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root / hw / mpcore.c @ e927bb00

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1 9ee6e8bb pbrook
/*
2 9ee6e8bb pbrook
 * ARM MPCore internal peripheral emulation.
3 9ee6e8bb pbrook
 *
4 9ee6e8bb pbrook
 * Copyright (c) 2006-2007 CodeSourcery.
5 9ee6e8bb pbrook
 * Written by Paul Brook
6 9ee6e8bb pbrook
 *
7 9ee6e8bb pbrook
 * This code is licenced under the GPL.
8 9ee6e8bb pbrook
 */
9 9ee6e8bb pbrook
10 87ecb68b pbrook
#include "hw.h"
11 87ecb68b pbrook
#include "qemu-timer.h"
12 87ecb68b pbrook
#include "primecell.h"
13 9ee6e8bb pbrook
14 9ee6e8bb pbrook
#define MPCORE_PRIV_BASE  0x10100000
15 9ee6e8bb pbrook
#define NCPU 4
16 9ee6e8bb pbrook
/* ??? The MPCore TRM says the on-chip controller has 224 external IRQ lines
17 9ee6e8bb pbrook
   (+ 32 internal).  However my test chip only exposes/reports 32.
18 9ee6e8bb pbrook
   More importantly Linux falls over if more than 32 are present!  */
19 9ee6e8bb pbrook
#define GIC_NIRQ 64
20 9ee6e8bb pbrook
21 9ee6e8bb pbrook
static inline int
22 9ee6e8bb pbrook
gic_get_current_cpu(void)
23 9ee6e8bb pbrook
{
24 9ee6e8bb pbrook
  return cpu_single_env->cpu_index;
25 9ee6e8bb pbrook
}
26 9ee6e8bb pbrook
27 9ee6e8bb pbrook
#include "arm_gic.c"
28 9ee6e8bb pbrook
29 9ee6e8bb pbrook
/* MPCore private memory region.  */
30 9ee6e8bb pbrook
31 9ee6e8bb pbrook
typedef struct {
32 9ee6e8bb pbrook
    uint32_t count;
33 9ee6e8bb pbrook
    uint32_t load;
34 9ee6e8bb pbrook
    uint32_t control;
35 9ee6e8bb pbrook
    uint32_t status;
36 9ee6e8bb pbrook
    uint32_t old_status;
37 9ee6e8bb pbrook
    int64_t tick;
38 9ee6e8bb pbrook
    QEMUTimer *timer;
39 9ee6e8bb pbrook
    struct mpcore_priv_state *mpcore;
40 9ee6e8bb pbrook
    int id; /* Encodes both timer/watchdog and CPU.  */
41 9ee6e8bb pbrook
} mpcore_timer_state;
42 9ee6e8bb pbrook
43 9ee6e8bb pbrook
typedef struct mpcore_priv_state {
44 9ee6e8bb pbrook
    gic_state *gic;
45 9ee6e8bb pbrook
    uint32_t scu_control;
46 9ee6e8bb pbrook
    mpcore_timer_state timer[8];
47 9ee6e8bb pbrook
} mpcore_priv_state;
48 9ee6e8bb pbrook
49 9ee6e8bb pbrook
/* Per-CPU Timers.  */
50 9ee6e8bb pbrook
51 9ee6e8bb pbrook
static inline void mpcore_timer_update_irq(mpcore_timer_state *s)
52 9ee6e8bb pbrook
{
53 9ee6e8bb pbrook
    if (s->status & ~s->old_status) {
54 9ee6e8bb pbrook
        gic_set_pending_private(s->mpcore->gic, s->id >> 1, 29 + (s->id & 1));
55 9ee6e8bb pbrook
    }
56 9ee6e8bb pbrook
    s->old_status = s->status;
57 9ee6e8bb pbrook
}
58 9ee6e8bb pbrook
59 9ee6e8bb pbrook
/* Return conversion factor from mpcore timer ticks to qemu timer ticks.  */
60 9ee6e8bb pbrook
static inline uint32_t mpcore_timer_scale(mpcore_timer_state *s)
61 9ee6e8bb pbrook
{
62 9ee6e8bb pbrook
    return (((s->control >> 8) & 0xff) + 1) * 10;
63 9ee6e8bb pbrook
}
64 9ee6e8bb pbrook
65 9ee6e8bb pbrook
static void mpcore_timer_reload(mpcore_timer_state *s, int restart)
66 9ee6e8bb pbrook
{
67 9ee6e8bb pbrook
    if (s->count == 0)
68 9ee6e8bb pbrook
        return;
69 9ee6e8bb pbrook
    if (restart)
70 9ee6e8bb pbrook
        s->tick = qemu_get_clock(vm_clock);
71 9ee6e8bb pbrook
    s->tick += (int64_t)s->count * mpcore_timer_scale(s);
72 9ee6e8bb pbrook
    qemu_mod_timer(s->timer, s->tick);
73 9ee6e8bb pbrook
}
74 9ee6e8bb pbrook
75 9ee6e8bb pbrook
static void mpcore_timer_tick(void *opaque)
76 9ee6e8bb pbrook
{
77 9ee6e8bb pbrook
    mpcore_timer_state *s = (mpcore_timer_state *)opaque;
78 9ee6e8bb pbrook
    s->status = 1;
79 9ee6e8bb pbrook
    if (s->control & 2) {
80 9ee6e8bb pbrook
        s->count = s->load;
81 9ee6e8bb pbrook
        mpcore_timer_reload(s, 0);
82 9ee6e8bb pbrook
    } else {
83 9ee6e8bb pbrook
        s->count = 0;
84 9ee6e8bb pbrook
    }
85 9ee6e8bb pbrook
    mpcore_timer_update_irq(s);
86 9ee6e8bb pbrook
}
87 9ee6e8bb pbrook
88 9ee6e8bb pbrook
static uint32_t mpcore_timer_read(mpcore_timer_state *s, int offset)
89 9ee6e8bb pbrook
{
90 9ee6e8bb pbrook
    int64_t val;
91 9ee6e8bb pbrook
    switch (offset) {
92 9ee6e8bb pbrook
    case 0: /* Load */
93 9ee6e8bb pbrook
        return s->load;
94 9ee6e8bb pbrook
        /* Fall through.  */
95 9ee6e8bb pbrook
    case 4: /* Counter.  */
96 9ee6e8bb pbrook
        if (((s->control & 1) == 0) || (s->count == 0))
97 9ee6e8bb pbrook
            return 0;
98 9ee6e8bb pbrook
        /* Slow and ugly, but hopefully won't happen too often.  */
99 9ee6e8bb pbrook
        val = s->tick - qemu_get_clock(vm_clock);
100 9ee6e8bb pbrook
        val /= mpcore_timer_scale(s);
101 9ee6e8bb pbrook
        if (val < 0)
102 9ee6e8bb pbrook
            val = 0;
103 9ee6e8bb pbrook
        return val;
104 9ee6e8bb pbrook
    case 8: /* Control.  */
105 9ee6e8bb pbrook
        return s->control;
106 9ee6e8bb pbrook
    case 12: /* Interrupt status.  */
107 9ee6e8bb pbrook
        return s->status;
108 9ee6e8bb pbrook
    }
109 9ee6e8bb pbrook
}
110 9ee6e8bb pbrook
111 9ee6e8bb pbrook
static void mpcore_timer_write(mpcore_timer_state *s, int offset,
112 9ee6e8bb pbrook
                               uint32_t value)
113 9ee6e8bb pbrook
{
114 9ee6e8bb pbrook
    int64_t old;
115 9ee6e8bb pbrook
    switch (offset) {
116 9ee6e8bb pbrook
    case 0: /* Load */
117 9ee6e8bb pbrook
        s->load = value;
118 9ee6e8bb pbrook
        /* Fall through.  */
119 9ee6e8bb pbrook
    case 4: /* Counter.  */
120 9ee6e8bb pbrook
        if ((s->control & 1) && s->count) {
121 9ee6e8bb pbrook
            /* Cancel the previous timer.  */
122 9ee6e8bb pbrook
            qemu_del_timer(s->timer);
123 9ee6e8bb pbrook
        }
124 9ee6e8bb pbrook
        s->count = value;
125 9ee6e8bb pbrook
        if (s->control & 1) {
126 9ee6e8bb pbrook
            mpcore_timer_reload(s, 1);
127 9ee6e8bb pbrook
        }
128 9ee6e8bb pbrook
        break;
129 9ee6e8bb pbrook
    case 8: /* Control.  */
130 9ee6e8bb pbrook
        old = s->control;
131 9ee6e8bb pbrook
        s->control = value;
132 9ee6e8bb pbrook
        if (((old & 1) == 0) && (value & 1)) {
133 9ee6e8bb pbrook
            if (s->count == 0 && (s->control & 2))
134 9ee6e8bb pbrook
                s->count = s->load;
135 9ee6e8bb pbrook
            mpcore_timer_reload(s, 1);
136 9ee6e8bb pbrook
        }
137 9ee6e8bb pbrook
        break;
138 9ee6e8bb pbrook
    case 12: /* Interrupt status.  */
139 9ee6e8bb pbrook
        s->status &= ~value;
140 9ee6e8bb pbrook
        mpcore_timer_update_irq(s);
141 9ee6e8bb pbrook
        break;
142 9ee6e8bb pbrook
    }
143 9ee6e8bb pbrook
}
144 9ee6e8bb pbrook
145 9ee6e8bb pbrook
static void mpcore_timer_init(mpcore_priv_state *mpcore,
146 9ee6e8bb pbrook
                              mpcore_timer_state *s, int id)
147 9ee6e8bb pbrook
{
148 9ee6e8bb pbrook
    s->id = id;
149 9ee6e8bb pbrook
    s->mpcore = mpcore;
150 9ee6e8bb pbrook
    s->timer = qemu_new_timer(vm_clock, mpcore_timer_tick, s);
151 9ee6e8bb pbrook
}
152 9ee6e8bb pbrook
153 9ee6e8bb pbrook
154 9ee6e8bb pbrook
/* Per-CPU private memory mapped IO.  */
155 9ee6e8bb pbrook
156 9ee6e8bb pbrook
static uint32_t mpcore_priv_read(void *opaque, target_phys_addr_t offset)
157 9ee6e8bb pbrook
{
158 9ee6e8bb pbrook
    mpcore_priv_state *s = (mpcore_priv_state *)opaque;
159 9ee6e8bb pbrook
    int id;
160 9ee6e8bb pbrook
    offset &= 0xfff;
161 9ee6e8bb pbrook
    if (offset < 0x100) {
162 9ee6e8bb pbrook
        /* SCU */
163 9ee6e8bb pbrook
        switch (offset) {
164 9ee6e8bb pbrook
        case 0x00: /* Control.  */
165 9ee6e8bb pbrook
            return s->scu_control;
166 9ee6e8bb pbrook
        case 0x04: /* Configuration.  */
167 9ee6e8bb pbrook
            return 0xf3;
168 9ee6e8bb pbrook
        case 0x08: /* CPU status.  */
169 9ee6e8bb pbrook
            return 0;
170 9ee6e8bb pbrook
        case 0x0c: /* Invalidate all.  */
171 9ee6e8bb pbrook
            return 0;
172 9ee6e8bb pbrook
        default:
173 9ee6e8bb pbrook
            goto bad_reg;
174 9ee6e8bb pbrook
        }
175 9ee6e8bb pbrook
    } else if (offset < 0x600) {
176 9ee6e8bb pbrook
        /* Interrupt controller.  */
177 9ee6e8bb pbrook
        if (offset < 0x200) {
178 9ee6e8bb pbrook
            id = gic_get_current_cpu();
179 9ee6e8bb pbrook
        } else {
180 9ee6e8bb pbrook
            id = (offset - 0x200) >> 8;
181 9ee6e8bb pbrook
        }
182 9ee6e8bb pbrook
        return gic_cpu_read(s->gic, id, offset & 0xff);
183 9ee6e8bb pbrook
    } else if (offset < 0xb00) {
184 9ee6e8bb pbrook
        /* Timers.  */
185 9ee6e8bb pbrook
        if (offset < 0x700) {
186 9ee6e8bb pbrook
            id = gic_get_current_cpu();
187 9ee6e8bb pbrook
        } else {
188 9ee6e8bb pbrook
            id = (offset - 0x700) >> 8;
189 9ee6e8bb pbrook
        }
190 9ee6e8bb pbrook
        id <<= 1;
191 9ee6e8bb pbrook
        if (offset & 0x20)
192 9ee6e8bb pbrook
          id++;
193 9ee6e8bb pbrook
        return mpcore_timer_read(&s->timer[id], offset & 0xf);
194 9ee6e8bb pbrook
    }
195 9ee6e8bb pbrook
bad_reg:
196 9ee6e8bb pbrook
    cpu_abort(cpu_single_env, "mpcore_priv_read: Bad offset %x\n",
197 9ee6e8bb pbrook
              (int)offset);
198 9ee6e8bb pbrook
    return 0;
199 9ee6e8bb pbrook
}
200 9ee6e8bb pbrook
201 9ee6e8bb pbrook
static void mpcore_priv_write(void *opaque, target_phys_addr_t offset,
202 9ee6e8bb pbrook
                          uint32_t value)
203 9ee6e8bb pbrook
{
204 9ee6e8bb pbrook
    mpcore_priv_state *s = (mpcore_priv_state *)opaque;
205 9ee6e8bb pbrook
    int id;
206 9ee6e8bb pbrook
    offset &= 0xfff;
207 9ee6e8bb pbrook
    if (offset < 0x100) {
208 9ee6e8bb pbrook
        /* SCU */
209 9ee6e8bb pbrook
        switch (offset) {
210 9ee6e8bb pbrook
        case 0: /* Control register.  */
211 9ee6e8bb pbrook
            s->scu_control = value & 1;
212 9ee6e8bb pbrook
            break;
213 9ee6e8bb pbrook
        case 0x0c: /* Invalidate all.  */
214 9ee6e8bb pbrook
            /* This is a no-op as cache is not emulated.  */
215 9ee6e8bb pbrook
            break;
216 9ee6e8bb pbrook
        default:
217 9ee6e8bb pbrook
            goto bad_reg;
218 9ee6e8bb pbrook
        }
219 9ee6e8bb pbrook
    } else if (offset < 0x600) {
220 9ee6e8bb pbrook
        /* Interrupt controller.  */
221 9ee6e8bb pbrook
        if (offset < 0x200) {
222 9ee6e8bb pbrook
            id = gic_get_current_cpu();
223 9ee6e8bb pbrook
        } else {
224 9ee6e8bb pbrook
            id = (offset - 0x200) >> 8;
225 9ee6e8bb pbrook
        }
226 9ee6e8bb pbrook
        gic_cpu_write(s->gic, id, offset & 0xff, value);
227 9ee6e8bb pbrook
    } else if (offset < 0xb00) {
228 9ee6e8bb pbrook
        /* Timers.  */
229 9ee6e8bb pbrook
        if (offset < 0x700) {
230 9ee6e8bb pbrook
            id = gic_get_current_cpu();
231 9ee6e8bb pbrook
        } else {
232 9ee6e8bb pbrook
            id = (offset - 0x700) >> 8;
233 9ee6e8bb pbrook
        }
234 9ee6e8bb pbrook
        id <<= 1;
235 9ee6e8bb pbrook
        if (offset & 0x20)
236 9ee6e8bb pbrook
          id++;
237 9ee6e8bb pbrook
        mpcore_timer_write(&s->timer[id], offset & 0xf, value);
238 9ee6e8bb pbrook
        return;
239 9ee6e8bb pbrook
    }
240 9ee6e8bb pbrook
    return;
241 9ee6e8bb pbrook
bad_reg:
242 9ee6e8bb pbrook
    cpu_abort(cpu_single_env, "mpcore_priv_read: Bad offset %x\n",
243 9ee6e8bb pbrook
              (int)offset);
244 9ee6e8bb pbrook
}
245 9ee6e8bb pbrook
246 9ee6e8bb pbrook
static CPUReadMemoryFunc *mpcore_priv_readfn[] = {
247 9ee6e8bb pbrook
   mpcore_priv_read,
248 9ee6e8bb pbrook
   mpcore_priv_read,
249 9ee6e8bb pbrook
   mpcore_priv_read
250 9ee6e8bb pbrook
};
251 9ee6e8bb pbrook
252 9ee6e8bb pbrook
static CPUWriteMemoryFunc *mpcore_priv_writefn[] = {
253 9ee6e8bb pbrook
   mpcore_priv_write,
254 9ee6e8bb pbrook
   mpcore_priv_write,
255 9ee6e8bb pbrook
   mpcore_priv_write
256 9ee6e8bb pbrook
};
257 9ee6e8bb pbrook
258 9ee6e8bb pbrook
259 9ee6e8bb pbrook
static qemu_irq *mpcore_priv_init(uint32_t base, qemu_irq *pic_irq)
260 9ee6e8bb pbrook
{
261 9ee6e8bb pbrook
    mpcore_priv_state *s;
262 9ee6e8bb pbrook
    int iomemtype;
263 9ee6e8bb pbrook
    int i;
264 9ee6e8bb pbrook
265 9ee6e8bb pbrook
    s = (mpcore_priv_state *)qemu_mallocz(sizeof(mpcore_priv_state));
266 9ee6e8bb pbrook
    if (!s)
267 9ee6e8bb pbrook
        return NULL;
268 9ee6e8bb pbrook
    s->gic = gic_init(base, pic_irq);
269 9ee6e8bb pbrook
    if (!s->gic)
270 9ee6e8bb pbrook
        return NULL;
271 9ee6e8bb pbrook
    iomemtype = cpu_register_io_memory(0, mpcore_priv_readfn,
272 9ee6e8bb pbrook
                                       mpcore_priv_writefn, s);
273 9ee6e8bb pbrook
    cpu_register_physical_memory(base, 0x00001000, iomemtype);
274 9ee6e8bb pbrook
    for (i = 0; i < 8; i++) {
275 9ee6e8bb pbrook
        mpcore_timer_init(s, &s->timer[i], i);
276 9ee6e8bb pbrook
    }
277 9ee6e8bb pbrook
    return s->gic->in;
278 9ee6e8bb pbrook
}
279 9ee6e8bb pbrook
280 9ee6e8bb pbrook
/* Dummy PIC to route IRQ lines.  The baseboard has 4 independent IRQ
281 9ee6e8bb pbrook
   controllers.  The output of these, plus some of the raw input lines
282 9ee6e8bb pbrook
   are fed into a single SMP-aware interrupt controller on the CPU.  */
283 9ee6e8bb pbrook
typedef struct {
284 9ee6e8bb pbrook
    qemu_irq *cpuic;
285 9ee6e8bb pbrook
    qemu_irq *rvic[4];
286 9ee6e8bb pbrook
} mpcore_rirq_state;
287 9ee6e8bb pbrook
288 9ee6e8bb pbrook
/* Map baseboard IRQs onto CPU IRQ lines.  */
289 9ee6e8bb pbrook
static const int mpcore_irq_map[32] = {
290 9ee6e8bb pbrook
    -1, -1, -1, -1,  1,  2, -1, -1,
291 9ee6e8bb pbrook
    -1, -1,  6, -1,  4,  5, -1, -1,
292 9ee6e8bb pbrook
    -1, 14, 15,  0,  7,  8, -1, -1,
293 9ee6e8bb pbrook
    -1, -1, -1, -1,  9,  3, -1, -1,
294 9ee6e8bb pbrook
};
295 9ee6e8bb pbrook
296 9ee6e8bb pbrook
static void mpcore_rirq_set_irq(void *opaque, int irq, int level)
297 9ee6e8bb pbrook
{
298 9ee6e8bb pbrook
    mpcore_rirq_state *s = (mpcore_rirq_state *)opaque;
299 9ee6e8bb pbrook
    int i;
300 9ee6e8bb pbrook
301 9ee6e8bb pbrook
    for (i = 0; i < 4; i++) {
302 9ee6e8bb pbrook
        qemu_set_irq(s->rvic[i][irq], level);
303 9ee6e8bb pbrook
    }
304 9ee6e8bb pbrook
    if (irq < 32) {
305 9ee6e8bb pbrook
        irq = mpcore_irq_map[irq];
306 9ee6e8bb pbrook
        if (irq >= 0) {
307 9ee6e8bb pbrook
            qemu_set_irq(s->cpuic[irq], level);
308 9ee6e8bb pbrook
        }
309 9ee6e8bb pbrook
    }
310 9ee6e8bb pbrook
}
311 9ee6e8bb pbrook
312 9ee6e8bb pbrook
qemu_irq *mpcore_irq_init(qemu_irq *cpu_irq)
313 9ee6e8bb pbrook
{
314 9ee6e8bb pbrook
    mpcore_rirq_state *s;
315 9ee6e8bb pbrook
    int n;
316 9ee6e8bb pbrook
317 9ee6e8bb pbrook
    /* ??? IRQ routing is hardcoded to "normal" mode.  */
318 9ee6e8bb pbrook
    s = qemu_mallocz(sizeof(mpcore_rirq_state));
319 9ee6e8bb pbrook
    s->cpuic = mpcore_priv_init(MPCORE_PRIV_BASE, cpu_irq);
320 9ee6e8bb pbrook
    for (n = 0; n < 4; n++) {
321 9ee6e8bb pbrook
        s->rvic[n] = realview_gic_init(0x10040000 + n * 0x10000,
322 9ee6e8bb pbrook
                                       s->cpuic[10 + n]);
323 9ee6e8bb pbrook
    }
324 9ee6e8bb pbrook
    return qemu_allocate_irqs(mpcore_rirq_set_irq, s, 64);
325 9ee6e8bb pbrook
}