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 "bootparam.h"
  41
  42 typedef struct LxBoardDesc {
  43     hwaddr flash_base;
  44     size_t flash_size;
  45     size_t flash_boot_base;
  46     size_t flash_sector_size;
  47     size_t sram_size;
  48 } LxBoardDesc;
  49
  50 typedef struct Lx60FpgaState {
  51     MemoryRegion iomem;
  52     uint32_t leds;
  53     uint32_t switches;
  54 } Lx60FpgaState;
  55
  56 static void lx60_fpga_reset(void *opaque)
  57 {
  58     Lx60FpgaState *s = opaque;
  59
  60     s->leds = 0;
  61     s->switches = 0;
  62 }
  63
  64 static uint64_t lx60_fpga_read(void *opaque, hwaddr addr,
  65         unsigned size)
  66 {
  67     Lx60FpgaState *s = opaque;
  68
  69     switch (addr) {
  70     case 0x0: /*build date code*/
  71         return 0x09272011;
  72
  73     case 0x4: /*processor clock frequency, Hz*/
  74         return 10000000;
  75
  76     case 0x8: /*LEDs (off = 0, on = 1)*/
  77         return s->leds;
  78
  79     case 0xc: /*DIP switches (off = 0, on = 1)*/
  80         return s->switches;
  81     }
  82     return 0;
  83 }
  84
  85 static void lx60_fpga_write(void *opaque, hwaddr addr,
  86         uint64_t val, unsigned size)
  87 {
  88     Lx60FpgaState *s = opaque;
  89
  90     switch (addr) {
  91     case 0x8: /*LEDs (off = 0, on = 1)*/
  92         s->leds = val;
  93         break;
  94
  95     case 0x10: /*board reset*/
  96         if (val == 0xdead) {
  97             qemu_system_reset_request();
  98         }
  99         break;
 100     }
 101 }
 102
 103 static const MemoryRegionOps lx60_fpga_ops = {
 104     .read = lx60_fpga_read,
 105     .write = lx60_fpga_write,
 106     .endianness = DEVICE_NATIVE_ENDIAN,
 107 };
 108
 109 static Lx60FpgaState *lx60_fpga_init(MemoryRegion *address_space,
 110         hwaddr base)
 111 {
 112     Lx60FpgaState *s = g_malloc(sizeof(Lx60FpgaState));
 113
 114     memory_region_init_io(&s->iomem, NULL, &lx60_fpga_ops, s,
 115             "lx60.fpga", 0x10000);
 116     memory_region_add_subregion(address_space, base, &s->iomem);
 117     lx60_fpga_reset(s);
 118     qemu_register_reset(lx60_fpga_reset, s);
 119     return s;
 120 }
 121
 122 static void lx60_net_init(MemoryRegion *address_space,
 123         hwaddr base,
 124         hwaddr descriptors,
 125         hwaddr buffers,
 126         qemu_irq irq, NICInfo *nd)
 127 {
 128     DeviceState *dev;
 129     SysBusDevice *s;
 130     MemoryRegion *ram;
 131
 132     dev = qdev_create(NULL, "open_eth");
 133     qdev_set_nic_properties(dev, nd);
 134     qdev_init_nofail(dev);
 135
 136     s = SYS_BUS_DEVICE(dev);
 137     sysbus_connect_irq(s, 0, irq);
 138     memory_region_add_subregion(address_space, base,
 139             sysbus_mmio_get_region(s, 0));
 140     memory_region_add_subregion(address_space, descriptors,
 141             sysbus_mmio_get_region(s, 1));
 142
 143     ram = g_malloc(sizeof(*ram));
 144     memory_region_init_ram(ram, OBJECT(s), "open_eth.ram", 16384);
 145     vmstate_register_ram_global(ram);
 146     memory_region_add_subregion(address_space, buffers, ram);
 147 }
 148
 149 static uint64_t translate_phys_addr(void *opaque, uint64_t addr)
 150 {
 151     XtensaCPU *cpu = opaque;
 152
 153     return cpu_get_phys_page_debug(CPU(cpu), addr);
 154 }
 155
 156 static void lx60_reset(void *opaque)
 157 {
 158     XtensaCPU *cpu = opaque;
 159
 160     cpu_reset(CPU(cpu));
 161 }
 162
 163 static void lx_init(const LxBoardDesc *board, MachineState *machine)
 164 {
 165 #ifdef TARGET_WORDS_BIGENDIAN
 166     int be = 1;
 167 #else
 168     int be = 0;
 169 #endif
 170     MemoryRegion *system_memory = get_system_memory();
 171     XtensaCPU *cpu = NULL;
 172     CPUXtensaState *env = NULL;
 173     MemoryRegion *ram, *rom, *system_io;
 174     DriveInfo *dinfo;
 175     pflash_t *flash = NULL;
 176     const char *cpu_model = machine->cpu_model;
 177     const char *kernel_filename = machine->kernel_filename;
 178     const char *kernel_cmdline = machine->kernel_cmdline;
 179     int n;
 180
 181     if (!cpu_model) {
 182         cpu_model = XTENSA_DEFAULT_CPU_MODEL;
 183     }
 184
 185     for (n = 0; n < smp_cpus; n++) {
 186         cpu = cpu_xtensa_init(cpu_model);
 187         if (cpu == NULL) {
 188             fprintf(stderr, "Unable to find CPU definition\n");
 189             exit(1);
 190         }
 191         env = &cpu->env;
 192
 193         env->sregs[PRID] = n;
 194         qemu_register_reset(lx60_reset, cpu);
 195         /* Need MMU initialized prior to ELF loading,
 196          * so that ELF gets loaded into virtual addresses
 197          */
 198         cpu_reset(CPU(cpu));
 199     }
 200
 201     ram = g_malloc(sizeof(*ram));
 202     memory_region_init_ram(ram, NULL, "lx60.dram", machine->ram_size);
 203     vmstate_register_ram_global(ram);
 204     memory_region_add_subregion(system_memory, 0, ram);
 205
 206     system_io = g_malloc(sizeof(*system_io));
 207     memory_region_init(system_io, NULL, "lx60.io", 224 * 1024 * 1024);
 208     memory_region_add_subregion(system_memory, 0xf0000000, system_io);
 209     lx60_fpga_init(system_io, 0x0d020000);
 210     if (nd_table[0].used) {
 211         lx60_net_init(system_io, 0x0d030000, 0x0d030400, 0x0d800000,
 212                 xtensa_get_extint(env, 1), nd_table);
 213     }
 214
 215     if (!serial_hds[0]) {
 216         serial_hds[0] = qemu_chr_new("serial0", "null", NULL);
 217     }
 218
 219     serial_mm_init(system_io, 0x0d050020, 2, xtensa_get_extint(env, 0),
 220             115200, serial_hds[0], DEVICE_NATIVE_ENDIAN);
 221
 222     dinfo = drive_get(IF_PFLASH, 0, 0);
 223     if (dinfo) {
 224         flash = pflash_cfi01_register(board->flash_base,
 225                 NULL, "lx60.io.flash", board->flash_size,
 226                 dinfo->bdrv, board->flash_sector_size,
 227                 board->flash_size / board->flash_sector_size,
 228                 4, 0x0000, 0x0000, 0x0000, 0x0000, be);
 229         if (flash == NULL) {
 230             fprintf(stderr, "Unable to mount pflash\n");
 231             exit(1);
 232         }
 233     }
 234
 235     /* Use presence of kernel file name as 'boot from SRAM' switch. */
 236     if (kernel_filename) {
 237         rom = g_malloc(sizeof(*rom));
 238         memory_region_init_ram(rom, NULL, "lx60.sram", board->sram_size);
 239         vmstate_register_ram_global(rom);
 240         memory_region_add_subregion(system_memory, 0xfe000000, rom);
 241
 242         /* Put kernel bootparameters to the end of that SRAM */
 243         if (kernel_cmdline) {
 244             size_t cmdline_size = strlen(kernel_cmdline) + 1;
 245             size_t bp_size = sizeof(BpTag[4]) + cmdline_size;
 246             uint32_t tagptr = (0xfe000000 + board->sram_size - bp_size) & ~0xff;
 247
 248             env->regs[2] = tagptr;
 249
 250             tagptr = put_tag(tagptr, 0x7b0b, 0, NULL);
 251             if (cmdline_size > 1) {
 252                 tagptr = put_tag(tagptr, 0x1001,
 253                         cmdline_size, kernel_cmdline);
 254             }
 255             tagptr = put_tag(tagptr, 0x7e0b, 0, NULL);
 256         }
 257         uint64_t elf_entry;
 258         uint64_t elf_lowaddr;
 259         int success = load_elf(kernel_filename, translate_phys_addr, cpu,
 260                 &elf_entry, &elf_lowaddr, NULL, be, ELF_MACHINE, 0);
 261         if (success > 0) {
 262             env->pc = elf_entry;
 263         }
 264     } else {
 265         if (flash) {
 266             MemoryRegion *flash_mr = pflash_cfi01_get_memory(flash);
 267             MemoryRegion *flash_io = g_malloc(sizeof(*flash_io));
 268
 269             memory_region_init_alias(flash_io, NULL, "lx60.flash",
 270                     flash_mr, board->flash_boot_base,
 271                     board->flash_size - board->flash_boot_base < 0x02000000 ?
 272                     board->flash_size - board->flash_boot_base : 0x02000000);
 273             memory_region_add_subregion(system_memory, 0xfe000000,
 274                     flash_io);
 275         }
 276     }
 277 }
 278
 279 static void xtensa_lx60_init(MachineState *machine)
 280 {
 281     static const LxBoardDesc lx60_board = {
 282         .flash_base = 0xf8000000,
 283         .flash_size = 0x00400000,
 284         .flash_sector_size = 0x10000,
 285         .sram_size = 0x20000,
 286     };
 287     lx_init(&lx60_board, machine);
 288 }
 289
 290 static void xtensa_lx200_init(MachineState *machine)
 291 {
 292     static const LxBoardDesc lx200_board = {
 293         .flash_base = 0xf8000000,
 294         .flash_size = 0x01000000,
 295         .flash_sector_size = 0x20000,
 296         .sram_size = 0x2000000,
 297     };
 298     lx_init(&lx200_board, machine);
 299 }
 300
 301 static void xtensa_ml605_init(MachineState *machine)
 302 {
 303     static const LxBoardDesc ml605_board = {
 304         .flash_base = 0xf8000000,
 305         .flash_size = 0x02000000,
 306         .flash_sector_size = 0x20000,
 307         .sram_size = 0x2000000,
 308     };
 309     lx_init(&ml605_board, machine);
 310 }
 311
 312 static void xtensa_kc705_init(MachineState *machine)
 313 {
 314     static const LxBoardDesc kc705_board = {
 315         .flash_base = 0xf0000000,
 316         .flash_size = 0x08000000,
 317         .flash_boot_base = 0x06000000,
 318         .flash_sector_size = 0x20000,
 319         .sram_size = 0x2000000,
 320     };
 321     lx_init(&kc705_board, machine);
 322 }
 323
 324 static QEMUMachine xtensa_lx60_machine = {
 325     .name = "lx60",
 326     .desc = "lx60 EVB (" XTENSA_DEFAULT_CPU_MODEL ")",
 327     .init = xtensa_lx60_init,
 328     .max_cpus = 4,
 329 };
 330
 331 static QEMUMachine xtensa_lx200_machine = {
 332     .name = "lx200",
 333     .desc = "lx200 EVB (" XTENSA_DEFAULT_CPU_MODEL ")",
 334     .init = xtensa_lx200_init,
 335     .max_cpus = 4,
 336 };
 337
 338 static QEMUMachine xtensa_ml605_machine = {
 339     .name = "ml605",
 340     .desc = "ml605 EVB (" XTENSA_DEFAULT_CPU_MODEL ")",
 341     .init = xtensa_ml605_init,
 342     .max_cpus = 4,
 343 };
 344
 345 static QEMUMachine xtensa_kc705_machine = {
 346     .name = "kc705",
 347     .desc = "kc705 EVB (" XTENSA_DEFAULT_CPU_MODEL ")",
 348     .init = xtensa_kc705_init,
 349     .max_cpus = 4,
 350 };
 351
 352 static void xtensa_lx_machines_init(void)
 353 {
 354     qemu_register_machine(&xtensa_lx60_machine);
 355     qemu_register_machine(&xtensa_lx200_machine);
 356     qemu_register_machine(&xtensa_ml605_machine);
 357     qemu_register_machine(&xtensa_kc705_machine);
 358 }
 359
 360 machine_init(xtensa_lx_machines_init);