Add SLOF-based partition firmware for pSeries machine, allowing more boot options
authorDavid Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Fri, 1 Apr 2011 04:15:34 +0000 (15:15 +1100)
committerAlexander Graf <agraf@suse.de>
Fri, 1 Apr 2011 16:34:57 +0000 (18:34 +0200)
Currently, the emulated pSeries machine requires the use of the
-kernel parameter in order to explicitly load a guest kernel.  This
means booting from the virtual disk, cdrom or network is not possible.

This patch addresses this limitation by inserting a within-partition
firmware image (derived from the "SLOF" free Open Firmware project).
If -kernel is not specified, qemu will now load the SLOF image, which
has access to the qemu boot device list through the device tree, and
can boot from any of the usual virtual devices.

In order to support the new firmware, an extension to the emulated
machine/hypervisor is necessary.  Unlike Linux, which expects
multi-CPU entry to be handled kexec() style, the SLOF firmware expects
only one CPU to be active at entry, and to use a hypervisor RTAS
method to enable the other CPUs one by one.

This patch also implements this 'start-cpu' method, so that SLOF can
start the secondary CPUs and marshal them into the kexec() holding
pattern ready for entry into the guest OS.  Linux should, and in the
future might directly use the start-cpu method to enable initially
disabled CPUs, but for now it does require kexec() entry.

Signed-off-by: Benjamin Herrenschmidt <benh@kernel.crashing.org>
Signed-off-by: Paul Mackerras <paulus@samba.org>
Signed-off-by: David Gibson <dwg@au1.ibm.com>
Signed-off-by: Alexander Graf <agraf@suse.de>
.gitmodules
Makefile
hw/spapr.c
hw/spapr_rtas.c
pc-bios/README
pc-bios/slof.bin [new file with mode: 0644]
roms/SLOF [new submodule]

index 5217ce7d1cb1f19088a5d8a1b6542658280268d9..44fdd1a02d007c883970b1c73ff8dd758cfaeeb9 100644 (file)
@@ -4,3 +4,6 @@
 [submodule "roms/seabios"]
        path = roms/seabios
        url = git://git.qemu.org/seabios.git/
+[submodule "roms/SLOF"]
+       path = roms/SLOF
+       url = git://git.qemu.org/SLOF.git
index e0b3fea6bc11f19300571cae8edcfa10569d4ff8..989622b388005a7d2e3c729c2e367ae619e5d998 100644 (file)
--- a/Makefile
+++ b/Makefile
@@ -214,7 +214,7 @@ pxe-rtl8139.bin pxe-virtio.bin \
 bamboo.dtb petalogix-s3adsp1800.dtb petalogix-ml605.dtb \
 multiboot.bin linuxboot.bin \
 s390-zipl.rom \
-spapr-rtas.bin
+spapr-rtas.bin slof.bin
 else
 BLOBS=
 endif
index 876768631b00980f19a4b7c76de148698d8fac33..1152a25b2eab0251e306a3080087f584d4b2981b 100644 (file)
 #define INITRD_LOAD_ADDR        0x02800000
 #define FDT_MAX_SIZE            0x10000
 #define RTAS_MAX_SIZE           0x10000
+#define FW_MAX_SIZE             0x400000
+#define FW_FILE_NAME            "slof.bin"
+
+#define MIN_RAM_SLOF           512UL
 
 #define TIMEBASE_FREQ           512000000ULL
 
@@ -57,6 +61,7 @@ static void *spapr_create_fdt(int *fdt_size, ram_addr_t ramsize,
                               sPAPREnvironment *spapr,
                               target_phys_addr_t initrd_base,
                               target_phys_addr_t initrd_size,
+                              const char *boot_device,
                               const char *kernel_cmdline,
                               target_phys_addr_t rtas_addr,
                               target_phys_addr_t rtas_size,
@@ -105,6 +110,7 @@ static void *spapr_create_fdt(int *fdt_size, ram_addr_t ramsize,
                        &start_prop, sizeof(start_prop))));
     _FDT((fdt_property(fdt, "linux,initrd-end",
                        &end_prop, sizeof(end_prop))));
+    _FDT((fdt_property_string(fdt, "qemu,boot-device", boot_device)));
 
     _FDT((fdt_end_node(fdt)));
 
@@ -261,7 +267,7 @@ static void ppc_spapr_init(ram_addr_t ram_size,
     ram_addr_t ram_offset;
     target_phys_addr_t fdt_addr, rtas_addr;
     uint32_t kernel_base, initrd_base;
-    long kernel_size, initrd_size, htab_size, rtas_size;
+    long kernel_size, initrd_size, htab_size, rtas_size, fw_size;
     long pteg_shift = 17;
     int fdt_size;
     char *filename;
@@ -392,13 +398,33 @@ static void ppc_spapr_init(ram_addr_t ram_size,
             initrd_size = 0;
         }
     } else {
-        fprintf(stderr, "pSeries machine needs -kernel for now");
-        exit(1);
+        if (ram_size < (MIN_RAM_SLOF << 20)) {
+            fprintf(stderr, "qemu: pSeries SLOF firmware requires >= "
+                    "%ldM guest RAM\n", MIN_RAM_SLOF);
+            exit(1);
+        }
+        filename = qemu_find_file(QEMU_FILE_TYPE_BIOS, "slof.bin");
+        fw_size = load_image_targphys(filename, 0, FW_MAX_SIZE);
+        if (fw_size < 0) {
+            hw_error("qemu: could not load LPAR rtas '%s'\n", filename);
+            exit(1);
+        }
+        qemu_free(filename);
+        kernel_base = 0x100;
+        initrd_base = 0;
+        initrd_size = 0;
+
+        /* SLOF will startup the secondary CPUs using RTAS,
+           rather than expecting a kexec() style entry */
+        for (i = 0; i < smp_cpus; i++) {
+            envs[i]->halted = 1;
+        }
     }
 
     /* Prepare the device tree */
     fdt = spapr_create_fdt(&fdt_size, ram_size, cpu_model, envs, spapr,
-                           initrd_base, initrd_size, kernel_cmdline,
+                           initrd_base, initrd_size,
+                           boot_device, kernel_cmdline,
                            rtas_addr, rtas_size, pteg_shift + 7);
     assert(fdt != NULL);
 
@@ -409,6 +435,7 @@ static void ppc_spapr_init(ram_addr_t ram_size,
     envs[0]->gpr[3] = fdt_addr;
     envs[0]->gpr[5] = 0;
     envs[0]->hreset_vector = kernel_base;
+    envs[0]->halted = 0;
 }
 
 static QEMUMachine spapr_machine = {
index 72268537a810e9ed6492f013f75b687db404fb0b..16b65422b6dfdb5a52f5e8302d49d4753e16100f 100644 (file)
@@ -90,6 +90,81 @@ static void rtas_power_off(sPAPREnvironment *spapr,
     rtas_st(rets, 0, 0);
 }
 
+static void rtas_query_cpu_stopped_state(sPAPREnvironment *spapr,
+                                         uint32_t token, uint32_t nargs,
+                                         target_ulong args,
+                                         uint32_t nret, target_ulong rets)
+{
+    target_ulong id;
+    CPUState *env;
+
+    if (nargs != 1 || nret != 2) {
+        rtas_st(rets, 0, -3);
+        return;
+    }
+
+    id = rtas_ld(args, 0);
+    for (env = first_cpu; env; env = env->next_cpu) {
+        if (env->cpu_index != id) {
+            continue;
+        }
+
+        if (env->halted) {
+            rtas_st(rets, 1, 0);
+        } else {
+            rtas_st(rets, 1, 2);
+        }
+
+        rtas_st(rets, 0, 0);
+        return;
+    }
+
+    /* Didn't find a matching cpu */
+    rtas_st(rets, 0, -3);
+}
+
+static void rtas_start_cpu(sPAPREnvironment *spapr,
+                           uint32_t token, uint32_t nargs,
+                           target_ulong args,
+                           uint32_t nret, target_ulong rets)
+{
+    target_ulong id, start, r3;
+    CPUState *env;
+
+    if (nargs != 3 || nret != 1) {
+        rtas_st(rets, 0, -3);
+        return;
+    }
+
+    id = rtas_ld(args, 0);
+    start = rtas_ld(args, 1);
+    r3 = rtas_ld(args, 2);
+
+    for (env = first_cpu; env; env = env->next_cpu) {
+        if (env->cpu_index != id) {
+            continue;
+        }
+
+        if (!env->halted) {
+            rtas_st(rets, 0, -1);
+            return;
+        }
+
+        env->msr = (1ULL << MSR_SF) | (1ULL << MSR_ME);
+        env->nip = start;
+        env->gpr[3] = r3;
+        env->halted = 0;
+
+        qemu_cpu_kick(env);
+
+        rtas_st(rets, 0, 0);
+        return;
+    }
+
+    /* Didn't find a matching cpu */
+    rtas_st(rets, 0, -3);
+}
+
 static struct rtas_call {
     const char *name;
     spapr_rtas_fn fn;
@@ -196,5 +271,8 @@ static void register_core_rtas(void)
     spapr_rtas_register("display-character", rtas_display_character);
     spapr_rtas_register("get-time-of-day", rtas_get_time_of_day);
     spapr_rtas_register("power-off", rtas_power_off);
+    spapr_rtas_register("query-cpu-stopped-state",
+                        rtas_query_cpu_stopped_state);
+    spapr_rtas_register("start-cpu", rtas_start_cpu);
 }
 device_init(register_core_rtas);
index 3fc09449fac44ae08d1df1c65f0747ed0a724c07..646a31a31324a4d1cf0a4bf7d45207c20cf008fc 100644 (file)
   The included image for PowerPC (for 32 and 64 bit PPC CPUs), Sparc32
   and Sparc64 are built from OpenBIOS SVN revision 1018.
 
+- SLOF (Slimline Open Firmware) is a free IEEE 1275 Open Firmware
+  implementation for certain IBM POWER hardware.  The sources are at
+  https://github.com/dgibson/SLOF, and the image currently in qemu is
+  built from git tag qemu-slof-20110323.
+
 - The PXE roms come from Rom-o-Matic gPXE 0.9.9 with BANNER_TIMEOUT=0
 
   e1000 8086:100E
diff --git a/pc-bios/slof.bin b/pc-bios/slof.bin
new file mode 100644 (file)
index 0000000..22c4c7f
Binary files /dev/null and b/pc-bios/slof.bin differ
diff --git a/roms/SLOF b/roms/SLOF
new file mode 160000 (submodule)
index 0000000..d1d6b53
--- /dev/null
+++ b/roms/SLOF
@@ -0,0 +1 @@
+Subproject commit d1d6b53b713a2b7c2c25685268fa932d28a4b4c0