hw/ppc/ppc440_bamboo.c

   1 /*
   2  * QEMU PowerPC 440 Bamboo board emulation
   3  *
   4  * Copyright 2007 IBM Corporation.
   5  * Authors:
   6  *      Jerone Young <[email protected]>
   7  *      Christian Ehrhardt <[email protected]>
   8  *      Hollis Blanchard <[email protected]>
   9  *
  10  * This work is licensed under the GNU GPL license version 2 or later.
  11  *
  12  */
  13
  14 #include "qemu/osdep.h"
  15 #include "qemu-common.h"
  16 #include "qemu/error-report.h"
  17 #include "net/net.h"
  18 #include "hw/hw.h"
  19 #include "hw/pci/pci.h"
  20 #include "hw/boards.h"
  21 #include "sysemu/kvm.h"
  22 #include "kvm_ppc.h"
  23 #include "sysemu/device_tree.h"
  24 #include "hw/loader.h"
  25 #include "elf.h"
  26 #include "exec/address-spaces.h"
  27 #include "hw/char/serial.h"
  28 #include "hw/ppc/ppc.h"
  29 #include "ppc405.h"
  30 #include "sysemu/sysemu.h"
  31 #include "sysemu/qtest.h"
  32 #include "hw/sysbus.h"
  33
  34 #define BINARY_DEVICE_TREE_FILE "bamboo.dtb"
  35
  36 /* from u-boot */
  37 #define KERNEL_ADDR  0x1000000
  38 #define FDT_ADDR     0x1800000
  39 #define RAMDISK_ADDR 0x1900000
  40
  41 #define PPC440EP_PCI_CONFIG     0xeec00000
  42 #define PPC440EP_PCI_INTACK     0xeed00000
  43 #define PPC440EP_PCI_SPECIAL    0xeed00000
  44 #define PPC440EP_PCI_REGS       0xef400000
  45 #define PPC440EP_PCI_IO         0xe8000000
  46 #define PPC440EP_PCI_IOLEN      0x00010000
  47
  48 #define PPC440EP_SDRAM_NR_BANKS 4
  49
  50 static const unsigned int ppc440ep_sdram_bank_sizes[] = {
  51     256<<20, 128<<20, 64<<20, 32<<20, 16<<20, 8<<20, 0
  52 };
  53
  54 static hwaddr entry;
  55
  56 static int bamboo_load_device_tree(hwaddr addr,
  57                                      uint32_t ramsize,
  58                                      hwaddr initrd_base,
  59                                      hwaddr initrd_size,
  60                                      const char *kernel_cmdline)
  61 {
  62     int ret = -1;
  63     uint32_t mem_reg_property[] = { 0, 0, cpu_to_be32(ramsize) };
  64     char *filename;
  65     int fdt_size;
  66     void *fdt;
  67     uint32_t tb_freq = 400000000;
  68     uint32_t clock_freq = 400000000;
  69
  70     filename = qemu_find_file(QEMU_FILE_TYPE_BIOS, BINARY_DEVICE_TREE_FILE);
  71     if (!filename) {
  72         goto out;
  73     }
  74     fdt = load_device_tree(filename, &fdt_size);
  75     g_free(filename);
  76     if (fdt == NULL) {
  77         goto out;
  78     }
  79
  80     /* Manipulate device tree in memory. */
  81
  82     ret = qemu_fdt_setprop(fdt, "/memory", "reg", mem_reg_property,
  83                            sizeof(mem_reg_property));
  84     if (ret < 0)
  85         fprintf(stderr, "couldn't set /memory/reg\n");
  86
  87     ret = qemu_fdt_setprop_cell(fdt, "/chosen", "linux,initrd-start",
  88                                 initrd_base);
  89     if (ret < 0)
  90         fprintf(stderr, "couldn't set /chosen/linux,initrd-start\n");
  91
  92     ret = qemu_fdt_setprop_cell(fdt, "/chosen", "linux,initrd-end",
  93                                 (initrd_base + initrd_size));
  94     if (ret < 0)
  95         fprintf(stderr, "couldn't set /chosen/linux,initrd-end\n");
  96
  97     ret = qemu_fdt_setprop_string(fdt, "/chosen", "bootargs",
  98                                   kernel_cmdline);
  99     if (ret < 0)
 100         fprintf(stderr, "couldn't set /chosen/bootargs\n");
 101
 102     /* Copy data from the host device tree into the guest. Since the guest can
 103      * directly access the timebase without host involvement, we must expose
 104      * the correct frequencies. */
 105     if (kvm_enabled()) {
 106         tb_freq = kvmppc_get_tbfreq();
 107         clock_freq = kvmppc_get_clockfreq();
 108     }
 109
 110     qemu_fdt_setprop_cell(fdt, "/cpus/cpu@0", "clock-frequency",
 111                           clock_freq);
 112     qemu_fdt_setprop_cell(fdt, "/cpus/cpu@0", "timebase-frequency",
 113                           tb_freq);
 114
 115     rom_add_blob_fixed(BINARY_DEVICE_TREE_FILE, fdt, fdt_size, addr);
 116     g_free(fdt);
 117     return 0;
 118
 119 out:
 120
 121     return ret;
 122 }
 123
 124 /* Create reset TLB entries for BookE, spanning the 32bit addr space.  */
 125 static void mmubooke_create_initial_mapping(CPUPPCState *env,
 126                                      target_ulong va,
 127                                      hwaddr pa)
 128 {
 129     ppcemb_tlb_t *tlb = &env->tlb.tlbe[0];
 130
 131     tlb->attr = 0;
 132     tlb->prot = PAGE_VALID | ((PAGE_READ | PAGE_WRITE | PAGE_EXEC) << 4);
 133     tlb->size = 1U << 31; /* up to 0x80000000  */
 134     tlb->EPN = va & TARGET_PAGE_MASK;
 135     tlb->RPN = pa & TARGET_PAGE_MASK;
 136     tlb->PID = 0;
 137
 138     tlb = &env->tlb.tlbe[1];
 139     tlb->attr = 0;
 140     tlb->prot = PAGE_VALID | ((PAGE_READ | PAGE_WRITE | PAGE_EXEC) << 4);
 141     tlb->size = 1U << 31; /* up to 0xffffffff  */
 142     tlb->EPN = 0x80000000 & TARGET_PAGE_MASK;
 143     tlb->RPN = 0x80000000 & TARGET_PAGE_MASK;
 144     tlb->PID = 0;
 145 }
 146
 147 static void main_cpu_reset(void *opaque)
 148 {
 149     PowerPCCPU *cpu = opaque;
 150     CPUPPCState *env = &cpu->env;
 151
 152     cpu_reset(CPU(cpu));
 153     env->gpr[1] = (16<<20) - 8;
 154     env->gpr[3] = FDT_ADDR;
 155     env->nip = entry;
 156
 157     /* Create a mapping for the kernel.  */
 158     mmubooke_create_initial_mapping(env, 0, 0);
 159 }
 160
 161 static void bamboo_init(MachineState *machine)
 162 {
 163     ram_addr_t ram_size = machine->ram_size;
 164     const char *kernel_filename = machine->kernel_filename;
 165     const char *kernel_cmdline = machine->kernel_cmdline;
 166     const char *initrd_filename = machine->initrd_filename;
 167     unsigned int pci_irq_nrs[4] = { 28, 27, 26, 25 };
 168     MemoryRegion *address_space_mem = get_system_memory();
 169     MemoryRegion *isa = g_new(MemoryRegion, 1);
 170     MemoryRegion *ram_memories
 171         = g_malloc(PPC440EP_SDRAM_NR_BANKS * sizeof(*ram_memories));
 172     hwaddr ram_bases[PPC440EP_SDRAM_NR_BANKS];
 173     hwaddr ram_sizes[PPC440EP_SDRAM_NR_BANKS];
 174     qemu_irq *pic;
 175     qemu_irq *irqs;
 176     PCIBus *pcibus;
 177     PowerPCCPU *cpu;
 178     CPUPPCState *env;
 179     uint64_t elf_entry;
 180     uint64_t elf_lowaddr;
 181     hwaddr loadaddr = 0;
 182     target_long initrd_size = 0;
 183     DeviceState *dev;
 184     int success;
 185     int i;
 186
 187     cpu = POWERPC_CPU(cpu_create(machine->cpu_type));
 188     env = &cpu->env;
 189
 190     if (env->mmu_model != POWERPC_MMU_BOOKE) {
 191         fprintf(stderr, "MMU model %i not supported by this machine.\n",
 192             env->mmu_model);
 193         exit(1);
 194     }
 195
 196 #ifdef TARGET_PPCEMB
 197     if (!qtest_enabled()) {
 198         warn_report("qemu-system-ppcemb is deprecated, "
 199                     "please use qemu-system-ppc instead.");
 200     }
 201 #endif
 202
 203     qemu_register_reset(main_cpu_reset, cpu);
 204     ppc_booke_timers_init(cpu, 400000000, 0);
 205     ppc_dcr_init(env, NULL, NULL);
 206
 207     /* interrupt controller */
 208     irqs = g_malloc0(sizeof(qemu_irq) * PPCUIC_OUTPUT_NB);
 209     irqs[PPCUIC_OUTPUT_INT] = ((qemu_irq *)env->irq_inputs)[PPC40x_INPUT_INT];
 210     irqs[PPCUIC_OUTPUT_CINT] = ((qemu_irq *)env->irq_inputs)[PPC40x_INPUT_CINT];
 211     pic = ppcuic_init(env, irqs, 0x0C0, 0, 1);
 212
 213     /* SDRAM controller */
 214     memset(ram_bases, 0, sizeof(ram_bases));
 215     memset(ram_sizes, 0, sizeof(ram_sizes));
 216     ram_size = ppc4xx_sdram_adjust(ram_size, PPC440EP_SDRAM_NR_BANKS,
 217                                    ram_memories,
 218                                    ram_bases, ram_sizes,
 219                                    ppc440ep_sdram_bank_sizes);
 220     /* XXX 440EP's ECC interrupts are on UIC1, but we've only created UIC0. */
 221     ppc4xx_sdram_init(env, pic[14], PPC440EP_SDRAM_NR_BANKS, ram_memories,
 222                       ram_bases, ram_sizes, 1);
 223
 224     /* PCI */
 225     dev = sysbus_create_varargs(TYPE_PPC4xx_PCI_HOST_BRIDGE,
 226                                 PPC440EP_PCI_CONFIG,
 227                                 pic[pci_irq_nrs[0]], pic[pci_irq_nrs[1]],
 228                                 pic[pci_irq_nrs[2]], pic[pci_irq_nrs[3]],
 229                                 NULL);
 230     pcibus = (PCIBus *)qdev_get_child_bus(dev, "pci.0");
 231     if (!pcibus) {
 232         fprintf(stderr, "couldn't create PCI controller!\n");
 233         exit(1);
 234     }
 235
 236     memory_region_init_alias(isa, NULL, "isa_mmio",
 237                              get_system_io(), 0, PPC440EP_PCI_IOLEN);
 238     memory_region_add_subregion(get_system_memory(), PPC440EP_PCI_IO, isa);
 239
 240     if (serial_hds[0] != NULL) {
 241         serial_mm_init(address_space_mem, 0xef600300, 0, pic[0],
 242                        PPC_SERIAL_MM_BAUDBASE, serial_hds[0],
 243                        DEVICE_BIG_ENDIAN);
 244     }
 245     if (serial_hds[1] != NULL) {
 246         serial_mm_init(address_space_mem, 0xef600400, 0, pic[1],
 247                        PPC_SERIAL_MM_BAUDBASE, serial_hds[1],
 248                        DEVICE_BIG_ENDIAN);
 249     }
 250
 251     if (pcibus) {
 252         /* Register network interfaces. */
 253         for (i = 0; i < nb_nics; i++) {
 254             /* There are no PCI NICs on the Bamboo board, but there are
 255              * PCI slots, so we can pick whatever default model we want. */
 256             pci_nic_init_nofail(&nd_table[i], pcibus, "e1000", NULL);
 257         }
 258     }
 259
 260     /* Load kernel. */
 261     if (kernel_filename) {
 262         success = load_uimage(kernel_filename, &entry, &loadaddr, NULL,
 263                               NULL, NULL);
 264         if (success < 0) {
 265             success = load_elf(kernel_filename, NULL, NULL, &elf_entry,
 266                                &elf_lowaddr, NULL, 1, PPC_ELF_MACHINE,
 267                                0, 0);
 268             entry = elf_entry;
 269             loadaddr = elf_lowaddr;
 270         }
 271         /* XXX try again as binary */
 272         if (success < 0) {
 273             fprintf(stderr, "qemu: could not load kernel '%s'\n",
 274                     kernel_filename);
 275             exit(1);
 276         }
 277     }
 278
 279     /* Load initrd. */
 280     if (initrd_filename) {
 281         initrd_size = load_image_targphys(initrd_filename, RAMDISK_ADDR,
 282                                           ram_size - RAMDISK_ADDR);
 283
 284         if (initrd_size < 0) {
 285             fprintf(stderr, "qemu: could not load ram disk '%s' at %x\n",
 286                     initrd_filename, RAMDISK_ADDR);
 287             exit(1);
 288         }
 289     }
 290
 291     /* If we're loading a kernel directly, we must load the device tree too. */
 292     if (kernel_filename) {
 293         if (bamboo_load_device_tree(FDT_ADDR, ram_size, RAMDISK_ADDR,
 294                                     initrd_size, kernel_cmdline) < 0) {
 295             fprintf(stderr, "couldn't load device tree\n");
 296             exit(1);
 297         }
 298     }
 299 }
 300
 301 static void bamboo_machine_init(MachineClass *mc)
 302 {
 303     mc->desc = "bamboo";
 304     mc->init = bamboo_init;
 305     mc->default_cpu_type = POWERPC_CPU_TYPE_NAME("440epb");
 306 }
 307
 308 DEFINE_MACHINE("bamboo", bamboo_machine_init)