spapr: add hotplug interrupt machine options

This adds machine options of the form:

  -machine pseries,modern-hotplug-events=true
  -machine pseries,modern-hotplug-events=false

If false, QEMU will force the use of "legacy" style hotplug events,
which are surfaced through EPOW events instead of a dedicated
hot plug event source, and lack certain features necessary, mainly,
for memory unplug support.

If true, QEMU will enable support for "modern" dedicated hot plug
event source. Note that we will still default to "legacy" style unless
the guest advertises support for the "modern" hotplug events via
ibm,client-architecture-support hcall during early boot.

For pseries-2.7 and earlier we default to false, for newer machine
types we default to true.

Signed-off-by: Michael Roth <mdroth@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

spapr_events: add support for dedicated hotplug event source

Hotplug events were previously delivered using an EPOW interrupt
and were queued by linux guests into a circular buffer. For traditional
EPOW events like shutdown/resets, this isn't an issue, but for hotplug
events there are cases where this buffer can be exhausted, resulting
in the loss of hotplug events, resets, etc.

Newer-style hotplug event are delivered using a dedicated event source.
We enable this in supported guests by adding standard an additional
event source in the guest device-tree via /event-sources, and, if
the guest advertises support for the newer-style hotplug events,
using the corresponding interrupt to signal the available of
hotplug/unplug events.

Signed-off-by: Michael Roth <mdroth@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

spapr: update spapr hotplug documentation

This updates the existing documentation to reflect recent updates to
the hotplug event structure, which are in draft form but slated
for inclusion in PAPR/LoPAPR.

Signed-off-by: Michael Roth <mdroth@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

target-ppc: Add xvcmpnesp, xvcmpnedp instructions

xvcmpnedp[.]: VSX Vector Compare Not Equal Double-Precision
xvcmpnesp[.]: VSX Vector Compare Not Equal Single-Precision

Signed-off-by: Swapnil Bokade <bokadeswapnil@gmail.com>
Signed-off-by: Nikunj A Dadhania <nikunj@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

target-ppc: add xscmp[eq,gt,ge,ne]dp instructions

xscmpeqdp: VSX Scalar Compare Equal Double-Precision
xscmpgedp: VSX Scalar Compare Greater Than or Equal Double-Precision
xscmpgtdp: VSX Scalar Compare Greater Than Double-Precision
xscmpnedp: VSX Scalar Compare Not Equal Double-Precision

Signed-off-by: Sandipan Das <sandipandas1990@gmail.com>
Signed-off-by: Nikunj A Dadhania <nikunj@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

tests: Add pseries machine to the prom-env-test, too

Now that we also support the "-prom-env" parameter for the pseries
machine, we can enable this test for this machine, too. Since booting
with TCG is rather slow with the pseries machine, we also enable
the "-nodefaults" parameter for this test now, so that SLOF does not
have to check that much devices during boot and thus runs a little
bit faster.

Signed-off-by: Thomas Huth <thuth@redhat.com>
[dwg: Don't add -nodefaults to the command line, it causes extra warnings
 for the sparc testcases]
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

spapr_nvram: Pre-initialize the NVRAM to support the -prom-env parameter

In case we do not load the NVRAM contents from a file and the user
specified the "-prom-env" parameter, use the new CHRP NVRAM helper
functions to pre-initialize the NVRAM partitions, so that the SLOF
firmware now can pick up the environment variables from the -prom-env
parameter, too.

Signed-off-by: Thomas Huth <thuth@redhat.com>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

libqos: Change PCI accessors to take opaque BAR handle

The usual use model for the libqos PCI functions is to map a specific PCI
BAR using qpci_iomap() then pass the returned token into IO accessor
functions.  This, and the fact that iomap() returns a (void *) which
actually contains a PCI space address, kind of suggests that the return
value from iomap is supposed to be an opaque token.

..except that the callers expect to be able to add offsets to it.  Which
also assumes the compiler will support pointer arithmetic on a (void *),
and treat it as working with byte offsets.

To clarify this situation change iomap() and the IO accessors to take
a definitely opaque BAR handle (enforced with a wrapper struct) along with
an offset within the BAR.  This changes both the functions and all the
callers.

There were a number of places that checked if iomap() returned non-NULL,
and or initialized it to NULL before hand.  Since iomap() already assert()s
if it fails to map the BAR, these tests were mostly pointless and are
removed.

Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Reviewed-by: Greg Kurz <groug@kaod.org>

tests: Don't assume structure of PCI IO base in ahci-test

In a couple of places ahci-test makes assumptions about how the tokens
returned from qpci_iomap() are formatted in ways it probably shouldn't.

First in verify_state() it uses a non-NULL token to indicate that the AHCI
device has been enabled (part of enabling is to iomap()).  This changes it
to use an explicit 'enabled' flag instead.

Second, it uses the fact that the token contains a PCI address, stored when
the BAR is mapped during initialization to check that the BAR has the same
value after a migration.  This changes it to explicitly read the BAR
register before and after the migration and compare.

Together, these changes will  make the test more robust against changes to
the internals of the libqos PCI layer.

Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Reviewed-by: John Snow <jsnow@redhat.com>
Reviewed-by: Greg Kurz <groug@kaod.org>

tests: Use qpci_mem{read,write} in ivshmem-test

ivshmem implements a block of shared memory in a PCI BAR.  Currently our
test case accesses this using qtest_mem{read,write}.  However, deducing
the correct addresses for these requires making assumptions about the
internel format returned by qpci_iomap(), along with some ugly casts.

This patch changes the test to use the new qpci_mem{read,write} interfaces
which is neater.

Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Reviewed-by: Laurent Vivier <lvivier@redhat.com>
Reviewed-by: Greg Kurz <groug@kaod.org>

libqos: Add 64-bit PCI IO accessors

Currently the libqos PCI layer includes accessor helpers for 8, 16 and 32
bit reads and writes.  It's likely that we'll want 64-bit accesses in the
future (plenty of modern peripherals will have 64-bit reigsters).  This
adds them.

For PIO (not MMIO) accesses on the PC backend, this is implemented as two
32-bit ins or outs.  That's not ideal but AFAICT x86 doesn't have 64-bit
versions of in and out.

This patch also converts the single current user of 64-bit accesses -
virtio-pci.c to use the new mechanism, rather than a sequence of 8 byte
reads.

Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Reviewed-by: Laurent Vivier <lvivier@redhat.com>
Reviewed-by: Greg Kurz <groug@kaod.org>

tests: Clean up IO handling in ide-test

ide-test uses many explicit inb() / outb() operations for its IO, which
means it's not portable to non-x86 platforms.  This cleans it up to use
the libqos PCI accessors instead.

Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Reviewed-by: Greg Kurz <groug@kaod.org>

libqos: Implement mmio accessors in terms of mem{read,write}

In the libqos PCI code we now have accessors both for registers (byte
significance preserving) and for streaming data (byte address order
preserving).  These exist in both the interface for qtest drivers and in
the machine specific backends.

However, the register-style accessors aren't actually necessary in the
backend.  They can be implemented in terms of the byte address order
preserving accessors by the libqos wrappers.  This works because PCI is
always little endian.

This does assume that the back end byte address order preserving accessors
will perform the equivalent of a single bus transaction for short lengths.
This is the case, and in fact they currently end up using the same
cpu_physical_memory_rw() implementation within the qtest accelerator.

Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Reviewed-by: Laurent Vivier <lvivier@redhat.com>
Reviewed-by: Greg Kurz <groug@kaod.org>

libqos: Add streaming accessors for PCI MMIO

Currently PCI memory (aka MMIO) space is accessed via a set of readb/writeb
style accessors.  This is what we want for accessing discrete registers of
a certain size.  However, there are a few cases where we instead need a
"bag of bytes" style streaming interface to PCI MMIO space.  This can be
either for streaming data style registers or when there's actual memory
rather than registers in PCI space, for example frame buffers or ivshmem.

This patch adds backend callbacks, and libqos wrappers for this type of
byte address order preserving accesses.

Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Reviewed-by: Laurent Vivier <lvivier@redhat.com>
Reviewed-by: Greg Kurz <groug@kaod.org>

tests: Adjust tco-test to use qpci_legacy_iomap()

Avoid tco-test making assumptions about the internal format of the address
tokens passed to PCI IO accessors, by using the new qpci_legacy_iomap()
function.

Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Reviewed-by: Laurent Vivier <lvivier@redhat.com>
Reviewed-by: Greg Kurz <groug@kaod.org>

libqos: Better handling of PCI legacy IO

The usual model for PCI IO with libqos is to use qpci_iomap() to map a
specific BAR for a PCI device, then perform IOs within that BAR using
qpci_io_{read,write}*().

However, certain devices also have legacy PCI IO.  In this case, instead of
(or as well as) being accessed via PCI BARs, the device can be accessed
via certain well-known, fixed addresses in PCI IO space.

Two existing tests use legacy PCI IO, and take different flawed approaches
to it:
    * tco-test manually constructs a tco_io_base value instead of calling
      qpci_iomap(), which assumes internal knowledge of the structure of
      the value it shouldn't have
    * ide-test uses direct in*() and out*() calls instead of using
      qpci_io_*() accessors, meaning it's not portable to non-x86 machine
      types.

This patch implements a new qpci_iomap_legacy() interface which gets a
handle in the same format as qpci_iomap() but refers to a region in
the legacy PIO space.  For a device which has the same registers
available both in a BAR and in legacy space (quite common), this
allows the same test code to test both options with just a different
iomap() at the beginning.

Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Reviewed-by: Laurent Vivier <lvivier@redhat.com>
Reviewed-by: Greg Kurz <groug@kaod.org>

libqos: Move BAR assignment to common code

The PCI backends in libqos each supply an iomap() and iounmap() function
which is used to set up a specified PCI BAR.  But PCI BAR allocation takes
place entirely within PCI space, so doesn't really need per-backend
versions.  For example, Linux includes generic BAR allocation code used on
platforms where that isn't done by firmware.

This patch merges the BAR allocation from the two existing backends into a
single simplified copy.  The back ends just need to set up some parameters
describing the window of PCI IO and PCI memory addresses which are
available for allocation.  Like both the existing versions the new one uses
a simple bump allocator.

Note that (again like the existing versions) this doesn't really handle
64-bit memory BARs properly.  It is actually used for such a BAR by the
ivshmem test, and apparently the 32-bit MMIO BAR logic is close enough to
work, as long as the BAR isn't too big.  Fixing that to properly handle
64-bit BAR allocation is a problem for another time.

Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Reviewed-by: Laurent Vivier <lvivier@redhat.com>
Reviewed-by: Greg Kurz <groug@kaod.org>

libqos: Handle PCI IO de-multiplexing in common code

The PCI IO space (aka PIO, aka legacy IO) and PCI memory space (aka MMIO)
are distinct address spaces by the PCI spec (although parts of one might be
aliased to parts of the other in some cases).

However, qpci_io_read*() and qpci_io_write*() can perform accesses to
either space depending on parameter.  That's convenient for test case
drivers, since there are a fair few devices which can be controlled via
either a PIO or MMIO BAR but with an otherwise identical driver.

This is implemented by having addresses below 64kiB treated as PIO, and
those above treated as MMIO.  This works because low addresses in memory
space are generally reserved for DMA rather than MMIO.

At the moment, this demultiplexing must be handled by each PCI backend
(pc and spapr, so far).  There's no real reason for this - the current
encoding is likely to work for all platforms, and even if it doesn't we
can still use a more complex common encoding since the value returned from
iomap are semi-opaque.

This patch moves the demultiplexing into the common part of the libqos PCI
code, with the backends having simpler, separate accessors for PIO and
MMIO space.  This also means we have a way of explicitly accessing either
space if it's necessary for some special case.

Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Reviewed-by: Laurent Vivier <lvivier@redhat.com>
Reviewed-by: Greg Kurz <groug@kaod.org>

libqos: Give qvirtio_config_read*() consistent semantics

The 'addr' parameter to qvirtio_config_read*() doesn't have a consistent
meaning: when using the virtio-pci versions, it's a full PCI space address,
but for virtio-mmio, it's an offset from the device's base mmio address.

This means that the callers need to do different things to calculate the
addresses in the two cases, which rather defeats the purpose of function
pointer backends.

All the current users of these functions are using them to retrieve
variables from the device specific portion of the virtio config space.
So, this patch alters the semantics to always be an offset into that
device specific config area.

Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Reviewed-by: Laurent Vivier <lvivier@redhat.com>
Reviewed-by: Greg Kurz <groug@kaod.org>

adb: change handler only when recognized

ADB devices must take new handler into account only when they recognize it.
This lets operating systems probe for valid/invalid handles, to know device capabilities.

Add a FIXME in keyboard handler, which should use a different translation
table depending of the selected handler.

Signed-off-by: Hervé Poussineau <hpoussin@reactos.org>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

spapr: improve ibm,architecture-vec-5 property handling

ibm,architecture-vec-5 is supposed to encode all option vector 5 bits
negotiated between platform/guest. Currently we hardcode this property
in the boot-time device tree to advertise a single negotiated
capability, "Form 1" NUMA Affinity, regardless of whether or not CAS
has been invoked or that capability has actually been negotiated.

Improve this by generating ibm,architecture-vec-5 based on the full
set of option vector 5 capabilities negotiated via CAS.

Signed-off-by: Michael Roth <mdroth@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

spapr: add option vector handling in CAS-generated resets

In some cases, ibm,client-architecture-support calls can fail. This
could happen in the current code for situations where the modified
device tree segment exceeds the buffer size provided by the guest
via the call parameters. In these cases, QEMU will reset, allowing
an opportunity to regenerate the device tree from scratch via
boot-time handling. There are potentially other scenarios as well,
not currently reachable in the current code, but possible in theory,
such as cases where device-tree properties or nodes need to be removed.

We currently don't handle either of these properly for option vector
capabilities however. Instead of carrying the negotiated capability
beyond the reset and creating the boot-time device tree accordingly,
we start from scratch, generating the same boot-time device tree as we
did prior to the CAS-generated and the same device tree updates as we
did before. This could (in theory) cause us to get stuck in a reset
loop. This hasn't been observed, but depending on the extensiveness
of CAS-induced device tree updates in the future, could eventually
become an issue.

Address this by pulling capability-related device tree
updates resulting from CAS calls into a common routine,
spapr_dt_cas_updates(), and adding an sPAPROptionVector*
parameter that allows us to test for newly-negotiated capabilities.
We invoke it as follows:

1) When ibm,client-architecture-support gets called, we
   call spapr_dt_cas_updates() with the set of capabilities
   added since the previous call to ibm,client-architecture-support.
   For the initial boot, or a system reset generated by something
   other than the CAS call itself, this set will consist of *all*
   options supported both the platform and the guest. For calls
   to ibm,client-architecture-support immediately after a CAS-induced
   reset, we call spapr_dt_cas_updates() with only the set
   of capabilities added since the previous call, since the other
   capabilities will have already been addressed by the boot-time
   device-tree this time around. In the unlikely event that
   capabilities are *removed* since the previous CAS, we will
   generate a CAS-induced reset. In the unlikely event that we
   cannot fit the device-tree updates into the buffer provided
   by the guest, well generate a CAS-induced reset.

2) When a CAS update results in the need to reset the machine and
   include the updates in the boot-time device tree, we call the
   spapr_dt_cas_updates() using the full set of negotiated
   capabilities as part of the reset path. At initial boot, or after
   a reset generated by something other than the CAS call itself,
   this set will be empty, resulting in what should be the same
   boot-time device-tree as we generated prior to this patch. For
   CAS-induced reset, this routine will be called with the full set of
   capabilities negotiated by the platform/guest in the previous
   CAS call, which should result in CAS updates from previous call
   being accounted for in the initial boot-time device tree.

Signed-off-by: Michael Roth <mdroth@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
[dwg: Changed an int -> bool conversion to be more explicit]
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

spapr_hcall: use spapr_ovec_* interfaces for CAS options

Currently we access individual bytes of an option vector via
ldub_phys() to test for the presence of a particular capability
within that byte. Currently this is only done for the "dynamic
reconfiguration memory" capability bit. If that bit is present,
we pass a boolean value to spapr_h_cas_compose_response()
to generate a modified device tree segment with the additional
properties required to enable this functionality.

As more capability bits are added, will would need to modify the
code to add additional option vector accesses and extend the
param list for spapr_h_cas_compose_response() to include similar
boolean values for these parameters.

Avoid this by switching to spapr_ovec_* helpers so we can do all
the parsing in one shot and then test for these additional bits
within spapr_h_cas_compose_response() directly.

Cc: Bharata B Rao <bharata@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Roth <mdroth@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Reviewed-by: Bharata B Rao <bharata@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

spapr_ovec: initial implementation of option vector helpers

PAPR guests advertise their capabilities to the platform by passing
an ibm,architecture-vec structure via an
ibm,client-architecture-support hcall as described by LoPAPR v11,
B.6.2.3. during early boot.

Using this information, the platform enables the capabilities it
supports, then encodes a subset of those enabled capabilities (the
5th option vector of the ibm,architecture-vec structure passed to
ibm,client-architecture-support) into the guest device tree via
"/chosen/ibm,architecture-vec-5".

The logical format of these these option vectors is a bit-vector,
where individual bits are addressed/documented based on the byte-wise
offset from the beginning of the bit-vector, followed by the bit-wise
index starting from the byte-wise offset. Thus the bits of each of
these bytes are stored in reverse order. Additionally, the first
byte of each option vector is encodes the length of the option vector,
so byte offsets begin at 1, and bit offset at 0.

This is not very intuitive for the purposes of mapping these bits to
a particular documented capability, so this patch introduces a set
of abstractions that encapsulate the work of parsing/encoding these
options vectors and testing for individual capabilities.

Cc: Bharata B Rao <bharata@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Roth <mdroth@linux.vnet.ibm.com>
[dwg: Tweaked double-include protection to not trigger a checkpatch
 false positive]
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

pseries: Remove spapr_create_fdt_skel()

For historical reasons construction of the guest device tree in spapr is
divided between spapr_create_fdt_skel() which is called at init time, and
spapr_build_fdt() which runs at reset time.  Over time, more and more
things have needed to be moved to reset time.

Previous cleanups mean the only things left in spapr_create_fdt_skel() are
the properties of the root node itself.  Finish consolidating these two
parts of device tree construction, by moving this to the start of
spapr_build_fdt(), and removing spapr_create_fdt_skel() entirely.

Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@redhat.com>
Reviewed-by: Michael Roth <mdroth@linux.vnet.ibm.com>

pseries: Consolidate construction of /vdevice device tree node

Construction of the /vdevice node (and its children) is divided between
spapr_create_fdt_skel() (at init time), which creates the base node, and
spapr_populate_vdevice() (at reset time) which creates the nodes for each
individual virtual device.

This consolidates both into a single function called from
spapr_build_fdt().

Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@redhat.com>
Reviewed-by: Michael Roth <mdroth@linux.vnet.ibm.com>

pseries: Move /hypervisor node construction to fdt_build_fdt()

Currently the /hypervisor device tree node is constructed in
spapr_create_fdt_skel().  As part of consolidating device tree construction
to reset time, move it to a function called from spapr_build_fdt().

Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@redhat.com>
Reviewed-by: Michael Roth <mdroth@linux.vnet.ibm.com>

pseries: Move /event-sources construction to spapr_build_fdt()

The /event-sources device tree node is built from spapr_create_fdt_skel().
As part of consolidating device tree construction to reset time, this moves
it to spapr_build_fdt().

Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@redhat.com>
Reviewed-by: Michael Roth <mdroth@linux.vnet.ibm.com>

pseries: Consolidate construction of /rtas device tree node

For historical reasons construction of the /rtas node in the device
tree (amongst others) is split into several places.  In particular
it's split between spapr_create_fdt_skel(), spapr_build_fdt() and
spapr_rtas_device_tree_setup().

In fact, as well as adding the actual RTAS tokens to the device tree,
spapr_rtas_device_tree_setup() just adds the ibm,lrdr-capacity
property, which despite going in the /rtas node, doesn't have a lot to
do with RTAS.

This patch consolidates the code constructing /rtas together into a new
spapr_dt_rtas() function.  spapr_rtas_device_tree_setup() is renamed to
spapr_dt_rtas_tokens() and now only adds the token properties.

Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@redhat.com>
Reviewed-by: Michael Roth <mdroth@linux.vnet.ibm.com>

pseries: Consolidate construction of /chosen device tree node

For historical reasons, building the /chosen node in the guest device tree
is split across several places and includes both parts which write the DT
sequentially and others which use random access functions.

This patch consolidates construction of the node into one place, using
random access functions throughout.

Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@redhat.com>
Reviewed-by: Michael Roth <mdroth@linux.vnet.ibm.com>

pseries: Move construction of /interrupt-controller fdt node

Currently the device tree node for the XICS interrupt controller is in
spapr_create_fdt_skel().  As part of consolidating device tree construction
to reset time, this moves it to a function called from spapr_build_fdt().

In addition we move the actual code into hw/intc/xics_spapr.c with the
rest of the PAPR specific interrupt controller code.

Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@redhat.com>
Reviewed-by: Michael Roth <mdroth@linux.vnet.ibm.com>

pseries: Consolidate RTAS loading

At each system reset, the pseries machine needs to load RTAS (the runtime
portion of the guest firmware) into the VM.  This means copying
the actual RTAS code into guest memory, and also updating the device
tree so that the guest OS and boot firmware can locate it.

For historical reasons the copy and update to the device tree were in
different parts of the code.  This cleanup brings them both together in
an spapr_load_rtas() function.

Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Reviewed-by: Alexey Kardashevskiy <aik@ozlabs.ru>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@redhat.com>
Reviewed-by: Michael Roth <mdroth@linux.vnet.ibm.com>

pseries: Move adding of fdt reserve map entries

The flattened device tree passed to pseries guests contains a list of
reserved memory areas.  Currently we construct this list early in
spapr_create_fdt_skel() as we sequentially write the fdt.

This will be inconvenient for upcoming cleanups, so this patch moves
the reserve map changes to the end of fdt construction.  This changes
fdt_add_reservemap_entry() calls - which work when writing the fdt
sequentially to fdt_add_mem_rsv() calls used when altering the fdt in
random access mode.

Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@redhat.com>
Reviewed-by: Michael Roth <mdroth@linux.vnet.ibm.com>

pseries: Make spapr_create_fdt_skel() get information from machine state

Currently spapr_create_fdt_skel() takes a bunch of individual parameters
for various things it will put in the device tree.  Some of these can
already be taken directly from sPAPRMachineState.  This patch alters it so
that all of them can be taken from there, which will allow this code to
be moved away from its current caller in future.

Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Reviewed-by: Alexey Kardashevskiy <aik@ozlabs.ru>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@redhat.com>
Reviewed-by: Michael Roth <mdroth@linux.vnet.ibm.com>

pseries: Remove rtas_addr and fdt_addr fields from machinestate

These values are used only within ppc_spapr_reset(), so just change them
to local variables.

Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@redhat.com>
Reviewed-by: Alexey Kardashevskiy <aik@ozlabs.ru>
Reviewed-by: Michael Roth <mdroth@linux.vnet.ibm.com>

pseries: Split device tree construction from device tree load

spapr_finalize_fdt() both finishes building the device tree for the guest
and loads it into guest memory.  For future cleanups, it's going to be
more convenient to do these two things separately.  The loading portion is
pretty trivial, so we move it inline into the caller, ppc_spapr_reset().

We also rename spapr_finalize_fdt(), because the current name is going to
become inaccurate.

Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Reviewed-by: Michael Roth <mdroth@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: Alexey Kardashevskiy <aik@ozlabs.ru>

target-ppc: add vmul10[u,eu,cu,ecu]q instructions

vmul10uq  : Vector Multiply-by-10 Unsigned Quadword VX-form
vmul10euq : Vector Multiply-by-10 Extended Unsigned Quadword VX-form
vmul10cuq : Vector Multiply-by-10 & write Carry Unsigned Quadword VX-form
vmul10ecuq: Vector Multiply-by-10 Extended & write Carry Unsigned Quadword VX-form

Signed-off-by: Vasant Hegde <hegdevasant@linux.vnet.ibm.com>
[ Add GEN_VXFORM_DUAL_EXT with invalid bit mask ]
Signed-off-by: Nikunj A Dadhania <nikunj@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

ppc/pnv: add a ISA bus

As Qemu only supports a single instance of the ISA bus, we use the LPC
controller of chip 0 to create one and plug in a couple of useful
devices, like an UART and RTC. An IPMI BT device, which is also an ISA
device, can be defined on the command line to connect an external BMC.
That is for later.

The PowerNV machine now has a console. Skiboot should load a kernel
and jump into it but execution will stop quite early because we lack a
model for the native XICS controller for the moment :

    [    0.000000] NR_IRQS:512 nr_irqs:512 16
    [    0.000000] XICS: Cannot find a Presentation Controller !
    [    0.000000] ------------[ cut here ]------------
    [    0.000000] WARNING: at arch/powerpc/platforms/powernv/setup.c:81
    ...
    [    0.000000] NIP [c00000000079d65c] pnv_init_IRQ+0x30/0x44

You can still do a few things under xmon.

Based on previous work from :
      Benjamin Herrenschmidt <benh@kernel.crashing.org>

Signed-off-by: Cédric Le Goater <clg@kaod.org>
Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
[dwg: Trivial fix for a change in the serial_hds_isa_init() interface]
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

ppc/pnv: add a LPC controller

The LPC (Low Pin Count) interface on a POWER8 is made accessible to
the system through the ADU (XSCOM interface). This interface is part
of set of units connected together via a local OPB (On-Chip Peripheral
Bus) which act as a bridge between the ADU and the off chip LPC
endpoints, like external flash modules.

The most important units of this OPB are :
 - OPB Master: contains the ADU slave logic, a set of internal
   registers and the logic to control the OPB.
 - LPCHC (LPC HOST Controller): which implements a OPB Slave, a set of
   internal registers and the LPC HOST Controller to control the LPC
   interface.

Four address spaces are provided to the ADU :
 - LPC Bus Firmware Memory
 - LPC Bus Memory
 - LPC Bus I/O (ISA bus)
 - and the registers for the OPB Master and the LPC Host Controller

On POWER8, an intermediate hop is necessary to reach the OPB, through
a unit called the ECCB. OPB commands are simply mangled in ECCB write
commands.

On POWER9, the OPB master address space can be accessed via MMIO. The
logic is same but the code will be simpler as the XSCOM and ECCB hops
are not necessary anymore.

This version of the LPC controller model doesn't yet implement support
for the SerIRQ deserializer present in the Naples version of the chip
though some preliminary work is there.

Signed-off-by: Benjamin Herrenschmidt <benh@kernel.crashing.org>
[clg: - updated for qemu-2.7
      - ported on latest PowerNV patchset
      - changed the XSCOM interface to fit new model
      - QOMified the model
      - moved the ISA hunks in another patch
      - removed printf logging
      - added a couple of UNIMP logging
      - rewrote commit log ]
Signed-off-by: Cédric Le Goater <clg@kaod.org>
Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

ppc/pnv: add XSCOM handlers to PnvCore

Now that we are using real HW ids for the cores in PowerNV chips, we
can route the XSCOM accesses to them. We just need to attach a
specific XSCOM memory region to each core in the appropriate window
for the core number.

To start with, let's install the DTS (Digital Thermal Sensor) handlers
which should return 38°C for each core.

Signed-off-by: Cédric Le Goater <clg@kaod.org>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

ppc/pnv: add XSCOM infrastructure

On a real POWER8 system, the Pervasive Interconnect Bus (PIB) serves
as a backbone to connect different units of the system. The host
firmware connects to the PIB through a bridge unit, the
Alter-Display-Unit (ADU), which gives him access to all the chiplets
on the PCB network (Pervasive Connect Bus), the PIB acting as the root
of this network.

XSCOM (serial communication) is the interface to the sideband bus
provided by the POWER8 pervasive unit to read and write to chiplets
resources. This is needed by the host firmware, OPAL and to a lesser
extent, Linux. This is among others how the PCI Host bridges get
configured at boot or how the LPC bus is accessed.

To represent the ADU of a real system, we introduce a specific
AddressSpace to dispatch XSCOM accesses to the targeted chiplets. The
translation of an XSCOM address into a PCB register address is
slightly different between the P9 and the P8. This is handled before
the dispatch using a 8byte alignment for all.

To customize the device tree, a QOM InterfaceClass, PnvXScomInterface,
is provided with a populate() handler. The chip populates the device
tree by simply looping on its children. Therefore, each model needing
custom nodes should not forget to declare itself as a child at
instantiation time.

Based on previous work done by :
      Benjamin Herrenschmidt <benh@kernel.crashing.org>

Signed-off-by: Cédric Le Goater <clg@kaod.org>
[dwg: Added cpu parameter to xscom_complete()]
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

ppc/pnv: add a PnvCore object

This is largy inspired by sPAPRCPUCore with some simplification, no
hotplug for instance. A set of PnvCore objects is added to the PnvChip
and the device tree is populated looping on these cores.

Real HW cpu ids are now generated depending on the chip cpu model, the
chip id and a core mask. The id is propagated to the CPU object, using
properties, to set the SPR_PIR (Processor Identification Register)

Signed-off-by: Cédric Le Goater <clg@kaod.org>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

ppc/pnv: add a PIR handler to PnvChip

The Processor Identification Register (PIR) is a register that holds a
processor identifier which is used for bus transactions (XSCOM) and
for processor differentiation in multiprocessor systems. It also used
in the interrupt vector entries (IVE) to identify the thread serving
the interrupts.

P9 and P8 have some differences in the CPU PIR encoding.

Signed-off-by: Cédric Le Goater <clg@kaod.org>
Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

ppc/pnv: add a core mask to PnvChip

This will be used to build real HW ids for the cores and enforce some
limits on the available cores per chip.

Signed-off-by: Cédric Le Goater <clg@kaod.org>
Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

ppc/pnv: add a PnvChip object

This is is an abstraction of a POWER8 chip which is a set of cores
plus other 'units', like the pervasive unit, the interrupt controller,
the memory controller, the on-chip microcontroller, etc. The whole can
be seen as a socket. It depends on a cpu model and its characteristics:
max cores and specific inits are defined in a PnvChipClass.

We start with an near empty PnvChip with only a few cpu constants
which we will grow in the subsequent patches with the controllers
required to run the system.

The Chip CFAM (Common FRU Access Module) ID gives the model of the
chip and its version number. It is generally the first thing firmwares
fetch, available at XSCOM PCB address 0xf000f, to start initialization.

Signed-off-by: Cédric Le Goater <clg@kaod.org>
Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

ppc/pnv: add skeleton PowerNV platform

The goal is to emulate a PowerNV system at the level of the skiboot
firmware, which loads the OS and provides some runtime services. Power
Systems have a lower firmware (HostBoot) that does low level system
initialization, like DRAM training. This is beyond the scope of what
qemu will address in a PowerNV guest.

No devices yet, not even an interrupt controller. Just to get started,
some RAM to load the skiboot firmware, the kernel and initrd. The
device tree is fully created in the machine reset op.

Signed-off-by: Benjamin Herrenschmidt <benh@kernel.crashing.org>
[clg: - updated for qemu-2.7
      - replaced fprintf by error_report
      - used a common definition of _FDT macro
      - removed VMStateDescription as migration is not yet supported
      - added IBM Copyright statements
      - reworked kernel_filename handling
      - merged PnvSystem and sPowerNVMachineState
      - removed PHANDLE_XICP
      - added ppc_create_page_sizes_prop helper
      - removed nmi support
      - removed kvm support
      - updated powernv machine to version 2.8
      - removed chips and cpus, They will be provided in another patches
      - added a machine reset routine to initialize the device tree (also)
      - french has a squelette and english a skeleton.
      - improved commit log.
      - reworked prototypes parameters
      - added a check on the ram size (thanks to Michael Ellerman)
      - fixed chip-id cell
      - changed MAX_CPUS to 2048
      - simplified memory node creation to one node only
      - removed machine version
      - rewrote the device tree creation with the fdt "rw" routines
      - s/sPowerNVMachineState/PnvMachineState/
      - etc.]
Signed-off-by: Cédric Le Goater <clg@kaod.org>
Reviewed-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

configure, ppc64: Copy skiboot.lid to build directory when configuring

When configured to compile out of tree, the configure script
copies BIOS blobs to the build directory. However since the PPC64 powernv
machine ROM has .lid extension, it is ignored and "make check" fails
when trying the powernv machine.

This adds *.lid to the list of copied blobs.

Signed-off-by: Alexey Kardashevskiy <aik@ozlabs.ru>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

ppc: add skiboot firmware for the pnv platform

This is the initial image of skiboot 5.3.7 (commit 762d0082) for
the PowerPC PowerNV (Non-Virtualized) platform. Built from
submodule.

Signed-off-by: Cédric Le Goater <clg@kaod.org>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

ppc: Fix single step with gdb stub

Signed-off-by: Benjamin Herrenschmidt <benh@kernel.crashing.org>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

pseries: Remove unused callbacks from sPAPR VIO bus state

The original QOMification of the spapr VIO devices in 3954d33 "spapr:
convert to QEMU Object Model (v2)" moved some callbacks from the
VIOsPAPRBus structure to the VIOsPAPRDeviceClass.  Except, that it
forgot to actually remove them from the VIOsPAPRBus structure (which
still exists, though it doesn't fulfill quite the same function as it
did pre-QOM).

This patch removes those now unused callback fields.

Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>
Reviewed-by: Alexey Kardashevskiy <aik@ozlabs.ru>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@redhat.com>

ppc: fix MSR_ME handling for system reset interrupt

Power ISA specifies ME bit handling for system reset interrupt:

    if the interrupt occurred while the thread was in power-saving
    mode, set to 1; otherwise not altered

Power ISA 3.0, section 6.5 "Interrupt Definitions", Figure 64.

Signed-off-by: Nicholas Piggin <npiggin@gmail.com>
Reviewed-by: Greg Kurz <groug@kaod.org>
Reviewed-by: Cédric Le Goater <clg@kaod.org>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

ppc/xics: change the icp_ routines API to use an 'ICPState *' argument

The routines :

void icp_set_cppr(ICPState *icp, uint8_t cppr);
void icp_set_mfrr(ICPState *icp, uint8_t mfrr);
void icp_eoi(ICPState *icp, uint32_t xirr);

now use one 'ICPState *icp' argument instead of a 'XICSState *' and a
server arguments. The backlink on XICSState* is used whenever needed.

Signed-off-by: Cédric Le Goater <clg@kaod.org>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

ppc/xics: add a XICSState backlink in ICPState

The link will be used to change the API of the icp_* routines which
are still using an XICSState as an argument.

Signed-off-by: Cédric Le Goater <clg@kaod.org>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

ppc/xics: add a xics_set_nr_servers common routine

xics_spapr and xics_kvm nearly define the same 'set_nr_servers'
handler. Only the type of the ICP differs. So let's make a common one
to remove some duplicated code.

Signed-off-by: Cédric Le Goater <clg@kaod.org>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

target-ppc: implement xxbr[qdwh] instruction

Add required helpers (GEN_XX2FORM_EO) for supporting this instruction.

xxbrh: VSX Vector Byte-Reverse Halfword
xxbrw: VSX Vector Byte-Reverse Word
xxbrd: VSX Vector Byte-Reverse Doubleword
xxbrq: VSX Vector Byte-Reverse Quadword

Signed-off-by: Nikunj A Dadhania <nikunj@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

target-ppc: implement vnegw/d instructions

Vector Integer Negate Instructions:

vnegw: Vector Negate Word
vnegd: Vector Negate Doubleword

Signed-off-by: Nikunj A Dadhania <nikunj@linux.vnet.ibm.com>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@redhat.com>
Reviewed-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

nvram: Rename openbios_firmware_abi.h into sun_nvram.h

The header now only contains inline functions related to the
Sun NVRAM, so the a name like sun_nvram.h seems to be more
appropriate now.

Signed-off-by: Thomas Huth <thuth@redhat.com>
Tested-by: Mark Cave-Ayland <mark.cave-ayland@ilande.co.uk>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

nvram: Move the remaining CHRP NVRAM related code to chrp_nvram.[ch]

Everything that is related to CHRP NVRAM should rather reside in
chrp_nvram.c / chrp_nvram.h instead of openbios_firmware_abi.h.

Signed-off-by: Thomas Huth <thuth@redhat.com>
Tested-by: Mark Cave-Ayland <mark.cave-ayland@ilande.co.uk>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

sparc: Use the new common NVRAM functions for system and free space partition

The system and free space NVRAM partitions (for OpenBIOS) are created
in exactly the same way as the Mac-style CHRP NVRAM partitions, so we
can use the new common helper functions to do this job here, too.

Signed-off-by: Thomas Huth <thuth@redhat.com>
Tested-by: Mark Cave-Ayland <mark.cave-ayland@ilande.co.uk>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

nvram: Introduce helper functions for CHRP "system" and "free space" partitions

The "system partition" and "free space" partition layouts are
defined by the CHRP and LoPAPR specification, and used by
OpenBIOS and SLOF. We can re-use this code for other machines
that use OpenBIOS and SLOF, too. So let's make this code independent
from the MAC NVRAM environment and put it into two proper helper
functions.

Signed-off-by: Thomas Huth <thuth@redhat.com>
Tested-by: Mark Cave-Ayland <mark.cave-ayland@ilande.co.uk>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

spapr_pci: advertise explicit numa IDs even when there's 1 node

With the addition of "numa_node" properties for PHBs we began
advertising NUMA affinity in cases where nb_numa_nodes > 1.

Since the default on the guest side is to make no assumptions about
PHB NUMA affinity (defaulting to -1), there is still a valid use-case
for explicitly defining a PHB's NUMA affinity even when there's just
one node. In particular, some workloads make faulty assumptions about
/sys/bus/pci/<devid>/numa_node being >= 0, warranting the use of
this property as a workaround even if there's just 1 PHB or NUMA
node.

Enable this use-case by always advertising the PHB's NUMA affinity
if "numa_node" has been explicitly set.

We could achieve this by relaxing the check to simply be
nb_numa_nodes > 0, but even safer would be to check
numa_info[nodeid].present explicitly, and to fail at start time
for cases where it does not exist.

This has an additional affect of no longer advertising PHB NUMA
affinity unconditionally if nb_numa_nodes > 1 and "numa_node"
property is unset/-1, but since the default value on the guest
side for each PHB is also -1, the behavior should be the same for
that situation. We could still retain the old behavior if desired,
but the decision seems arbitrary, so we take the simpler route.

Cc: Alexey Kardashevskiy <aik@ozlabs.ru>
Cc: Shivaprasad G. Bhat <shivapbh@in.ibm.com>
Signed-off-by: Michael Roth <mdroth@linux.vnet.ibm.com>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

tests: enable virtio tests on SPAPR

but disable MSI-X tests on SPAPR as we can't check the result
(the memory region used on PC is not readable on SPAPR).

Signed-off-by: Laurent Vivier <lvivier@redhat.com>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

tests: use qtest_pc_boot()/qtest_shutdown() in virtio tests

This patch replaces calls to qtest_start() and qtest_end() by
calls to qtest_pc_boot() and qtest_shutdown().

This allows to initialize memory allocator and PCI interface
functions. This will ease to enable virtio tests on other
architectures by only adding a specific qtest_XXX_boot() (like
qtest_spapr_boot()).

Signed-off-by: Laurent Vivier <lvivier@redhat.com>
Reviewed-by: Greg Kurz <groug@kaod.org>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

tests: rename target_big_endian() as qvirtio_is_big_endian()

Move the definition to libqos/virtio.h as it must be used
only with virtio functions.

Add a QVirtioDevice parameter as it will be needed to
know if the virtio device is using virtio 1.0 specification
and thus is always little-endian (to do)

Signed-off-by: Laurent Vivier <lvivier@redhat.com>
Reviewed-by: Greg Kurz <groug@kaod.org>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@redhat.com>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

tests: move QVirtioBus pointer into QVirtioDevice

This allows to not have to pass bus and device for every virtio functions.

Signed-off-by: Laurent Vivier <lvivier@redhat.com>
Reviewed-by: Greg Kurz <groug@kaod.org>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@redhat.com>
[dwg: Fix style nit]
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

tests: don't check if qtest_spapr_boot() returns NULL

qtest_spapr_boot()/qtest_pc_boot()/qtest_boot() call qtest_vboot()
and qtest_vboot() calls g_malloc(),
and g_malloc() never fails:
if memory allocation fails, the application is terminated.

Signed-off-by: Laurent Vivier <lvivier@redhat.com>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@redhat.com>
Reviewed-by: Greg Kurz <groug@kaod.org>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

tests: fix memory leak in virtio-scsi-test

vs is allocated in qvirtio_scsi_pci_init() and never freed.

Signed-off-by: Laurent Vivier <lvivier@redhat.com>
Reviewed-by: Greg Kurz <groug@kaod.org>
Reviewed-by: Thomas Huth <thuth@redhat.com>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

ppc/xics: Add xics to the monitor "info pic" command

Useful to debug interrupt problems.

Signed-off-by: Benjamin Herrenschmidt <benh@kernel.crashing.org>
[clg: - updated for qemu-2.7
      - added a test on ->irqs as it is not necessarily allocated
        (PHB3_MSI)
      - removed static variable g_xics and replace with a loop on all
        children to find the xics objects.
      - rebased on InterruptStatsProvider interface ]
Signed-off-by: Cédric Le Goater <clg@kaod.org>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

pseries: Update SLOF firmware image to 20161019

The main changes are:
* virtio-serial
* booting speed imrovement
* better PCI bridge support

The complete changelog is:
  > virtio-serial: Fix compile error
  > scsi: Remove debug functions from scsi-loader.fs
  > scsi: Remove unused read-6 command
  > obp-tftp: Remove the ciregs-buffer
  > libnet: Simplify the net-load arguments passing
  > libnet: Simplify the Forth-to-C wrapper of ping()
  > Do not link libnet to net-snk anymore, and remove net-snk from board-qemu
  > Add a Forth-to-C wrapper for the ping command, too
  > Link libnet code to Paflof and add a wrapper for netboot()
  > Remember execution tokens of "write" and "read" for socket operations
  > Add virtio-serial device support
  > Generalize output banner write routine
  > Improve indentation in OF.fs
  > scsi: implement READ (16) command
  > rtas: Improve rtas-do-config-@ and rtas-do-config-! a little bit
  > libnet: Make netapps.h includable from .code files
  > libnet: Remove unused prototypes from netapps.h
  > libnet: Fix the printout of the ping command
  > libnet: Make sure to close sockets when we're done
  > scsi: implement read-capacity-16
  > pci: Fix secondary and subordinate PCI bus enumeration with board-qemu
  > pci-phb: Fix stack underflow in phb-pci-walk-bridge
  > paflof: Add a read() function to read keyboard input
  > paflof: Add socket(), send() and recv() functions to paflof
  > paflof: Provide get_timer() and set_timer() helper functions
  > paflof: Add a write_mm_log helper function
  > paflof: Copy sbrk code from net-snk
  > paflof: Use CFLAGS from make.rules instead of completely redefining them
  > Do not include the FCode evaluator by default anymore
  > Source code beautification of board-qemu/slof/pci-interrupts.fs
  > Allow PCI devices in PCI bridge slots greater than 4
  > Fix bad interrupt pin numbering in interrupt-map property of PCI bridges
  > Improve SLOF_alloc_mem_aligned()
  > instance: Fix set-my-args for empty arguments
  > Fix remaining compiler warnings in sloffs.c
  > Remove misleading padding fields from ROM header definition
  > Improve indentation in calculatecrc.h
  > Do not include calculatecrc.h from assembler files
  > Remove unused defines in calculatecrc.h
  > libnet: Re-initialize global variables at the beginning of tftp()
  > Remove dependency on cpu/@0 for booting
  > usb: Set XHCI slot speed according to port status
  > usb: Build correct route string for USB3 devices behind a hub
  > usb: Initialize USB3 devices on a hub and keep track of hub topology
  > usb: Increase amount of maximum slot IDs and add a sanity check
  > usb: Move XHCI port state arrays from header to .c file
  > tools: add copy functionality
  > tools: added support to sloffs to read from /dev/slof_flash
  > tools: added file append functionality
  > tools: use crc checking code from romfs/tools
  > tools: added initial version of sloffs
  > romfs: factored out crc code, to make it usable from other locations
  > tools: remove unused parts from the Makefile
  > usb-hid: Fix non-working comma key
  > fat-files: Fix access to FAT32 dir/files when cluster > 16-bits
  > virtio-net: fix ring handling in receive
  > net: Remove remainders of the MTFTP code
  > net: Move also files from clients/net-snk/app/netapps/ to lib/libnet/
  > net: Move files from clients/net-snk/app/netlib/ to lib/libnet/
  > net-snk: Get rid of netlib and netapps prefixes in include statements
  > usb-xhci: assign field4 before conditional
  > Improve F12 key handling in boot menu
  > Fix stack underflow that occurs with duplicated ESC in input
  > rtas-nvram: optimize erase
  > ipv6: Replace magic number 1500 with ETH_MTU_SIZE (i.e. 1518)
  > ipv6: Fix NULL pointer dereference in ip6addr_add()
  > ipv6: Fix memory leak in set_ipv6_address() / ip6_create_ll_address()
  > ipv6: Clear memory after malloc if necessary
  > ipv6: Fix possible NULL-pointer dereference in send_ipv6()
  > ping: use gateway address for routing
  > ping: add netmask in the ping argument
  > xhci: fix missing keys from keyboard
  > xhci: add memory barrier after filling the trb
  > loaders: Remove netflash command
  > boot: Remove legacy Forth words for network loading
  > base: Move cnt-bits and bcd-to-bin to board-js2x folder
  > base: Move huge-tftp-load variable to obp-tftp package
  > base: Remove unused IP address conversion functions
  > virtio: White space cleanup in virtio-9p.c
  > virtio: Add modern version 1.0 support to 9p driver
  > virtio: Set a proper name for virtio-9p device tree nodes
  > pci: Fix mistype in "unkown-bridge"
  > ipv6: Indent code with tabs, not with spaces
  > ipv6: send_ipv6() has to return after doing NDP
  > ipv6: Do not use unitialized MAC address array
  > ipv6: Add support for sending packets through a router
  > Remove unused sms code.
  > virtio-net: initialize to populate mac address
  > libbootmsg: Do not use '\b' characters when printing checkpoints
  > dev-null: The "read" function has to return 0 if nothing has been read

Signed-off-by: Alexey Kardashevskiy <aik@ozlabs.ru>
Signed-off-by: David Gibson <david@gibson.dropbear.id.au>

Merge remote-tracking branch 'remotes/kraxel/tags/pull-audio-20161027-1' into staging

audio: intel-hda: check stream entry count during transfer

# gpg: Signature made Thu 27 Oct 2016 15:30:51 BST
# gpg:                using RSA key 0x4CB6D8EED3E87138
# gpg: Good signature from "Gerd Hoffmann (work) <kraxel@redhat.com>"
# gpg:                 aka "Gerd Hoffmann <gerd@kraxel.org>"
# gpg:                 aka "Gerd Hoffmann (private) <kraxel@gmail.com>"
# Primary key fingerprint: A032 8CFF B93A 17A7 9901  FE7D 4CB6 D8EE D3E8 7138

* remotes/kraxel/tags/pull-audio-20161027-1:
  audio: intel-hda: check stream entry count during transfer

Signed-off-by: Peter Maydell <peter.maydell@linaro.org>

Merge remote-tracking branch 'remotes/rth/tags/pull-atomic-20161026' into staging

cmpxchg emulation of atomics, v8

# gpg: Signature made Wed 26 Oct 2016 16:30:03 BST
# gpg:                using RSA key 0xAD1270CC4DD0279B
# gpg: Good signature from "Richard Henderson <rth7680@gmail.com>"
# gpg:                 aka "Richard Henderson <rth@redhat.com>"
# gpg:                 aka "Richard Henderson <rth@twiddle.net>"
# Primary key fingerprint: 9CB1 8DDA F8E8 49AD 2AFC  16A4 AD12 70CC 4DD0 279B

* remotes/rth/tags/pull-atomic-20161026: (37 commits)
  target-alpha: Emulate LL/SC using cmpxchg helpers
  target-alpha: Introduce MMU_PHYS_IDX
  target-arm: remove EXCP_STREX + cpu_exclusive_{test, info}
  linux-user: remove handling of aarch64's EXCP_STREX
  linux-user: remove handling of ARM's EXCP_STREX
  target-arm: emulate aarch64's LL/SC using cmpxchg helpers
  target-arm: emulate SWP with atomic_xchg helper
  target-arm: emulate LL/SC using cmpxchg helpers
  target-arm: Rearrange aa32 load and store functions
  tests: add atomic_add-bench
  target-i386: remove helper_lock()
  target-i386: emulate XCHG using atomic helper
  target-i386: emulate LOCK'ed BTX ops using atomic helpers
  target-i386: emulate LOCK'ed XADD using atomic helper
  target-i386: emulate LOCK'ed NEG using cmpxchg helper
  target-i386: emulate LOCK'ed NOT using atomic helper
  target-i386: emulate LOCK'ed INC using atomic helper
  target-i386: emulate LOCK'ed OP instructions using atomic helpers
  target-i386: emulate LOCK'ed cmpxchg using cmpxchg helpers
  tcg: Emit barriers with parallel_cpus
  ...

Signed-off-by: Peter Maydell <peter.maydell@linaro.org>

Merge remote-tracking branch 'remotes/jasowang/tags/net-pull-request' into staging

# gpg: Signature made Wed 26 Oct 2016 03:19:06 BST
# gpg:                using RSA key 0xEF04965B398D6211
# gpg: Good signature from "Jason Wang (Jason Wang on RedHat) <jasowang@redhat.com>"
# gpg: WARNING: This key is not certified with sufficiently trusted signatures!
# gpg:          It is not certain that the signature belongs to the owner.
# Primary key fingerprint: 215D 46F4 8246 689E C77F  3562 EF04 965B 398D 6211

* remotes/jasowang/tags/net-pull-request:
  colo-proxy: fix memory leak
  net: rtl8139: limit processing of ring descriptors
  net: vmxnet: initialise local tx descriptor
  e1000e: Don't zero out buffer address in rx descriptor
  net: rocker: set limit to DMA buffer size
  net: eepro100: fix memory leak in device uninit
  tap-bsd: OpenBSD uses tap(4) now
  net: pcnet: fix source formatting and indentation
  net: pcnet: check rx/tx descriptor ring length

Signed-off-by: Peter Maydell <peter.maydell@linaro.org>

Merge remote-tracking branch 'remotes/vivier/tags/m68k-part1-pull-request' into staging

# gpg: Signature made Tue 25 Oct 2016 19:58:46 BST
# gpg:                using RSA key 0xF30C38BD3F2FBE3C
# gpg: Good signature from "Laurent Vivier <lvivier@redhat.com>"
# gpg:                 aka "Laurent Vivier <laurent@vivier.eu>"
# gpg:                 aka "Laurent Vivier (Red Hat) <lvivier@redhat.com>"
# Primary key fingerprint: CD2F 75DD C8E3 A4DC 2E4F  5173 F30C 38BD 3F2F BE3C

* remotes/vivier/tags/m68k-part1-pull-request: (23 commits)
  target-m68k: Optimize gen_flush_flags
  target-m68k: Optimize some comparisons
  target-m68k: Use setcond for scc
  target-m68k: Introduce DisasCompare
  target-m68k: Reorg flags handling
  target-m68k: Remove incorrect clearing of cc_x
  target-m68k: Some fixes to SR and flags management
  target-m68k: Print flags properly
  target-m68k: update CPU flags management
  target-m68k: don't update cc_dest in helpers
  target-m68k: update move to/from ccr/sr
  target-m68k: remove m68k_cpu_exec_enter() and m68k_cpu_exec_exit()
  target-m68k: Replace helper_xflag_lt with setcond
  target-m68k: allow to update flags with operation on words and bytes
  target-m68k: REG() macro cleanup
  target-m68k: set PAGE_BITS to 12 for m68k
  target-m68k: define operand sizes
  target-m68k: set disassembler mode to 680x0 or coldfire
  target-m68k: introduce read_imXX() functions
  target-m68k: manage scaled index
  ...

Signed-off-by: Peter Maydell <peter.maydell@linaro.org>

target-alpha: Emulate LL/SC using cmpxchg helpers

Emulating LL/SC with cmpxchg is not correct, since it can
suffer from the ABA problem.  However, portable parallel
code is written assuming only cmpxchg which means that in
practice this is a viable alternative.

Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>

target-alpha: Introduce MMU_PHYS_IDX

Rather than using helpers for physical accesses, use a mmu index.
The primary cleanup is with store-conditional on physical addresses.

Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>

target-arm: remove EXCP_STREX + cpu_exclusive_{test, info}

The exception is not emitted anymore; remove it and the associated
TCG variables.

Reviewed-by: Alex Bennée <alex.bennee@linaro.org>
Signed-off-by: Emilio G. Cota <cota@braap.org>
Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>
Message-Id: <1467054136-10430-31-git-send-email-cota@braap.org>

linux-user: remove handling of aarch64's EXCP_STREX

The exception is not emitted anymore.

Reviewed-by: Alex Bennée <alex.bennee@linaro.org>
Signed-off-by: Emilio G. Cota <cota@braap.org>
Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>
Message-Id: <1467054136-10430-30-git-send-email-cota@braap.org>

linux-user: remove handling of ARM's EXCP_STREX

The exception is not emitted anymore.

Reviewed-by: Alex Bennée <alex.bennee@linaro.org>
Signed-off-by: Emilio G. Cota <cota@braap.org>
Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twidle.net>
Message-Id: <1467054136-10430-29-git-send-email-cota@braap.org>

target-arm: emulate aarch64's LL/SC using cmpxchg helpers

Emulating LL/SC with cmpxchg is not correct, since it can
suffer from the ABA problem. Portable parallel code, however,
is written assuming only cmpxchg--and not LL/SC--is available.
This means that in practice emulating LL/SC with cmpxchg is
a viable alternative.

The appended emulates LL/SC pairs in aarch64 with cmpxchg helpers.
This works in both user and system mode. In usermode, it avoids
pausing all other CPUs to perform the LL/SC pair. The subsequent
performance and scalability improvement is significant, as the
plots below show. They plot the throughput of atomic_add-bench
compiled for ARM and executed on a 64-core x86 machine.

Hi-res plots: http://imgur.com/a/JVc8Y

                atomic_add-bench: 1000000 ops/thread, [0,1] range

  18 ++---------+----------+---------+----------+----------+----------+---++
     +cmpxchg +-E--+       +         +          +          +          +    |
  16 ++master +-H--+                                                      ++
     ||                                                                    |
  14 ++                                                                   ++
     | |                                                                   |
  12 ++|                                                                  ++
     | |                                                                   |
  10 ++++                                                                 ++
   8 ++E                                                                  ++
     |+++                                                                  |
   6 ++ |                                                                 ++
     |  |                                                                  |
   4 ++ |                                                                 ++
     |   |                                                                 |
   2 +H++E+---                                                            ++
     + |     +E++----+E+---+--+E+----++E+------+E+------+E++----+E+---+--+E|
   0 ++H-H----H-+-----H----+---------+----------+----------+----------+---++
     0          10         20        30         40         50         60
                                Number of threads

                atomic_add-bench: 1000000 ops/thread, [0,2] range

  18 ++---------+----------+---------+----------+----------+----------+---++
     +cmpxchg +-E--+       +         +          +          +          +    |
  16 ++master +-H--+                                                      ++
     | |                                                                   |
  14 ++E                                                                  ++
     | |                                                                   |
  12 ++|                                                                  ++
     |+++                                                                  |
  10 ++ |                                                                 ++
   8 ++ |                                                                 ++
     |  |                                                                  |
   6 ++ |                                                                 ++
     |   |                                                                 |
   4 ++  |                                                                ++
     |  +E+---                                                             |
   2 +H+     +E+-----+++              +++      +++   ---+E+-----+E+------+++
     +++        +    +E+---+--+E+----++E+------+E+---   ++++    +++   +  +E|
   0 ++H-H----H-+-----H----+---------+----------+----------+----------+---++
     0          10         20        30         40         50         60
                                Number of threads

               atomic_add-bench: 1000000 ops/thread, [0,128] range

  70 ++---------+----------+---------+----------+----------+----------+---++
     +cmpxchg +-E--+       +         +          +          +          +    |
  60 ++master +-H--+                  +++            ---+E+-----+E+------+E+
     |                        +E+------E-------+E+---                      |
     |                     ---        +++                                  |
  50 ++              +++---                                               ++
     |              -+E+                                                   |
  40 ++      +++----                                                      ++
     |        E-                                                           |
     |      --|                                                            |
  30 ++   -- +++                                                          ++
     |  +E+                                                                |
  20 ++E+                                                                 ++
     |E+                                                                   |
     |                                                                     |
  10 ++                                                                   ++
     +          +          +         +          +          +          +    |
   0 +HH-H----H-+-----H----+---------+----------+----------+----------+---++
     0          10         20        30         40         50         60
                                Number of threads

              atomic_add-bench: 1000000 ops/thread, [0,1024] range

  160 ++---------+---------+----------+---------+----------+----------+---++
      +cmpxchg +-E--+      +          +         +          +          +    |
  140 ++master +-H--+                                           +++      +++
      |                                                -+E+-----+E+-------E|
  120 ++                                       +++ ----                  +++
      |                                +++  ----E--                        |
  100 ++                              --E---   +++                        ++
      |                       +++ ---- +++                                 |
   80 ++                     --E--                                        ++
      |                  ---- +++                                          |
      |              -+E+                                                  |
   60 ++         ---- +++                                                 ++
      |      +E+-                                                          |
   40 ++   --                                                             ++
      |  +E+                                                               |
   20 +EE+                                                                ++
      +++        +         +          +         +          +          +    |
    0 +HH-H---H--+-----H---+----------+---------+----------+----------+---++
      0          10        20         30        40         50         60
                                Number of threads

[rth: Rearrange 128-bit cmpxchg helper.  Enforce alignment on LL.]

Signed-off-by: Emilio G. Cota <cota@braap.org>
Message-Id: <1467054136-10430-28-git-send-email-cota@braap.org>
Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>

target-arm: emulate SWP with atomic_xchg helper

Signed-off-by: Emilio G. Cota <cota@braap.org>
Message-Id: <1467054136-10430-25-git-send-email-cota@braap.org>
Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>

target-arm: emulate LL/SC using cmpxchg helpers

Emulating LL/SC with cmpxchg is not correct, since it can
suffer from the ABA problem. Portable parallel code, however,
is written assuming only cmpxchg--and not LL/SC--is available.
This means that in practice emulating LL/SC with cmpxchg is
a viable alternative.

The appended emulates LL/SC pairs in ARM with cmpxchg helpers.
This works in both user and system mode. In usermode, it avoids
pausing all other CPUs to perform the LL/SC pair. The subsequent
performance and scalability improvement is significant, as the
plots below show. They plot the throughput of atomic_add-bench
compiled for ARM and executed on a 64-core x86 machine.

Hi-res plots: http://imgur.com/a/aNQpB

               atomic_add-bench: 1000000 ops/thread, [0,1] range

  9 ++---------+----------+----------+----------+----------+----------+---++
    +cmpxchg +-E--+       +          +          +          +          +    |
  8 +Emaster +-H--+                                                       ++
    | |                                                                    |
  7 ++E                                                                   ++
    | |                                                                    |
  6 ++++                                                                  ++
    |  |                                                                   |
  5 ++ |                                                                  ++
  4 ++ |                                                                  ++
    |  |                                                                   |
  3 ++ |                                                                  ++
    |   |                                                                  |
  2 ++  |                                                                 ++
    |H++E+---                                  +++  ---+E+------+E+------+E|
  1 +++     +E+-----+E+------+E+------+E+------+E+--   +++      +++       ++
    ++H+       +    +++   +  +++     ++++       +          +          +    |
  0 ++--H----H-+-----H----+----------+----------+----------+----------+---++
    0          10         20         30         40         50         60
                               Number of threads

                atomic_add-bench: 1000000 ops/thread, [0,2] range

  16 ++---------+----------+---------+----------+----------+----------+---++
     +cmpxchg +-E--+       +         +          +          +          +    |
  14 ++master +-H--+                                                      ++
     | |                                                                   |
  12 ++|                                                                  ++
     | E                                                                   |
  10 ++|                                                                  ++
     | |                                                                   |
   8 ++++                                                                 ++
     |E+|                                                                  |
     |  |                                                                  |
   6 ++ |                                                                 ++
     |   |                                                                 |
   4 ++  |                                                                ++
     |  +E+---       +++      +++              +++           ---+E+------+E|
   2 +H+     +E+------E-------+E+-----+E+------+E+------+E+--            +++
     + |        +    +++   +         ++++       +          +          +    |
   0 ++H-H----H-+-----H----+---------+----------+----------+----------+---++
     0          10         20        30         40         50         60
                                Number of threads

               atomic_add-bench: 1000000 ops/thread, [0,128] range

  70 ++---------+----------+---------+----------+----------+----------+---++
     +cmpxchg +-E--+       +         +          +       ++++          +    |
  60 ++master +-H--+                                 ----E------+E+-------++
     |                                        -+E+---   +++     +++      +E|
     |                                +++ ---- +++                       ++|
  50 ++                       +++  ---+E+-                                ++
     |                        -E---                                        |
  40 ++                    ---+++                                         ++
     |               +++---                                                |
     |              -+E+                                                   |
  30 ++      +++----                                                      ++
     |       +E+                                                           |
  20 ++ +++--                                                             ++
     |  +E+                                                                |
     |+E+                                                                  |
  10 +E+                                                                  ++
     +          +          +         +          +          +          +    |
   0 +HH-H----H-+-----H----+---------+----------+----------+----------+---++
     0          10         20        30         40         50         60
                                Number of threads

              atomic_add-bench: 1000000 ops/thread, [0,1024] range

  120 ++---------+---------+----------+---------+----------+----------+---++
      +cmpxchg +-E--+      +          +         +          +          +    |
      | master +-H--+                                                    ++|
  100 ++                                                              ----E+
      |                                                 +++  ---+E+---   ++|
      |                                                --E---   +++        |
   80 ++                                           ---- +++               ++
      |                                     ---+E+-                        |
   60 ++                              -+E+--                              ++
      |                       +++ ---- +++                                 |
      |                      -+E+-                                         |
   40 ++              +++----                                             ++
      |      +++   ---+E+                                                  |
      |     -+E+---                                                        |
   20 ++ +E+                                                              ++
      |+E+++                                                               |
      +E+        +         +          +         +          +          +    |
    0 +HH-H---H--+-----H---+----------+---------+----------+----------+---++
      0          10        20         30        40         50         60
                                Number of threads

[rth: Enforce alignment for ldrexd.]

Reviewed-by: Alex Bennée <alex.bennee@linaro.org>
Signed-off-by: Emilio G. Cota <cota@braap.org>
Message-Id: <1467054136-10430-23-git-send-email-cota@braap.org>
Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>

target-arm: Rearrange aa32 load and store functions

Stop specializing on TARGET_LONG_BITS == 32; unconditionally allocate
a temp and expand with tcg_gen_extu_i32_tl.  Split out gen_aa32_addr,
gen_aa32_frob64, gen_aa32_ld_i32 and gen_aa32_st_i32 as separate interfaces.

Reviewed-by: Alex Bennée <alex.bennee@linaro.org>
Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>

tests: add atomic_add-bench

With this microbenchmark we can measure the overhead of emulating atomic
instructions with a configurable degree of contention.

The benchmark spawns $n threads, each performing $o atomic ops (additions)
in a loop. Each atomic operation is performed on a different cache line
(assuming lines are 64b long) that is randomly selected from a range [0, $r).

[ Note: each $foo corresponds to a -foo flag ]

Signed-off-by: Emilio G. Cota <cota@braap.org>
Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>
Message-Id: <1467054136-10430-20-git-send-email-cota@braap.org>

target-i386: remove helper_lock()

It's been superseded by the atomic helpers.

The use of the atomic helpers provides a significant performance and scalability
improvement. Below is the result of running the atomic_add-test microbenchmark with:
 $ x86_64-linux-user/qemu-x86_64 tests/atomic_add-bench -o 5000000 -r $r -n $n
, where $n is the number of threads and $r is the allowed range for the additions.

The scenarios measured are:
- atomic: implements x86' ADDL with the atomic_add helper (i.e. this patchset)
- cmpxchg: implement x86' ADDL with a TCG loop using the cmpxchg helper
- master: before this patchset

Results sorted in ascending range, i.e. descending degree of contention.
Y axis is Throughput in Mops/s. Tests are run on an AMD machine with 64
Opteron 6376 cores.

                atomic_add-bench: 5000000 ops/thread, [0,1] range

  25 ++---------+----------+---------+----------+----------+----------+---++
     + atomic +-E--+       +         +          +          +          +    |
     |cmpxchg +-H--+                                                       |
  20 +Emaster +-N--+                                                      ++
     ||                                                                    |
     |++                                                                   |
     ||                                                                    |
  15 +++                                                                  ++
     |N|                                                                   |
     |+|                                                                   |
  10 ++|                                                                  ++
     |+|+                                                                  |
     | |    -+E+------        +++  ---+E+------+E+------+E+-----+E+------+E|
     |+E+E+- +++     +E+------+E+--                                        |
   5 ++|+                                                                 ++
     |+N+H+---                                 +++                         |
     ++++N+--+H++----+++   +  +++  --++H+------+H+------+H++----+H+---+--- |
   0 ++---------+-----H----+---H-----+----------+----------+----------+---H+
     0          10         20        30         40         50         60
                                Number of threads

                atomic_add-bench: 5000000 ops/thread, [0,2] range

  25 ++---------+----------+---------+----------+----------+----------+---++
     ++atomic +-E--+       +         +          +          +          +    |
     |cmpxchg +-H--+                                                       |
  20 ++master +-N--+                                                      ++
     |E|                                                                   |
     |++                                                                   |
     ||E                                                                   |
  15 ++|                                                                  ++
     |N||                                                                  |
     |+||                                   ---+E+------+E+-----+E+------+E|
  10 ++| |        ---+E+------+E+-----+E+---                    +++      +++
     ||H+E+--+E+--                                                         |
     |+++++                                                                |
     | ||                                                                  |
   5 ++|+H+--                                  +++                        ++
     |+N+    -                              ---+H+------+H+------          |
     +  +N+--+H++----+H+---+--+H+----++H+---    +          +    +H+---+--+H|
   0 ++---------+----------+---------+----------+----------+----------+---++
     0          10         20        30         40         50         60
                                Number of threads

                atomic_add-bench: 5000000 ops/thread, [0,8] range

  40 ++---------+----------+---------+----------+----------+----------+---++
     ++atomic +-E--+       +         +          +          +          +    |
  35 +cmpxchg +-H--+                                                      ++
     | master +-N--+               ---+E+------+E+------+E+-----+E+------+E|
  30 ++|                   ---+E+--   +++                                 ++
     | |            -+E+---                                                |
  25 ++E        ---- +++                                                  ++
     |+++++ -+E+                                                           |
  20 +E+ E-- +++                                                          ++
     |H|+++                                                                |
     |+|                                       +H+-------                  |
  15 ++H+                                   ---+++      +H+------         ++
     |N++H+--                         +++---                    +H+------++|
  10 ++ +++  -       +++           ---+H+                       +++      +H+
     | |     +H+-----+H+------+H+--                                        |
   5 ++|                      +++                                         ++
     ++N+N+--+N++          +         +          +          +          +    |
   0 ++---------+----------+---------+----------+----------+----------+---++
     0          10         20        30         40         50         60
                                Number of threads

               atomic_add-bench: 5000000 ops/thread, [0,128] range

  160 ++---------+---------+----------+---------+----------+----------+---++
      + atomic +-E--+      +          +         +          +          +    |
  140 +cmpxchg +-H--+                          +++      +++               ++
      | master +-N--+                           E--------E------+E+------++|
  120 ++                                      --|        |      +++       E+
      |                                     -- +++      +++              ++|
  100 ++                                   -                              ++
      |                                +++-                     +++      ++|
   80 ++                              -+E+    -+H+------+H+------H--------++
      |                           ----    ----                  +++       H|
      |            ---+E+-----+E+-  ---+H+                               ++|
   60 ++     +E+---   +++  ---+H+---                                      ++
      |    --+++   ---+H+--                                                |
   40 ++ +E+-+H+---                                                       ++
      |  +H+                                                               |
   20 +EE+                                                                ++
      +N+        +         +          +         +          +          +    |
    0 ++N-N---N--+---------+----------+---------+----------+----------+---++
      0          10        20         30        40         50         60
                                Number of threads

              atomic_add-bench: 5000000 ops/thread, [0,1024] range

  350 ++---------+---------+----------+---------+----------+----------+---++
      + atomic +-E--+      +          +         +          +          +    |
  300 +cmpxchg +-H--+                                                    +++
      | master +-N--+                                           +++       ||
      |                                                 +++      |    ----E|
  250 ++                                                 |   ----E----    ++
      |                                              ----E---    |    ---+H|
  200 ++                                      -+E+---   +++  ---+H+---    ++
      |                                   ----         -+H+--              |
      |                                +E+     +++ ---- +++                |
  150 ++                            ---+++  ---+H+-                       ++
      |                          ---  -+H+--                               |
  100 ++                   ---+E+ ---- +++                                ++
      |      +++   ---+E+-----+H+-                                         |
      |     -+E+------+H+--                                                |
   50 ++ +E+                                                              ++
      +EE+       +         +          +         +          +          +    |
    0 ++N-N---N--+---------+----------+---------+----------+----------+---++
      0          10        20         30        40         50         60
                                Number of threads

  hi-res: http://imgur.com/a/fMRmq

For master I stopped measuring master after 8 threads, because there is little
point in measuring the well-known performance collapse of a contended lock.

Reviewed-by: Alex Bennée <alex.bennee@linaro.org>
Signed-off-by: Emilio G. Cota <cota@braap.org>
Message-Id: <1467054136-10430-21-git-send-email-cota@braap.org>
Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>

target-i386: emulate XCHG using atomic helper

Signed-off-by: Emilio G. Cota <cota@braap.org>
Message-Id: <1467054136-10430-19-git-send-email-cota@braap.org>
Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>

target-i386: emulate LOCK'ed BTX ops using atomic helpers

[rth: Avoid redundant qemu_ld in locked case.  Fix previously unnoticed
incorrect zero-extension of address in register-offset case.]

Signed-off-by: Emilio G. Cota <cota@braap.org>
Message-Id: <1467054136-10430-18-git-send-email-cota@braap.org>
Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>

target-i386: emulate LOCK'ed XADD using atomic helper

[rth: Move load of reg value to common location.]

Signed-off-by: Emilio G. Cota <cota@braap.org>
Message-Id: <1467054136-10430-17-git-send-email-cota@braap.org>
Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>

target-i386: emulate LOCK'ed NEG using cmpxchg helper

[rth: Move redundant qemu_load out of cmpxchg loop.]

Signed-off-by: Emilio G. Cota <cota@braap.org>
Message-Id: <1467054136-10430-16-git-send-email-cota@braap.org>
Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>

target-i386: emulate LOCK'ed NOT using atomic helper

[rth: Avoid qemu_load that's redundant with the atomic op.]

Signed-off-by: Emilio G. Cota <cota@braap.org>
Message-Id: <1467054136-10430-15-git-send-email-cota@braap.org>
Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>

target-i386: emulate LOCK'ed INC using atomic helper

[rth: Merge gen_inc_locked back into gen_inc to share cc update.]

Signed-off-by: Emilio G. Cota <cota@braap.org>
Message-Id: <1467054136-10430-14-git-send-email-cota@braap.org>
Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>

target-i386: emulate LOCK'ed OP instructions using atomic helpers

[rth: Eliminate some unnecessary temporaries.]

Signed-off-by: Emilio G. Cota <cota@braap.org>
Message-Id: <1467054136-10430-13-git-send-email-cota@braap.org>
Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>

target-i386: emulate LOCK'ed cmpxchg using cmpxchg helpers

The diff here is uglier than necessary. All this does is to turn

FOO

into:

if (s->prefix & PREFIX_LOCK) {
  BAR
} else {
  FOO
}

where FOO is the original implementation of an unlocked cmpxchg.

[rth: Adjust unlocked cmpxchg to use movcond instead of branches.
Adjust helpers to use atomic helpers.]

Signed-off-by: Emilio G. Cota <cota@braap.org>
Message-Id: <1467054136-10430-6-git-send-email-cota@braap.org>
Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>

tcg: Emit barriers with parallel_cpus

Reviewed-by: Emilio G. Cota <cota@braap.org>
Reviewed-by: Alex Bennée <alex.bennee@linaro.org>
Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>

tcg: Add CONFIG_ATOMIC64

Allow qemu to build on 32-bit hosts without 64-bit atomic ops.

Even if we only allow 32-bit hosts to multi-thread emulate 32-bit
guests, we still need some way to handle the 32-bit guest using a
64-bit atomic operation.  Do so by dropping back to single-step.

Reviewed-by: Emilio G. Cota <cota@braap.org>
Reviewed-by: Alex Bennée <alex.bennee@linaro.org>
Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>

tcg: Add atomic128 helpers

Force the use of cmpxchg16b on x86_64.

Wikipedia suggests that only very old AMD64 (circa 2004) did not have
this instruction.  Further, it's required by Windows 8 so no new cpus
will ever omit it.

If we truely care about these, then we could check this at startup time
and then avoid executing paths that use it.

Reviewed-by: Emilio G. Cota <cota@braap.org>
Reviewed-by: Alex Bennée <alex.bennee@linaro.org>
Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>

tcg: Add atomic helpers

Add all of cmpxchg, op_fetch, fetch_op, and xchg.
Handle both endian-ness, and sizes up to 8.
Handle expanding non-atomically, when emulating in serial.

Reviewed-by: Emilio G. Cota <cota@braap.org>
Reviewed-by: Alex Bennée <alex.bennee@linaro.org>
Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>

cputlb: Tidy some macros

TGT_LE and TGT_BE are not size dependent and do not need to be
redefined.  The others are no longer used at all.

Reviewed-by: Emilio G. Cota <cota@braap.org>
Reviewed-by: Alex Bennée <alex.bennee@linaro.org>
Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>

cputlb: Move most of iotlb code out of line

Saves 2k code size off of a cold path.

Reviewed-by: Emilio G. Cota <cota@braap.org>
Reviewed-by: Alex Bennée <alex.bennee@linaro.org>
Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>

cputlb: Remove includes from softmmu_template.h

We already include exec/address-spaces.h and exec/memory.h in
cputlb.c; the include of qemu/timer.h appears to be a fossil.

Reviewed-by: Emilio G. Cota <cota@braap.org>
Reviewed-by: Alex Bennée <alex.bennee@linaro.org>
Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>

cputlb: Move probe_write out of softmmu_template.h

Reviewed-by: Emilio G. Cota <cota@braap.org>
Reviewed-by: Alex Bennée <alex.bennee@linaro.org>
Signed-off-by: Richard Henderson <rth@twiddle.net>