xref: /openbmc/qemu/include/hw/virtio/virtio-gpu.h (revision 2f44bea9)
1 /*
2  * Virtio GPU Device
3  *
4  * Copyright Red Hat, Inc. 2013-2014
5  *
6  * Authors:
7  *     Dave Airlie <airlied@redhat.com>
8  *     Gerd Hoffmann <kraxel@redhat.com>
9  *
10  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.
11  * See the COPYING file in the top-level directory.
12  */
13 
14 #ifndef HW_VIRTIO_GPU_H
15 #define HW_VIRTIO_GPU_H
16 
17 #include "qemu/queue.h"
18 #include "ui/qemu-pixman.h"
19 #include "ui/console.h"
20 #include "hw/virtio/virtio.h"
21 #include "qemu/log.h"
22 #include "sysemu/vhost-user-backend.h"
23 
24 #include "standard-headers/linux/virtio_gpu.h"
25 #include "qom/object.h"
26 
27 #define TYPE_VIRTIO_GPU_BASE "virtio-gpu-base"
28 OBJECT_DECLARE_TYPE(VirtIOGPUBase, VirtIOGPUBaseClass,
29                     VIRTIO_GPU_BASE)
30 
31 #define TYPE_VIRTIO_GPU "virtio-gpu-device"
32 OBJECT_DECLARE_TYPE(VirtIOGPU, VirtIOGPUClass, VIRTIO_GPU)
33 
34 #define TYPE_VIRTIO_GPU_GL "virtio-gpu-gl-device"
35 OBJECT_DECLARE_SIMPLE_TYPE(VirtIOGPUGL, VIRTIO_GPU_GL)
36 
37 #define TYPE_VHOST_USER_GPU "vhost-user-gpu"
38 OBJECT_DECLARE_SIMPLE_TYPE(VhostUserGPU, VHOST_USER_GPU)
39 
40 #define VIRTIO_ID_GPU 16
41 
42 struct virtio_gpu_simple_resource {
43     uint32_t resource_id;
44     uint32_t width;
45     uint32_t height;
46     uint32_t format;
47     uint64_t *addrs;
48     struct iovec *iov;
49     unsigned int iov_cnt;
50     uint32_t scanout_bitmask;
51     pixman_image_t *image;
52     uint64_t hostmem;
53 
54     uint64_t blob_size;
55     void *blob;
56     int dmabuf_fd;
57     uint8_t *remapped;
58 
59     QTAILQ_ENTRY(virtio_gpu_simple_resource) next;
60 };
61 
62 struct virtio_gpu_framebuffer {
63     pixman_format_code_t format;
64     uint32_t bytes_pp;
65     uint32_t width, height;
66     uint32_t stride;
67     uint32_t offset;
68 };
69 
70 struct virtio_gpu_scanout {
71     QemuConsole *con;
72     DisplaySurface *ds;
73     uint32_t width, height;
74     int x, y;
75     int invalidate;
76     uint32_t resource_id;
77     struct virtio_gpu_update_cursor cursor;
78     QEMUCursor *current_cursor;
79 };
80 
81 struct virtio_gpu_requested_state {
82     uint16_t width_mm, height_mm;
83     uint32_t width, height;
84     int x, y;
85 };
86 
87 enum virtio_gpu_base_conf_flags {
88     VIRTIO_GPU_FLAG_VIRGL_ENABLED = 1,
89     VIRTIO_GPU_FLAG_STATS_ENABLED,
90     VIRTIO_GPU_FLAG_EDID_ENABLED,
91     VIRTIO_GPU_FLAG_DMABUF_ENABLED,
92     VIRTIO_GPU_FLAG_BLOB_ENABLED,
93 };
94 
95 #define virtio_gpu_virgl_enabled(_cfg) \
96     (_cfg.flags & (1 << VIRTIO_GPU_FLAG_VIRGL_ENABLED))
97 #define virtio_gpu_stats_enabled(_cfg) \
98     (_cfg.flags & (1 << VIRTIO_GPU_FLAG_STATS_ENABLED))
99 #define virtio_gpu_edid_enabled(_cfg) \
100     (_cfg.flags & (1 << VIRTIO_GPU_FLAG_EDID_ENABLED))
101 #define virtio_gpu_dmabuf_enabled(_cfg) \
102     (_cfg.flags & (1 << VIRTIO_GPU_FLAG_DMABUF_ENABLED))
103 #define virtio_gpu_blob_enabled(_cfg) \
104     (_cfg.flags & (1 << VIRTIO_GPU_FLAG_BLOB_ENABLED))
105 
106 struct virtio_gpu_base_conf {
107     uint32_t max_outputs;
108     uint32_t flags;
109     uint32_t xres;
110     uint32_t yres;
111 };
112 
113 struct virtio_gpu_ctrl_command {
114     VirtQueueElement elem;
115     VirtQueue *vq;
116     struct virtio_gpu_ctrl_hdr cmd_hdr;
117     uint32_t error;
118     bool finished;
119     QTAILQ_ENTRY(virtio_gpu_ctrl_command) next;
120 };
121 
122 struct VirtIOGPUBase {
123     VirtIODevice parent_obj;
124 
125     Error *migration_blocker;
126 
127     struct virtio_gpu_base_conf conf;
128     struct virtio_gpu_config virtio_config;
129     const GraphicHwOps *hw_ops;
130 
131     int renderer_blocked;
132     int enable;
133 
134     struct virtio_gpu_scanout scanout[VIRTIO_GPU_MAX_SCANOUTS];
135 
136     int enabled_output_bitmask;
137     struct virtio_gpu_requested_state req_state[VIRTIO_GPU_MAX_SCANOUTS];
138 };
139 
140 struct VirtIOGPUBaseClass {
141     VirtioDeviceClass parent;
142 
143     void (*gl_flushed)(VirtIOGPUBase *g);
144 };
145 
146 #define VIRTIO_GPU_BASE_PROPERTIES(_state, _conf)                       \
147     DEFINE_PROP_UINT32("max_outputs", _state, _conf.max_outputs, 1),    \
148     DEFINE_PROP_BIT("edid", _state, _conf.flags, \
149                     VIRTIO_GPU_FLAG_EDID_ENABLED, true), \
150     DEFINE_PROP_UINT32("xres", _state, _conf.xres, 1024), \
151     DEFINE_PROP_UINT32("yres", _state, _conf.yres, 768)
152 
153 typedef struct VGPUDMABuf {
154     QemuDmaBuf buf;
155     uint32_t scanout_id;
156     QTAILQ_ENTRY(VGPUDMABuf) next;
157 } VGPUDMABuf;
158 
159 struct VirtIOGPU {
160     VirtIOGPUBase parent_obj;
161 
162     uint64_t conf_max_hostmem;
163 
164     VirtQueue *ctrl_vq;
165     VirtQueue *cursor_vq;
166 
167     QEMUBH *ctrl_bh;
168     QEMUBH *cursor_bh;
169 
170     QTAILQ_HEAD(, virtio_gpu_simple_resource) reslist;
171     QTAILQ_HEAD(, virtio_gpu_ctrl_command) cmdq;
172     QTAILQ_HEAD(, virtio_gpu_ctrl_command) fenceq;
173 
174     uint64_t hostmem;
175 
176     bool processing_cmdq;
177     QEMUTimer *fence_poll;
178     QEMUTimer *print_stats;
179 
180     uint32_t inflight;
181     struct {
182         uint32_t max_inflight;
183         uint32_t requests;
184         uint32_t req_3d;
185         uint32_t bytes_3d;
186     } stats;
187 
188     struct {
189         QTAILQ_HEAD(, VGPUDMABuf) bufs;
190         VGPUDMABuf *primary;
191     } dmabuf;
192 };
193 
194 struct VirtIOGPUClass {
195     VirtIOGPUBaseClass parent;
196 
197     void (*handle_ctrl)(VirtIODevice *vdev, VirtQueue *vq);
198     void (*process_cmd)(VirtIOGPU *g, struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd);
199     void (*update_cursor_data)(VirtIOGPU *g,
200                                struct virtio_gpu_scanout *s,
201                                uint32_t resource_id);
202 };
203 
204 struct VirtIOGPUGL {
205     struct VirtIOGPU parent_obj;
206 
207     bool renderer_inited;
208     bool renderer_reset;
209 };
210 
211 struct VhostUserGPU {
212     VirtIOGPUBase parent_obj;
213 
214     VhostUserBackend *vhost;
215     int vhost_gpu_fd; /* closed by the chardev */
216     CharBackend vhost_chr;
217     QemuDmaBuf dmabuf[VIRTIO_GPU_MAX_SCANOUTS];
218     bool backend_blocked;
219 };
220 
221 #define VIRTIO_GPU_FILL_CMD(out) do {                                   \
222         size_t s;                                                       \
223         s = iov_to_buf(cmd->elem.out_sg, cmd->elem.out_num, 0,          \
224                        &out, sizeof(out));                              \
225         if (s != sizeof(out)) {                                         \
226             qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR,                              \
227                           "%s: command size incorrect %zu vs %zu\n",    \
228                           __func__, s, sizeof(out));                    \
229             return;                                                     \
230         }                                                               \
231     } while (0)
232 
233 /* virtio-gpu-base.c */
234 bool virtio_gpu_base_device_realize(DeviceState *qdev,
235                                     VirtIOHandleOutput ctrl_cb,
236                                     VirtIOHandleOutput cursor_cb,
237                                     Error **errp);
238 void virtio_gpu_base_reset(VirtIOGPUBase *g);
239 void virtio_gpu_base_fill_display_info(VirtIOGPUBase *g,
240                         struct virtio_gpu_resp_display_info *dpy_info);
241 
242 /* virtio-gpu.c */
243 void virtio_gpu_ctrl_response(VirtIOGPU *g,
244                               struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd,
245                               struct virtio_gpu_ctrl_hdr *resp,
246                               size_t resp_len);
247 void virtio_gpu_ctrl_response_nodata(VirtIOGPU *g,
248                                      struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd,
249                                      enum virtio_gpu_ctrl_type type);
250 void virtio_gpu_get_display_info(VirtIOGPU *g,
251                                  struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd);
252 void virtio_gpu_get_edid(VirtIOGPU *g,
253                          struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd);
254 int virtio_gpu_create_mapping_iov(VirtIOGPU *g,
255                                   uint32_t nr_entries, uint32_t offset,
256                                   struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd,
257                                   uint64_t **addr, struct iovec **iov,
258                                   uint32_t *niov);
259 void virtio_gpu_cleanup_mapping_iov(VirtIOGPU *g,
260                                     struct iovec *iov, uint32_t count);
261 void virtio_gpu_process_cmdq(VirtIOGPU *g);
262 void virtio_gpu_device_realize(DeviceState *qdev, Error **errp);
263 void virtio_gpu_reset(VirtIODevice *vdev);
264 void virtio_gpu_simple_process_cmd(VirtIOGPU *g, struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd);
265 void virtio_gpu_update_cursor_data(VirtIOGPU *g,
266                                    struct virtio_gpu_scanout *s,
267                                    uint32_t resource_id);
268 
269 /* virtio-gpu-udmabuf.c */
270 bool virtio_gpu_have_udmabuf(void);
271 void virtio_gpu_init_udmabuf(struct virtio_gpu_simple_resource *res);
272 void virtio_gpu_fini_udmabuf(struct virtio_gpu_simple_resource *res);
273 int virtio_gpu_update_dmabuf(VirtIOGPU *g,
274                              uint32_t scanout_id,
275                              struct virtio_gpu_simple_resource *res,
276                              struct virtio_gpu_framebuffer *fb);
277 
278 /* virtio-gpu-3d.c */
279 void virtio_gpu_virgl_process_cmd(VirtIOGPU *g,
280                                   struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd);
281 void virtio_gpu_virgl_fence_poll(VirtIOGPU *g);
282 void virtio_gpu_virgl_reset_scanout(VirtIOGPU *g);
283 void virtio_gpu_virgl_reset(VirtIOGPU *g);
284 int virtio_gpu_virgl_init(VirtIOGPU *g);
285 int virtio_gpu_virgl_get_num_capsets(VirtIOGPU *g);
286 
287 #endif
288