci_bus);
1314         dev = pcidev ? &pcidev->qdev : NULL;
1315     } else if (isa_bus) {
1316         ISADevice *isadev = isa_vga_init(isa_bus);
1317         dev = isadev ? DEVICE(isadev) : NULL;
1318     }
1319     return dev;
1320 }
1321
1322 static void cpu_request_exit(void *opaque, int irq, int level)
1323 {
1324     CPUState *cpu = current_cpu;
1325
1326     if (cpu && level) {
1327         cpu_exit(cpu);
1328     }
1329 }
1330
1331 static const MemoryRegionOps ioport80_io_ops = {
1332     .write = ioport80_write,
1333     .read = ioport80_read,
1334     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
1335     .impl = {
1336         .min_access_size = 1,
1337         .max_access_size = 1,
1338     },
1339 };
1340
1341 static const MemoryRegionOps ioportF0_io_ops = {
1342     .write = ioportF0_write,
1343     .read = ioportF0_read,
1344     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
1345     .impl = {
1346         .min_access_size = 1,
1347         .max_access_size = 1,
1348     },
1349 };
1350
1351 void pc_basic_device_init(ISABus *isa_bus, qemu_irq *gsi,
1352                           ISADevice **rtc_state,
1353                           ISADevice **floppy,
1354                           bool no_vmport,
1355                           uint32 hpet_irqs)
1356 {
1357     int i;
1358     DriveInfo *fd[MAX_FD];
1359     DeviceState *hpet = NULL;
1360     int pit_isa_irq = 0;
1361     qemu_irq pit_alt_irq = NULL;
1362     qemu_irq rtc_irq = NULL;
1363     qemu_irq *a20_line;
1364     ISADevice *i8042, *port92, *vmmouse, *pit = NULL;
1365     qemu_irq *cpu_exit_irq;
1366     MemoryRegion *ioport80_io = g_new(MemoryRegion, 1);
1367     MemoryRegion *ioportF0_io = g_new(MemoryRegion, 1);
1368
1369     memory_region_init_io(ioport80_io, NULL, &ioport80_io_ops, NULL, "ioport80", 1);
1370     memory_region_add_subregion(isa_bus->address_space_io, 0x80, ioport80_io);
1371
1372     memory_region_init_io(ioportF0_io, NULL, &ioportF0_io_ops, NULL, "ioportF0", 1);
1373     memory_region_add_subregion(isa_bus->address_space_io, 0xf0, ioportF0_io);
1374
1375     /*
1376      * Check if an HPET shall be created.
1377      *
1378      * Without KVM_CAP_PIT_STATE2, we cannot switch off the in-kernel PIT
1379      * when the HPET wants to take over. Thus we have to disable the latter.
1380      */
1381     if (!no_hpet && (!kvm_irqchip_in_kernel() || kvm_has_pit_state2())) {
1382         /* In order to set property, here not using sysbus_try_create_simple */
1383         hpet = qdev_try_create(NULL, TYPE_HPET);
1384         if (hpet) {
1385             /* For pc-piix-*, hpet's intcap is always IRQ2. For pc-q35-1.7
1386              * and earlier, use IRQ2 for compat. Otherwise, use IRQ16~23,
1387              * IRQ8 and IRQ2.
1388              */
1389             uint8_t compat = object_property_get_int(OBJECT(hpet),
1390                     HPET_INTCAP, NULL);
1391             if (!compat) {
1392                 qdev_prop_set_uint32(hpet, HPET_INTCAP, hpet_irqs);
1393             }
1394             qdev_init_nofail(hpet);
1395             sysbus_mmio_map(SYS_BUS_DEVICE(hpet), 0, HPET_BASE);
1396
1397             for (i = 0; i < GSI_NUM_PINS; i++) {
1398                 sysbus_connect_irq(SYS_BUS_DEVICE(hpet), i, gsi[i]);
1399             }
1400             pit_isa_irq = -1;
1401             pit_alt_irq = qdev_get_gpio_in(hpet, HPET_LEGACY_PIT_INT);
1402             rtc_irq = qdev_get_gpio_in(hpet, HPET_LEGACY_RTC_INT);
1403         }
1404     }
1405     *rtc_state = rtc_init(isa_bus, 2000, rtc_irq);
1406
1407     qemu_register_boot_set(pc_boot_set, *rtc_state);
1408
1409     if (!xen_enabled()) {
1410         if (kvm_irqchip_in_kernel()) {
1411             pit = kvm_pit_init(isa_bus, 0x40);
1412         } else {
1413             pit = pit_init(isa_bus, 0x40, pit_isa_irq, pit_alt_irq);
1414         }
1415         if (hpet) {
1416             /* connect PIT to output control line of the HPET */
1417             qdev_connect_gpio_out(hpet, 0, qdev_get_gpio_in(DEVICE(pit), 0));
1418         }
1419         pcspk_init(isa_bus, pit);
1420     }
1421
1422     serial_hds_isa_init(isa_bus, MAX_SERIAL_PORTS);
1423     parallel_hds_isa_init(isa_bus, MAX_PARALLEL_PORTS);
1424
1425     a20_line = qemu_allocate_irqs(handle_a20_line_change, first_cpu, 2);
1426     i8042 = isa_create_simple(isa_bus, "i8042");
1427     i8042_setup_a20_line(i8042, &a20_line[0]);
1428     if (!no_vmport) {
1429         vmport_init(isa_bus);
1430         vmmouse = isa_try_create(isa_bus, "vmmouse");
1431     } else {
1432         vmmouse = NULL;
1433     }
1434     if (vmmouse) {
1435         DeviceState *dev = DEVICE(vmmouse);
1436         qdev_prop_set_ptr(dev, "ps2_mouse", i8042);
1437         qdev_init_nofail(dev);
1438     }
1439     port92 = isa_create_simple(isa_bus, "port92");
1440     port92_init(port92, &a20_line[1]);
1441
1442     cpu_exit_irq = qemu_allocate_irqs(cpu_request_exit, NULL, 1);
1443     DMA_init(0, cpu_exit_irq);
1444
1445     for(i = 0; i < MAX_FD; i++) {
1446         fd[i] = drive_get(IF_FLOPPY, 0, i);
1447     }
1448     *floppy = fdctrl_init_isa(isa_bus, fd);
1449 }
1450
1451 void pc_nic_init(ISABus *isa_bus, PCIBus *pci_bus)
1452 {
1453     int i;
1454
1455     for (i = 0; i < nb_nics; i++) {
1456         NICInfo *nd = &nd_table[i];
1457
1458         if (!pci_bus || (nd->model && strcmp(nd->model, "ne2k_isa") == 0)) {
1459             pc_init_ne2k_isa(isa_bus, nd);
1460         } else {
1461             pci_nic_init_nofail(nd, pci_bus, "e1000", NULL);
1462         }
1463     }
1464 }
1465
1466 void pc_pci_device_init(PCIBus *pci_bus)
1467 {
1468     int max_bus;
1469     int bus;
1470
1471     max_bus = drive_get_max_bus(IF_SCSI);
1472     for (bus = 0; bus <= max_bus; bus++) {
1473         pci_create_simple(pci_bus, -1, "lsi53c895a");
1474     }
1475 }
1476
1477 void ioapic_init_gsi(GSIState *gsi_state, const char *parent_name)
1478 {
1479     DeviceState *dev;
1480     SysBusDevice *d;
1481     unsigned int i;
1482
1483     if (kvm_irqchip_in_kernel()) {
1484         dev = qdev_create(NULL, "kvm-ioapic");
1485     } else {
1486         dev = qdev_create(NULL, "ioapic");
1487     }
1488     if (parent_name) {
1489         object_property_add_child(object_resolve_path(parent_name, NULL),
1490                                   "ioapic", OBJECT(dev), NULL);
1491     }
1492     qdev_init_nofail(dev);
1493     d = SYS_BUS_DEVICE(dev);
1494     sysbus_mmio_map(d, 0, IO_APIC_DEFAULT_ADDRESS);
1495
1496     for (i = 0; i < IOAPIC_NUM_PINS; i++) {
1497         gsi_state->ioapic_irq[i] = qdev_get_gpio_in(dev, i);
1498     }
1499 }
1500
1501 static void pc_generic_machine_class_init(ObjectClass *oc, void *data)
1502 {
1503     MachineClass *mc = MACHINE_CLASS(oc);
1504     QEMUMachine *qm = data;
1505
1506     mc->family = qm->family;
1507     mc->name = qm->name;
1508     mc->alias = qm->alias;
1509     mc->desc = qm->desc;
1510     mc->init = qm->init;
1511     mc->reset = qm->reset;
1512     mc->hot_add_cpu = qm->hot_add_cpu;
1513     mc->kvm_type = qm->kvm_type;
1514     mc->block_default_type = qm->block_default_type;
1515     mc->units_per_default_bus = qm->units_per_default_bus;
1516     mc->max_cpus = qm->max_cpus;
1517     mc->no_serial = qm->no_serial;
1518     mc->no_parallel = qm->no_parallel;
1519     mc->use_virtcon = qm->use_virtcon;
1520     mc->use_sclp = qm->use_sclp;
1521     mc->no_floppy = qm->no_floppy;
1522     mc->no_cdrom = qm->no_cdrom;
1523     mc->no_sdcard = qm->no_sdcard;
1524     mc->is_default = qm->is_default;
1525     mc->default_machine_opts = qm->default_machine_opts;
1526     mc->default_boot_order = qm->default_boot_order;
1527     mc->default_display = qm->default_display;
1528     mc->compat_props = qm->compat_props;
1529     mc->hw_version = qm->hw_version;
1530 }
1531
1532 void qemu_register_pc_machine(QEMUMachine *m)
1533 {
1534     char *name = g_strconcat(m->name, TYPE_MACHINE_SUFFIX, NULL);
1535     TypeInfo ti = {
1536         .name       = name,
1537         .parent     = TYPE_PC_MACHINE,
1538         .class_init = pc_generic_machine_class_init,
1539         .class_data = (void *)m,
1540     };
1541
1542     type_register(&ti);
1543     g_free(name);
1544 }
1545
1546 static void pc_dimm_plug(HotplugHandler *hotplug_dev,
1547                          DeviceState *dev, Error **errp)
1548 {
1549     int slot;
1550     HotplugHandlerClass *hhc;
1551     Error *local_err = NULL;
1552     PCMachineState *pcms = PC_MACHINE(hotplug_dev);
1553     MachineState *machine = MACHINE(hotplug_dev);
1554     PCDIMMDevice *dimm = PC_DIMM(dev);
1555     PCDIMMDeviceClass *ddc = PC_DIMM_GET_CLASS(dimm);
1556     MemoryRegion *mr = ddc->get_memory_region(dimm);
1557     uint64_t existing_dimms_capacity = 0;
1558     uint64_t align = TARGET_PAGE_SIZE;
1559     uint64_t addr;
1560
1561     addr = object_property_get_int(OBJECT(dimm), PC_DIMM_ADDR_PROP, &local_err);
1562     if (local_err) {
1563         goto out;
1564     }
1565
1566     if (memory_region_get_alignment(mr) && pcms->enforce_aligned_dimm) {
1567         align = memory_region_get_alignment(mr);
1568     }
1569
1570     addr = pc_dimm_get_free_addr(pcms->hotplug_memory_base,
1571                                  memory_region_size(&pcms->hotplug_memory),
1572                                  !addr ? NULL : &addr, align,
1573                                  memory_region_size(mr), &local_err);
1574     if (local_err) {
1575         goto out;
1576     }
1577
1578     existing_dimms_capacity = pc_existing_dimms_capacity(&local_err);
1579     if (local_err) {
1580         goto out;
1581     }
1582
1583     if (existing_dimms_capacity + memory_region_size(mr) >
1584         machine->maxram_size - machine->ram_size) {
1585         error_setg(&local_err, "not enough space, currently 0x%" PRIx64
1586                    " in use of total hot pluggable 0x" RAM_ADDR_FMT,
1587                    existing_dimms_capacity,
1588                    machine->maxram_size - machine->ram_size);
1589         goto out;
1590     }
1591
1592     object_property_set_int(OBJECT(dev), addr, PC_DIMM_ADDR_PROP, &local_err);
1593     if (local_err) {
1594         goto out;
1595     }
1596     trace_mhp_pc_dimm_assigned_address(addr);
1597
1598     slot = object_property_get_int(OBJECT(dev), PC_DIMM_SLOT_PROP, &local_err);
1599     if (local_err) {
1600         goto out;
1601     }
1602
1603     slot = pc_dimm_get_free_slot(slot == PC_DIMM_UNASSIGNED_SLOT ? NULL : &slot,
1604                                  machine->ram_slots, &local_err);
1605     if (local_err) {
1606         goto out;
1607     }
1608     object_property_set_int(OBJECT(dev), slot, PC_DIMM_SLOT_PROP, &local_err);
1609     if (local_err) {
1610         goto out;
1611     }
1612     trace_mhp_pc_dimm_assigned_slot(slot);
1613
1614     if (!pcms->acpi_dev) {
1615         error_setg(&local_err,
1616                    "memory hotplug is not enabled: missing acpi device");
1617         goto out;
1618     }
1619
1620     if (kvm_enabled() && !kvm_has_free_slot(machine)) {
1621         error_setg(&local_err, "hypervisor has no free memory slots left");
1622         goto out;
1623     }
1624
1625     memory_region_add_subregion(&pcms->hotplug_memory,
1626                                 addr - pcms->hotplug_memory_base, mr);
1627     vmstate_register_ram(mr, dev);
1628
1629     hhc = HOTPLUG_HANDLER_GET_CLASS(pcms->acpi_dev);
1630     hhc->plug(HOTPLUG_HANDLER(pcms->acpi_dev), dev, &local_err);
1631 out:
1632     error_propagate(errp, local_err);
1633 }
1634
1635 static void pc_cpu_plug(HotplugHandler *hotplug_dev,
1636                         DeviceState *dev, Error **errp)
1637 {
1638     HotplugHandlerClass *hhc;
1639     Error *local_err = NULL;
1640     PCMachineState *pcms = PC_MACHINE(hotplug_dev);
1641
1642     if (!dev->hotplugged) {
1643         goto out;
1644     }
1645
1646     if (!pcms->acpi_dev) {
1647         error_setg(&local_err,
1648                    "cpu hotplug is not enabled: missing acpi device");
1649         goto out;
1650     }
1651
1652     hhc = HOTPLUG_HANDLER_GET_CLASS(pcms->acpi_dev);
1653     hhc->plug(HOTPLUG_HANDLER(pcms->acpi_dev), dev, &local_err);
1654     if (local_err) {
1655         goto out;
1656     }
1657
1658     /* increment the number of CPUs */
1659     rtc_set_memory(pcms->rtc, 0x5f, rtc_get_memory(pcms->rtc, 0x5f) + 1);
1660 out:
1661     error_propagate(errp, local_err);
1662 }
1663
1664 static void pc_machine_device_plug_cb(HotplugHandler *hotplug_dev,
1665                                       DeviceState *dev, Error **errp)
1666 {
1667     if (object_dynamic_cast(OBJECT(dev), TYPE_PC_DIMM)) {
1668         pc_dimm_plug(hotplug_dev, dev, errp);
1669     } else if (object_dynamic_cast(OBJECT(dev), TYPE_CPU)) {
1670         pc_cpu_plug(hotplug_dev, dev, errp);
1671     }
1672 }
1673
1674 static HotplugHandler *pc_get_hotpug_handler(MachineState *machine,
1675                                              DeviceState *dev)
1676 {
1677     PCMachineClass *pcmc = PC_MACHINE_GET_CLASS(machine);
1678
1679     if (object_dynamic_cast(OBJECT(dev), TYPE_PC_DIMM) ||
1680         object_dynamic_cast(OBJECT(dev), TYPE_CPU)) {
1681         return HOTPLUG_HANDLER(machine);
1682     }
1683
1684     return pcmc->get_hotplug_handler ?
1685         pcmc->get_hotplug_handler(machine, dev) : NULL;
1686 }
1687
1688 static void
1689 pc_machine_get_hotplug_memory_region_size(Object *obj, Visitor *v, void *opaque,
1690                                           const char *name, Error **errp)
1691 {
1692     PCMachineState *pcms = PC_MACHINE(obj);
1693     int64_t value = memory_region_size(&pcms->hotplug_memory);
1694
1695     visit_type_int(v, &value, name, errp);
1696 }
1697
1698 static void pc_machine_get_max_ram_below_4g(Object *obj, Visitor *v,
1699                                          void *opaque, const char *name,
1700                                          Error **errp)
1701 {
1702     PCMachineState *pcms = PC_MACHINE(obj);
1703     uint64_t value = pcms->max_ram_below_4g;
1704
1705     visit_type_size(v, &value, name, errp);
1706 }
1707
1708 static void pc_machine_set_max_ram_below_4g(Object *obj, Visitor *v,
1709                                          void *opaque, const char *name,
1710                                          Error **errp)
1711 {
1712     PCMachineState *pcms = PC_MACHINE(obj);
1713     Error *error = NULL;
1714     uint64_t value;
1715
1716     visit_type_size(v, &value, name, &error);
1717     if (error) {
1718         error_propagate(errp, error);
1719         return;
1720     }
1721     if (value > (1ULL << 32)) {
1722         error_set(&error, ERROR_CLASS_GENERIC_ERROR,
1723                   "Machine option 'max-ram-below-4g=%"PRIu64
1724                   "' expects size less than or equal to 4G", value);
1725         error_propagate(errp, error);
1726         return;
1727     }
1728
1729     if (value < (1ULL << 20)) {
1730         error_report("Warning: small max_ram_below_4g(%"PRIu64
1731                      ") less than 1M.  BIOS may not work..",
1732                      value);
1733     }
1734
1735     pcms->max_ram_below_4g = value;
1736 }
1737
1738 static void pc_machine_get_vmport(Object *obj, Visitor *v, void *opaque,
1739                                   const char *name, Error **errp)
1740 {
1741     PCMachineState *pcms = PC_MACHINE(obj);
1742     OnOffAuto vmport = pcms->vmport;
1743
1744     visit_type_OnOffAuto(v, &vmport, name, errp);
1745 }
1746
1747 static void pc_machine_set_vmport(Object *obj, Visitor *v, void *opaque,
1748                                   const char *name, Error **errp)
1749 {
1750     PCMachineState *pcms = PC_MACHINE(obj);
1751
1752     visit_type_OnOffAuto(v, &pcms->vmport, name, errp);
1753 }
1754
1755 static bool pc_machine_get_aligned_dimm(Object *obj, Error **errp)
1756 {
1757     PCMachineState *pcms = PC_MACHINE(obj);
1758
1759     return pcms->enforce_aligned_dimm;
1760 }
1761
1762 static void pc_machine_initfn(Object *obj)
1763 {
1764     PCMachineState *pcms = PC_MACHINE(obj);
1765
1766     object_property_add(obj, PC_MACHINE_MEMHP_REGION_SIZE, "int",
1767                         pc_machine_get_hotplug_memory_region_size,
1768                         NULL, NULL, NULL, NULL);
1769
1770     pcms->max_ram_below_4g = 1ULL << 32; /* 4G */
1771     object_property_add(obj, PC_MACHINE_MAX_RAM_BELOW_4G, "size",
1772                         pc_machine_get_max_ram_below_4g,
1773                         pc_machine_set_max_ram_below_4g,
1774                         NULL, NULL, NULL);
1775     object_property_set_description(obj, PC_MACHINE_MAX_RAM_BELOW_4G,
1776                                     "Maximum ram below the 4G boundary (32bit boundary)",
1777                                     NULL);
1778
1779     pcms->vmport = ON_OFF_AUTO_AUTO;
1780     object_property_add(obj, PC_MACHINE_VMPORT, "OnOffAuto",
1781                         pc_machine_get_vmport,
1782                         pc_machine_set_vmport,
1783                         NULL, NULL, NULL);
1784     object_property_set_description(obj, PC_MACHINE_VMPORT,
1785                                     "Enable vmport (pc & q35)",
1786                                     NULL);
1787
1788     pcms->enforce_aligned_dimm = true;
1789     object_property_add_bool(obj, PC_MACHINE_ENFORCE_ALIGNED_DIMM,
1790                              pc_machine_get_aligned_dimm,
1791                              NULL, NULL);
1792 }
1793
1794 static void pc_machine_class_init(ObjectClass *oc, void *data)
1795 {
1796     MachineClass *mc = MACHINE_CLASS(oc);
1797     PCMachineClass *pcmc = PC_MACHINE_CLASS(oc);
1798     HotplugHandlerClass *hc = HOTPLUG_HANDLER_CLASS(oc);
1799
1800     pcmc->get_hotplug_handler = mc->get_hotplug_handler;
1801     mc->get_hotplug_handler = pc_get_hotpug_handler;
1802     hc->plug = pc_machine_device_plug_cb;
1803 }
1804
1805 static const TypeInfo pc_machine_info = {
1806     .name = TYPE_PC_MACHINE,
1807     .parent = TYPE_MACHINE,
1808     .abstract = true,
1809     .instance_size = sizeof(PCMachineState),
1810     .instance_init = pc_machine_initfn,
1811     .class_size = sizeof(PCMachineClass),
1812     .class_init = pc_machine_class_init,
1813     .interfaces = (InterfaceInfo[]) {
1814          { TYPE_HOTPLUG_HANDLER },
1815          { }
1816     },
1817 };
1818
1819 static void pc_machine_register_types(void)
1820 {
1821     type_register_static(&pc_machine_info);
1822 }
1823
1824 type_init(pc_machine_register_types)