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/units.h"
  16 #include "qemu/error-report.h"
  17 #include "qemu-common.h"
  18 #include "qemu/error-report.h"
  19 #include "net/net.h"
  20 #include "hw/hw.h"
  21 #include "hw/pci/pci.h"
  22 #include "hw/boards.h"
  23 #include "sysemu/kvm.h"
  24 #include "kvm_ppc.h"
  25 #include "sysemu/device_tree.h"
  26 #include "hw/loader.h"
  27 #include "elf.h"
  28 #include "exec/address-spaces.h"
  29 #include "hw/char/serial.h"
  30 #include "hw/ppc/ppc.h"
  31 #include "ppc405.h"
  32 #include "sysemu/sysemu.h"
  33 #include "sysemu/qtest.h"
  34 #include "sysemu/reset.h"
  35 #include "hw/sysbus.h"
  36
  37 #define BINARY_DEVICE_TREE_FILE "bamboo.dtb"
  38
  39 /* from u-boot */
  40 #define KERNEL_ADDR  0x1000000
  41 #define FDT_ADDR     0x1800000
  42 #define RAMDISK_ADDR 0x1900000
  43
  44 #define PPC440EP_PCI_CONFIG     0xeec00000
  45 #define PPC440EP_PCI_INTACK     0xeed00000
  46 #define PPC440EP_PCI_SPECIAL    0xeed00000
  47 #define PPC440EP_PCI_REGS       0xef400000
  48 #define PPC440EP_PCI_IO         0xe8000000
  49 #define PPC440EP_PCI_IOLEN      0x00010000
  50
  51 #define PPC440EP_SDRAM_NR_BANKS 4
  52
  53 static const ram_addr_t ppc440ep_sdram_bank_sizes[] = {
  54     256 * MiB, 128 * MiB, 64 * MiB, 32 * MiB, 16 * MiB, 8 * MiB, 0
  55 };
  56
  57 static hwaddr entry;
  58
  59 static int bamboo_load_device_tree(hwaddr addr,
  60                                      uint32_t ramsize,
  61                                      hwaddr initrd_base,
  62                                      hwaddr initrd_size,
  63                                      const char *kernel_cmdline)
  64 {
  65     int ret = -1;
  66     uint32_t mem_reg_property[] = { 0, 0, cpu_to_be32(ramsize) };
  67     char *filename;
  68     int fdt_size;
  69     void *fdt;
  70     uint32_t tb_freq = 400000000;
  71     uint32_t clock_freq = 400000000;
  72
  73     filename = qemu_find_file(QEMU_FILE_TYPE_BIOS, BINARY_DEVICE_TREE_FILE);
  74     if (!filename) {
  75         goto out;
  76     }
  77     fdt = load_device_tree(filename, &fdt_size);
  78     g_free(filename);
  79     if (fdt == NULL) {
  80         goto out;
  81     }
  82
  83     /* Manipulate device tree in memory. */
  84
  85     ret = qemu_fdt_setprop(fdt, "/memory", "reg", mem_reg_property,
  86                            sizeof(mem_reg_property));
  87     if (ret < 0)
  88         fprintf(stderr, "couldn't set /memory/reg\n");
  89
  90     ret = qemu_fdt_setprop_cell(fdt, "/chosen", "linux,initrd-start",
  91                                 initrd_base);
  92     if (ret < 0)
  93         fprintf(stderr, "couldn't set /chosen/linux,initrd-start\n");
  94
  95     ret = qemu_fdt_setprop_cell(fdt, "/chosen", "linux,initrd-end",
  96                                 (initrd_base + initrd_size));
  97     if (ret < 0)
  98         fprintf(stderr, "couldn't set /chosen/linux,initrd-end\n");
  99
 100     ret = qemu_fdt_setprop_string(fdt, "/chosen", "bootargs",
 101                                   kernel_cmdline);
 102     if (ret < 0)
 103         fprintf(stderr, "couldn't set /chosen/bootargs\n");
 104
 105     /* Copy data from the host device tree into the guest. Since the guest can
 106      * directly access the timebase without host involvement, we must expose
 107      * the correct frequencies. */
 108     if (kvm_enabled()) {
 109         tb_freq = kvmppc_get_tbfreq();
 110         clock_freq = kvmppc_get_clockfreq();
 111     }
 112
 113     qemu_fdt_setprop_cell(fdt, "/cpus/cpu@0", "clock-frequency",
 114                           clock_freq);
 115     qemu_fdt_setprop_cell(fdt, "/cpus/cpu@0", "timebase-frequency",
 116                           tb_freq);
 117
 118     rom_add_blob_fixed(BINARY_DEVICE_TREE_FILE, fdt, fdt_size, addr);
 119     g_free(fdt);
 120     return 0;
 121
 122 out:
 123
 124     return ret;
 125 }
 126
 127 /* Create reset TLB entries for BookE, spanning the 32bit addr space.  */
 128 static void mmubooke_create_initial_mapping(CPUPPCState *env,
 129                                      target_ulong va,
 130                                      hwaddr pa)
 131 {
 132     ppcemb_tlb_t *tlb = &env->tlb.tlbe[0];
 133
 134     tlb->attr = 0;
 135     tlb->prot = PAGE_VALID | ((PAGE_READ | PAGE_WRITE | PAGE_EXEC) << 4);
 136     tlb->size = 1U << 31; /* up to 0x80000000  */
 137     tlb->EPN = va & TARGET_PAGE_MASK;
 138     tlb->RPN = pa & TARGET_PAGE_MASK;
 139     tlb->PID = 0;
 140
 141     tlb = &env->tlb.tlbe[1];
 142     tlb->attr = 0;
 143     tlb->prot = PAGE_VALID | ((PAGE_READ | PAGE_WRITE | PAGE_EXEC) << 4);
 144     tlb->size = 1U << 31; /* up to 0xffffffff  */
 145     tlb->EPN = 0x80000000 & TARGET_PAGE_MASK;
 146     tlb->RPN = 0x80000000 & TARGET_PAGE_MASK;
 147     tlb->PID = 0;
 148 }
 149
 150 static void main_cpu_reset(void *opaque)
 151 {
 152     PowerPCCPU *cpu = opaque;
 153     CPUPPCState *env = &cpu->env;
 154
 155     cpu_reset(CPU(cpu));
 156     env->gpr[1] = (16 * MiB) - 8;
 157     env->gpr[3] = FDT_ADDR;
 158     env->nip = entry;
 159
 160     /* Create a mapping for the kernel.  */
 161     mmubooke_create_initial_mapping(env, 0, 0);
 162 }
 163
 164 static void bamboo_init(MachineState *machine)
 165 {
 166     ram_addr_t ram_size = machine->ram_size;
 167     const char *kernel_filename = machine->kernel_filename;
 168     const char *kernel_cmdline = machine->kernel_cmdline;
 169     const char *initrd_filename = machine->initrd_filename;
 170     unsigned int pci_irq_nrs[4] = { 28, 27, 26, 25 };
 171     MemoryRegion *address_space_mem = get_system_memory();
 172     MemoryRegion *isa = g_new(MemoryRegion, 1);
 173     MemoryRegion *ram_memories = g_new(MemoryRegion, PPC440EP_SDRAM_NR_BANKS);
 174     hwaddr ram_bases[PPC440EP_SDRAM_NR_BANKS];
 175     hwaddr ram_sizes[PPC440EP_SDRAM_NR_BANKS];
 176     qemu_irq *pic;
 177     qemu_irq *irqs;
 178     PCIBus *pcibus;
 179     PowerPCCPU *cpu;
 180     CPUPPCState *env;
 181     uint64_t elf_entry;
 182     uint64_t elf_lowaddr;
 183     hwaddr loadaddr = LOAD_UIMAGE_LOADADDR_INVALID;
 184     target_long initrd_size = 0;
 185     DeviceState *dev;
 186     int success;
 187     int i;
 188
 189     cpu = POWERPC_CPU(cpu_create(machine->cpu_type));
 190     env = &cpu->env;
 191
 192     if (env->mmu_model != POWERPC_MMU_BOOKE) {
 193         error_report("MMU model %i not supported by this machine",
 194                      env->mmu_model);
 195         exit(1);
 196     }
 197
 198     qemu_register_reset(main_cpu_reset, cpu);
 199     ppc_booke_timers_init(cpu, 400000000, 0);
 200     ppc_dcr_init(env, NULL, NULL);
 201
 202     /* interrupt controller */
 203     irqs = g_new0(qemu_irq, PPCUIC_OUTPUT_NB);
 204     irqs[PPCUIC_OUTPUT_INT] = ((qemu_irq *)env->irq_inputs)[PPC40x_INPUT_INT];
 205     irqs[PPCUIC_OUTPUT_CINT] = ((qemu_irq *)env->irq_inputs)[PPC40x_INPUT_CINT];
 206     pic = ppcuic_init(env, irqs, 0x0C0, 0, 1);
 207
 208     /* SDRAM controller */
 209     memset(ram_bases, 0, sizeof(ram_bases));
 210     memset(ram_sizes, 0, sizeof(ram_sizes));
 211     ram_size = ppc4xx_sdram_adjust(ram_size, PPC440EP_SDRAM_NR_BANKS,
 212                                    ram_memories,
 213                                    ram_bases, ram_sizes,
 214                                    ppc440ep_sdram_bank_sizes);
 215     /* XXX 440EP's ECC interrupts are on UIC1, but we've only created UIC0. */
 216     ppc4xx_sdram_init(env, pic[14], PPC440EP_SDRAM_NR_BANKS, ram_memories,
 217                       ram_bases, ram_sizes, 1);
 218
 219     /* PCI */
 220     dev = sysbus_create_varargs(TYPE_PPC4xx_PCI_HOST_BRIDGE,
 221                                 PPC440EP_PCI_CONFIG,
 222                                 pic[pci_irq_nrs[0]], pic[pci_irq_nrs[1]],
 223                                 pic[pci_irq_nrs[2]], pic[pci_irq_nrs[3]],
 224                                 NULL);
 225     pcibus = (PCIBus *)qdev_get_child_bus(dev, "pci.0");
 226     if (!pcibus) {
 227         error_report("couldn't create PCI controller");
 228         exit(1);
 229     }
 230
 231     memory_region_init_alias(isa, NULL, "isa_mmio",
 232                              get_system_io(), 0, PPC440EP_PCI_IOLEN);
 233     memory_region_add_subregion(get_system_memory(), PPC440EP_PCI_IO, isa);
 234
 235     if (serial_hd(0) != NULL) {
 236         serial_mm_init(address_space_mem, 0xef600300, 0, pic[0],
 237                        PPC_SERIAL_MM_BAUDBASE, serial_hd(0),
 238                        DEVICE_BIG_ENDIAN);
 239     }
 240     if (serial_hd(1) != NULL) {
 241         serial_mm_init(address_space_mem, 0xef600400, 0, pic[1],
 242                        PPC_SERIAL_MM_BAUDBASE, serial_hd(1),
 243                        DEVICE_BIG_ENDIAN);
 244     }
 245
 246     if (pcibus) {
 247         /* Register network interfaces. */
 248         for (i = 0; i < nb_nics; i++) {
 249             /* There are no PCI NICs on the Bamboo board, but there are
 250              * PCI slots, so we can pick whatever default model we want. */
 251             pci_nic_init_nofail(&nd_table[i], pcibus, "e1000", NULL);
 252         }
 253     }
 254
 255     /* Load kernel. */
 256     if (kernel_filename) {
 257         success = load_uimage(kernel_filename, &entry, &loadaddr, NULL,
 258                               NULL, NULL);
 259         if (success < 0) {
 260             success = load_elf(kernel_filename, NULL, NULL, NULL, &elf_entry,
 261                                &elf_lowaddr, NULL, 1, PPC_ELF_MACHINE,
 262                                0, 0);
 263             entry = elf_entry;
 264             loadaddr = elf_lowaddr;
 265         }
 266         /* XXX try again as binary */
 267         if (success < 0) {
 268             error_report("could not load kernel '%s'", kernel_filename);
 269             exit(1);
 270         }
 271     }
 272
 273     /* Load initrd. */
 274     if (initrd_filename) {
 275         initrd_size = load_image_targphys(initrd_filename, RAMDISK_ADDR,
 276                                           ram_size - RAMDISK_ADDR);
 277
 278         if (initrd_size < 0) {
 279             error_report("could not load ram disk '%s' at %x",
 280                          initrd_filename, RAMDISK_ADDR);
 281             exit(1);
 282         }
 283     }
 284
 285     /* If we're loading a kernel directly, we must load the device tree too. */
 286     if (kernel_filename) {
 287         if (bamboo_load_device_tree(FDT_ADDR, ram_size, RAMDISK_ADDR,
 288                                     initrd_size, kernel_cmdline) < 0) {
 289             error_report("couldn't load device tree");
 290             exit(1);
 291         }
 292     }
 293 }
 294
 295 static void bamboo_machine_init(MachineClass *mc)
 296 {
 297     mc->desc = "bamboo";
 298     mc->init = bamboo_init;
 299     mc->default_cpu_type = POWERPC_CPU_TYPE_NAME("440epb");
 300 }
 301
 302 DEFINE_MACHINE("bamboo", bamboo_machine_init)