]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/arm/xscale/ixp425/ixp425_npe.c
Import tzdata 2017c
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / arm / xscale / ixp425 / ixp425_npe.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2006-2008 Sam Leffler, Errno Consulting
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
7  * are met:
8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer,
10  *    without modification.
11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce at minimum a disclaimer
12  *    similar to the "NO WARRANTY" disclaimer below ("Disclaimer") and any
13  *    redistribution must be conditioned upon including a substantially
14  *    similar Disclaimer requirement for further binary redistribution.
15  *
16  * NO WARRANTY
17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
18  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
19  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF NONINFRINGEMENT, MERCHANTIBILITY
20  * AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL
21  * THE COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR SPECIAL, EXEMPLARY,
22  * OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
23  * SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
24  * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER
25  * IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
26  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF
27  * THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGES.
28  */
29
30 /*-
31  * Copyright (c) 2001-2005, Intel Corporation.
32  * All rights reserved.
33  *
34  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
35  * modification, are permitted provided that the following conditions
36  * are met:
37  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
38  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
39  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
40  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
41  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
42  * 3. Neither the name of the Intel Corporation nor the names of its contributors
43  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
44  *    without specific prior written permission.
45  *
46  *
47  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS ``AS IS''
48  * AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
49  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
50  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
51  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
52  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
53  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
54  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
55  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
56  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
57  * SUCH DAMAGE.
58 */
59 #include <sys/cdefs.h>
60 __FBSDID("$FreeBSD$");
61
62 /*
63  * Intel XScale Network Processing Engine (NPE) support.
64  *
65  * Each NPE has an ixpnpeX device associated with it that is
66  * attached at boot.  Depending on the microcode loaded into
67  * an NPE there may be an Ethernet interface (npeX) or some
68  * other network interface (e.g. for ATM).  This file has support
69  * for loading microcode images and the associated NPE CPU
70  * manipulations (start, stop, reset).
71  *
72  * The code here basically replaces the npeDl and npeMh classes
73  * in the Intel Access Library (IAL).
74  *
75  * NB: Microcode images are loaded with firmware(9).  To
76  *     include microcode in a static kernel include the
77  *     ixpnpe_fw device.  Otherwise the firmware will be
78  *     automatically loaded from the filesystem.
79  */
80 #include <sys/param.h>
81 #include <sys/systm.h>
82 #include <sys/kernel.h>
83 #include <sys/malloc.h>
84 #include <sys/module.h>
85 #include <sys/time.h>
86 #include <sys/bus.h>
87 #include <sys/resource.h>
88 #include <sys/rman.h>
89 #include <sys/sysctl.h>
90
91 #include <sys/linker.h>
92 #include <sys/firmware.h>
93
94 #include <machine/bus.h>
95 #include <machine/resource.h>
96 #include <machine/intr.h>
97 #include <arm/xscale/ixp425/ixp425reg.h>
98 #include <arm/xscale/ixp425/ixp425var.h>
99
100 #include <arm/xscale/ixp425/ixp425_npereg.h>
101 #include <arm/xscale/ixp425/ixp425_npevar.h>
102
103 struct ixpnpe_softc {
104         device_t        sc_dev;
105         bus_space_tag_t sc_iot;
106         bus_space_handle_t sc_ioh;
107         bus_size_t      sc_size;        /* size of mapped register window */
108         struct resource *sc_irq;        /* IRQ resource */
109         void            *sc_ih;         /* interrupt handler */
110         struct mtx      sc_mtx;         /* mailbox lock */
111         uint32_t        sc_msg[2];      /* reply msg collected in ixpnpe_intr */
112         int             sc_msgwaiting;  /* sc_msg holds valid data */
113         int             sc_npeid;
114         int             sc_nrefs;       /* # of references */
115
116         int             validImage;     /* valid ucode image loaded */
117         int             started;        /* NPE is started */
118         uint8_t         functionalityId;/* ucode functionality ID */
119         int             insMemSize;     /* size of instruction memory */
120         int             dataMemSize;    /* size of data memory */
121         uint32_t        savedExecCount;
122         uint32_t        savedEcsDbgCtxtReg2;
123 };
124 static struct ixpnpe_softc *npes[NPE_MAX];
125
126 #define IX_NPEDL_NPEIMAGE_FIELD_MASK    0xff
127
128 /* used to read download map from version in microcode image */
129 #define IX_NPEDL_BLOCK_TYPE_INSTRUCTION 0x00000000
130 #define IX_NPEDL_BLOCK_TYPE_DATA        0x00000001
131 #define IX_NPEDL_BLOCK_TYPE_STATE       0x00000002
132 #define IX_NPEDL_END_OF_DOWNLOAD_MAP    0x0000000F
133
134 /*
135  * masks used to extract address info from State information context
136  * register addresses as read from microcode image
137  */
138 #define IX_NPEDL_MASK_STATE_ADDR_CTXT_REG         0x0000000F
139 #define IX_NPEDL_MASK_STATE_ADDR_CTXT_NUM         0x000000F0
140
141 /* LSB offset of Context Number field in State-Info Context Address */
142 #define IX_NPEDL_OFFSET_STATE_ADDR_CTXT_NUM       4
143
144 /* size (in words) of single State Information entry (ctxt reg address|data) */
145 #define IX_NPEDL_STATE_INFO_ENTRY_SIZE  2
146
147 typedef struct {
148         uint32_t type;
149         uint32_t offset;
150 } IxNpeDlNpeMgrDownloadMapBlockEntry;
151
152 typedef union {
153         IxNpeDlNpeMgrDownloadMapBlockEntry block;
154         uint32_t eodmMarker;
155 } IxNpeDlNpeMgrDownloadMapEntry;
156
157 typedef struct {
158         /* 1st entry in the download map (there may be more than one) */
159         IxNpeDlNpeMgrDownloadMapEntry entry[1];
160 } IxNpeDlNpeMgrDownloadMap;
161
162 /* used to access an instruction or data block in a microcode image */
163 typedef struct {
164         uint32_t npeMemAddress;
165         uint32_t size;
166         uint32_t data[1];
167 } IxNpeDlNpeMgrCodeBlock;
168
169 /* used to access each Context Reg entry state-information block */
170 typedef struct {
171         uint32_t addressInfo;
172         uint32_t value;
173 } IxNpeDlNpeMgrStateInfoCtxtRegEntry;
174
175 /* used to access a state-information block in a microcode image */
176 typedef struct {
177         uint32_t size;
178         IxNpeDlNpeMgrStateInfoCtxtRegEntry ctxtRegEntry[1];
179 } IxNpeDlNpeMgrStateInfoBlock;
180
181 static int npe_debug = 0;
182 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ixp425npe, CTLFLAG_RWTUN, &npe_debug,
183            0, "IXP4XX NPE debug msgs");
184 #define DPRINTF(dev, fmt, ...) do {                                     \
185         if (npe_debug) device_printf(dev, fmt, __VA_ARGS__);            \
186 } while (0)
187 #define DPRINTFn(n, dev, fmt, ...) do {                                 \
188         if (npe_debug >= n) printf(fmt, __VA_ARGS__);                   \
189 } while (0)
190
191 static int npe_checkbits(struct ixpnpe_softc *, uint32_t reg, uint32_t);
192 static int npe_isstopped(struct ixpnpe_softc *);
193 static int npe_load_ins(struct ixpnpe_softc *,
194                 const IxNpeDlNpeMgrCodeBlock *bp, int verify);
195 static int npe_load_data(struct ixpnpe_softc *,
196                 const IxNpeDlNpeMgrCodeBlock *bp, int verify);
197 static int npe_load_stateinfo(struct ixpnpe_softc *,
198                 const IxNpeDlNpeMgrStateInfoBlock *bp, int verify);
199 static int npe_load_image(struct ixpnpe_softc *,
200                 const uint32_t *imageCodePtr, int verify);
201 static int npe_cpu_reset(struct ixpnpe_softc *);
202 static int npe_cpu_start(struct ixpnpe_softc *);
203 static int npe_cpu_stop(struct ixpnpe_softc *);
204 static void npe_cmd_issue_write(struct ixpnpe_softc *,
205                 uint32_t cmd, uint32_t addr, uint32_t data);
206 static uint32_t npe_cmd_issue_read(struct ixpnpe_softc *,
207                 uint32_t cmd, uint32_t addr);
208 static int npe_ins_write(struct ixpnpe_softc *,
209                 uint32_t addr, uint32_t data, int verify);
210 static int npe_data_write(struct ixpnpe_softc *,
211                 uint32_t addr, uint32_t data, int verify);
212 static void npe_ecs_reg_write(struct ixpnpe_softc *,
213                 uint32_t reg, uint32_t data);
214 static uint32_t npe_ecs_reg_read(struct ixpnpe_softc *, uint32_t reg);
215 static void npe_issue_cmd(struct ixpnpe_softc *, uint32_t command);
216 static void npe_cpu_step_save(struct ixpnpe_softc *);
217 static int npe_cpu_step(struct ixpnpe_softc *, uint32_t npeInstruction,
218                 uint32_t ctxtNum, uint32_t ldur);
219 static void npe_cpu_step_restore(struct ixpnpe_softc *);
220 static int npe_logical_reg_read(struct ixpnpe_softc *,
221                 uint32_t regAddr, uint32_t regSize,
222                 uint32_t ctxtNum, uint32_t *regVal);
223 static int npe_logical_reg_write(struct ixpnpe_softc *,
224                 uint32_t regAddr, uint32_t regVal,
225                 uint32_t regSize, uint32_t ctxtNum, int verify);
226 static int npe_physical_reg_write(struct ixpnpe_softc *,
227                 uint32_t regAddr, uint32_t regValue, int verify);
228 static int npe_ctx_reg_write(struct ixpnpe_softc *, uint32_t ctxtNum,
229                 uint32_t ctxtReg, uint32_t ctxtRegVal, int verify);
230
231 static void ixpnpe_intr(void *arg);
232
233 static uint32_t
234 npe_reg_read(struct ixpnpe_softc *sc, bus_size_t off)
235 {
236         uint32_t v = bus_space_read_4(sc->sc_iot, sc->sc_ioh, off);
237         DPRINTFn(9, sc->sc_dev, "%s(0x%lx) => 0x%x\n", __func__, off, v);
238         return v;
239 }
240
241 static void
242 npe_reg_write(struct ixpnpe_softc *sc, bus_size_t off, uint32_t val)
243 {
244         DPRINTFn(9, sc->sc_dev, "%s(0x%lx, 0x%x)\n", __func__, off, val);
245         bus_space_write_4(sc->sc_iot, sc->sc_ioh, off, val);
246 }
247
248 struct ixpnpe_softc *
249 ixpnpe_attach(device_t dev, int npeid)
250 {
251         struct npeconfig {
252                 uint32_t        base;
253                 uint32_t        size;
254                 int             irq;
255                 uint32_t        ins_memsize;
256                 uint32_t        data_memsize;
257         };
258         static const struct npeconfig npeconfigs[NPE_MAX] = {
259                 [NPE_A] = {
260                     .base = IXP425_NPE_A_HWBASE,
261                     .size = IXP425_NPE_A_SIZE,
262                     .irq = IXP425_INT_NPE_A,
263                     .ins_memsize = IX_NPEDL_INS_MEMSIZE_WORDS_NPEA,
264                     .data_memsize = IX_NPEDL_DATA_MEMSIZE_WORDS_NPEA
265                 },
266                 [NPE_B] = {
267                     .base = IXP425_NPE_B_HWBASE,
268                     .size = IXP425_NPE_B_SIZE,
269                     .irq = IXP425_INT_NPE_B,
270                     .ins_memsize = IX_NPEDL_INS_MEMSIZE_WORDS_NPEB,
271                     .data_memsize = IX_NPEDL_DATA_MEMSIZE_WORDS_NPEB
272                 },
273                 [NPE_C] = {
274                     .base = IXP425_NPE_C_HWBASE,
275                     .size = IXP425_NPE_C_SIZE,
276                     .irq = IXP425_INT_NPE_C,
277                     .ins_memsize = IX_NPEDL_INS_MEMSIZE_WORDS_NPEC,
278                     .data_memsize = IX_NPEDL_DATA_MEMSIZE_WORDS_NPEC
279                 },
280         };
281         struct ixp425_softc *sa = device_get_softc(device_get_parent(dev));
282         struct ixpnpe_softc *sc;
283         const struct npeconfig *config;
284         int rid;
285
286         if (npeid >= NPE_MAX) {
287                 device_printf(dev, "%s: bad npeid %d\n", __func__, npeid);
288                 return NULL;
289         }
290         sc = npes[npeid];
291         if (sc != NULL) {
292                 sc->sc_nrefs++;
293                 return sc;
294         }
295         config = &npeconfigs[npeid];
296
297         /* XXX M_BUS */
298         sc = malloc(sizeof(struct ixpnpe_softc), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
299         sc->sc_dev = dev;
300         sc->sc_iot = sa->sc_iot;
301         mtx_init(&sc->sc_mtx, device_get_nameunit(dev), "npe driver", MTX_DEF);
302         sc->sc_npeid = npeid;
303         sc->sc_nrefs = 1;
304
305         sc->sc_size = config->size;
306         if (cpu_is_ixp42x()) {
307                 /* NB: instruction/data memory sizes are NPE-dependent */
308                 sc->insMemSize = config->ins_memsize;
309                 sc->dataMemSize = config->data_memsize;
310         } else {
311                 sc->insMemSize = IXP46X_NPEDL_INS_MEMSIZE_WORDS;
312                 sc->dataMemSize = IXP46X_NPEDL_DATA_MEMSIZE_WORDS;
313         }
314
315         if (bus_space_map(sc->sc_iot, config->base, sc->sc_size, 0, &sc->sc_ioh))
316                 panic("%s: Cannot map registers", device_get_name(dev));
317
318         /*
319          * Setup IRQ and handler for NPE message support.
320          */
321         rid = 0;
322         sc->sc_irq = bus_alloc_resource(dev, SYS_RES_IRQ, &rid,
323             config->irq, config->irq, 1, RF_ACTIVE);
324         if (sc->sc_irq == NULL)
325                 panic("%s: Unable to allocate irq %u", device_get_name(dev),
326                     config->irq);
327         /* XXX could be a source of entropy */
328         bus_setup_intr(dev, sc->sc_irq, INTR_TYPE_NET | INTR_MPSAFE,
329             NULL, ixpnpe_intr, sc, &sc->sc_ih);
330         /*
331          * Enable output fifo interrupts (NB: must also set OFIFO Write Enable)
332          */
333         npe_reg_write(sc, IX_NPECTL,
334             npe_reg_read(sc, IX_NPECTL) | (IX_NPECTL_OFE | IX_NPECTL_OFWE));
335
336         npes[npeid] = sc;
337
338         return sc;
339 }
340
341 void
342 ixpnpe_detach(struct ixpnpe_softc *sc)
343 {
344         if (--sc->sc_nrefs == 0) {
345                 npes[sc->sc_npeid] = NULL;
346
347                 /* disable output fifo interrupts */
348                 npe_reg_write(sc, IX_NPECTL,
349                     npe_reg_read(sc, IX_NPECTL) &~ (IX_NPECTL_OFE | IX_NPECTL_OFWE));
350
351                 bus_teardown_intr(sc->sc_dev, sc->sc_irq, sc->sc_ih);
352                 bus_space_unmap(sc->sc_iot, sc->sc_ioh, sc->sc_size);
353                 mtx_destroy(&sc->sc_mtx);
354                 free(sc, M_TEMP);
355         }
356 }
357
358 int
359 ixpnpe_stopandreset(struct ixpnpe_softc *sc)
360 {
361         int error;
362
363         mtx_lock(&sc->sc_mtx);
364         error = npe_cpu_stop(sc);               /* stop NPE */
365         if (error == 0)
366                 error = npe_cpu_reset(sc);      /* reset it */
367         if (error == 0)
368                 sc->started = 0;                /* mark stopped */
369         mtx_unlock(&sc->sc_mtx);
370
371         DPRINTF(sc->sc_dev, "%s: error %d\n", __func__, error);
372         return error;
373 }
374
375 static int
376 ixpnpe_start_locked(struct ixpnpe_softc *sc)
377 {
378         int error;
379
380         if (!sc->started) {
381                 error = npe_cpu_start(sc);
382                 if (error == 0)
383                         sc->started = 1;
384         } else
385                 error = 0;
386
387         DPRINTF(sc->sc_dev, "%s: error %d\n", __func__, error);
388         return error;
389 }
390
391 int
392 ixpnpe_start(struct ixpnpe_softc *sc)
393 {
394         int ret;
395
396         mtx_lock(&sc->sc_mtx);
397         ret = ixpnpe_start_locked(sc);
398         mtx_unlock(&sc->sc_mtx);
399         return (ret);
400 }
401
402 int
403 ixpnpe_stop(struct ixpnpe_softc *sc)
404 {
405         int error;
406
407         mtx_lock(&sc->sc_mtx);
408         error = npe_cpu_stop(sc);
409         if (error == 0)
410                 sc->started = 0;
411         mtx_unlock(&sc->sc_mtx);
412
413         DPRINTF(sc->sc_dev, "%s: error %d\n", __func__, error);
414         return error;
415 }
416
417 /*
418  * Indicates the start of an NPE Image, in new NPE Image Library format.
419  * 2 consecutive occurrences indicates the end of the NPE Image Library
420  */
421 #define NPE_IMAGE_MARKER 0xfeedf00d
422
423 /*
424  * NPE Image Header definition, used in new NPE Image Library format
425  */
426 typedef struct {
427         uint32_t marker;
428         uint32_t id;
429         uint32_t size;
430 } IxNpeDlImageMgrImageHeader;
431
432 static int
433 npe_findimage(struct ixpnpe_softc *sc,
434     const uint32_t *imageLibrary, uint32_t imageId,
435     const uint32_t **imagePtr, uint32_t *imageSize)
436 {
437         const IxNpeDlImageMgrImageHeader *image;
438         uint32_t offset = 0;
439
440         while (imageLibrary[offset] == NPE_IMAGE_MARKER) {
441                 image = (const IxNpeDlImageMgrImageHeader *)
442                     &imageLibrary[offset];
443                 offset += sizeof(IxNpeDlImageMgrImageHeader)/sizeof(uint32_t);
444                 
445                 DPRINTF(sc->sc_dev, "%s: off %u mark 0x%x id 0x%x size %u\n",
446                     __func__, offset, image->marker, image->id, image->size);
447                 if (image->id == imageId) {
448                         *imagePtr = imageLibrary + offset;
449                         *imageSize = image->size;
450                         return 0;
451                 }
452                 /* 2 consecutive NPE_IMAGE_MARKER's indicates end of library */
453                 if (image->id == NPE_IMAGE_MARKER) {
454                         DPRINTF(sc->sc_dev, "imageId 0x%08x not found in "
455                             "image library header\n", imageId);
456                         /* reached end of library, image not found */
457                         return ESRCH;
458                 }
459                 offset += image->size;
460         }
461         return ESRCH;
462 }
463
464 static int
465 ixpnpe_load_firmware(struct ixpnpe_softc *sc, const char *imageName,
466     uint32_t imageId)
467 {
468         static const char *devname[4] =
469              { "IXP425", "IXP435/IXP465", "DeviceID#2", "DeviceID#3" };
470         uint32_t imageSize;
471         const uint32_t *imageCodePtr;
472         const struct firmware *fw;
473         int error;
474
475         DPRINTF(sc->sc_dev, "load %s, imageId 0x%08x\n", imageName, imageId);
476
477 #if 0
478         IxFeatureCtrlDeviceId devid = IX_NPEDL_DEVICEID_FROM_IMAGEID_GET(imageId);
479         /*
480          * Checking if image being loaded is meant for device that is running.
481          * Image is forward compatible. i.e Image built for IXP42X should run
482          * on IXP46X but not vice versa.
483          */
484         if (devid > (ixFeatureCtrlDeviceRead() & IX_FEATURE_CTRL_DEVICE_TYPE_MASK))
485             return EINVAL;
486 #endif
487         error = ixpnpe_stopandreset(sc);                /* stop and reset the NPE */
488         if (error != 0)
489                 return error;
490
491         fw = firmware_get(imageName);
492         if (fw == NULL)
493                 return ENOENT;
494
495         /* Locate desired image in files w/ combined images */
496         error = npe_findimage(sc, fw->data, imageId, &imageCodePtr, &imageSize);
497         if (error != 0)
498                 goto done;
499
500         device_printf(sc->sc_dev,
501             "load fw image %s.NPE-%c Func 0x%x Rev %u.%u\n",
502             devname[NPEIMAGE_DEVID(imageId)], 'A' + NPEIMAGE_NPEID(imageId),
503             NPEIMAGE_FUNCID(imageId), NPEIMAGE_MAJOR(imageId),
504             NPEIMAGE_MINOR(imageId));
505
506         /*
507          * If download was successful, store image Id in list of
508          * currently loaded images. If a critical error occurred
509          * during download, record that the NPE has an invalid image
510          */
511         mtx_lock(&sc->sc_mtx);
512         error = npe_load_image(sc, imageCodePtr, 1 /*VERIFY*/);
513         if (error == 0) {
514                 sc->validImage = 1;
515                 error = ixpnpe_start_locked(sc);
516         } else {
517                 sc->validImage = 0;
518         }
519         sc->functionalityId = IX_NPEDL_FUNCTIONID_FROM_IMAGEID_GET(imageId);
520         mtx_unlock(&sc->sc_mtx);
521 done:
522         firmware_put(fw, FIRMWARE_UNLOAD);
523         DPRINTF(sc->sc_dev, "%s: error %d\n", __func__, error);
524         return error;
525 }
526
527 static int
528 override_imageid(device_t dev, const char *resname, uint32_t *val)
529 {
530         int unit = device_get_unit(dev);
531         int resval;
532
533         if (resource_int_value("npe", unit, resname, &resval) != 0)
534                 return 0;
535         /* XXX validate */
536         if (bootverbose)
537                 device_printf(dev, "using npe.%d.%s=0x%x override\n",
538                     unit, resname, resval);
539         *val = resval;
540         return 1;
541 }
542
543 int
544 ixpnpe_init(struct ixpnpe_softc *sc)
545 {
546         static const uint32_t npeconfig[NPE_MAX] = {
547                 [NPE_A] = IXP425_NPE_A_IMAGEID,
548                 [NPE_B] = IXP425_NPE_B_IMAGEID,
549                 [NPE_C] = IXP425_NPE_C_IMAGEID,
550         };
551         uint32_t imageid, msg[2];
552         int error;
553
554         if (sc->started)
555                 return 0;
556         /*
557          * Load NPE firmware and start it running.  We assume
558          * that minor version bumps remain compatible so probe
559          * the firmware image starting with the expected version
560          * and then bump the minor version up to the max.
561          */
562         if (!override_imageid(sc->sc_dev, "imageid", &imageid))
563                 imageid = npeconfig[sc->sc_npeid];
564         for (;;) {
565                 error = ixpnpe_load_firmware(sc, "npe_fw", imageid);
566                 if (error == 0)
567                         break;
568                 /*
569                  * ESRCH is returned when the requested image
570                  * is not present
571                  */
572                 if (error != ESRCH) {
573                         device_printf(sc->sc_dev,
574                             "cannot init NPE (error %d)\n", error);
575                         return error;
576                 }
577                 /* bump the minor version up to the max possible */
578                 if (NPEIMAGE_MINOR(imageid) == 0xff) {
579                         device_printf(sc->sc_dev, "cannot locate firmware "
580                             "(imageid 0x%08x)\n", imageid);
581                         return error;
582                 }
583                 imageid++;
584         }
585         /* NB: firmware should respond with a status msg */
586         if (ixpnpe_recvmsg_sync(sc, msg) != 0) {
587                 device_printf(sc->sc_dev,
588                     "firmware did not respond as expected\n");
589                 return EIO;
590         }
591         return 0;
592 }
593
594 int
595 ixpnpe_getfunctionality(struct ixpnpe_softc *sc)
596 {
597         return (sc->validImage ? sc->functionalityId : 0);
598 }
599
600 static int
601 npe_checkbits(struct ixpnpe_softc *sc, uint32_t reg, uint32_t expectedBitsSet)
602 {
603         uint32_t val;
604
605         val = npe_reg_read(sc, reg);
606         DPRINTFn(5, sc->sc_dev, "%s(0x%x, 0x%x) => 0x%x (%u)\n",
607             __func__, reg, expectedBitsSet, val,
608             (val & expectedBitsSet) == expectedBitsSet);
609         return ((val & expectedBitsSet) == expectedBitsSet);
610 }
611
612 static int
613 npe_isstopped(struct ixpnpe_softc *sc)
614 {
615         return npe_checkbits(sc,
616             IX_NPEDL_REG_OFFSET_EXCTL, IX_NPEDL_EXCTL_STATUS_STOP);
617 }
618
619 static int
620 npe_load_ins(struct ixpnpe_softc *sc,
621     const IxNpeDlNpeMgrCodeBlock *bp, int verify)
622 {
623         uint32_t npeMemAddress;
624         int i, blockSize;
625
626         npeMemAddress = bp->npeMemAddress;
627         blockSize = bp->size;           /* NB: instruction/data count */
628         if (npeMemAddress + blockSize > sc->insMemSize) {
629                 device_printf(sc->sc_dev,
630                     "Block size %u too big for NPE memory\n", blockSize);
631                 return EINVAL;  /* XXX */
632         }
633         for (i = 0; i < blockSize; i++, npeMemAddress++) {
634                 if (npe_ins_write(sc, npeMemAddress, bp->data[i], verify) != 0) {
635                         device_printf(sc->sc_dev,
636                             "NPE instruction write failed");
637                         return EIO;
638                 }
639         }
640         return 0;
641 }
642
643 static int
644 npe_load_data(struct ixpnpe_softc *sc,
645     const IxNpeDlNpeMgrCodeBlock *bp, int verify)
646 {
647         uint32_t npeMemAddress;
648         int i, blockSize;
649
650         npeMemAddress = bp->npeMemAddress;
651         blockSize = bp->size;           /* NB: instruction/data count */
652         if (npeMemAddress + blockSize > sc->dataMemSize) {
653                 device_printf(sc->sc_dev,
654                     "Block size %u too big for NPE memory\n", blockSize);
655                 return EINVAL;
656         }
657         for (i = 0; i < blockSize; i++, npeMemAddress++) {
658                 if (npe_data_write(sc, npeMemAddress, bp->data[i], verify) != 0) {
659                         device_printf(sc->sc_dev, "NPE data write failed\n");
660                         return EIO;
661                 }
662         }
663         return 0;
664 }
665
666 static int
667 npe_load_stateinfo(struct ixpnpe_softc *sc,
668     const IxNpeDlNpeMgrStateInfoBlock *bp, int verify)
669 {
670         int i, nentries, error;
671
672         npe_cpu_step_save(sc);
673
674         /* for each state-info context register entry in block */
675         nentries = bp->size / IX_NPEDL_STATE_INFO_ENTRY_SIZE;
676         error = 0;
677         for (i = 0; i < nentries; i++) {
678                 /* each state-info entry is 2 words (address, value) */
679                 uint32_t regVal = bp->ctxtRegEntry[i].value;
680                 uint32_t addrInfo = bp->ctxtRegEntry[i].addressInfo;
681
682                 uint32_t reg = (addrInfo & IX_NPEDL_MASK_STATE_ADDR_CTXT_REG);
683                 uint32_t cNum = (addrInfo & IX_NPEDL_MASK_STATE_ADDR_CTXT_NUM) >>
684                     IX_NPEDL_OFFSET_STATE_ADDR_CTXT_NUM;
685                 
686                 /* error-check Context Register No. and Context Number values */
687                 if (!(0 <= reg && reg < IX_NPEDL_CTXT_REG_MAX)) {
688                         device_printf(sc->sc_dev,
689                             "invalid Context Register %u\n", reg);
690                         error = EINVAL;
691                         break;
692                 }
693                 if (!(0 <= cNum && cNum < IX_NPEDL_CTXT_NUM_MAX)) {
694                         device_printf(sc->sc_dev,
695                             "invalid Context Number %u\n", cNum);
696                         error = EINVAL;
697                         break;
698                 }
699                 /* NOTE that there is no STEVT register for Context 0 */
700                 if (cNum == 0 && reg == IX_NPEDL_CTXT_REG_STEVT) {
701                         device_printf(sc->sc_dev,
702                             "no STEVT for Context 0\n");
703                         error = EINVAL;
704                         break;
705                 }
706
707                 if (npe_ctx_reg_write(sc, cNum, reg, regVal, verify) != 0) {
708                         device_printf(sc->sc_dev,
709                             "write of state-info to NPE failed\n");
710                         error = EIO;
711                         break;
712                 }
713         }
714
715         npe_cpu_step_restore(sc);
716         return error;
717 }
718
719 static int
720 npe_load_image(struct ixpnpe_softc *sc,
721     const uint32_t *imageCodePtr, int verify)
722 {
723 #define EOM(marker)     ((marker) == IX_NPEDL_END_OF_DOWNLOAD_MAP)
724         const IxNpeDlNpeMgrDownloadMap *downloadMap;
725         int i, error;
726
727         if (!npe_isstopped(sc)) {               /* verify NPE is stopped */
728                 device_printf(sc->sc_dev,
729                     "cannot load image, NPE not stopped\n");
730                 return EIO;
731         }
732
733         /*
734          * Read Download Map, checking each block type and calling
735          * appropriate function to perform download
736          */
737         error = 0;
738         downloadMap = (const IxNpeDlNpeMgrDownloadMap *) imageCodePtr;
739         for (i = 0; !EOM(downloadMap->entry[i].eodmMarker); i++) {
740                 /* calculate pointer to block to be downloaded */
741                 const uint32_t *bp = imageCodePtr +
742                     downloadMap->entry[i].block.offset;
743                 switch (downloadMap->entry[i].block.type) {
744                 case IX_NPEDL_BLOCK_TYPE_INSTRUCTION:
745                         error = npe_load_ins(sc,
746                             (const IxNpeDlNpeMgrCodeBlock *) bp, verify);
747                         DPRINTF(sc->sc_dev, "%s: inst, error %d\n",
748                             __func__, error);
749                         break;
750                 case IX_NPEDL_BLOCK_TYPE_DATA:
751                         error = npe_load_data(sc,
752                             (const IxNpeDlNpeMgrCodeBlock *) bp, verify);
753                         DPRINTF(sc->sc_dev, "%s: data, error %d\n",
754                             __func__, error);
755                         break;
756                 case IX_NPEDL_BLOCK_TYPE_STATE:
757                     error = npe_load_stateinfo(sc,
758                         (const IxNpeDlNpeMgrStateInfoBlock *) bp, verify);
759                         DPRINTF(sc->sc_dev, "%s: state, error %d\n",
760                             __func__, error);
761                         break;
762                 default:
763                         device_printf(sc->sc_dev,
764                             "unknown block type 0x%x in download map\n",
765                             downloadMap->entry[i].block.type);
766                         error = EIO;            /* XXX */
767                         break;
768                 }
769                 if (error != 0)
770                         break;
771         }
772         return error;
773 #undef EOM
774 }
775
776 /* contains Reset values for Context Store Registers  */
777 static const struct {
778         uint32_t regAddr;
779         uint32_t regResetVal;
780 } ixNpeDlEcsRegResetValues[] = {
781         { IX_NPEDL_ECS_BG_CTXT_REG_0,    IX_NPEDL_ECS_BG_CTXT_REG_0_RESET },
782         { IX_NPEDL_ECS_BG_CTXT_REG_1,    IX_NPEDL_ECS_BG_CTXT_REG_1_RESET },
783         { IX_NPEDL_ECS_BG_CTXT_REG_2,    IX_NPEDL_ECS_BG_CTXT_REG_2_RESET },
784         { IX_NPEDL_ECS_PRI_1_CTXT_REG_0, IX_NPEDL_ECS_PRI_1_CTXT_REG_0_RESET },
785         { IX_NPEDL_ECS_PRI_1_CTXT_REG_1, IX_NPEDL_ECS_PRI_1_CTXT_REG_1_RESET },
786         { IX_NPEDL_ECS_PRI_1_CTXT_REG_2, IX_NPEDL_ECS_PRI_1_CTXT_REG_2_RESET },
787         { IX_NPEDL_ECS_PRI_2_CTXT_REG_0, IX_NPEDL_ECS_PRI_2_CTXT_REG_0_RESET },
788         { IX_NPEDL_ECS_PRI_2_CTXT_REG_1, IX_NPEDL_ECS_PRI_2_CTXT_REG_1_RESET },
789         { IX_NPEDL_ECS_PRI_2_CTXT_REG_2, IX_NPEDL_ECS_PRI_2_CTXT_REG_2_RESET },
790         { IX_NPEDL_ECS_DBG_CTXT_REG_0,   IX_NPEDL_ECS_DBG_CTXT_REG_0_RESET },
791         { IX_NPEDL_ECS_DBG_CTXT_REG_1,   IX_NPEDL_ECS_DBG_CTXT_REG_1_RESET },
792         { IX_NPEDL_ECS_DBG_CTXT_REG_2,   IX_NPEDL_ECS_DBG_CTXT_REG_2_RESET },
793         { IX_NPEDL_ECS_INSTRUCT_REG,     IX_NPEDL_ECS_INSTRUCT_REG_RESET }
794 };
795
796 /* contains Reset values for Context Store Registers  */
797 static const uint32_t ixNpeDlCtxtRegResetValues[] = {
798         IX_NPEDL_CTXT_REG_RESET_STEVT,
799         IX_NPEDL_CTXT_REG_RESET_STARTPC,
800         IX_NPEDL_CTXT_REG_RESET_REGMAP,
801         IX_NPEDL_CTXT_REG_RESET_CINDEX,
802 };
803
804 #define IX_NPEDL_PARITY_BIT_MASK        0x3F00FFFF
805 #define IX_NPEDL_CONFIG_CTRL_REG_MASK   0x3F3FFFFF
806
807 #if 0
808 /*
809  * Reset the NPE and its coprocessor using the
810  * fuse bits in the feature control register.
811  */
812 static void
813 npe_reset(int npeid)
814 {
815         uint32_t mask = EXP_FCTRL_NPEA << npeid;
816         uint32_t v;
817
818         v = ixp4xx_read_feature_bits();
819         ixp4xx_write_feature_bits(v &~ mask);
820         /* un-fuse and un-reset the NPE & coprocessor */
821         ixp4xx_write_feature_bits(v | mask);
822 }
823 #endif
824
825 static int
826 npe_cpu_reset(struct ixpnpe_softc *sc)
827 {
828 #define N(a)    (sizeof(a) / sizeof(a[0]))
829         uint32_t ctxtReg; /* identifies Context Store reg (0-3) */
830         uint32_t regAddr;
831         uint32_t regVal;
832         uint32_t ixNpeConfigCtrlRegVal;
833         int i, error = 0;
834         
835         /* pre-store the NPE Config Control Register Value */
836         ixNpeConfigCtrlRegVal = npe_reg_read(sc, IX_NPEDL_REG_OFFSET_CTL);
837         ixNpeConfigCtrlRegVal |= 0x3F000000;
838
839         /* disable the parity interrupt */
840         npe_reg_write(sc, IX_NPEDL_REG_OFFSET_CTL,
841             (ixNpeConfigCtrlRegVal & IX_NPEDL_PARITY_BIT_MASK));
842         DPRINTFn(2, sc->sc_dev, "%s: dis parity int, CTL => 0x%x\n",
843             __func__, ixNpeConfigCtrlRegVal & IX_NPEDL_PARITY_BIT_MASK);
844
845         npe_cpu_step_save(sc);
846
847         /*
848          * Clear the FIFOs.
849          */
850         while (npe_checkbits(sc,
851               IX_NPEDL_REG_OFFSET_WFIFO, IX_NPEDL_MASK_WFIFO_VALID)) {
852                 /* read from the Watch-point FIFO until empty */
853                 (void) npe_reg_read(sc, IX_NPEDL_REG_OFFSET_WFIFO);
854         }
855
856         while (npe_checkbits(sc,
857               IX_NPEDL_REG_OFFSET_STAT, IX_NPEDL_MASK_STAT_OFNE)) {
858                 /* read from the outFIFO until empty */
859                 (void) npe_reg_read(sc, IX_NPEDL_REG_OFFSET_FIFO);
860         }
861         
862         while (npe_checkbits(sc,
863               IX_NPEDL_REG_OFFSET_STAT, IX_NPEDL_MASK_STAT_IFNE)) {
864                 /*
865                  * Step execution of the NPE instruction to read inFIFO using
866                  * the Debug Executing Context stack.
867                  */
868                 error = npe_cpu_step(sc, IX_NPEDL_INSTR_RD_FIFO, 0, 0);
869                 if (error != 0) {
870                         DPRINTF(sc->sc_dev, "%s: cannot step (1), error %u\n",
871                             __func__, error);
872                         npe_cpu_step_restore(sc);
873                         return error;
874                 }
875         }
876         
877         /*
878          * Reset the mailbox reg
879          */
880         /* ...from XScale side */
881         npe_reg_write(sc, IX_NPEDL_REG_OFFSET_MBST, IX_NPEDL_REG_RESET_MBST);
882         /* ...from NPE side */
883         error = npe_cpu_step(sc, IX_NPEDL_INSTR_RESET_MBOX, 0, 0);
884         if (error != 0) {
885                 DPRINTF(sc->sc_dev, "%s: cannot step (2), error %u\n",
886                     __func__, error);
887                 npe_cpu_step_restore(sc);
888                 return error;
889         }
890
891         /*
892          * Reset the physical registers in the NPE register file:
893          * Note: no need to save/restore REGMAP for Context 0 here
894          * since all Context Store regs are reset in subsequent code.
895          */
896         for (regAddr = 0;
897              regAddr < IX_NPEDL_TOTAL_NUM_PHYS_REG && error == 0;
898              regAddr++) {
899                 /* for each physical register in the NPE reg file, write 0 : */
900                 error = npe_physical_reg_write(sc, regAddr, 0, TRUE);
901                 if (error != 0) {
902                         DPRINTF(sc->sc_dev, "%s: cannot write phy reg,"
903                             "error %u\n", __func__, error);
904                         npe_cpu_step_restore(sc);
905                         return error;           /* abort reset */
906                 }
907         }
908
909         /*
910          * Reset the context store:
911          */
912         for (i = IX_NPEDL_CTXT_NUM_MIN; i <= IX_NPEDL_CTXT_NUM_MAX; i++) {      
913                 /* set each context's Context Store registers to reset values */
914                 for (ctxtReg = 0; ctxtReg < IX_NPEDL_CTXT_REG_MAX; ctxtReg++) {
915                         /* NOTE that there is no STEVT register for Context 0 */
916                         if (i == 0 && ctxtReg == IX_NPEDL_CTXT_REG_STEVT)
917                                 continue;
918                         regVal = ixNpeDlCtxtRegResetValues[ctxtReg];
919                         error = npe_ctx_reg_write(sc, i, ctxtReg,
920                             regVal, TRUE);
921                         if (error != 0) {
922                                 DPRINTF(sc->sc_dev, "%s: cannot write ctx reg,"
923                                     "error %u\n", __func__, error);
924                                 npe_cpu_step_restore(sc);
925                                 return error;    /* abort reset */
926                         }
927                 }
928         }
929
930         npe_cpu_step_restore(sc);
931
932         /* write Reset values to Execution Context Stack registers */
933         for (i = 0; i < N(ixNpeDlEcsRegResetValues); i++)
934                 npe_ecs_reg_write(sc,
935                     ixNpeDlEcsRegResetValues[i].regAddr,
936                     ixNpeDlEcsRegResetValues[i].regResetVal);
937
938         /* clear the profile counter */
939         npe_issue_cmd(sc, IX_NPEDL_EXCTL_CMD_CLR_PROFILE_CNT);
940         
941         /* clear registers EXCT, AP0, AP1, AP2 and AP3 */
942         for (regAddr = IX_NPEDL_REG_OFFSET_EXCT;
943              regAddr <= IX_NPEDL_REG_OFFSET_AP3;
944              regAddr += sizeof(uint32_t))
945                 npe_reg_write(sc, regAddr, 0);
946
947         /* Reset the Watch-count register */
948         npe_reg_write(sc, IX_NPEDL_REG_OFFSET_WC, 0);
949 #if 0
950         /*
951          * WR IXA00055043 - Remove IMEM Parity Introduced by NPE Reset Operation
952          * XXX Removed because it breaks IXP435 operation; e.g. on Gateworks
953          * XXX 2358 boards reseting NPE-A after NPE-C is running causes both
954          * XXX npe's to stop working
955          */
956         npe_reset(sc->sc_npeid);
957 #endif
958         /*
959          * Call NpeMgr function to stop the NPE again after the Feature Control
960          * has unfused and Un-Reset the NPE and its associated Coprocessors.
961          */
962         error = npe_cpu_stop(sc);
963
964         /* restore NPE configuration bus Control Register - Parity Settings  */
965         npe_reg_write(sc, IX_NPEDL_REG_OFFSET_CTL,
966             (ixNpeConfigCtrlRegVal & IX_NPEDL_CONFIG_CTRL_REG_MASK));
967         DPRINTFn(2, sc->sc_dev, "%s: restore CTL => 0x%x\n",
968             __func__, npe_reg_read(sc, IX_NPEDL_REG_OFFSET_CTL));
969
970         return error;
971 #undef N
972 }
973
974 static int
975 npe_cpu_start(struct ixpnpe_softc *sc)
976 {
977         uint32_t ecsRegVal;
978
979         /*
980          * Ensure only Background Context Stack Level is Active by turning off
981          * the Active bit in each of the other Executing Context Stack levels.
982          */
983         ecsRegVal = npe_ecs_reg_read(sc, IX_NPEDL_ECS_PRI_1_CTXT_REG_0);
984         ecsRegVal &= ~IX_NPEDL_MASK_ECS_REG_0_ACTIVE;
985         npe_ecs_reg_write(sc, IX_NPEDL_ECS_PRI_1_CTXT_REG_0, ecsRegVal);
986
987         ecsRegVal = npe_ecs_reg_read(sc, IX_NPEDL_ECS_PRI_2_CTXT_REG_0);
988         ecsRegVal &= ~IX_NPEDL_MASK_ECS_REG_0_ACTIVE;
989         npe_ecs_reg_write(sc, IX_NPEDL_ECS_PRI_2_CTXT_REG_0, ecsRegVal);
990
991         ecsRegVal = npe_ecs_reg_read(sc, IX_NPEDL_ECS_DBG_CTXT_REG_0);
992         ecsRegVal &= ~IX_NPEDL_MASK_ECS_REG_0_ACTIVE;
993         npe_ecs_reg_write(sc, IX_NPEDL_ECS_DBG_CTXT_REG_0, ecsRegVal);
994         
995         /* clear the pipeline */
996         npe_issue_cmd(sc, IX_NPEDL_EXCTL_CMD_NPE_CLR_PIPE);
997         
998         /* start NPE execution by issuing cmd through EXCTL register on NPE */
999         npe_issue_cmd(sc, IX_NPEDL_EXCTL_CMD_NPE_START);
1000
1001         /*
1002          * Check execution status of NPE to verify operation was successful.
1003          */
1004         return npe_checkbits(sc,
1005             IX_NPEDL_REG_OFFSET_EXCTL, IX_NPEDL_EXCTL_STATUS_RUN) ? 0 : EIO;
1006 }
1007
1008 static int
1009 npe_cpu_stop(struct ixpnpe_softc *sc)
1010 {
1011         /* stop NPE execution by issuing cmd through EXCTL register on NPE */
1012         npe_issue_cmd(sc, IX_NPEDL_EXCTL_CMD_NPE_STOP);
1013
1014         /* verify that NPE Stop was successful */
1015         return npe_checkbits(sc,
1016             IX_NPEDL_REG_OFFSET_EXCTL, IX_NPEDL_EXCTL_STATUS_STOP) ? 0 : EIO;
1017 }
1018
1019 #define IX_NPEDL_REG_SIZE_BYTE            8
1020 #define IX_NPEDL_REG_SIZE_SHORT           16
1021 #define IX_NPEDL_REG_SIZE_WORD            32
1022
1023 /*
1024  * Introduce extra read cycles after issuing read command to NPE
1025  * so that we read the register after the NPE has updated it
1026  * This is to overcome race condition between XScale and NPE
1027  */
1028 #define IX_NPEDL_DELAY_READ_CYCLES        2
1029 /*
1030  * To mask top three MSBs of 32bit word to download into NPE IMEM
1031  */
1032 #define IX_NPEDL_MASK_UNUSED_IMEM_BITS    0x1FFFFFFF;
1033
1034 static void
1035 npe_cmd_issue_write(struct ixpnpe_softc *sc,
1036     uint32_t cmd, uint32_t addr, uint32_t data)
1037 {
1038         npe_reg_write(sc, IX_NPEDL_REG_OFFSET_EXDATA, data);
1039         npe_reg_write(sc, IX_NPEDL_REG_OFFSET_EXAD, addr);
1040         npe_reg_write(sc, IX_NPEDL_REG_OFFSET_EXCTL, cmd);
1041 }
1042
1043 static uint32_t
1044 npe_cmd_issue_read(struct ixpnpe_softc *sc, uint32_t cmd, uint32_t addr)
1045 {
1046         uint32_t data;
1047         int i;
1048
1049         npe_reg_write(sc, IX_NPEDL_REG_OFFSET_EXAD, addr);
1050         npe_reg_write(sc, IX_NPEDL_REG_OFFSET_EXCTL, cmd);
1051         for (i = 0; i <= IX_NPEDL_DELAY_READ_CYCLES; i++)
1052                 data = npe_reg_read(sc, IX_NPEDL_REG_OFFSET_EXDATA);
1053         return data;
1054 }
1055
1056 static int
1057 npe_ins_write(struct ixpnpe_softc *sc, uint32_t addr, uint32_t data, int verify)
1058 {
1059         DPRINTFn(4, sc->sc_dev, "%s(0x%x, 0x%x)\n", __func__, addr, data);
1060         npe_cmd_issue_write(sc, IX_NPEDL_EXCTL_CMD_WR_INS_MEM, addr, data);
1061         if (verify) {
1062                 uint32_t rdata;
1063
1064                 /*
1065                  * Write invalid data to this reg, so we can see if we're
1066                  * reading the EXDATA register too early.
1067                  */
1068                 npe_reg_write(sc, IX_NPEDL_REG_OFFSET_EXDATA, ~data);
1069
1070                 /*
1071                  * Disabled since top 3 MSB are not used for Azusa
1072                  * hardware Refer WR:IXA00053900
1073                  */
1074                 data &= IX_NPEDL_MASK_UNUSED_IMEM_BITS;
1075
1076                 rdata = npe_cmd_issue_read(sc, IX_NPEDL_EXCTL_CMD_RD_INS_MEM,
1077                     addr);
1078                 rdata &= IX_NPEDL_MASK_UNUSED_IMEM_BITS;
1079
1080                 if (data != rdata)
1081                         return EIO;
1082         }
1083         return 0;
1084 }
1085
1086 static int
1087 npe_data_write(struct ixpnpe_softc *sc, uint32_t addr, uint32_t data, int verify)
1088 {
1089         DPRINTFn(4, sc->sc_dev, "%s(0x%x, 0x%x)\n", __func__, addr, data);
1090         npe_cmd_issue_write(sc, IX_NPEDL_EXCTL_CMD_WR_DATA_MEM, addr, data);
1091         if (verify) {
1092                 /*
1093                  * Write invalid data to this reg, so we can see if we're
1094                  * reading the EXDATA register too early.
1095                  */
1096                 npe_reg_write(sc, IX_NPEDL_REG_OFFSET_EXDATA, ~data);
1097                 if (data != npe_cmd_issue_read(sc, IX_NPEDL_EXCTL_CMD_RD_DATA_MEM, addr))
1098                         return EIO;
1099         }
1100         return 0;
1101 }
1102
1103 static void
1104 npe_ecs_reg_write(struct ixpnpe_softc *sc, uint32_t reg, uint32_t data)
1105 {
1106         npe_cmd_issue_write(sc, IX_NPEDL_EXCTL_CMD_WR_ECS_REG, reg, data);
1107 }
1108
1109 static uint32_t
1110 npe_ecs_reg_read(struct ixpnpe_softc *sc, uint32_t reg)
1111 {
1112         return npe_cmd_issue_read(sc, IX_NPEDL_EXCTL_CMD_RD_ECS_REG, reg);
1113 }
1114
1115 static void
1116 npe_issue_cmd(struct ixpnpe_softc *sc, uint32_t command)
1117 {
1118         npe_reg_write(sc, IX_NPEDL_REG_OFFSET_EXCTL, command);
1119 }
1120
1121 static void
1122 npe_cpu_step_save(struct ixpnpe_softc *sc)
1123 {
1124         /* turn off the halt bit by clearing Execution Count register. */
1125         /* save reg contents 1st and restore later */
1126         sc->savedExecCount = npe_reg_read(sc, IX_NPEDL_REG_OFFSET_EXCT);
1127         npe_reg_write(sc, IX_NPEDL_REG_OFFSET_EXCT, 0);
1128
1129         /* ensure that IF and IE are on (temporarily), so that we don't end up
1130          * stepping forever */
1131         sc->savedEcsDbgCtxtReg2 = npe_ecs_reg_read(sc,
1132             IX_NPEDL_ECS_DBG_CTXT_REG_2);
1133
1134         npe_ecs_reg_write(sc, IX_NPEDL_ECS_DBG_CTXT_REG_2,
1135             (sc->savedEcsDbgCtxtReg2 | IX_NPEDL_MASK_ECS_DBG_REG_2_IF |
1136              IX_NPEDL_MASK_ECS_DBG_REG_2_IE));
1137 }
1138
1139 static int
1140 npe_cpu_step(struct ixpnpe_softc *sc, uint32_t npeInstruction,
1141     uint32_t ctxtNum, uint32_t ldur)
1142 {
1143 #define IX_NPE_DL_MAX_NUM_OF_RETRIES    1000000
1144         uint32_t ecsDbgRegVal;
1145         uint32_t oldWatchcount, newWatchcount;
1146         int tries;
1147
1148         /* set the Active bit, and the LDUR, in the debug level */
1149         ecsDbgRegVal = IX_NPEDL_MASK_ECS_REG_0_ACTIVE |
1150             (ldur << IX_NPEDL_OFFSET_ECS_REG_0_LDUR);
1151
1152         npe_ecs_reg_write(sc, IX_NPEDL_ECS_DBG_CTXT_REG_0, ecsDbgRegVal);
1153
1154         /*
1155          * Set CCTXT at ECS DEBUG L3 to specify in which context to execute the
1156          * instruction, and set SELCTXT at ECS DEBUG Level to specify which
1157          * context store to access.
1158          * Debug ECS Level Reg 1 has form  0x000n000n, where n = context number
1159          */
1160         ecsDbgRegVal = (ctxtNum << IX_NPEDL_OFFSET_ECS_REG_1_CCTXT) |
1161             (ctxtNum << IX_NPEDL_OFFSET_ECS_REG_1_SELCTXT);
1162
1163         npe_ecs_reg_write(sc, IX_NPEDL_ECS_DBG_CTXT_REG_1, ecsDbgRegVal);
1164
1165         /* clear the pipeline */
1166         npe_issue_cmd(sc, IX_NPEDL_EXCTL_CMD_NPE_CLR_PIPE);
1167
1168         /* load NPE instruction into the instruction register */
1169         npe_ecs_reg_write(sc, IX_NPEDL_ECS_INSTRUCT_REG, npeInstruction);
1170
1171         /* need this value later to wait for completion of NPE execution step */
1172         oldWatchcount = npe_reg_read(sc, IX_NPEDL_REG_OFFSET_WC);
1173
1174         /* issue a Step One command via the Execution Control register */
1175         npe_issue_cmd(sc, IX_NPEDL_EXCTL_CMD_NPE_STEP);
1176
1177         /*
1178          * Force the XScale to wait until the NPE has finished execution step
1179          * NOTE that this delay will be very small, just long enough to allow a
1180          * single NPE instruction to complete execution; if instruction
1181          * execution is not completed before timeout retries, exit the while
1182          * loop.
1183          */
1184         newWatchcount = npe_reg_read(sc, IX_NPEDL_REG_OFFSET_WC);
1185         for (tries = 0; tries < IX_NPE_DL_MAX_NUM_OF_RETRIES &&
1186             newWatchcount == oldWatchcount; tries++) {
1187                 /* Watch Count register incr's when NPE completes an inst */
1188                 newWatchcount = npe_reg_read(sc, IX_NPEDL_REG_OFFSET_WC);
1189         }
1190         return (tries < IX_NPE_DL_MAX_NUM_OF_RETRIES) ? 0 : EIO;
1191 #undef IX_NPE_DL_MAX_NUM_OF_RETRIES
1192 }
1193
1194 static void
1195 npe_cpu_step_restore(struct ixpnpe_softc *sc)
1196 {
1197         /* clear active bit in debug level */
1198         npe_ecs_reg_write(sc, IX_NPEDL_ECS_DBG_CTXT_REG_0, 0);
1199
1200         /* clear the pipeline */
1201         npe_issue_cmd(sc, IX_NPEDL_EXCTL_CMD_NPE_CLR_PIPE);
1202
1203         /* restore Execution Count register contents. */
1204         npe_reg_write(sc, IX_NPEDL_REG_OFFSET_EXCT, sc->savedExecCount);
1205
1206         /* restore IF and IE bits to original values */
1207         npe_ecs_reg_write(sc, IX_NPEDL_ECS_DBG_CTXT_REG_2, sc->savedEcsDbgCtxtReg2);
1208 }
1209
1210 static int
1211 npe_logical_reg_read(struct ixpnpe_softc *sc,
1212     uint32_t regAddr, uint32_t regSize,
1213     uint32_t ctxtNum, uint32_t *regVal)
1214 {
1215         uint32_t npeInstruction, mask;
1216         int error;
1217
1218         switch (regSize) {
1219         case IX_NPEDL_REG_SIZE_BYTE:
1220                 npeInstruction = IX_NPEDL_INSTR_RD_REG_BYTE;
1221                 mask = 0xff;
1222                 break;
1223         case IX_NPEDL_REG_SIZE_SHORT:
1224                 npeInstruction = IX_NPEDL_INSTR_RD_REG_SHORT;
1225                 mask = 0xffff;
1226                 break;
1227         case IX_NPEDL_REG_SIZE_WORD:
1228                 npeInstruction = IX_NPEDL_INSTR_RD_REG_WORD;
1229                 mask = 0xffffffff;
1230                 break;
1231         default:
1232                 return EINVAL;
1233         }
1234
1235         /* make regAddr be the SRC and DEST operands (e.g. movX d0, d0) */
1236         npeInstruction |= (regAddr << IX_NPEDL_OFFSET_INSTR_SRC) |
1237             (regAddr << IX_NPEDL_OFFSET_INSTR_DEST);
1238
1239         /* step execution of NPE inst using Debug Executing Context stack */
1240         error = npe_cpu_step(sc, npeInstruction, ctxtNum,
1241             IX_NPEDL_RD_INSTR_LDUR);
1242         if (error != 0) {
1243                 DPRINTF(sc->sc_dev, "%s(0x%x, %u, %u), cannot step, error %d\n",
1244                     __func__, regAddr, regSize, ctxtNum, error);
1245                 return error;
1246         }
1247         /* read value of register from Execution Data register */
1248         *regVal = npe_reg_read(sc, IX_NPEDL_REG_OFFSET_EXDATA);
1249
1250         /* align value from left to right */
1251         *regVal = (*regVal >> (IX_NPEDL_REG_SIZE_WORD - regSize)) & mask;
1252
1253         return 0;
1254 }
1255
1256 static int
1257 npe_logical_reg_write(struct ixpnpe_softc *sc, uint32_t regAddr, uint32_t regVal,
1258     uint32_t regSize, uint32_t ctxtNum, int verify)
1259 {
1260         int error;
1261
1262         DPRINTFn(4, sc->sc_dev, "%s(0x%x, 0x%x, %u, %u)\n",
1263             __func__, regAddr, regVal, regSize, ctxtNum);
1264         if (regSize == IX_NPEDL_REG_SIZE_WORD) {
1265                 /*
1266                  * NPE register addressing is left-to-right: e.g. |d0|d1|d2|d3|
1267                  * Write upper half-word (short) to |d0|d1|
1268                  */
1269                 error = npe_logical_reg_write(sc, regAddr,
1270                              regVal >> IX_NPEDL_REG_SIZE_SHORT,
1271                              IX_NPEDL_REG_SIZE_SHORT, ctxtNum, verify);
1272                 if (error != 0)
1273                     return error;
1274
1275                 /* Write lower half-word (short) to |d2|d3| */
1276                 error = npe_logical_reg_write(sc,
1277                              regAddr + sizeof(uint16_t),
1278                              regVal & 0xffff,
1279                              IX_NPEDL_REG_SIZE_SHORT, ctxtNum, verify);
1280         } else {
1281                 uint32_t npeInstruction;
1282
1283                 switch (regSize) {
1284                 case IX_NPEDL_REG_SIZE_BYTE:
1285                         npeInstruction = IX_NPEDL_INSTR_WR_REG_BYTE;
1286                         regVal &= 0xff;
1287                         break;
1288                 case IX_NPEDL_REG_SIZE_SHORT:
1289                         npeInstruction = IX_NPEDL_INSTR_WR_REG_SHORT;
1290                         regVal &= 0xffff;
1291                         break;
1292                 default:
1293                         return EINVAL;
1294                 }
1295                 /* fill dest operand field of inst with dest reg addr */
1296                 npeInstruction |= (regAddr << IX_NPEDL_OFFSET_INSTR_DEST);
1297
1298                 /* fill src operand field of inst with least-sig 5 bits of val*/
1299                 npeInstruction |=
1300                     ((regVal & IX_NPEDL_MASK_IMMED_INSTR_SRC_DATA) <<
1301                      IX_NPEDL_OFFSET_INSTR_SRC);
1302
1303                 /* fill coprocessor field of inst with most-sig 11 bits of val*/
1304                 npeInstruction |=
1305                     ((regVal & IX_NPEDL_MASK_IMMED_INSTR_COPROC_DATA) <<
1306                      IX_NPEDL_DISPLACE_IMMED_INSTR_COPROC_DATA);
1307
1308                 /* step execution of NPE instruction using Debug ECS */
1309                 error = npe_cpu_step(sc, npeInstruction,
1310                     ctxtNum, IX_NPEDL_WR_INSTR_LDUR);
1311         }
1312         if (error != 0) {
1313                 DPRINTF(sc->sc_dev, "%s(0x%x, 0x%x, %u, %u), error %u "
1314                     "writing reg\n", __func__, regAddr, regVal, regSize,
1315                     ctxtNum, error);
1316                 return error;
1317         }
1318         if (verify) {
1319                 uint32_t retRegVal;
1320
1321                 error = npe_logical_reg_read(sc, regAddr, regSize, ctxtNum,
1322                     &retRegVal);
1323                 if (error == 0 && regVal != retRegVal)
1324                         error = EIO;    /* XXX ambiguous */
1325         }
1326         return error;
1327 }
1328
1329 /*
1330  * There are 32 physical registers used in an NPE.  These are
1331  * treated as 16 pairs of 32-bit registers.  To write one of the pair,
1332  * write the pair number (0-16) to the REGMAP for Context 0.  Then write
1333  * the value to register  0 or 4 in the regfile, depending on which
1334  * register of the pair is to be written
1335  */
1336 static int
1337 npe_physical_reg_write(struct ixpnpe_softc *sc,
1338     uint32_t regAddr, uint32_t regValue, int verify)
1339 {
1340         int error;
1341
1342         /*
1343          * Set REGMAP for context 0 to (regAddr >> 1) to choose which pair
1344          * (0-16) of physical registers to write .
1345          */
1346         error = npe_logical_reg_write(sc, IX_NPEDL_CTXT_REG_ADDR_REGMAP,
1347                    (regAddr >> IX_NPEDL_OFFSET_PHYS_REG_ADDR_REGMAP),
1348                    IX_NPEDL_REG_SIZE_SHORT, 0, verify);
1349         if (error == 0) {
1350             /* regAddr = 0 or 4  */
1351             regAddr = (regAddr & IX_NPEDL_MASK_PHYS_REG_ADDR_LOGICAL_ADDR) *
1352                 sizeof(uint32_t);
1353             error = npe_logical_reg_write(sc, regAddr, regValue,
1354                 IX_NPEDL_REG_SIZE_WORD, 0, verify);
1355         }
1356         return error;
1357 }
1358
1359 static int
1360 npe_ctx_reg_write(struct ixpnpe_softc *sc, uint32_t ctxtNum,
1361     uint32_t ctxtReg, uint32_t ctxtRegVal, int verify)
1362 {
1363         DPRINTFn(4, sc->sc_dev, "%s(%u, %u, %u)\n",
1364             __func__, ctxtNum, ctxtReg, ctxtRegVal);
1365         /*
1366          * Context 0 has no STARTPC. Instead, this value is used to set
1367          * NextPC for Background ECS, to set where NPE starts executing code
1368          */
1369         if (ctxtNum == 0 && ctxtReg == IX_NPEDL_CTXT_REG_STARTPC) {
1370                 /* read BG_CTXT_REG_0, update NEXTPC bits, & write back to reg*/
1371                 uint32_t v = npe_ecs_reg_read(sc, IX_NPEDL_ECS_BG_CTXT_REG_0);
1372                 v &= ~IX_NPEDL_MASK_ECS_REG_0_NEXTPC;
1373                 v |= (ctxtRegVal << IX_NPEDL_OFFSET_ECS_REG_0_NEXTPC) &
1374                     IX_NPEDL_MASK_ECS_REG_0_NEXTPC;
1375
1376                 npe_ecs_reg_write(sc, IX_NPEDL_ECS_BG_CTXT_REG_0, v);
1377                 return 0;
1378         } else {
1379                 static const struct {
1380                         uint32_t regAddress;
1381                         uint32_t regSize;
1382                 } regAccInfo[IX_NPEDL_CTXT_REG_MAX] = {
1383                         { IX_NPEDL_CTXT_REG_ADDR_STEVT,
1384                           IX_NPEDL_REG_SIZE_BYTE },
1385                         { IX_NPEDL_CTXT_REG_ADDR_STARTPC,
1386                           IX_NPEDL_REG_SIZE_SHORT },
1387                         { IX_NPEDL_CTXT_REG_ADDR_REGMAP,
1388                           IX_NPEDL_REG_SIZE_SHORT },
1389                         { IX_NPEDL_CTXT_REG_ADDR_CINDEX,
1390                           IX_NPEDL_REG_SIZE_BYTE }
1391                 };
1392                 return npe_logical_reg_write(sc, regAccInfo[ctxtReg].regAddress,
1393                         ctxtRegVal, regAccInfo[ctxtReg].regSize, ctxtNum, verify);
1394         }
1395 }
1396
1397 /*
1398  * NPE Mailbox support.
1399  */
1400 #define IX_NPEMH_MAXTRIES       100000
1401
1402 static int
1403 ofifo_wait(struct ixpnpe_softc *sc)
1404 {
1405         int i;
1406
1407         for (i = 0; i < IX_NPEMH_MAXTRIES; i++) {
1408                 if (npe_reg_read(sc, IX_NPESTAT) & IX_NPESTAT_OFNE)
1409                         return 1;
1410                 DELAY(10);
1411         }
1412         device_printf(sc->sc_dev, "%s: timeout, last status 0x%x\n",
1413             __func__, npe_reg_read(sc, IX_NPESTAT));
1414         return 0;
1415 }
1416
1417 static int
1418 getmsg(struct ixpnpe_softc *sc, uint32_t msg[2])
1419 {
1420         mtx_assert(&sc->sc_mtx, MA_OWNED);
1421
1422         if (!ofifo_wait(sc))
1423                 return EAGAIN;
1424         msg[0] = npe_reg_read(sc, IX_NPEFIFO);
1425         DPRINTF(sc->sc_dev, "%s: msg0 0x%x\n", __func__, msg[0]);
1426         if (!ofifo_wait(sc))
1427                 return EAGAIN;
1428         msg[1] = npe_reg_read(sc, IX_NPEFIFO);
1429         DPRINTF(sc->sc_dev, "%s: msg1 0x%x\n", __func__, msg[1]);
1430         return 0;
1431 }
1432
1433 static void
1434 ixpnpe_intr(void *arg)
1435 {
1436         struct ixpnpe_softc *sc = arg;
1437         uint32_t status;
1438
1439         mtx_lock(&sc->sc_mtx);
1440         status = npe_reg_read(sc, IX_NPESTAT);
1441         DPRINTF(sc->sc_dev, "%s: status 0x%x\n", __func__, status);
1442         if ((status & IX_NPESTAT_OFINT) == 0) {
1443                 /* NB: should not happen */
1444                 device_printf(sc->sc_dev, "%s: status 0x%x\n",
1445                     __func__, status);
1446                 /* XXX must silence interrupt? */
1447                 mtx_unlock(&sc->sc_mtx);
1448                 return;
1449         }
1450         /*
1451          * A message is waiting in the output FIFO, copy it so
1452          * the interrupt will be silenced.
1453          */
1454         if (getmsg(sc, sc->sc_msg) == 0)
1455                 sc->sc_msgwaiting = 1;
1456         mtx_unlock(&sc->sc_mtx);
1457 }
1458
1459 static int
1460 ififo_wait(struct ixpnpe_softc *sc)
1461 {
1462         int i;
1463
1464         for (i = 0; i < IX_NPEMH_MAXTRIES; i++) {
1465                 if (npe_reg_read(sc, IX_NPESTAT) & IX_NPESTAT_IFNF)
1466                         return 1;
1467                 DELAY(10);
1468         }
1469         device_printf(sc->sc_dev, "%s: timeout, last status 0x%x\n",
1470             __func__, npe_reg_read(sc, IX_NPESTAT));
1471         return 0;
1472 }
1473
1474 static int
1475 putmsg(struct ixpnpe_softc *sc, const uint32_t msg[2])
1476 {
1477         mtx_assert(&sc->sc_mtx, MA_OWNED);
1478
1479         DPRINTF(sc->sc_dev, "%s: msg 0x%x:0x%x\n", __func__, msg[0], msg[1]);
1480         if (!ififo_wait(sc))
1481                 return EIO;
1482         npe_reg_write(sc, IX_NPEFIFO, msg[0]);
1483         if (!ififo_wait(sc))
1484                 return EIO;
1485         npe_reg_write(sc, IX_NPEFIFO, msg[1]);
1486
1487         return 0;
1488 }
1489
1490 /*
1491  * Send a msg to the NPE and wait for a reply.  We spin as
1492  * we may be called early with interrupts not properly setup.
1493  */
1494 int
1495 ixpnpe_sendandrecvmsg_sync(struct ixpnpe_softc *sc,
1496         const uint32_t send[2], uint32_t recv[2])
1497 {
1498         int error;
1499
1500         mtx_lock(&sc->sc_mtx);
1501         error = putmsg(sc, send);
1502         if (error == 0)
1503                 error = getmsg(sc, recv);
1504         mtx_unlock(&sc->sc_mtx);
1505
1506         return error;
1507 }
1508
1509 /*
1510  * Send a msg to the NPE w/o waiting for a reply.
1511  */
1512 int
1513 ixpnpe_sendmsg_async(struct ixpnpe_softc *sc, const uint32_t msg[2])
1514 {
1515         int error;
1516
1517         mtx_lock(&sc->sc_mtx);
1518         error = putmsg(sc, msg);
1519         mtx_unlock(&sc->sc_mtx);
1520
1521         return error;
1522 }
1523
1524 static int
1525 recvmsg_locked(struct ixpnpe_softc *sc, uint32_t msg[2])
1526 {
1527         mtx_assert(&sc->sc_mtx, MA_OWNED);
1528
1529         DPRINTF(sc->sc_dev, "%s: msgwaiting %d\n", __func__, sc->sc_msgwaiting);
1530         if (sc->sc_msgwaiting) {
1531                 msg[0] = sc->sc_msg[0];
1532                 msg[1] = sc->sc_msg[1];
1533                 sc->sc_msgwaiting = 0;
1534                 return 0;
1535         }
1536         return EAGAIN;
1537 }
1538
1539 /*
1540  * Receive any msg previously received from the NPE. If nothing
1541  * is available we return EAGAIN and the caller is required to
1542  * do a synchronous receive or try again later.
1543  */
1544 int
1545 ixpnpe_recvmsg_async(struct ixpnpe_softc *sc, uint32_t msg[2])
1546 {
1547         int error;
1548
1549         mtx_lock(&sc->sc_mtx);
1550         error = recvmsg_locked(sc, msg);
1551         mtx_unlock(&sc->sc_mtx);
1552
1553         return error;
1554 }
1555
1556 /*
1557  * Receive a msg from the NPE.  If one was received asynchronously
1558  * then it's returned; otherwise we poll synchronously.
1559  */
1560 int
1561 ixpnpe_recvmsg_sync(struct ixpnpe_softc *sc, uint32_t msg[2])
1562 {
1563         int error;
1564
1565         mtx_lock(&sc->sc_mtx);
1566         error = recvmsg_locked(sc, msg);
1567         if (error == EAGAIN)
1568                 error = getmsg(sc, msg);
1569         mtx_unlock(&sc->sc_mtx);
1570
1571         return error;
1572 }