xref: /qemu/include/hw/virtio/virtio-gpu.h (revision dcaaf2bf)
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 #ifdef WIN32
52     HANDLE handle;
53 #endif
54     uint64_t hostmem;
55 
56     uint64_t blob_size;
57     void *blob;
58     int dmabuf_fd;
59     uint8_t *remapped;
60 
61     QTAILQ_ENTRY(virtio_gpu_simple_resource) next;
62 };
63 
64 struct virtio_gpu_framebuffer {
65     pixman_format_code_t format;
66     uint32_t bytes_pp;
67     uint32_t width, height;
68     uint32_t stride;
69     uint32_t offset;
70 };
71 
72 struct virtio_gpu_scanout {
73     QemuConsole *con;
74     DisplaySurface *ds;
75     uint32_t width, height;
76     int x, y;
77     int invalidate;
78     uint32_t resource_id;
79     struct virtio_gpu_update_cursor cursor;
80     QEMUCursor *current_cursor;
81 };
82 
83 struct virtio_gpu_requested_state {
84     uint16_t width_mm, height_mm;
85     uint32_t width, height;
86     uint32_t refresh_rate;
87     int x, y;
88 };
89 
90 enum virtio_gpu_base_conf_flags {
91     VIRTIO_GPU_FLAG_VIRGL_ENABLED = 1,
92     VIRTIO_GPU_FLAG_STATS_ENABLED,
93     VIRTIO_GPU_FLAG_EDID_ENABLED,
94     VIRTIO_GPU_FLAG_DMABUF_ENABLED,
95     VIRTIO_GPU_FLAG_BLOB_ENABLED,
96 };
97 
98 #define virtio_gpu_virgl_enabled(_cfg) \
99     (_cfg.flags & (1 << VIRTIO_GPU_FLAG_VIRGL_ENABLED))
100 #define virtio_gpu_stats_enabled(_cfg) \
101     (_cfg.flags & (1 << VIRTIO_GPU_FLAG_STATS_ENABLED))
102 #define virtio_gpu_edid_enabled(_cfg) \
103     (_cfg.flags & (1 << VIRTIO_GPU_FLAG_EDID_ENABLED))
104 #define virtio_gpu_dmabuf_enabled(_cfg) \
105     (_cfg.flags & (1 << VIRTIO_GPU_FLAG_DMABUF_ENABLED))
106 #define virtio_gpu_blob_enabled(_cfg) \
107     (_cfg.flags & (1 << VIRTIO_GPU_FLAG_BLOB_ENABLED))
108 
109 struct virtio_gpu_base_conf {
110     uint32_t max_outputs;
111     uint32_t flags;
112     uint32_t xres;
113     uint32_t yres;
114 };
115 
116 struct virtio_gpu_ctrl_command {
117     VirtQueueElement elem;
118     VirtQueue *vq;
119     struct virtio_gpu_ctrl_hdr cmd_hdr;
120     uint32_t error;
121     bool finished;
122     QTAILQ_ENTRY(virtio_gpu_ctrl_command) next;
123 };
124 
125 struct VirtIOGPUBase {
126     VirtIODevice parent_obj;
127 
128     Error *migration_blocker;
129 
130     struct virtio_gpu_base_conf conf;
131     struct virtio_gpu_config virtio_config;
132     const GraphicHwOps *hw_ops;
133 
134     int renderer_blocked;
135     int enable;
136 
137     struct virtio_gpu_scanout scanout[VIRTIO_GPU_MAX_SCANOUTS];
138 
139     int enabled_output_bitmask;
140     struct virtio_gpu_requested_state req_state[VIRTIO_GPU_MAX_SCANOUTS];
141 };
142 
143 struct VirtIOGPUBaseClass {
144     VirtioDeviceClass parent;
145 
146     void (*gl_flushed)(VirtIOGPUBase *g);
147 };
148 
149 #define VIRTIO_GPU_BASE_PROPERTIES(_state, _conf)                       \
150     DEFINE_PROP_UINT32("max_outputs", _state, _conf.max_outputs, 1),    \
151     DEFINE_PROP_BIT("edid", _state, _conf.flags, \
152                     VIRTIO_GPU_FLAG_EDID_ENABLED, true), \
153     DEFINE_PROP_UINT32("xres", _state, _conf.xres, 1280), \
154     DEFINE_PROP_UINT32("yres", _state, _conf.yres, 800)
155 
156 typedef struct VGPUDMABuf {
157     QemuDmaBuf buf;
158     uint32_t scanout_id;
159     QTAILQ_ENTRY(VGPUDMABuf) next;
160 } VGPUDMABuf;
161 
162 struct VirtIOGPU {
163     VirtIOGPUBase parent_obj;
164 
165     uint64_t conf_max_hostmem;
166 
167     VirtQueue *ctrl_vq;
168     VirtQueue *cursor_vq;
169 
170     QEMUBH *ctrl_bh;
171     QEMUBH *cursor_bh;
172 
173     QTAILQ_HEAD(, virtio_gpu_simple_resource) reslist;
174     QTAILQ_HEAD(, virtio_gpu_ctrl_command) cmdq;
175     QTAILQ_HEAD(, virtio_gpu_ctrl_command) fenceq;
176 
177     uint64_t hostmem;
178 
179     bool processing_cmdq;
180     QEMUTimer *fence_poll;
181     QEMUTimer *print_stats;
182 
183     uint32_t inflight;
184     struct {
185         uint32_t max_inflight;
186         uint32_t requests;
187         uint32_t req_3d;
188         uint32_t bytes_3d;
189     } stats;
190 
191     struct {
192         QTAILQ_HEAD(, VGPUDMABuf) bufs;
193         VGPUDMABuf *primary[VIRTIO_GPU_MAX_SCANOUTS];
194     } dmabuf;
195 };
196 
197 struct VirtIOGPUClass {
198     VirtIOGPUBaseClass parent;
199 
200     void (*handle_ctrl)(VirtIODevice *vdev, VirtQueue *vq);
201     void (*process_cmd)(VirtIOGPU *g, struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd);
202     void (*update_cursor_data)(VirtIOGPU *g,
203                                struct virtio_gpu_scanout *s,
204                                uint32_t resource_id);
205 };
206 
207 struct VirtIOGPUGL {
208     struct VirtIOGPU parent_obj;
209 
210     bool renderer_inited;
211     bool renderer_reset;
212 };
213 
214 struct VhostUserGPU {
215     VirtIOGPUBase parent_obj;
216 
217     VhostUserBackend *vhost;
218     int vhost_gpu_fd; /* closed by the chardev */
219     CharBackend vhost_chr;
220     QemuDmaBuf dmabuf[VIRTIO_GPU_MAX_SCANOUTS];
221     bool backend_blocked;
222 };
223 
224 #define VIRTIO_GPU_FILL_CMD(out) do {                                   \
225         size_t s;                                                       \
226         s = iov_to_buf(cmd->elem.out_sg, cmd->elem.out_num, 0,          \
227                        &out, sizeof(out));                              \
228         if (s != sizeof(out)) {                                         \
229             qemu_log_mask(LOG_GUEST_ERROR,                              \
230                           "%s: command size incorrect %zu vs %zu\n",    \
231                           __func__, s, sizeof(out));                    \
232             return;                                                     \
233         }                                                               \
234     } while (0)
235 
236 /* virtio-gpu-base.c */
237 bool virtio_gpu_base_device_realize(DeviceState *qdev,
238                                     VirtIOHandleOutput ctrl_cb,
239                                     VirtIOHandleOutput cursor_cb,
240                                     Error **errp);
241 void virtio_gpu_base_reset(VirtIOGPUBase *g);
242 void virtio_gpu_base_fill_display_info(VirtIOGPUBase *g,
243                         struct virtio_gpu_resp_display_info *dpy_info);
244 
245 void virtio_gpu_base_generate_edid(VirtIOGPUBase *g, int scanout,
246                                    struct virtio_gpu_resp_edid *edid);
247 /* virtio-gpu.c */
248 void virtio_gpu_ctrl_response(VirtIOGPU *g,
249                               struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd,
250                               struct virtio_gpu_ctrl_hdr *resp,
251                               size_t resp_len);
252 void virtio_gpu_ctrl_response_nodata(VirtIOGPU *g,
253                                      struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd,
254                                      enum virtio_gpu_ctrl_type type);
255 void virtio_gpu_get_display_info(VirtIOGPU *g,
256                                  struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd);
257 void virtio_gpu_get_edid(VirtIOGPU *g,
258                          struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd);
259 int virtio_gpu_create_mapping_iov(VirtIOGPU *g,
260                                   uint32_t nr_entries, uint32_t offset,
261                                   struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd,
262                                   uint64_t **addr, struct iovec **iov,
263                                   uint32_t *niov);
264 void virtio_gpu_cleanup_mapping_iov(VirtIOGPU *g,
265                                     struct iovec *iov, uint32_t count);
266 void virtio_gpu_process_cmdq(VirtIOGPU *g);
267 void virtio_gpu_device_realize(DeviceState *qdev, Error **errp);
268 void virtio_gpu_reset(VirtIODevice *vdev);
269 void virtio_gpu_simple_process_cmd(VirtIOGPU *g, struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd);
270 void virtio_gpu_update_cursor_data(VirtIOGPU *g,
271                                    struct virtio_gpu_scanout *s,
272                                    uint32_t resource_id);
273 
274 /* virtio-gpu-udmabuf.c */
275 bool virtio_gpu_have_udmabuf(void);
276 void virtio_gpu_init_udmabuf(struct virtio_gpu_simple_resource *res);
277 void virtio_gpu_fini_udmabuf(struct virtio_gpu_simple_resource *res);
278 int virtio_gpu_update_dmabuf(VirtIOGPU *g,
279                              uint32_t scanout_id,
280                              struct virtio_gpu_simple_resource *res,
281                              struct virtio_gpu_framebuffer *fb,
282                              struct virtio_gpu_rect *r);
283 
284 /* virtio-gpu-3d.c */
285 void virtio_gpu_virgl_process_cmd(VirtIOGPU *g,
286                                   struct virtio_gpu_ctrl_command *cmd);
287 void virtio_gpu_virgl_fence_poll(VirtIOGPU *g);
288 void virtio_gpu_virgl_reset_scanout(VirtIOGPU *g);
289 void virtio_gpu_virgl_reset(VirtIOGPU *g);
290 int virtio_gpu_virgl_init(VirtIOGPU *g);
291 int virtio_gpu_virgl_get_num_capsets(VirtIOGPU *g);
292 
293 #endif
294