xref: /openbmc/qemu/include/hw/virtio/virtio-gpu.h (revision c4b8ffcb)
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 "standard-headers/linux/virtio_ids.h"
26 #include "qom/object.h"
27 
28 #define TYPE_VIRTIO_GPU_BASE "virtio-gpu-base"
29 OBJECT_DECLARE_TYPE(VirtIOGPUBase, VirtIOGPUBaseClass,
30                     VIRTIO_GPU_BASE)
31 
32 #define TYPE_VIRTIO_GPU "virtio-gpu-device"
33 OBJECT_DECLARE_TYPE(VirtIOGPU, VirtIOGPUClass, VIRTIO_GPU)
34 
35 #define TYPE_VIRTIO_GPU_GL "virtio-gpu-gl-device"
36 OBJECT_DECLARE_SIMPLE_TYPE(VirtIOGPUGL, VIRTIO_GPU_GL)
37 
38 #define TYPE_VHOST_USER_GPU "vhost-user-gpu"
39 OBJECT_DECLARE_SIMPLE_TYPE(VhostUserGPU, VHOST_USER_GPU)
40 
41 struct virtio_gpu_simple_resource {
42     uint32_t resource_id;
43     uint32_t width;
44     uint32_t height;
45     uint32_t format;
46     uint64_t *addrs;
47     struct iovec *iov;
48     unsigned int iov_cnt;
49     uint32_t scanout_bitmask;
50     pixman_image_t *image;
51     uint64_t hostmem;
52 
53     uint64_t blob_size;
54     void *blob;
55     int dmabuf_fd;
56     uint8_t *remapped;
57 
58     QTAILQ_ENTRY(virtio_gpu_simple_resource) next;
59 };
60 
61 struct virtio_gpu_framebuffer {
62     pixman_format_code_t format;
63     uint32_t bytes_pp;
64     uint32_t width, height;
65     uint32_t stride;
66     uint32_t offset;
67 };
68 
69 struct virtio_gpu_scanout {
70     QemuConsole *con;
71     DisplaySurface *ds;
72     uint32_t width, height;
73     int x, y;
74     int invalidate;
75     uint32_t resource_id;
76     struct virtio_gpu_update_cursor cursor;
77     QEMUCursor *current_cursor;
78 };
79 
80 struct virtio_gpu_requested_state {
81     uint16_t width_mm, height_mm;
82     uint32_t width, height;
83     int x, y;
84 };
85 
86 enum virtio_gpu_base_conf_flags {
87     VIRTIO_GPU_FLAG_VIRGL_ENABLED = 1,
88     VIRTIO_GPU_FLAG_STATS_ENABLED,
89     VIRTIO_GPU_FLAG_EDID_ENABLED,
90     VIRTIO_GPU_FLAG_DMABUF_ENABLED,
91     VIRTIO_GPU_FLAG_BLOB_ENABLED,
92 };
93 
94 #define virtio_gpu_virgl_enabled(_cfg) \
95     (_cfg.flags & (1 << VIRTIO_GPU_FLAG_VIRGL_ENABLED))
96 #define virtio_gpu_stats_enabled(_cfg) \
97     (_cfg.flags & (1 << VIRTIO_GPU_FLAG_STATS_ENABLED))
98 #define virtio_gpu_edid_enabled(_cfg) \
99     (_cfg.flags & (1 << VIRTIO_GPU_FLAG_EDID_ENABLED))
100 #define virtio_gpu_dmabuf_enabled(_cfg) \
101     (_cfg.flags & (1 << VIRTIO_GPU_FLAG_DMABUF_ENABLED))
102 #define virtio_gpu_blob_enabled(_cfg) \
103     (_cfg.flags & (1 << VIRTIO_GPU_FLAG_BLOB_ENABLED))
104 
105 struct virtio_gpu_base_conf {
106     uint32_t max_outputs;
107     uint32_t flags;
108     uint32_t xres;
109     uint32_t yres;
110 };
111 
112 struct virtio_gpu_ctrl_command {
113     VirtQueueElement elem;
114     VirtQueue *vq;
115     struct virtio_gpu_ctrl_hdr cmd_hdr;
116     uint32_t error;
117     bool finished;
118     QTAILQ_ENTRY(virtio_gpu_ctrl_command) next;
119 };
120 
121 struct VirtIOGPUBase {
122     VirtIODevice parent_obj;
123 
124     Error *migration_blocker;
125 
126     struct virtio_gpu_base_conf conf;
127     struct virtio_gpu_config virtio_config;
128     const GraphicHwOps *hw_ops;
129 
130     int renderer_blocked;
131     int enable;
132 
133     struct virtio_gpu_scanout scanout[VIRTIO_GPU_MAX_SCANOUTS];
134 
135     int enabled_output_bitmask;
136     struct virtio_gpu_requested_state req_state[VIRTIO_GPU_MAX_SCANOUTS];
137 };
138 
139 struct VirtIOGPUBaseClass {
140     VirtioDeviceClass parent;
141 
142     void (*gl_flushed)(VirtIOGPUBase *g);
143 };
144 
145 #define VIRTIO_GPU_BASE_PROPERTIES(_state, _conf)                       \
146     DEFINE_PROP_UINT32("max_outputs", _state, _conf.max_outputs, 1),    \
147     DEFINE_PROP_BIT("edid", _state, _conf.flags, \
148                     VIRTIO_GPU_FLAG_EDID_ENABLED, true), \
149     DEFINE_PROP_UINT32("xres", _state, _conf.xres, 1280), \
150     DEFINE_PROP_UINT32("yres", _state, _conf.yres, 800)
151 
152 typedef struct VGPUDMABuf {
153     QemuDmaBuf buf;
154     uint32_t scanout_id;
155     QTAILQ_ENTRY(VGPUDMABuf) next;
156 } VGPUDMABuf;
157 
158 struct VirtIOGPU {
159     VirtIOGPUBase parent_obj;
160 
161     uint64_t conf_max_hostmem;
162 
163     VirtQueue *ctrl_vq;
164     VirtQueue *cursor_vq;
165 
166     QEMUBH *ctrl_bh;
167     QEMUBH *cursor_bh;
168 
169     QTAILQ_HEAD(, virtio_gpu_simple_resource) reslist;
170     QTAILQ_HEAD(, virtio_gpu_ctrl_command) cmdq;
171     QTAILQ_HEAD(, virtio_gpu_ctrl_command) fenceq;
172 
173     uint64_t hostmem;
174 
175     bool processing_cmdq;
176     QEMUTimer *fence_poll;
177     QEMUTimer *print_stats;
178 
179     uint32_t inflight;
180     struct {
181         uint32_t max_inflight;
182         uint32_t requests;
183         uint32_t req_3d;
184         uint32_t bytes_3d;
185     } stats;
186 
187     struct {
188         QTAILQ_HEAD(, VGPUDMABuf) bufs;
189         VGPUDMABuf *primary[VIRTIO_GPU_MAX_SCANOUTS];
190     } dmabuf;
191 };
192 
193 struct VirtIOGPUClass {
194     VirtIOGPUBaseClass parent;
195 
196     void (*handle_ctrl)(VirtIODevice *vdev, VirtQueue *vq);
197     void (*process_cmd)(VirtIOGPU *g, struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd);
198     void (*update_cursor_data)(VirtIOGPU *g,
199                                struct virtio_gpu_scanout *s,
200                                uint32_t resource_id);
201 };
202 
203 struct VirtIOGPUGL {
204     struct VirtIOGPU parent_obj;
205 
206     bool renderer_inited;
207     bool renderer_reset;
208 };
209 
210 struct VhostUserGPU {
211     VirtIOGPUBase parent_obj;
212 
213     VhostUserBackend *vhost;
214     int vhost_gpu_fd; /* closed by the chardev */
215     CharBackend vhost_chr;
216     QemuDmaBuf dmabuf[VIRTIO_GPU_MAX_SCANOUTS];
217     bool backend_blocked;
218 };
219 
220 #define VIRTIO_GPU_FILL_CMD(out) do {                                   \
221         size_t s;                                                       \
222         s = iov_to_buf(cmd->elem.out_sg, cmd->elem.out_num, 0,          \
223                        &out, sizeof(out));                              \
224         if (s != sizeof(out)) {                                         \
225             qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR,                              \
226                           "%s: command size incorrect %zu vs %zu\n",    \
227                           __func__, s, sizeof(out));                    \
228             return;                                                     \
229         }                                                               \
230     } while (0)
231 
232 /* virtio-gpu-base.c */
233 bool virtio_gpu_base_device_realize(DeviceState *qdev,
234                                     VirtIOHandleOutput ctrl_cb,
235                                     VirtIOHandleOutput cursor_cb,
236                                     Error **errp);
237 void virtio_gpu_base_reset(VirtIOGPUBase *g);
238 void virtio_gpu_base_fill_display_info(VirtIOGPUBase *g,
239                         struct virtio_gpu_resp_display_info *dpy_info);
240 
241 /* virtio-gpu.c */
242 void virtio_gpu_ctrl_response(VirtIOGPU *g,
243                               struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd,
244                               struct virtio_gpu_ctrl_hdr *resp,
245                               size_t resp_len);
246 void virtio_gpu_ctrl_response_nodata(VirtIOGPU *g,
247                                      struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd,
248                                      enum virtio_gpu_ctrl_type type);
249 void virtio_gpu_get_display_info(VirtIOGPU *g,
250                                  struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd);
251 void virtio_gpu_get_edid(VirtIOGPU *g,
252                          struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd);
253 int virtio_gpu_create_mapping_iov(VirtIOGPU *g,
254                                   uint32_t nr_entries, uint32_t offset,
255                                   struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd,
256                                   uint64_t **addr, struct iovec **iov,
257                                   uint32_t *niov);
258 void virtio_gpu_cleanup_mapping_iov(VirtIOGPU *g,
259                                     struct iovec *iov, uint32_t count);
260 void virtio_gpu_process_cmdq(VirtIOGPU *g);
261 void virtio_gpu_device_realize(DeviceState *qdev, Error **errp);
262 void virtio_gpu_reset(VirtIODevice *vdev);
263 void virtio_gpu_simple_process_cmd(VirtIOGPU *g, struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd);
264 void virtio_gpu_update_cursor_data(VirtIOGPU *g,
265                                    struct virtio_gpu_scanout *s,
266                                    uint32_t resource_id);
267 
268 /* virtio-gpu-udmabuf.c */
269 bool virtio_gpu_have_udmabuf(void);
270 void virtio_gpu_init_udmabuf(struct virtio_gpu_simple_resource *res);
271 void virtio_gpu_fini_udmabuf(struct virtio_gpu_simple_resource *res);
272 int virtio_gpu_update_dmabuf(VirtIOGPU *g,
273                              uint32_t scanout_id,
274                              struct virtio_gpu_simple_resource *res,
275                              struct virtio_gpu_framebuffer *fb,
276                              struct virtio_gpu_rect *r);
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