sys/arm64/arm64/nexus.c

   1 /*-
   2  * Copyright 1998 Massachusetts Institute of Technology
   3  *
   4  * Permission to use, copy, modify, and distribute this software and
   5  * its documentation for any purpose and without fee is hereby
   6  * granted, provided that both the above copyright notice and this
   7  * permission notice appear in all copies, that both the above
   8  * copyright notice and this permission notice appear in all
   9  * supporting documentation, and that the name of M.I.T. not be used
  10  * in advertising or publicity pertaining to distribution of the
  11  * software without specific, written prior permission.  M.I.T. makes
  12  * no representations about the suitability of this software for any
  13  * purpose.  It is provided "as is" without express or implied
  14  * warranty.
  15  *
  16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY M.I.T. ``AS IS''.  M.I.T. DISCLAIMS
  17  * ALL EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES WITH REGARD TO THIS SOFTWARE,
  18  * INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF
  19  * MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. IN NO EVENT
  20  * SHALL M.I.T. BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  21  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
  22  * LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF
  23  * USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND
  24  * ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
  25  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
  26  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  27  * SUCH DAMAGE.
  28  *
  29  */
  30
  31 /*
  32  * This code implements a `root nexus' for Arm Architecture
  33  * machines.  The function of the root nexus is to serve as an
  34  * attachment point for both processors and buses, and to manage
  35  * resources which are common to all of them.  In particular,
  36  * this code implements the core resource managers for interrupt
  37  * requests and I/O memory address space.
  38  */
  39
  40 #include "opt_acpi.h"
  41 #include "opt_platform.h"
  42
  43 #include <sys/param.h>
  44 #include <sys/systm.h>
  45 #include <sys/bus.h>
  46 #include <sys/interrupt.h>
  47 #include <sys/kernel.h>
  48 #include <sys/malloc.h>
  49 #include <sys/module.h>
  50 #include <sys/rman.h>
  51 #include <sys/sysctl.h>
  52
  53 #include <vm/vm.h>
  54 #include <vm/pmap.h>
  55
  56 #include <machine/bus.h>
  57 #include <machine/intr.h>
  58 #include <machine/machdep.h>
  59 #include <machine/pcb.h>
  60 #include <machine/resource.h>
  61 #include <machine/vmparam.h>
  62
  63 #ifdef FDT
  64 #include <dev/ofw/ofw_bus_subr.h>
  65 #include <dev/ofw/ofw_bus.h>
  66 #include <dev/ofw/openfirm.h>
  67 #include "ofw_bus_if.h"
  68 #endif
  69 #ifdef DEV_ACPI
  70 #include <contrib/dev/acpica/include/acpi.h>
  71 #include <dev/acpica/acpivar.h>
  72 #include "acpi_bus_if.h"
  73 #endif
  74
  75 extern struct bus_space memmap_bus;
  76
  77 static MALLOC_DEFINE(M_NEXUSDEV, "nexusdev", "Nexus device");
  78
  79 struct nexus_device {
  80         struct resource_list    nx_resources;
  81 };
  82
  83 static int force_np;
  84 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, force_nonposted, CTLFLAG_RDTUN, &force_np, 0,
  85     "Force all devices to use non-posted device memory");
  86
  87 #define DEVTONX(dev)    ((struct nexus_device *)device_get_ivars(dev))
  88
  89 static struct rman mem_rman;
  90 static struct rman irq_rman;
  91
  92 static  int nexus_attach(device_t);
  93
  94 #ifdef FDT
  95 static device_probe_t   nexus_fdt_probe;
  96 static device_attach_t  nexus_fdt_attach;
  97 static bus_activate_resource_t nexus_fdt_activate_resource;
  98 #endif
  99 #ifdef DEV_ACPI
 100 static device_probe_t           nexus_acpi_probe;
 101 static device_attach_t          nexus_acpi_attach;
 102 #endif
 103
 104 static bus_add_child_t          nexus_add_child;
 105 static bus_print_child_t        nexus_print_child;
 106
 107 static bus_activate_resource_t  nexus_activate_resource;
 108 static bus_alloc_resource_t     nexus_alloc_resource;
 109 static bus_deactivate_resource_t nexus_deactivate_resource;
 110 static bus_get_resource_list_t  nexus_get_reslist;
 111 static bus_get_rman_t           nexus_get_rman;
 112 static bus_map_resource_t       nexus_map_resource;
 113 static bus_unmap_resource_t     nexus_unmap_resource;
 114
 115 #ifdef SMP
 116 static bus_bind_intr_t          nexus_bind_intr;
 117 #endif
 118 static bus_config_intr_t        nexus_config_intr;
 119 static bus_describe_intr_t      nexus_describe_intr;
 120 static bus_setup_intr_t         nexus_setup_intr;
 121 static bus_teardown_intr_t      nexus_teardown_intr;
 122
 123 static bus_get_bus_tag_t        nexus_get_bus_tag;
 124
 125 #ifdef FDT
 126 static ofw_bus_map_intr_t       nexus_ofw_map_intr;
 127 #endif
 128
 129 static device_method_t nexus_methods[] = {
 130         /* Bus interface */
 131         DEVMETHOD(bus_add_child,        nexus_add_child),
 132         DEVMETHOD(bus_print_child,      nexus_print_child),
 133         DEVMETHOD(bus_activate_resource, nexus_activate_resource),
 134         DEVMETHOD(bus_adjust_resource,  bus_generic_rman_adjust_resource),
 135         DEVMETHOD(bus_alloc_resource,   nexus_alloc_resource),
 136         DEVMETHOD(bus_deactivate_resource, nexus_deactivate_resource),
 137         DEVMETHOD(bus_delete_resource, bus_generic_rl_delete_resource),
 138         DEVMETHOD(bus_get_resource,     bus_generic_rl_get_resource),
 139         DEVMETHOD(bus_get_resource_list, nexus_get_reslist),
 140         DEVMETHOD(bus_get_rman,         nexus_get_rman),
 141         DEVMETHOD(bus_map_resource,     nexus_map_resource),
 142         DEVMETHOD(bus_release_resource, bus_generic_rman_release_resource),
 143         DEVMETHOD(bus_set_resource,     bus_generic_rl_set_resource),
 144         DEVMETHOD(bus_unmap_resource,   nexus_unmap_resource),
 145 #ifdef SMP
 146         DEVMETHOD(bus_bind_intr,        nexus_bind_intr),
 147 #endif
 148         DEVMETHOD(bus_config_intr,      nexus_config_intr),
 149         DEVMETHOD(bus_describe_intr,    nexus_describe_intr),
 150         DEVMETHOD(bus_setup_intr,       nexus_setup_intr),
 151         DEVMETHOD(bus_teardown_intr,    nexus_teardown_intr),
 152         DEVMETHOD(bus_get_bus_tag,      nexus_get_bus_tag),
 153
 154         DEVMETHOD_END
 155 };
 156
 157 static driver_t nexus_driver = {
 158         "nexus",
 159         nexus_methods,
 160         1                       /* no softc */
 161 };
 162
 163 static int
 164 nexus_attach(device_t dev)
 165 {
 166
 167         mem_rman.rm_start = 0;
 168         mem_rman.rm_end = BUS_SPACE_MAXADDR;
 169         mem_rman.rm_type = RMAN_ARRAY;
 170         mem_rman.rm_descr = "I/O memory addresses";
 171         if (rman_init(&mem_rman) ||
 172             rman_manage_region(&mem_rman, 0, BUS_SPACE_MAXADDR))
 173                 panic("nexus_attach mem_rman");
 174         irq_rman.rm_start = 0;
 175         irq_rman.rm_end = ~0;
 176         irq_rman.rm_type = RMAN_ARRAY;
 177         irq_rman.rm_descr = "Interrupts";
 178         if (rman_init(&irq_rman) || rman_manage_region(&irq_rman, 0, ~0))
 179                 panic("nexus_attach irq_rman");
 180
 181         bus_generic_probe(dev);
 182         bus_generic_attach(dev);
 183
 184         return (0);
 185 }
 186
 187 static int
 188 nexus_print_child(device_t bus, device_t child)
 189 {
 190         int retval = 0;
 191
 192         retval += bus_print_child_header(bus, child);
 193         retval += printf("\n");
 194
 195         return (retval);
 196 }
 197
 198 static device_t
 199 nexus_add_child(device_t bus, u_int order, const char *name, int unit)
 200 {
 201         device_t child;
 202         struct nexus_device *ndev;
 203
 204         ndev = malloc(sizeof(struct nexus_device), M_NEXUSDEV, M_NOWAIT|M_ZERO);
 205         if (!ndev)
 206                 return (0);
 207         resource_list_init(&ndev->nx_resources);
 208
 209         child = device_add_child_ordered(bus, order, name, unit);
 210
 211         /* should we free this in nexus_child_detached? */
 212         device_set_ivars(child, ndev);
 213
 214         return (child);
 215 }
 216
 217 static struct rman *
 218 nexus_get_rman(device_t bus, int type, u_int flags)
 219 {
 220
 221         switch (type) {
 222         case SYS_RES_IRQ:
 223                 return (&irq_rman);
 224         case SYS_RES_MEMORY:
 225         case SYS_RES_IOPORT:
 226                 return (&mem_rman);
 227         default:
 228                 return (NULL);
 229         }
 230 }
 231
 232 /*
 233  * Allocate a resource on behalf of child.  NB: child is usually going to be a
 234  * child of one of our descendants, not a direct child of nexus0.
 235  */
 236 static struct resource *
 237 nexus_alloc_resource(device_t bus, device_t child, int type, int *rid,
 238     rman_res_t start, rman_res_t end, rman_res_t count, u_int flags)
 239 {
 240         struct nexus_device *ndev = DEVTONX(child);
 241         struct resource_list_entry *rle;
 242
 243         /*
 244          * If this is an allocation of the "default" range for a given
 245          * RID, and we know what the resources for this device are
 246          * (ie. they aren't maintained by a child bus), then work out
 247          * the start/end values.
 248          */
 249         if (RMAN_IS_DEFAULT_RANGE(start, end) && (count == 1)) {
 250                 if (device_get_parent(child) != bus || ndev == NULL)
 251                         return (NULL);
 252                 rle = resource_list_find(&ndev->nx_resources, type, *rid);
 253                 if (rle == NULL)
 254                         return (NULL);
 255                 start = rle->start;
 256                 end = rle->end;
 257                 count = rle->count;
 258         }
 259
 260         return (bus_generic_rman_alloc_resource(bus, child, type, rid, start,
 261             end, count, flags));
 262 }
 263
 264 static int
 265 nexus_config_intr(device_t dev, int irq, enum intr_trigger trig,
 266     enum intr_polarity pol)
 267 {
 268
 269         /*
 270          * On arm64 (due to INTRNG), ACPI interrupt configuration is
 271          * done in nexus_acpi_map_intr().
 272          */
 273         return (0);
 274 }
 275
 276 static int
 277 nexus_setup_intr(device_t dev, device_t child, struct resource *res, int flags,
 278     driver_filter_t *filt, driver_intr_t *intr, void *arg, void **cookiep)
 279 {
 280         int error;
 281
 282         if ((rman_get_flags(res) & RF_SHAREABLE) == 0)
 283                 flags |= INTR_EXCL;
 284
 285         /* We depend here on rman_activate_resource() being idempotent. */
 286         error = rman_activate_resource(res);
 287         if (error)
 288                 return (error);
 289
 290         error = intr_setup_irq(child, res, filt, intr, arg, flags, cookiep);
 291
 292         return (error);
 293 }
 294
 295 static int
 296 nexus_teardown_intr(device_t dev, device_t child, struct resource *r, void *ih)
 297 {
 298
 299         return (intr_teardown_irq(child, r, ih));
 300 }
 301
 302 static int
 303 nexus_describe_intr(device_t dev, device_t child, struct resource *irq,
 304     void *cookie, const char *descr)
 305 {
 306
 307         return (intr_describe_irq(child, irq, cookie, descr));
 308 }
 309
 310 #ifdef SMP
 311 static int
 312 nexus_bind_intr(device_t dev, device_t child, struct resource *irq, int cpu)
 313 {
 314
 315         return (intr_bind_irq(child, irq, cpu));
 316 }
 317 #endif
 318
 319 static bus_space_tag_t
 320 nexus_get_bus_tag(device_t bus __unused, device_t child __unused)
 321 {
 322
 323         return (&memmap_bus);
 324 }
 325
 326 static int
 327 nexus_activate_resource_flags(device_t bus, device_t child, struct resource *r,
 328     int flags)
 329 {
 330         struct resource_map_request args;
 331         struct resource_map map;
 332         int err, use_np;
 333
 334         if ((err = rman_activate_resource(r)) != 0)
 335                 return (err);
 336
 337         /*
 338          * If this is a memory resource, map it into the kernel.
 339          */
 340         switch (rman_get_type(r)) {
 341         case SYS_RES_IOPORT:
 342         case SYS_RES_MEMORY:
 343                 if ((rman_get_flags(r) & RF_UNMAPPED) == 0) {
 344                         resource_init_map_request(&args);
 345                         use_np = (flags & BUS_SPACE_MAP_NONPOSTED) != 0 ||
 346                             force_np;
 347                         if (!use_np)
 348                                 resource_int_value(device_get_name(child),
 349                                     device_get_unit(child), "force_nonposted",
 350                                     &use_np);
 351                         if (use_np)
 352                                 args.memattr = VM_MEMATTR_DEVICE_NP;
 353                         err = nexus_map_resource(bus, child, r, &args, &map);
 354                         if (err != 0) {
 355                                 rman_deactivate_resource(r);
 356                                 return (err);
 357                         }
 358
 359                         rman_set_mapping(r, &map);
 360                 }
 361                 break;
 362         case SYS_RES_IRQ:
 363                 err = intr_activate_irq(child, r);
 364                 if (err != 0) {
 365                         rman_deactivate_resource(r);
 366                         return (err);
 367                 }
 368         }
 369         return (0);
 370 }
 371
 372 static int
 373 nexus_activate_resource(device_t dev, device_t child, struct resource *r)
 374 {
 375         return (nexus_activate_resource_flags(dev, child, r, 0));
 376 }
 377
 378 static struct resource_list *
 379 nexus_get_reslist(device_t dev, device_t child)
 380 {
 381         struct nexus_device *ndev = DEVTONX(child);
 382
 383         return (&ndev->nx_resources);
 384 }
 385
 386 static int
 387 nexus_deactivate_resource(device_t bus, device_t child, struct resource *r)
 388 {
 389         int error;
 390
 391         switch (rman_get_type(r)) {
 392         case SYS_RES_MEMORY:
 393         case SYS_RES_IOPORT:
 394                 return (bus_generic_rman_deactivate_resource(bus, child, r));
 395         case SYS_RES_IRQ:
 396                 error = rman_deactivate_resource(r);
 397                 if (error)
 398                         return (error);
 399                 intr_deactivate_irq(child, r);
 400                 return (0);
 401         default:
 402                 return (EINVAL);
 403         }
 404 }
 405
 406 static int
 407 nexus_map_resource(device_t bus, device_t child, struct resource *r,
 408     struct resource_map_request *argsp, struct resource_map *map)
 409 {
 410         struct resource_map_request args;
 411         rman_res_t length, start;
 412         int error;
 413
 414         /* Resources must be active to be mapped. */
 415         if ((rman_get_flags(r) & RF_ACTIVE) == 0)
 416                 return (ENXIO);
 417
 418         /* Mappings are only supported on I/O and memory resources. */
 419         switch (rman_get_type(r)) {
 420         case SYS_RES_IOPORT:
 421         case SYS_RES_MEMORY:
 422                 break;
 423         default:
 424                 return (EINVAL);
 425         }
 426
 427         resource_init_map_request(&args);
 428         error = resource_validate_map_request(r, argsp, &args, &start, &length);
 429         if (error)
 430                 return (error);
 431
 432         map->r_vaddr = pmap_mapdev_attr(start, length, args.memattr);
 433         map->r_bustag = &memmap_bus;
 434         map->r_size = length;
 435
 436         /*
 437          * The handle is the virtual address.
 438          */
 439         map->r_bushandle = (bus_space_handle_t)map->r_vaddr;
 440         return (0);
 441 }
 442
 443 static int
 444 nexus_unmap_resource(device_t bus, device_t child, struct resource *r,
 445     struct resource_map *map)
 446 {
 447
 448         switch (rman_get_type(r)) {
 449         case SYS_RES_MEMORY:
 450         case SYS_RES_IOPORT:
 451                 pmap_unmapdev(map->r_vaddr, map->r_size);
 452                 return (0);
 453         default:
 454                 return (EINVAL);
 455         }
 456 }
 457
 458 #ifdef FDT
 459 static device_method_t nexus_fdt_methods[] = {
 460         /* Device interface */
 461         DEVMETHOD(device_probe,         nexus_fdt_probe),
 462         DEVMETHOD(device_attach,        nexus_fdt_attach),
 463
 464         /* Bus interface */
 465         DEVMETHOD(bus_activate_resource,        nexus_fdt_activate_resource),
 466
 467         /* OFW interface */
 468         DEVMETHOD(ofw_bus_map_intr,     nexus_ofw_map_intr),
 469
 470         DEVMETHOD_END,
 471 };
 472
 473 #define nexus_baseclasses nexus_fdt_baseclasses
 474 DEFINE_CLASS_1(nexus, nexus_fdt_driver, nexus_fdt_methods, 1, nexus_driver);
 475 #undef nexus_baseclasses
 476
 477 EARLY_DRIVER_MODULE(nexus_fdt, root, nexus_fdt_driver, 0, 0,
 478     BUS_PASS_BUS + BUS_PASS_ORDER_FIRST);
 479
 480 static int
 481 nexus_fdt_probe(device_t dev)
 482 {
 483
 484         if (arm64_bus_method != ARM64_BUS_FDT)
 485                 return (ENXIO);
 486
 487         device_quiet(dev);
 488         return (BUS_PROBE_DEFAULT);
 489 }
 490
 491 static int
 492 nexus_fdt_attach(device_t dev)
 493 {
 494
 495         nexus_add_child(dev, 10, "ofwbus", 0);
 496         return (nexus_attach(dev));
 497 }
 498
 499 static int
 500 nexus_fdt_activate_resource(device_t bus, device_t child, struct resource *r)
 501 {
 502         phandle_t node, parent;
 503         int flags;
 504
 505         flags = 0;
 506         switch (rman_get_type(r)) {
 507         case SYS_RES_MEMORY:
 508         case SYS_RES_IOPORT:
 509                 /*
 510                  * If the fdt parent has the nonposted-mmio property we
 511                  * need to use non-posted IO to access the device. When
 512                  * we find this property set the BUS_SPACE_MAP_NONPOSTED
 513                  * flag to be passed to bus_space_map.
 514                  */
 515                 node = ofw_bus_get_node(child);
 516                 if (node != -1) {
 517                         parent = OF_parent(node);
 518                         if (parent != 0 &&
 519                             OF_hasprop(parent, "nonposted-mmio")) {
 520                                 flags |= BUS_SPACE_MAP_NONPOSTED;
 521                         }
 522                 }
 523                 break;
 524         default:
 525                 break;
 526         }
 527
 528         return (nexus_activate_resource_flags(bus, child, r, flags));
 529 }
 530
 531 static int
 532 nexus_ofw_map_intr(device_t dev, device_t child, phandle_t iparent, int icells,
 533     pcell_t *intr)
 534 {
 535         u_int irq;
 536         struct intr_map_data_fdt *fdt_data;
 537         size_t len;
 538
 539         len = sizeof(*fdt_data) + icells * sizeof(pcell_t);
 540         fdt_data = (struct intr_map_data_fdt *)intr_alloc_map_data(
 541             INTR_MAP_DATA_FDT, len, M_WAITOK | M_ZERO);
 542         fdt_data->iparent = iparent;
 543         fdt_data->ncells = icells;
 544         memcpy(fdt_data->cells, intr, icells * sizeof(pcell_t));
 545         irq = intr_map_irq(NULL, iparent, (struct intr_map_data *)fdt_data);
 546         return (irq);
 547 }
 548 #endif
 549
 550 #ifdef DEV_ACPI
 551 static int nexus_acpi_map_intr(device_t dev, device_t child, u_int irq, int trig, int pol);
 552
 553 static device_method_t nexus_acpi_methods[] = {
 554         /* Device interface */
 555         DEVMETHOD(device_probe,         nexus_acpi_probe),
 556         DEVMETHOD(device_attach,        nexus_acpi_attach),
 557
 558         /* ACPI interface */
 559         DEVMETHOD(acpi_bus_map_intr,    nexus_acpi_map_intr),
 560
 561         DEVMETHOD_END,
 562 };
 563
 564 #define nexus_baseclasses nexus_acpi_baseclasses
 565 DEFINE_CLASS_1(nexus, nexus_acpi_driver, nexus_acpi_methods, 1,
 566     nexus_driver);
 567 #undef nexus_baseclasses
 568
 569 EARLY_DRIVER_MODULE(nexus_acpi, root, nexus_acpi_driver, 0, 0,
 570     BUS_PASS_BUS + BUS_PASS_ORDER_FIRST);
 571
 572 static int
 573 nexus_acpi_probe(device_t dev)
 574 {
 575
 576         if (arm64_bus_method != ARM64_BUS_ACPI || acpi_identify() != 0)
 577                 return (ENXIO);
 578
 579         device_quiet(dev);
 580         return (BUS_PROBE_LOW_PRIORITY);
 581 }
 582
 583 static int
 584 nexus_acpi_attach(device_t dev)
 585 {
 586
 587         nexus_add_child(dev, 10, "acpi", 0);
 588         return (nexus_attach(dev));
 589 }
 590
 591 static int
 592 nexus_acpi_map_intr(device_t dev, device_t child, u_int irq, int trig, int pol)
 593 {
 594         struct intr_map_data_acpi *acpi_data;
 595         size_t len;
 596
 597         len = sizeof(*acpi_data);
 598         acpi_data = (struct intr_map_data_acpi *)intr_alloc_map_data(
 599             INTR_MAP_DATA_ACPI, len, M_WAITOK | M_ZERO);
 600         acpi_data->irq = irq;
 601         acpi_data->pol = pol;
 602         acpi_data->trig = trig;
 603
 604         /*
 605          * TODO: This will only handle a single interrupt controller.
 606          * ACPI will map multiple controllers into a single virtual IRQ
 607          * space. Each controller has a System Vector Base to hold the
 608          * first irq it handles in this space. As such the correct way
 609          * to handle interrupts with ACPI is to search through the
 610          * controllers for the largest base value that is no larger than
 611          * the IRQ value.
 612          */
 613         irq = intr_map_irq(NULL, ACPI_INTR_XREF,
 614             (struct intr_map_data *)acpi_data);
 615         return (irq);
 616 }
 617 #endif