hw/xtensa/xtfpga.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2011, Max Filippov, Open Source and Linux Lab.
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions are met:
   7  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
   8  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
   9  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  10  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  11  *       documentation and/or other materials provided with the distribution.
  12  *     * Neither the name of the Open Source and Linux Lab nor the
  13  *       names of its contributors may be used to endorse or promote products
  14  *       derived from this software without specific prior written permission.
  15  *
  16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS"
  17  * AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  18  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  19  * ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY
  20  * DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES
  21  * (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  22  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND
  23  * ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  24  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
  25  * SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  26  */
  27
  28 #include "sysemu/sysemu.h"
  29 #include "hw/boards.h"
  30 #include "hw/loader.h"
  31 #include "elf.h"
  32 #include "exec/memory.h"
  33 #include "exec/address-spaces.h"
  34 #include "hw/char/serial.h"
  35 #include "net/net.h"
  36 #include "hw/sysbus.h"
  37 #include "hw/block/flash.h"
  38 #include "sysemu/blockdev.h"
  39 #include "sysemu/char.h"
  40 #include "qemu/error-report.h"
  41 #include "bootparam.h"
  42
  43 typedef struct LxBoardDesc {
  44     hwaddr flash_base;
  45     size_t flash_size;
  46     size_t flash_boot_base;
  47     size_t flash_sector_size;
  48     size_t sram_size;
  49 } LxBoardDesc;
  50
  51 typedef struct Lx60FpgaState {
  52     MemoryRegion iomem;
  53     uint32_t leds;
  54     uint32_t switches;
  55 } Lx60FpgaState;
  56
  57 static void lx60_fpga_reset(void *opaque)
  58 {
  59     Lx60FpgaState *s = opaque;
  60
  61     s->leds = 0;
  62     s->switches = 0;
  63 }
  64
  65 static uint64_t lx60_fpga_read(void *opaque, hwaddr addr,
  66         unsigned size)
  67 {
  68     Lx60FpgaState *s = opaque;
  69
  70     switch (addr) {
  71     case 0x0: /*build date code*/
  72         return 0x09272011;
  73
  74     case 0x4: /*processor clock frequency, Hz*/
  75         return 10000000;
  76
  77     case 0x8: /*LEDs (off = 0, on = 1)*/
  78         return s->leds;
  79
  80     case 0xc: /*DIP switches (off = 0, on = 1)*/
  81         return s->switches;
  82     }
  83     return 0;
  84 }
  85
  86 static void lx60_fpga_write(void *opaque, hwaddr addr,
  87         uint64_t val, unsigned size)
  88 {
  89     Lx60FpgaState *s = opaque;
  90
  91     switch (addr) {
  92     case 0x8: /*LEDs (off = 0, on = 1)*/
  93         s->leds = val;
  94         break;
  95
  96     case 0x10: /*board reset*/
  97         if (val == 0xdead) {
  98             qemu_system_reset_request();
  99         }
 100         break;
 101     }
 102 }
 103
 104 static const MemoryRegionOps lx60_fpga_ops = {
 105     .read = lx60_fpga_read,
 106     .write = lx60_fpga_write,
 107     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
 108 };
 109
 110 static Lx60FpgaState *lx60_fpga_init(MemoryRegion *address_space,
 111         hwaddr base)
 112 {
 113     Lx60FpgaState *s = g_malloc(sizeof(Lx60FpgaState));
 114
 115     memory_region_init_io(&s->iomem, NULL, &lx60_fpga_ops, s,
 116             "lx60.fpga", 0x10000);
 117     memory_region_add_subregion(address_space, base, &s->iomem);
 118     lx60_fpga_reset(s);
 119     qemu_register_reset(lx60_fpga_reset, s);
 120     return s;
 121 }
 122
 123 static void lx60_net_init(MemoryRegion *address_space,
 124         hwaddr base,
 125         hwaddr descriptors,
 126         hwaddr buffers,
 127         qemu_irq irq, NICInfo *nd)
 128 {
 129     DeviceState *dev;
 130     SysBusDevice *s;
 131     MemoryRegion *ram;
 132
 133     dev = qdev_create(NULL, "open_eth");
 134     qdev_set_nic_properties(dev, nd);
 135     qdev_init_nofail(dev);
 136
 137     s = SYS_BUS_DEVICE(dev);
 138     sysbus_connect_irq(s, 0, irq);
 139     memory_region_add_subregion(address_space, base,
 140             sysbus_mmio_get_region(s, 0));
 141     memory_region_add_subregion(address_space, descriptors,
 142             sysbus_mmio_get_region(s, 1));
 143
 144     ram = g_malloc(sizeof(*ram));
 145     memory_region_init_ram(ram, OBJECT(s), "open_eth.ram", 16384);
 146     vmstate_register_ram_global(ram);
 147     memory_region_add_subregion(address_space, buffers, ram);
 148 }
 149
 150 static uint64_t translate_phys_addr(void *opaque, uint64_t addr)
 151 {
 152     XtensaCPU *cpu = opaque;
 153
 154     return cpu_get_phys_page_debug(CPU(cpu), addr);
 155 }
 156
 157 static void lx60_reset(void *opaque)
 158 {
 159     XtensaCPU *cpu = opaque;
 160
 161     cpu_reset(CPU(cpu));
 162 }
 163
 164 static void lx_init(const LxBoardDesc *board, MachineState *machine)
 165 {
 166 #ifdef TARGET_WORDS_BIGENDIAN
 167     int be = 1;
 168 #else
 169     int be = 0;
 170 #endif
 171     MemoryRegion *system_memory = get_system_memory();
 172     XtensaCPU *cpu = NULL;
 173     CPUXtensaState *env = NULL;
 174     MemoryRegion *ram, *rom, *system_io;
 175     DriveInfo *dinfo;
 176     pflash_t *flash = NULL;
 177     QemuOpts *machine_opts = qemu_get_machine_opts();
 178     const char *cpu_model = machine->cpu_model;
 179     const char *kernel_filename = qemu_opt_get(machine_opts, "kernel");
 180     const char *kernel_cmdline = qemu_opt_get(machine_opts, "append");
 181     int n;
 182
 183     if (!cpu_model) {
 184         cpu_model = XTENSA_DEFAULT_CPU_MODEL;
 185     }
 186
 187     for (n = 0; n < smp_cpus; n++) {
 188         cpu = cpu_xtensa_init(cpu_model);
 189         if (cpu == NULL) {
 190             error_report("unable to find CPU definition '%s'\n",
 191                          cpu_model);
 192             exit(EXIT_FAILURE);
 193         }
 194         env = &cpu->env;
 195
 196         env->sregs[PRID] = n;
 197         qemu_register_reset(lx60_reset, cpu);
 198         /* Need MMU initialized prior to ELF loading,
 199          * so that ELF gets loaded into virtual addresses
 200          */
 201         cpu_reset(CPU(cpu));
 202     }
 203
 204     ram = g_malloc(sizeof(*ram));
 205     memory_region_init_ram(ram, NULL, "lx60.dram", machine->ram_size);
 206     vmstate_register_ram_global(ram);
 207     memory_region_add_subregion(system_memory, 0, ram);
 208
 209     system_io = g_malloc(sizeof(*system_io));
 210     memory_region_init(system_io, NULL, "lx60.io", 224 * 1024 * 1024);
 211     memory_region_add_subregion(system_memory, 0xf0000000, system_io);
 212     lx60_fpga_init(system_io, 0x0d020000);
 213     if (nd_table[0].used) {
 214         lx60_net_init(system_io, 0x0d030000, 0x0d030400, 0x0d800000,
 215                 xtensa_get_extint(env, 1), nd_table);
 216     }
 217
 218     if (!serial_hds[0]) {
 219         serial_hds[0] = qemu_chr_new("serial0", "null", NULL);
 220     }
 221
 222     serial_mm_init(system_io, 0x0d050020, 2, xtensa_get_extint(env, 0),
 223             115200, serial_hds[0], DEVICE_NATIVE_ENDIAN);
 224
 225     dinfo = drive_get(IF_PFLASH, 0, 0);
 226     if (dinfo) {
 227         flash = pflash_cfi01_register(board->flash_base,
 228                 NULL, "lx60.io.flash", board->flash_size,
 229                 dinfo->bdrv, board->flash_sector_size,
 230                 board->flash_size / board->flash_sector_size,
 231                 4, 0x0000, 0x0000, 0x0000, 0x0000, be);
 232         if (flash == NULL) {
 233             error_report("unable to mount pflash\n");
 234             exit(EXIT_FAILURE);
 235         }
 236     }
 237
 238     /* Use presence of kernel file name as 'boot from SRAM' switch. */
 239     if (kernel_filename) {
 240         uint32_t entry_point = env->pc;
 241         size_t bp_size = 3 * get_tag_size(0); /* first/last and memory tags */
 242         uint32_t tagptr = 0xfe000000 + board->sram_size;
 243         uint32_t cur_tagptr;
 244         BpMemInfo memory_location = {
 245             .type = tswap32(MEMORY_TYPE_CONVENTIONAL),
 246             .start = tswap32(0),
 247             .end = tswap32(machine->ram_size),
 248         };
 249
 250         rom = g_malloc(sizeof(*rom));
 251         memory_region_init_ram(rom, NULL, "lx60.sram", board->sram_size);
 252         vmstate_register_ram_global(rom);
 253         memory_region_add_subregion(system_memory, 0xfe000000, rom);
 254
 255         if (kernel_cmdline) {
 256             bp_size += get_tag_size(strlen(kernel_cmdline) + 1);
 257         }
 258
 259         /* Put kernel bootparameters to the end of that SRAM */
 260         tagptr = (tagptr - bp_size) & ~0xff;
 261         cur_tagptr = put_tag(tagptr, BP_TAG_FIRST, 0, NULL);
 262         cur_tagptr = put_tag(cur_tagptr, BP_TAG_MEMORY,
 263                              sizeof(memory_location), &memory_location);
 264
 265         if (kernel_cmdline) {
 266             cur_tagptr = put_tag(cur_tagptr, BP_TAG_COMMAND_LINE,
 267                                  strlen(kernel_cmdline) + 1, kernel_cmdline);
 268         }
 269         cur_tagptr = put_tag(cur_tagptr, BP_TAG_LAST, 0, NULL);
 270         env->regs[2] = tagptr;
 271
 272         uint64_t elf_entry;
 273         uint64_t elf_lowaddr;
 274         int success = load_elf(kernel_filename, translate_phys_addr, cpu,
 275                 &elf_entry, &elf_lowaddr, NULL, be, ELF_MACHINE, 0);
 276         if (success > 0) {
 277             entry_point = elf_entry;
 278         } else {
 279             hwaddr ep;
 280             int is_linux;
 281             success = load_uimage(kernel_filename, &ep, NULL, &is_linux);
 282             if (success > 0 && is_linux) {
 283                 entry_point = ep;
 284             } else {
 285                 error_report("could not load kernel '%s'\n",
 286                              kernel_filename);
 287                 exit(EXIT_FAILURE);
 288             }
 289         }
 290         if (entry_point != env->pc) {
 291             static const uint8_t jx_a0[] = {
 292 #ifdef TARGET_WORDS_BIGENDIAN
 293                 0x0a, 0, 0,
 294 #else
 295                 0xa0, 0, 0,
 296 #endif
 297             };
 298             env->regs[0] = entry_point;
 299             cpu_physical_memory_write(env->pc, jx_a0, sizeof(jx_a0));
 300         }
 301     } else {
 302         if (flash) {
 303             MemoryRegion *flash_mr = pflash_cfi01_get_memory(flash);
 304             MemoryRegion *flash_io = g_malloc(sizeof(*flash_io));
 305
 306             memory_region_init_alias(flash_io, NULL, "lx60.flash",
 307                     flash_mr, board->flash_boot_base,
 308                     board->flash_size - board->flash_boot_base < 0x02000000 ?
 309                     board->flash_size - board->flash_boot_base : 0x02000000);
 310             memory_region_add_subregion(system_memory, 0xfe000000,
 311                     flash_io);
 312         }
 313     }
 314 }
 315
 316 static void xtensa_lx60_init(MachineState *machine)
 317 {
 318     static const LxBoardDesc lx60_board = {
 319         .flash_base = 0xf8000000,
 320         .flash_size = 0x00400000,
 321         .flash_sector_size = 0x10000,
 322         .sram_size = 0x20000,
 323     };
 324     lx_init(&lx60_board, machine);
 325 }
 326
 327 static void xtensa_lx200_init(MachineState *machine)
 328 {
 329     static const LxBoardDesc lx200_board = {
 330         .flash_base = 0xf8000000,
 331         .flash_size = 0x01000000,
 332         .flash_sector_size = 0x20000,
 333         .sram_size = 0x2000000,
 334     };
 335     lx_init(&lx200_board, machine);
 336 }
 337
 338 static void xtensa_ml605_init(MachineState *machine)
 339 {
 340     static const LxBoardDesc ml605_board = {
 341         .flash_base = 0xf8000000,
 342         .flash_size = 0x02000000,
 343         .flash_sector_size = 0x20000,
 344         .sram_size = 0x2000000,
 345     };
 346     lx_init(&ml605_board, machine);
 347 }
 348
 349 static void xtensa_kc705_init(MachineState *machine)
 350 {
 351     static const LxBoardDesc kc705_board = {
 352         .flash_base = 0xf0000000,
 353         .flash_size = 0x08000000,
 354         .flash_boot_base = 0x06000000,
 355         .flash_sector_size = 0x20000,
 356         .sram_size = 0x2000000,
 357     };
 358     lx_init(&kc705_board, machine);
 359 }
 360
 361 static QEMUMachine xtensa_lx60_machine = {
 362     .name = "lx60",
 363     .desc = "lx60 EVB (" XTENSA_DEFAULT_CPU_MODEL ")",
 364     .init = xtensa_lx60_init,
 365     .max_cpus = 4,
 366 };
 367
 368 static QEMUMachine xtensa_lx200_machine = {
 369     .name = "lx200",
 370     .desc = "lx200 EVB (" XTENSA_DEFAULT_CPU_MODEL ")",
 371     .init = xtensa_lx200_init,
 372     .max_cpus = 4,
 373 };
 374
 375 static QEMUMachine xtensa_ml605_machine = {
 376     .name = "ml605",
 377     .desc = "ml605 EVB (" XTENSA_DEFAULT_CPU_MODEL ")",
 378     .init = xtensa_ml605_init,
 379     .max_cpus = 4,
 380 };
 381
 382 static QEMUMachine xtensa_kc705_machine = {
 383     .name = "kc705",
 384     .desc = "kc705 EVB (" XTENSA_DEFAULT_CPU_MODEL ")",
 385     .init = xtensa_kc705_init,
 386     .max_cpus = 4,
 387 };
 388
 389 static void xtensa_lx_machines_init(void)
 390 {
 391     qemu_register_machine(&xtensa_lx60_machine);
 392     qemu_register_machine(&xtensa_lx200_machine);
 393     qemu_register_machine(&xtensa_ml605_machine);
 394     qemu_register_machine(&xtensa_kc705_machine);
 395 }
 396
 397 machine_init(xtensa_lx_machines_init);