Add PowerPC power-management state check callback.
[qemu] / hw / iommu.c
index f00bb78..55d39b9 100644 (file)
@@ -1,8 +1,8 @@
 /*
  * QEMU SPARC iommu emulation
  *
- * Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
- * 
+ * Copyright (c) 2003-2005 Fabrice Bellard
+ *
  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
  * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
  * in the Software without restriction, including without limitation the rights
 /* debug iommu */
 //#define DEBUG_IOMMU
 
-/* The IOMMU registers occupy three pages in IO space. */
-struct iommu_regs {
-       /* First page */
-       volatile unsigned long control;    /* IOMMU control */
-       volatile unsigned long base;       /* Physical base of iopte page table */
-       volatile unsigned long _unused1[3];
-       volatile unsigned long tlbflush;   /* write only */
-       volatile unsigned long pageflush;  /* write only */
-       volatile unsigned long _unused2[1017];
-       /* Second page */
-       volatile unsigned long afsr;       /* Async-fault status register */
-       volatile unsigned long afar;       /* Async-fault physical address */
-       volatile unsigned long _unused3[2];
-       volatile unsigned long sbuscfg0;   /* SBUS configuration registers, per-slot */
-       volatile unsigned long sbuscfg1;
-       volatile unsigned long sbuscfg2;
-       volatile unsigned long sbuscfg3;
-       volatile unsigned long mfsr;       /* Memory-fault status register */
-       volatile unsigned long mfar;       /* Memory-fault physical address */
-       volatile unsigned long _unused4[1014];
-       /* Third page */
-       volatile unsigned long mid;        /* IOMMU module-id */
-};
+#ifdef DEBUG_IOMMU
+#define DPRINTF(fmt, args...) \
+do { printf("IOMMU: " fmt , ##args); } while (0)
+#else
+#define DPRINTF(fmt, args...)
+#endif
 
+#define IOMMU_NREGS (3*4096/4)
+#define IOMMU_CTRL          (0x0000 >> 2)
 #define IOMMU_CTRL_IMPL     0xf0000000 /* Implementation */
 #define IOMMU_CTRL_VERS     0x0f000000 /* Version */
+#define IOMMU_VERSION       0x04000000
 #define IOMMU_CTRL_RNGE     0x0000001c /* Mapping RANGE */
 #define IOMMU_RNGE_16MB     0x00000000 /* 0xff000000 -> 0xffffffff */
 #define IOMMU_RNGE_32MB     0x00000004 /* 0xfe000000 -> 0xffffffff */
@@ -62,43 +48,46 @@ struct iommu_regs {
 #define IOMMU_RNGE_1GB      0x00000018 /* 0xc0000000 -> 0xffffffff */
 #define IOMMU_RNGE_2GB      0x0000001c /* 0x80000000 -> 0xffffffff */
 #define IOMMU_CTRL_ENAB     0x00000001 /* IOMMU Enable */
+#define IOMMU_CTRL_MASK     0x0000001d
+
+#define IOMMU_BASE          (0x0004 >> 2)
+#define IOMMU_BASE_MASK     0x07fffc00
 
+#define IOMMU_TLBFLUSH      (0x0014 >> 2)
+#define IOMMU_TLBFLUSH_MASK 0xffffffff
+
+#define IOMMU_PGFLUSH       (0x0018 >> 2)
+#define IOMMU_PGFLUSH_MASK  0xffffffff
+
+#define IOMMU_AFSR          (0x1000 >> 2)
 #define IOMMU_AFSR_ERR      0x80000000 /* LE, TO, or BE asserted */
 #define IOMMU_AFSR_LE       0x40000000 /* SBUS reports error after transaction */
 #define IOMMU_AFSR_TO       0x20000000 /* Write access took more than 12.8 us. */
 #define IOMMU_AFSR_BE       0x10000000 /* Write access received error acknowledge */
 #define IOMMU_AFSR_SIZE     0x0e000000 /* Size of transaction causing error */
 #define IOMMU_AFSR_S        0x01000000 /* Sparc was in supervisor mode */
-#define IOMMU_AFSR_RESV     0x00f00000 /* Reserver, forced to 0x8 by hardware */
+#define IOMMU_AFSR_RESV     0x00f00000 /* Reserved, forced to 0x8 by hardware */
 #define IOMMU_AFSR_ME       0x00080000 /* Multiple errors occurred */
 #define IOMMU_AFSR_RD       0x00040000 /* A read operation was in progress */
 #define IOMMU_AFSR_FAV      0x00020000 /* IOMMU afar has valid contents */
 
+#define IOMMU_AFAR          (0x1004 >> 2)
+
+#define IOMMU_SBCFG0        (0x1010 >> 2) /* SBUS configration per-slot */
+#define IOMMU_SBCFG1        (0x1014 >> 2) /* SBUS configration per-slot */
+#define IOMMU_SBCFG2        (0x1018 >> 2) /* SBUS configration per-slot */
+#define IOMMU_SBCFG3        (0x101c >> 2) /* SBUS configration per-slot */
 #define IOMMU_SBCFG_SAB30   0x00010000 /* Phys-address bit 30 when bypass enabled */
 #define IOMMU_SBCFG_BA16    0x00000004 /* Slave supports 16 byte bursts */
 #define IOMMU_SBCFG_BA8     0x00000002 /* Slave supports 8 byte bursts */
 #define IOMMU_SBCFG_BYPASS  0x00000001 /* Bypass IOMMU, treat all addresses
-                                         produced by this device as pure
-                                         physical. */
-
-#define IOMMU_MFSR_ERR      0x80000000 /* One or more of PERR1 or PERR0 */
-#define IOMMU_MFSR_S        0x01000000 /* Sparc was in supervisor mode */
-#define IOMMU_MFSR_CPU      0x00800000 /* CPU transaction caused parity error */
-#define IOMMU_MFSR_ME       0x00080000 /* Multiple parity errors occurred */
-#define IOMMU_MFSR_PERR     0x00006000 /* high bit indicates parity error occurred
-                                         on the even word of the access, low bit
-                                         indicated odd word caused the parity error */
-#define IOMMU_MFSR_BM       0x00001000 /* Error occurred while in boot mode */
-#define IOMMU_MFSR_C        0x00000800 /* Address causing error was marked cacheable */
-#define IOMMU_MFSR_RTYP     0x000000f0 /* Memory request transaction type */
-
-#define IOMMU_MID_SBAE      0x001f0000 /* SBus arbitration enable */
-#define IOMMU_MID_SE        0x00100000 /* Enables SCSI/ETHERNET arbitration */
-#define IOMMU_MID_SB3       0x00080000 /* Enable SBUS device 3 arbitration */
-#define IOMMU_MID_SB2       0x00040000 /* Enable SBUS device 2 arbitration */
-#define IOMMU_MID_SB1       0x00020000 /* Enable SBUS device 1 arbitration */
-#define IOMMU_MID_SB0       0x00010000 /* Enable SBUS device 0 arbitration */
-#define IOMMU_MID_MID       0x0000000f /* Module-id, hardcoded to 0x8 */
+                                          produced by this device as pure
+                                          physical. */
+#define IOMMU_SBCFG_MASK    0x00010003
+
+#define IOMMU_ARBEN         (0x2000 >> 2) /* SBUS arbitration enable */
+#define IOMMU_ARBEN_MASK    0x001f0000
+#define IOMMU_MID           0x00000008
 
 /* The format of an iopte in the page tables */
 #define IOPTE_PAGE          0x07ffff00 /* Physical page number (PA[30:12]) */
@@ -107,33 +96,27 @@ struct iommu_regs {
 #define IOPTE_VALID         0x00000002 /* IOPTE is valid */
 #define IOPTE_WAZ           0x00000001 /* Write as zeros */
 
-#define PHYS_JJ_IOMMU  0x10000000      /* First page of sun4m IOMMU */
 #define PAGE_SHIFT      12
 #define PAGE_SIZE       (1 << PAGE_SHIFT)
-#define PAGE_MASK      (PAGE_SIZE - 1)
+#define PAGE_MASK       (PAGE_SIZE - 1)
 
 typedef struct IOMMUState {
-    uint32_t regs[sizeof(struct iommu_regs)];
+    target_phys_addr_t addr;
+    uint32_t regs[IOMMU_NREGS];
+    target_phys_addr_t iostart;
 } IOMMUState;
 
-static IOMMUState *ps;
-
-static int iommu_io_memory;
-
-static void iommu_reset(IOMMUState *s)
-{
-}
-
 static uint32_t iommu_mem_readw(void *opaque, target_phys_addr_t addr)
 {
     IOMMUState *s = opaque;
-    uint32_t saddr;
+    target_phys_addr_t saddr;
 
-    saddr = (addr - PHYS_JJ_IOMMU) >> 2;
+    saddr = (addr - s->addr) >> 2;
     switch (saddr) {
     default:
-       return s->regs[saddr];
-       break;
+        DPRINTF("read reg[%d] = %x\n", (int)saddr, s->regs[saddr]);
+        return s->regs[saddr];
+        break;
     }
     return 0;
 }
@@ -141,13 +124,67 @@ static uint32_t iommu_mem_readw(void *opaque, target_phys_addr_t addr)
 static void iommu_mem_writew(void *opaque, target_phys_addr_t addr, uint32_t val)
 {
     IOMMUState *s = opaque;
-    uint32_t saddr;
+    target_phys_addr_t saddr;
 
-    saddr = (addr - PHYS_JJ_IOMMU) >> 2;
+    saddr = (addr - s->addr) >> 2;
+    DPRINTF("write reg[%d] = %x\n", (int)saddr, val);
     switch (saddr) {
+    case IOMMU_CTRL:
+        switch (val & IOMMU_CTRL_RNGE) {
+        case IOMMU_RNGE_16MB:
+            s->iostart = 0xffffffffff000000ULL;
+            break;
+        case IOMMU_RNGE_32MB:
+            s->iostart = 0xfffffffffe000000ULL;
+            break;
+        case IOMMU_RNGE_64MB:
+            s->iostart = 0xfffffffffc000000ULL;
+            break;
+        case IOMMU_RNGE_128MB:
+            s->iostart = 0xfffffffff8000000ULL;
+            break;
+        case IOMMU_RNGE_256MB:
+            s->iostart = 0xfffffffff0000000ULL;
+            break;
+        case IOMMU_RNGE_512MB:
+            s->iostart = 0xffffffffe0000000ULL;
+            break;
+        case IOMMU_RNGE_1GB:
+            s->iostart = 0xffffffffc0000000ULL;
+            break;
+        default:
+        case IOMMU_RNGE_2GB:
+            s->iostart = 0xffffffff80000000ULL;
+            break;
+        }
+        DPRINTF("iostart = " TARGET_FMT_plx "\n", s->iostart);
+        s->regs[saddr] = ((val & IOMMU_CTRL_MASK) | IOMMU_VERSION);
+        break;
+    case IOMMU_BASE:
+        s->regs[saddr] = val & IOMMU_BASE_MASK;
+        break;
+    case IOMMU_TLBFLUSH:
+        DPRINTF("tlb flush %x\n", val);
+        s->regs[saddr] = val & IOMMU_TLBFLUSH_MASK;
+        break;
+    case IOMMU_PGFLUSH:
+        DPRINTF("page flush %x\n", val);
+        s->regs[saddr] = val & IOMMU_PGFLUSH_MASK;
+        break;
+    case IOMMU_SBCFG0:
+    case IOMMU_SBCFG1:
+    case IOMMU_SBCFG2:
+    case IOMMU_SBCFG3:
+        s->regs[saddr] = val & IOMMU_SBCFG_MASK;
+        break;
+    case IOMMU_ARBEN:
+        // XXX implement SBus probing: fault when reading unmapped
+        // addresses, fault cause and address stored to MMU/IOMMU
+        s->regs[saddr] = (val & IOMMU_ARBEN_MASK) | IOMMU_MID;
+        break;
     default:
-       s->regs[saddr] = val;
-       break;
+        s->regs[saddr] = val;
+        break;
     }
 }
 
@@ -163,59 +200,133 @@ static CPUWriteMemoryFunc *iommu_mem_write[3] = {
     iommu_mem_writew,
 };
 
-uint32_t iommu_translate(uint32_t addr)
+static uint32_t iommu_page_get_flags(IOMMUState *s, target_phys_addr_t addr)
 {
-    uint32_t *iopte = (void *)(ps->regs[1] << 4), pa, iostart;
-
-    switch (ps->regs[0] & IOMMU_CTRL_RNGE) {
-    case IOMMU_RNGE_16MB:
-       iostart = 0xff000000;
-       break;
-    case IOMMU_RNGE_32MB:
-       iostart = 0xfe000000;
-       break;
-    case IOMMU_RNGE_64MB:
-       iostart = 0xfc000000;
-       break;
-    case IOMMU_RNGE_128MB:
-       iostart = 0xf8000000;
-       break;
-    case IOMMU_RNGE_256MB:
-       iostart = 0xf0000000;
-       break;
-    case IOMMU_RNGE_512MB:
-       iostart = 0xe0000000;
-       break;
-    case IOMMU_RNGE_1GB:
-       iostart = 0xc0000000;
-       break;
-    default:
-    case IOMMU_RNGE_2GB:
-       iostart = 0x80000000;
-       break;
+    uint32_t ret;
+    target_phys_addr_t iopte;
+#ifdef DEBUG_IOMMU
+    target_phys_addr_t pa = addr;
+#endif
+
+    iopte = s->regs[IOMMU_BASE] << 4;
+    addr &= ~s->iostart;
+    iopte += (addr >> (PAGE_SHIFT - 2)) & ~3;
+    cpu_physical_memory_read(iopte, (uint8_t *)&ret, 4);
+    tswap32s(&ret);
+    DPRINTF("get flags addr " TARGET_FMT_plx " => pte " TARGET_FMT_plx
+            ", *pte = %x\n", pa, iopte, ret);
+
+    return ret;
+}
+
+static target_phys_addr_t iommu_translate_pa(IOMMUState *s,
+                                             target_phys_addr_t addr,
+                                             uint32_t pte)
+{
+    uint32_t tmppte;
+    target_phys_addr_t pa;
+
+    tmppte = pte;
+    pa = ((pte & IOPTE_PAGE) << 4) + (addr & PAGE_MASK);
+    DPRINTF("xlate dva " TARGET_FMT_plx " => pa " TARGET_FMT_plx
+            " (iopte = %x)\n", addr, pa, tmppte);
+
+    return pa;
+}
+
+static void iommu_bad_addr(IOMMUState *s, target_phys_addr_t addr, int is_write)
+{
+    DPRINTF("bad addr " TARGET_FMT_plx "\n", addr);
+    s->regs[IOMMU_AFSR] = IOMMU_AFSR_ERR | IOMMU_AFSR_LE | (8 << 20) |
+        IOMMU_AFSR_FAV;
+    if (!is_write)
+        s->regs[IOMMU_AFSR] |= IOMMU_AFSR_RD;
+    s->regs[IOMMU_AFAR] = addr;
+}
+
+void sparc_iommu_memory_rw(void *opaque, target_phys_addr_t addr,
+                           uint8_t *buf, int len, int is_write)
+{
+    int l;
+    uint32_t flags;
+    target_phys_addr_t page, phys_addr;
+
+    while (len > 0) {
+        page = addr & TARGET_PAGE_MASK;
+        l = (page + TARGET_PAGE_SIZE) - addr;
+        if (l > len)
+            l = len;
+        flags = iommu_page_get_flags(opaque, page);
+        if (!(flags & IOPTE_VALID)) {
+            iommu_bad_addr(opaque, page, is_write);
+            return;
+        }
+        phys_addr = iommu_translate_pa(opaque, addr, flags);
+        if (is_write) {
+            if (!(flags & IOPTE_WRITE)) {
+                iommu_bad_addr(opaque, page, is_write);
+                return;
+            }
+            cpu_physical_memory_write(phys_addr, buf, len);
+        } else {
+            cpu_physical_memory_read(phys_addr, buf, len);
+        }
+        len -= l;
+        buf += l;
+        addr += l;
     }
+}
+
+static void iommu_save(QEMUFile *f, void *opaque)
+{
+    IOMMUState *s = opaque;
+    int i;
 
-    iopte += ((addr - iostart) >> PAGE_SHIFT);
-    cpu_physical_memory_rw((uint32_t)iopte, (void *) &pa, 4, 0);
-    bswap32s(&pa);
-    pa = (pa & IOPTE_PAGE) << 4;               /* Loose higher bits of 36 */
-    //return pa + PAGE_SIZE;
-    return pa + (addr & PAGE_MASK);
+    for (i = 0; i < IOMMU_NREGS; i++)
+        qemu_put_be32s(f, &s->regs[i]);
+    qemu_put_be64s(f, &s->iostart);
 }
 
-void iommu_init()
+static int iommu_load(QEMUFile *f, void *opaque, int version_id)
+{
+    IOMMUState *s = opaque;
+    int i;
+
+    if (version_id != 2)
+        return -EINVAL;
+
+    for (i = 0; i < IOMMU_NREGS; i++)
+        qemu_get_be32s(f, &s->regs[i]);
+    qemu_get_be64s(f, &s->iostart);
+
+    return 0;
+}
+
+static void iommu_reset(void *opaque)
+{
+    IOMMUState *s = opaque;
+
+    memset(s->regs, 0, IOMMU_NREGS * 4);
+    s->iostart = 0;
+    s->regs[IOMMU_CTRL] = IOMMU_VERSION;
+}
+
+void *iommu_init(target_phys_addr_t addr)
 {
     IOMMUState *s;
+    int iommu_io_memory;
 
     s = qemu_mallocz(sizeof(IOMMUState));
     if (!s)
-        return;
+        return NULL;
+
+    s->addr = addr;
 
     iommu_io_memory = cpu_register_io_memory(0, iommu_mem_read, iommu_mem_write, s);
-    cpu_register_physical_memory(PHYS_JJ_IOMMU, sizeof(struct iommu_regs),
-                                 iommu_io_memory);
-    
-    iommu_reset(s);
-    ps = s;
+    cpu_register_physical_memory(addr, IOMMU_NREGS * 4, iommu_io_memory);
+
+    register_savevm("iommu", addr, 2, iommu_save, iommu_load, s);
+    qemu_register_reset(iommu_reset, s);
+    return s;
 }