Handle unconnected vlan case in lance
[qemu] / hw / sun4m.c
1 /*
2  * QEMU Sun4m System Emulator
3  * 
4  * Copyright (c) 2003-2005 Fabrice Bellard
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 #include "vl.h"
25 //#define DEBUG_IRQ
26
27 /*
28  * Sun4m architecture was used in the following machines:
29  *
30  * SPARCserver 6xxMP/xx
31  * SPARCclassic (SPARCclassic Server)(SPARCstation LC) (4/15), SPARCclassic X (4/10)
32  * SPARCstation LX/ZX (4/30)
33  * SPARCstation Voyager
34  * SPARCstation 10/xx, SPARCserver 10/xx
35  * SPARCstation 5, SPARCserver 5
36  * SPARCstation 20/xx, SPARCserver 20
37  * SPARCstation 4
38  *
39  * See for example: http://www.sunhelp.org/faq/sunref1.html
40  */
41
42 #ifdef DEBUG_IRQ
43 #define DPRINTF(fmt, args...)                           \
44     do { printf("CPUIRQ: " fmt , ##args); } while (0)
45 #else
46 #define DPRINTF(fmt, args...)
47 #endif
48
49 #define KERNEL_LOAD_ADDR     0x00004000
50 #define CMDLINE_ADDR         0x007ff000
51 #define INITRD_LOAD_ADDR     0x00800000
52 #define PROM_SIZE_MAX        (256 * 1024)
53 #define PROM_ADDR            0xffd00000
54 #define PROM_FILENAME        "openbios-sparc32"
55
56 #define MAX_CPUS 16
57 #define MAX_PILS 16
58
59 struct hwdef {
60     target_phys_addr_t iommu_base, slavio_base;
61     target_phys_addr_t intctl_base, counter_base, nvram_base, ms_kb_base;
62     target_phys_addr_t serial_base, fd_base;
63     target_phys_addr_t dma_base, esp_base, le_base;
64     target_phys_addr_t tcx_base, cs_base, power_base;
65     long vram_size, nvram_size;
66     // IRQ numbers are not PIL ones, but master interrupt controller register
67     // bit numbers
68     int intctl_g_intr, esp_irq, le_irq, clock_irq, clock1_irq;
69     int ser_irq, ms_kb_irq, fd_irq, me_irq, cs_irq;
70     int machine_id; // For NVRAM
71     uint32_t intbit_to_level[32];
72 };
73
74 /* TSC handling */
75
76 uint64_t cpu_get_tsc()
77 {
78     return qemu_get_clock(vm_clock);
79 }
80
81 int DMA_get_channel_mode (int nchan)
82 {
83     return 0;
84 }
85 int DMA_read_memory (int nchan, void *buf, int pos, int size)
86 {
87     return 0;
88 }
89 int DMA_write_memory (int nchan, void *buf, int pos, int size)
90 {
91     return 0;
92 }
93 void DMA_hold_DREQ (int nchan) {}
94 void DMA_release_DREQ (int nchan) {}
95 void DMA_schedule(int nchan) {}
96 void DMA_run (void) {}
97 void DMA_init (int high_page_enable) {}
98 void DMA_register_channel (int nchan,
99                            DMA_transfer_handler transfer_handler,
100                            void *opaque)
101 {
102 }
103
104 static void nvram_set_word (m48t59_t *nvram, uint32_t addr, uint16_t value)
105 {
106     m48t59_write(nvram, addr++, (value >> 8) & 0xff);
107     m48t59_write(nvram, addr++, value & 0xff);
108 }
109
110 static void nvram_set_lword (m48t59_t *nvram, uint32_t addr, uint32_t value)
111 {
112     m48t59_write(nvram, addr++, value >> 24);
113     m48t59_write(nvram, addr++, (value >> 16) & 0xff);
114     m48t59_write(nvram, addr++, (value >> 8) & 0xff);
115     m48t59_write(nvram, addr++, value & 0xff);
116 }
117
118 static void nvram_set_string (m48t59_t *nvram, uint32_t addr,
119                        const unsigned char *str, uint32_t max)
120 {
121     unsigned int i;
122
123     for (i = 0; i < max && str[i] != '\0'; i++) {
124         m48t59_write(nvram, addr + i, str[i]);
125     }
126     m48t59_write(nvram, addr + max - 1, '\0');
127 }
128
129 static uint32_t nvram_set_var (m48t59_t *nvram, uint32_t addr,
130                                 const unsigned char *str)
131 {
132     uint32_t len;
133
134     len = strlen(str) + 1;
135     nvram_set_string(nvram, addr, str, len);
136
137     return addr + len;
138 }
139
140 static void nvram_finish_partition (m48t59_t *nvram, uint32_t start,
141                                     uint32_t end)
142 {
143     unsigned int i, sum;
144
145     // Length divided by 16
146     m48t59_write(nvram, start + 2, ((end - start) >> 12) & 0xff);
147     m48t59_write(nvram, start + 3, ((end - start) >> 4) & 0xff);
148     // Checksum
149     sum = m48t59_read(nvram, start);
150     for (i = 0; i < 14; i++) {
151         sum += m48t59_read(nvram, start + 2 + i);
152         sum = (sum + ((sum & 0xff00) >> 8)) & 0xff;
153     }
154     m48t59_write(nvram, start + 1, sum & 0xff);
155 }
156
157 static m48t59_t *nvram;
158
159 extern int nographic;
160
161 static void nvram_init(m48t59_t *nvram, uint8_t *macaddr, const char *cmdline,
162                        int boot_device, uint32_t RAM_size,
163                        uint32_t kernel_size,
164                        int width, int height, int depth,
165                        int machine_id)
166 {
167     unsigned char tmp = 0;
168     unsigned int i, j;
169     uint32_t start, end;
170
171     // Try to match PPC NVRAM
172     nvram_set_string(nvram, 0x00, "QEMU_BIOS", 16);
173     nvram_set_lword(nvram,  0x10, 0x00000001); /* structure v1 */
174     // NVRAM_size, arch not applicable
175     m48t59_write(nvram, 0x2D, smp_cpus & 0xff);
176     m48t59_write(nvram, 0x2E, 0);
177     m48t59_write(nvram, 0x2F, nographic & 0xff);
178     nvram_set_lword(nvram,  0x30, RAM_size);
179     m48t59_write(nvram, 0x34, boot_device & 0xff);
180     nvram_set_lword(nvram,  0x38, KERNEL_LOAD_ADDR);
181     nvram_set_lword(nvram,  0x3C, kernel_size);
182     if (cmdline) {
183         strcpy(phys_ram_base + CMDLINE_ADDR, cmdline);
184         nvram_set_lword(nvram,  0x40, CMDLINE_ADDR);
185         nvram_set_lword(nvram,  0x44, strlen(cmdline));
186     }
187     // initrd_image, initrd_size passed differently
188     nvram_set_word(nvram,   0x54, width);
189     nvram_set_word(nvram,   0x56, height);
190     nvram_set_word(nvram,   0x58, depth);
191
192     // OpenBIOS nvram variables
193     // Variable partition
194     start = 252;
195     m48t59_write(nvram, start, 0x70);
196     nvram_set_string(nvram, start + 4, "system", 12);
197
198     end = start + 16;
199     for (i = 0; i < nb_prom_envs; i++)
200         end = nvram_set_var(nvram, end, prom_envs[i]);
201
202     m48t59_write(nvram, end++ , 0);
203     end = start + ((end - start + 15) & ~15);
204     nvram_finish_partition(nvram, start, end);
205
206     // free partition
207     start = end;
208     m48t59_write(nvram, start, 0x7f);
209     nvram_set_string(nvram, start + 4, "free", 12);
210
211     end = 0x1fd0;
212     nvram_finish_partition(nvram, start, end);
213
214     // Sun4m specific use
215     start = i = 0x1fd8;
216     m48t59_write(nvram, i++, 0x01);
217     m48t59_write(nvram, i++, machine_id);
218     j = 0;
219     m48t59_write(nvram, i++, macaddr[j++]);
220     m48t59_write(nvram, i++, macaddr[j++]);
221     m48t59_write(nvram, i++, macaddr[j++]);
222     m48t59_write(nvram, i++, macaddr[j++]);
223     m48t59_write(nvram, i++, macaddr[j++]);
224     m48t59_write(nvram, i, macaddr[j]);
225
226     /* Calculate checksum */
227     for (i = start; i < start + 15; i++) {
228         tmp ^= m48t59_read(nvram, i);
229     }
230     m48t59_write(nvram, start + 15, tmp);
231 }
232
233 static void *slavio_intctl;
234
235 void pic_info()
236 {
237     slavio_pic_info(slavio_intctl);
238 }
239
240 void irq_info()
241 {
242     slavio_irq_info(slavio_intctl);
243 }
244
245 static void cpu_set_irq(void *opaque, int irq, int level)
246 {
247     CPUState *env = opaque;
248
249     if (level) {
250         DPRINTF("Raise CPU IRQ %d\n", irq);
251
252         env->halted = 0;
253
254         if (env->interrupt_index == 0 ||
255             ((env->interrupt_index & ~15) == TT_EXTINT &&
256              (env->interrupt_index & 15) < irq)) {
257             env->interrupt_index = TT_EXTINT | irq;
258             cpu_interrupt(env, CPU_INTERRUPT_HARD);
259         } else {
260             DPRINTF("Not triggered, pending exception %d\n",
261                     env->interrupt_index);
262         }
263     } else {
264         DPRINTF("Lower CPU IRQ %d\n", irq);
265     }
266 }
267
268 static void dummy_cpu_set_irq(void *opaque, int irq, int level)
269 {
270 }
271
272 static void *slavio_misc;
273
274 void qemu_system_powerdown(void)
275 {
276     slavio_set_power_fail(slavio_misc, 1);
277 }
278
279 static void main_cpu_reset(void *opaque)
280 {
281     CPUState *env = opaque;
282
283     cpu_reset(env);
284     env->halted = 0;
285 }
286
287 static void secondary_cpu_reset(void *opaque)
288 {
289     CPUState *env = opaque;
290
291     cpu_reset(env);
292     env->halted = 1;
293 }
294
295 static void sun4m_hw_init(const struct hwdef *hwdef, int ram_size,
296                           DisplayState *ds, const char *cpu_model)
297
298 {
299     CPUState *env, *envs[MAX_CPUS];
300     unsigned int i;
301     void *iommu, *espdma, *ledma, *main_esp;
302     const sparc_def_t *def;
303     qemu_irq *cpu_irqs[MAX_CPUS], *slavio_irq, *slavio_cpu_irq,
304         *espdma_irq, *ledma_irq;
305
306     /* init CPUs */
307     sparc_find_by_name(cpu_model, &def);
308     if (def == NULL) {
309         fprintf(stderr, "Unable to find Sparc CPU definition\n");
310         exit(1);
311     }
312
313     for(i = 0; i < smp_cpus; i++) {
314         env = cpu_init();
315         cpu_sparc_register(env, def);
316         envs[i] = env;
317         if (i == 0) {
318             qemu_register_reset(main_cpu_reset, env);
319         } else {
320             qemu_register_reset(secondary_cpu_reset, env);
321             env->halted = 1;
322         }
323         register_savevm("cpu", i, 3, cpu_save, cpu_load, env);
324         cpu_irqs[i] = qemu_allocate_irqs(cpu_set_irq, envs[i], MAX_PILS);
325     }
326
327     for (i = smp_cpus; i < MAX_CPUS; i++)
328         cpu_irqs[i] = qemu_allocate_irqs(dummy_cpu_set_irq, NULL, MAX_PILS);
329
330     /* allocate RAM */
331     cpu_register_physical_memory(0, ram_size, 0);
332
333     iommu = iommu_init(hwdef->iommu_base);
334     slavio_intctl = slavio_intctl_init(hwdef->intctl_base,
335                                        hwdef->intctl_base + 0x10000ULL,
336                                        &hwdef->intbit_to_level[0],
337                                        &slavio_irq, &slavio_cpu_irq,
338                                        cpu_irqs,
339                                        hwdef->clock_irq);
340
341     espdma = sparc32_dma_init(hwdef->dma_base, slavio_irq[hwdef->esp_irq],
342                               iommu, &espdma_irq);
343     ledma = sparc32_dma_init(hwdef->dma_base + 16ULL,
344                              slavio_irq[hwdef->le_irq], iommu, &ledma_irq);
345
346     if (graphic_depth != 8 && graphic_depth != 24) {
347         fprintf(stderr, "qemu: Unsupported depth: %d\n", graphic_depth);
348         exit (1);
349     }
350     tcx_init(ds, hwdef->tcx_base, phys_ram_base + ram_size, ram_size,
351              hwdef->vram_size, graphic_width, graphic_height, graphic_depth);
352
353     if (nd_table[0].model == NULL
354         || strcmp(nd_table[0].model, "lance") == 0) {
355         lance_init(&nd_table[0], hwdef->le_base, ledma, *ledma_irq);
356     } else {
357         fprintf(stderr, "qemu: Unsupported NIC: %s\n", nd_table[0].model);
358         exit (1);
359     }
360
361     nvram = m48t59_init(slavio_irq[0], hwdef->nvram_base, 0,
362                         hwdef->nvram_size, 8);
363     for (i = 0; i < MAX_CPUS; i++) {
364         slavio_timer_init(hwdef->counter_base +
365                           (target_phys_addr_t)(i * TARGET_PAGE_SIZE),
366                            slavio_cpu_irq[i], 0);
367     }
368     slavio_timer_init(hwdef->counter_base + 0x10000ULL,
369                       slavio_irq[hwdef->clock1_irq], 2);
370     slavio_serial_ms_kbd_init(hwdef->ms_kb_base, slavio_irq[hwdef->ms_kb_irq]);
371     // Slavio TTYA (base+4, Linux ttyS0) is the first Qemu serial device
372     // Slavio TTYB (base+0, Linux ttyS1) is the second Qemu serial device
373     slavio_serial_init(hwdef->serial_base, slavio_irq[hwdef->ser_irq],
374                        serial_hds[1], serial_hds[0]);
375     fdctrl_init(slavio_irq[hwdef->fd_irq], 0, 1, hwdef->fd_base, fd_table);
376     main_esp = esp_init(bs_table, hwdef->esp_base, espdma, *espdma_irq);
377
378     for (i = 0; i < MAX_DISKS; i++) {
379         if (bs_table[i]) {
380             esp_scsi_attach(main_esp, bs_table[i], i);
381         }
382     }
383
384     slavio_misc = slavio_misc_init(hwdef->slavio_base, hwdef->power_base,
385                                    slavio_irq[hwdef->me_irq]);
386     if (hwdef->cs_base != (target_phys_addr_t)-1)
387         cs_init(hwdef->cs_base, hwdef->cs_irq, slavio_intctl);
388 }
389
390 static void sun4m_load_kernel(long vram_size, int ram_size, int boot_device,
391                               const char *kernel_filename,
392                               const char *kernel_cmdline,
393                               const char *initrd_filename,
394                               int machine_id)
395 {
396     int ret, linux_boot;
397     char buf[1024];
398     unsigned int i;
399     long prom_offset, initrd_size, kernel_size;
400
401     linux_boot = (kernel_filename != NULL);
402
403     prom_offset = ram_size + vram_size;
404     cpu_register_physical_memory(PROM_ADDR, 
405                                  (PROM_SIZE_MAX + TARGET_PAGE_SIZE - 1) & TARGET_PAGE_MASK, 
406                                  prom_offset | IO_MEM_ROM);
407
408     snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, PROM_FILENAME);
409     ret = load_elf(buf, 0, NULL, NULL, NULL);
410     if (ret < 0) {
411         fprintf(stderr, "qemu: could not load prom '%s'\n", 
412                 buf);
413         exit(1);
414     }
415
416     kernel_size = 0;
417     if (linux_boot) {
418         kernel_size = load_elf(kernel_filename, -0xf0000000, NULL, NULL, NULL);
419         if (kernel_size < 0)
420             kernel_size = load_aout(kernel_filename, phys_ram_base + KERNEL_LOAD_ADDR);
421         if (kernel_size < 0)
422             kernel_size = load_image(kernel_filename, phys_ram_base + KERNEL_LOAD_ADDR);
423         if (kernel_size < 0) {
424             fprintf(stderr, "qemu: could not load kernel '%s'\n", 
425                     kernel_filename);
426             exit(1);
427         }
428
429         /* load initrd */
430         initrd_size = 0;
431         if (initrd_filename) {
432             initrd_size = load_image(initrd_filename, phys_ram_base + INITRD_LOAD_ADDR);
433             if (initrd_size < 0) {
434                 fprintf(stderr, "qemu: could not load initial ram disk '%s'\n", 
435                         initrd_filename);
436                 exit(1);
437             }
438         }
439         if (initrd_size > 0) {
440             for (i = 0; i < 64 * TARGET_PAGE_SIZE; i += TARGET_PAGE_SIZE) {
441                 if (ldl_raw(phys_ram_base + KERNEL_LOAD_ADDR + i)
442                     == 0x48647253) { // HdrS
443                     stl_raw(phys_ram_base + KERNEL_LOAD_ADDR + i + 16, INITRD_LOAD_ADDR);
444                     stl_raw(phys_ram_base + KERNEL_LOAD_ADDR + i + 20, initrd_size);
445                     break;
446                 }
447             }
448         }
449     }
450     nvram_init(nvram, (uint8_t *)&nd_table[0].macaddr, kernel_cmdline,
451                boot_device, ram_size, kernel_size, graphic_width,
452                graphic_height, graphic_depth, machine_id);
453 }
454
455 static const struct hwdef hwdefs[] = {
456     /* SS-5 */
457     {
458         .iommu_base   = 0x10000000,
459         .tcx_base     = 0x50000000,
460         .cs_base      = 0x6c000000,
461         .slavio_base  = 0x70000000,
462         .ms_kb_base   = 0x71000000,
463         .serial_base  = 0x71100000,
464         .nvram_base   = 0x71200000,
465         .fd_base      = 0x71400000,
466         .counter_base = 0x71d00000,
467         .intctl_base  = 0x71e00000,
468         .dma_base     = 0x78400000,
469         .esp_base     = 0x78800000,
470         .le_base      = 0x78c00000,
471         .power_base   = 0x7a000000,
472         .vram_size    = 0x00100000,
473         .nvram_size   = 0x2000,
474         .esp_irq = 18,
475         .le_irq = 16,
476         .clock_irq = 7,
477         .clock1_irq = 19,
478         .ms_kb_irq = 14,
479         .ser_irq = 15,
480         .fd_irq = 22,
481         .me_irq = 30,
482         .cs_irq = 5,
483         .machine_id = 0x80,
484         .intbit_to_level = {
485             2, 3, 5, 7, 9, 11, 0, 14,   3, 5, 7, 9, 11, 13, 12, 12,
486             6, 0, 4, 10, 8, 0, 11, 0,   0, 0, 0, 0, 15, 0, 15, 0,
487         },
488     },
489     /* SS-10 */
490     {
491         .iommu_base   = 0xfe0000000ULL,
492         .tcx_base     = 0xe20000000ULL,
493         .cs_base      = -1,
494         .slavio_base  = 0xff0000000ULL,
495         .ms_kb_base   = 0xff1000000ULL,
496         .serial_base  = 0xff1100000ULL,
497         .nvram_base   = 0xff1200000ULL,
498         .fd_base      = 0xff1700000ULL,
499         .counter_base = 0xff1300000ULL,
500         .intctl_base  = 0xff1400000ULL,
501         .dma_base     = 0xef0400000ULL,
502         .esp_base     = 0xef0800000ULL,
503         .le_base      = 0xef0c00000ULL,
504         .power_base   = 0xefa000000ULL,
505         .vram_size    = 0x00100000,
506         .nvram_size   = 0x2000,
507         .esp_irq = 18,
508         .le_irq = 16,
509         .clock_irq = 7,
510         .clock1_irq = 19,
511         .ms_kb_irq = 14,
512         .ser_irq = 15,
513         .fd_irq = 22,
514         .me_irq = 30,
515         .cs_irq = -1,
516         .machine_id = 0x72,
517         .intbit_to_level = {
518             2, 3, 5, 7, 9, 11, 0, 14,   3, 5, 7, 9, 11, 13, 12, 12,
519             6, 0, 4, 10, 8, 0, 11, 0,   0, 0, 0, 0, 15, 0, 15, 0,
520         },
521     },
522 };
523
524 static void sun4m_common_init(int ram_size, int boot_device, DisplayState *ds,
525                               const char *kernel_filename, const char *kernel_cmdline,
526                               const char *initrd_filename, const char *cpu_model,
527                               unsigned int machine, int max_ram)
528 {
529     if ((unsigned int)ram_size > (unsigned int)max_ram) {
530         fprintf(stderr, "qemu: Too much memory for this machine: %d, maximum %d\n",
531                 (unsigned int)ram_size / (1024 * 1024),
532                 (unsigned int)max_ram / (1024 * 1024));
533         exit(1);
534     }
535     sun4m_hw_init(&hwdefs[machine], ram_size, ds, cpu_model);
536
537     sun4m_load_kernel(hwdefs[machine].vram_size, ram_size, boot_device,
538                       kernel_filename, kernel_cmdline, initrd_filename,
539                       hwdefs[machine].machine_id);
540 }
541
542 /* SPARCstation 5 hardware initialisation */
543 static void ss5_init(int ram_size, int vga_ram_size, int boot_device,
544                        DisplayState *ds, const char **fd_filename, int snapshot,
545                        const char *kernel_filename, const char *kernel_cmdline,
546                        const char *initrd_filename, const char *cpu_model)
547 {
548     if (cpu_model == NULL)
549         cpu_model = "Fujitsu MB86904";
550     sun4m_common_init(ram_size, boot_device, ds, kernel_filename,
551                       kernel_cmdline, initrd_filename, cpu_model,
552                       0, 0x10000000);
553 }
554
555 /* SPARCstation 10 hardware initialisation */
556 static void ss10_init(int ram_size, int vga_ram_size, int boot_device,
557                             DisplayState *ds, const char **fd_filename, int snapshot,
558                             const char *kernel_filename, const char *kernel_cmdline,
559                             const char *initrd_filename, const char *cpu_model)
560 {
561     if (cpu_model == NULL)
562         cpu_model = "TI SuperSparc II";
563     sun4m_common_init(ram_size, boot_device, ds, kernel_filename,
564                       kernel_cmdline, initrd_filename, cpu_model,
565                       1, PROM_ADDR); // XXX prom overlap, actually first 4GB ok
566 }
567
568 QEMUMachine ss5_machine = {
569     "SS-5",
570     "Sun4m platform, SPARCstation 5",
571     ss5_init,
572 };
573
574 QEMUMachine ss10_machine = {
575     "SS-10",
576     "Sun4m platform, SPARCstation 10",
577     ss10_init,
578 };