hw/ppc/virtex_ml507.c

   1 /*
   2  * Model of Xilinx Virtex5 ML507 PPC-440 refdesign.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2010 Edgar E. Iglesias.
   5  *
   6  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
   7  * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
   8  * in the Software without restriction, including without limitation the rights
   9  * to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
  10  * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
  11  * furnished to do so, subject to the following conditions:
  12  *
  13  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
  14  * all copies or substantial portions of the Software.
  15  *
  16  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  17  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  18  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
  19  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  20  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
  21  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
  22  * THE SOFTWARE.
  23  */
  24
  25 #include "hw/sysbus.h"
  26 #include "hw/hw.h"
  27 #include "hw/char/serial.h"
  28 #include "hw/block/flash.h"
  29 #include "sysemu/sysemu.h"
  30 #include "hw/devices.h"
  31 #include "hw/boards.h"
  32 #include "sysemu/device_tree.h"
  33 #include "hw/loader.h"
  34 #include "elf.h"
  35 #include "qemu/log.h"
  36 #include "exec/address-spaces.h"
  37
  38 #include "hw/ppc/ppc.h"
  39 #include "hw/ppc/ppc4xx.h"
  40 #include "ppc405.h"
  41
  42 #include "sysemu/blockdev.h"
  43 #include "hw/xilinx.h"
  44
  45 #define EPAPR_MAGIC    (0x45504150)
  46 #define FLASH_SIZE     (16 * 1024 * 1024)
  47
  48 static struct boot_info
  49 {
  50     uint32_t bootstrap_pc;
  51     uint32_t cmdline;
  52     uint32_t fdt;
  53     uint32_t ima_size;
  54     void *vfdt;
  55 } boot_info;
  56
  57 /* Create reset TLB entries for BookE, spanning the 32bit addr space.  */
  58 static void mmubooke_create_initial_mapping(CPUPPCState *env,
  59                                      target_ulong va,
  60                                      hwaddr pa)
  61 {
  62     ppcemb_tlb_t *tlb = &env->tlb.tlbe[0];
  63
  64     tlb->attr = 0;
  65     tlb->prot = PAGE_VALID | ((PAGE_READ | PAGE_WRITE | PAGE_EXEC) << 4);
  66     tlb->size = 1 << 31; /* up to 0x80000000  */
  67     tlb->EPN = va & TARGET_PAGE_MASK;
  68     tlb->RPN = pa & TARGET_PAGE_MASK;
  69     tlb->PID = 0;
  70
  71     tlb = &env->tlb.tlbe[1];
  72     tlb->attr = 0;
  73     tlb->prot = PAGE_VALID | ((PAGE_READ | PAGE_WRITE | PAGE_EXEC) << 4);
  74     tlb->size = 1 << 31; /* up to 0xffffffff  */
  75     tlb->EPN = 0x80000000 & TARGET_PAGE_MASK;
  76     tlb->RPN = 0x80000000 & TARGET_PAGE_MASK;
  77     tlb->PID = 0;
  78 }
  79
  80 static PowerPCCPU *ppc440_init_xilinx(ram_addr_t *ram_size,
  81                                       int do_init,
  82                                       const char *cpu_model,
  83                                       uint32_t sysclk)
  84 {
  85     PowerPCCPU *cpu;
  86     CPUPPCState *env;
  87     qemu_irq *irqs;
  88
  89     cpu = cpu_ppc_init(cpu_model);
  90     if (cpu == NULL) {
  91         fprintf(stderr, "Unable to initialize CPU!\n");
  92         exit(1);
  93     }
  94     env = &cpu->env;
  95
  96     ppc_booke_timers_init(cpu, sysclk, 0/* no flags */);
  97
  98     ppc_dcr_init(env, NULL, NULL);
  99
 100     /* interrupt controller */
 101     irqs = g_malloc0(sizeof(qemu_irq) * PPCUIC_OUTPUT_NB);
 102     irqs[PPCUIC_OUTPUT_INT] = ((qemu_irq *)env->irq_inputs)[PPC40x_INPUT_INT];
 103     irqs[PPCUIC_OUTPUT_CINT] = ((qemu_irq *)env->irq_inputs)[PPC40x_INPUT_CINT];
 104     ppcuic_init(env, irqs, 0x0C0, 0, 1);
 105     return cpu;
 106 }
 107
 108 static void main_cpu_reset(void *opaque)
 109 {
 110     PowerPCCPU *cpu = opaque;
 111     CPUPPCState *env = &cpu->env;
 112     struct boot_info *bi = env->load_info;
 113
 114     cpu_reset(CPU(cpu));
 115     /* Linux Kernel Parameters (passing device tree):
 116        *   r3: pointer to the fdt
 117        *   r4: 0
 118        *   r5: 0
 119        *   r6: epapr magic
 120        *   r7: size of IMA in bytes
 121        *   r8: 0
 122        *   r9: 0
 123     */
 124     env->gpr[1] = (16<<20) - 8;
 125     /* Provide a device-tree.  */
 126     env->gpr[3] = bi->fdt;
 127     env->nip = bi->bootstrap_pc;
 128
 129     /* Create a mapping for the kernel.  */
 130     mmubooke_create_initial_mapping(env, 0, 0);
 131     env->gpr[6] = tswap32(EPAPR_MAGIC);
 132     env->gpr[7] = bi->ima_size;
 133 }
 134
 135 #define BINARY_DEVICE_TREE_FILE "virtex-ml507.dtb"
 136 static int xilinx_load_device_tree(hwaddr addr,
 137                                       uint32_t ramsize,
 138                                       hwaddr initrd_base,
 139                                       hwaddr initrd_size,
 140                                       const char *kernel_cmdline)
 141 {
 142     char *path;
 143     int fdt_size;
 144     void *fdt;
 145     int r;
 146
 147     /* Try the local "ppc.dtb" override.  */
 148     fdt = load_device_tree("ppc.dtb", &fdt_size);
 149     if (!fdt) {
 150         path = qemu_find_file(QEMU_FILE_TYPE_BIOS, BINARY_DEVICE_TREE_FILE);
 151         if (path) {
 152             fdt = load_device_tree(path, &fdt_size);
 153             g_free(path);
 154         }
 155         if (!fdt) {
 156             return 0;
 157         }
 158     }
 159
 160     r = qemu_devtree_setprop_string(fdt, "/chosen", "bootargs", kernel_cmdline);
 161     if (r < 0)
 162         fprintf(stderr, "couldn't set /chosen/bootargs\n");
 163     cpu_physical_memory_write(addr, fdt, fdt_size);
 164     return fdt_size;
 165 }
 166
 167 static void virtex_init(QEMUMachineInitArgs *args)
 168 {
 169     ram_addr_t ram_size = args->ram_size;
 170     const char *cpu_model = args->cpu_model;
 171     const char *kernel_filename = args->kernel_filename;
 172     const char *kernel_cmdline = args->kernel_cmdline;
 173     MemoryRegion *address_space_mem = get_system_memory();
 174     DeviceState *dev;
 175     PowerPCCPU *cpu;
 176     CPUPPCState *env;
 177     hwaddr ram_base = 0;
 178     DriveInfo *dinfo;
 179     MemoryRegion *phys_ram = g_new(MemoryRegion, 1);
 180     qemu_irq irq[32], *cpu_irq;
 181     int kernel_size;
 182     int i;
 183
 184     /* init CPUs */
 185     if (cpu_model == NULL) {
 186         cpu_model = "440-Xilinx";
 187     }
 188
 189     cpu = ppc440_init_xilinx(&ram_size, 1, cpu_model, 400000000);
 190     env = &cpu->env;
 191     qemu_register_reset(main_cpu_reset, cpu);
 192
 193     memory_region_init_ram(phys_ram, NULL, "ram", ram_size);
 194     vmstate_register_ram_global(phys_ram);
 195     memory_region_add_subregion(address_space_mem, ram_base, phys_ram);
 196
 197     dinfo = drive_get(IF_PFLASH, 0, 0);
 198     pflash_cfi01_register(0xfc000000, NULL, "virtex.flash", FLASH_SIZE,
 199                           dinfo ? dinfo->bdrv : NULL, (64 * 1024),
 200                           FLASH_SIZE >> 16,
 201                           1, 0x89, 0x18, 0x0000, 0x0, 1);
 202
 203     cpu_irq = (qemu_irq *) &env->irq_inputs[PPC40x_INPUT_INT];
 204     dev = xilinx_intc_create(0x81800000, cpu_irq[0], 0);
 205     for (i = 0; i < 32; i++) {
 206         irq[i] = qdev_get_gpio_in(dev, i);
 207     }
 208
 209     serial_mm_init(address_space_mem, 0x83e01003ULL, 2, irq[9], 115200,
 210                    serial_hds[0], DEVICE_LITTLE_ENDIAN);
 211
 212     /* 2 timers at irq 2 @ 62 Mhz.  */
 213     xilinx_timer_create(0x83c00000, irq[3], 0, 62 * 1000000);
 214
 215     if (kernel_filename) {
 216         uint64_t entry, low, high;
 217         hwaddr boot_offset;
 218
 219         /* Boots a kernel elf binary.  */
 220         kernel_size = load_elf(kernel_filename, NULL, NULL,
 221                                &entry, &low, &high, 1, ELF_MACHINE, 0);
 222         boot_info.bootstrap_pc = entry & 0x00ffffff;
 223
 224         if (kernel_size < 0) {
 225             boot_offset = 0x1200000;
 226             /* If we failed loading ELF's try a raw image.  */
 227             kernel_size = load_image_targphys(kernel_filename,
 228                                               boot_offset,
 229                                               ram_size);
 230             boot_info.bootstrap_pc = boot_offset;
 231             high = boot_info.bootstrap_pc + kernel_size + 8192;
 232         }
 233
 234         boot_info.ima_size = kernel_size;
 235
 236         /* Provide a device-tree.  */
 237         boot_info.fdt = high + (8192 * 2);
 238         boot_info.fdt &= ~8191;
 239         xilinx_load_device_tree(boot_info.fdt, ram_size, 0, 0, kernel_cmdline);
 240     }
 241     env->load_info = &boot_info;
 242 }
 243
 244 static QEMUMachine virtex_machine = {
 245     .name = "virtex-ml507",
 246     .desc = "Xilinx Virtex ML507 reference design",
 247     .init = virtex_init,
 248     DEFAULT_MACHINE_OPTIONS,
 249 };
 250
 251 static void virtex_machine_init(void)
 252 {
 253     qemu_register_machine(&virtex_machine);
 254 }
 255
 256 machine_init(virtex_machine_init);