usr.sbin/bhyve/pci_emul.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2011 NetApp, Inc.
   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  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  *
  14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY NETAPP, INC ``AS IS'' AND
  15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL NETAPP, INC OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  24  * SUCH DAMAGE.
  25  *
  26  * $FreeBSD$
  27  */
  28
  29 #include <sys/cdefs.h>
  30 __FBSDID("$FreeBSD$");
  31
  32 #include <sys/param.h>
  33 #include <sys/linker_set.h>
  34 #include <sys/errno.h>
  35
  36 #include <ctype.h>
  37 #include <stdio.h>
  38 #include <stdlib.h>
  39 #include <string.h>
  40 #include <strings.h>
  41 #include <assert.h>
  42 #include <stdbool.h>
  43
  44 #include <machine/vmm.h>
  45 #include <vmmapi.h>
  46
  47 #include "bhyverun.h"
  48 #include "inout.h"
  49 #include "mem.h"
  50 #include "pci_emul.h"
  51 #include "ioapic.h"
  52
  53 #define CONF1_ADDR_PORT    0x0cf8
  54 #define CONF1_DATA_PORT    0x0cfc
  55
  56 #define CONF1_ENABLE       0x80000000ul
  57
  58 #define CFGWRITE(pi,off,val,b)                                          \
  59 do {                                                                    \
  60         if ((b) == 1) {                                                 \
  61                 pci_set_cfgdata8((pi),(off),(val));                     \
  62         } else if ((b) == 2) {                                          \
  63                 pci_set_cfgdata16((pi),(off),(val));                    \
  64         } else {                                                        \
  65                 pci_set_cfgdata32((pi),(off),(val));                    \
  66         }                                                               \
  67 } while (0)
  68
  69 #define MAXSLOTS        (PCI_SLOTMAX + 1)
  70 #define MAXFUNCS        (PCI_FUNCMAX + 1)
  71
  72 static struct slotinfo {
  73         char    *si_name;
  74         char    *si_param;
  75         struct pci_devinst *si_devi;
  76         int     si_legacy;
  77 } pci_slotinfo[MAXSLOTS][MAXFUNCS];
  78
  79 /*
  80  * Used to keep track of legacy interrupt owners/requestors
  81  */
  82 #define NLIRQ           16
  83
  84 static struct lirqinfo {
  85         int     li_generic;
  86         int     li_acount;
  87         struct pci_devinst *li_owner;   /* XXX should be a list */
  88 } lirq[NLIRQ];
  89
  90 SET_DECLARE(pci_devemu_set, struct pci_devemu);
  91
  92 static uint64_t pci_emul_iobase;
  93 static uint64_t pci_emul_membase32;
  94 static uint64_t pci_emul_membase64;
  95
  96 #define PCI_EMUL_IOBASE         0x2000
  97 #define PCI_EMUL_IOLIMIT        0x10000
  98
  99 #define PCI_EMUL_MEMLIMIT32     0xE0000000              /* 3.5GB */
 100
 101 #define PCI_EMUL_MEMBASE64      0xD000000000UL
 102 #define PCI_EMUL_MEMLIMIT64     0xFD00000000UL
 103
 104 static struct pci_devemu *pci_emul_finddev(char *name);
 105
 106 static int pci_emul_devices;
 107
 108 /*
 109  * I/O access
 110  */
 111
 112 /*
 113  * Slot options are in the form:
 114  *
 115  *  <slot>[:<func>],<emul>[,<config>]
 116  *
 117  *  slot is 0..31
 118  *  func is 0..7
 119  *  emul is a string describing the type of PCI device e.g. virtio-net
 120  *  config is an optional string, depending on the device, that can be
 121  *  used for configuration.
 122  *   Examples are:
 123  *     1,virtio-net,tap0
 124  *     3:0,dummy
 125  */
 126 static void
 127 pci_parse_slot_usage(char *aopt)
 128 {
 129
 130         fprintf(stderr, "Invalid PCI slot info field \"%s\"\n", aopt);
 131 }
 132
 133 int
 134 pci_parse_slot(char *opt, int legacy)
 135 {
 136         char *slot, *func, *emul, *config;
 137         char *str, *cpy;
 138         int error, snum, fnum;
 139
 140         error = -1;
 141         str = cpy = strdup(opt);
 142
 143         slot = strsep(&str, ",");
 144         func = NULL;
 145         if (strchr(slot, ':') != NULL) {
 146                 func = cpy;
 147                 (void) strsep(&func, ":");
 148         }
 149
 150         emul = strsep(&str, ",");
 151         config = str;
 152
 153         if (emul == NULL) {
 154                 pci_parse_slot_usage(opt);
 155                 goto done;
 156         }
 157
 158         snum = atoi(slot);
 159         fnum = func ? atoi(func) : 0;
 160
 161         if (snum < 0 || snum >= MAXSLOTS || fnum < 0 || fnum >= MAXFUNCS) {
 162                 pci_parse_slot_usage(opt);
 163                 goto done;
 164         }
 165
 166         if (pci_slotinfo[snum][fnum].si_name != NULL) {
 167                 fprintf(stderr, "pci slot %d:%d already occupied!\n",
 168                         snum, fnum);
 169                 goto done;
 170         }
 171
 172         if (pci_emul_finddev(emul) == NULL) {
 173                 fprintf(stderr, "pci slot %d:%d: unknown device \"%s\"\n",
 174                         snum, fnum, emul);
 175                 goto done;
 176         }
 177
 178         error = 0;
 179         pci_slotinfo[snum][fnum].si_name = emul;
 180         pci_slotinfo[snum][fnum].si_param = config;
 181         pci_slotinfo[snum][fnum].si_legacy = legacy;
 182
 183 done:
 184         if (error)
 185                 free(cpy);
 186
 187         return (error);
 188 }
 189
 190 static int
 191 pci_valid_pba_offset(struct pci_devinst *pi, uint64_t offset)
 192 {
 193
 194         if (offset < pi->pi_msix.pba_offset)
 195                 return (0);
 196
 197         if (offset >= pi->pi_msix.pba_offset + pi->pi_msix.pba_size) {
 198                 return (0);
 199         }
 200
 201         return (1);
 202 }
 203
 204 int
 205 pci_emul_msix_twrite(struct pci_devinst *pi, uint64_t offset, int size,
 206                      uint64_t value)
 207 {
 208         int msix_entry_offset;
 209         int tab_index;
 210         char *dest;
 211
 212         /* support only 4 or 8 byte writes */
 213         if (size != 4 && size != 8)
 214                 return (-1);
 215
 216         /*
 217          * Return if table index is beyond what device supports
 218          */
 219         tab_index = offset / MSIX_TABLE_ENTRY_SIZE;
 220         if (tab_index >= pi->pi_msix.table_count)
 221                 return (-1);
 222
 223         msix_entry_offset = offset % MSIX_TABLE_ENTRY_SIZE;
 224
 225         /* support only aligned writes */
 226         if ((msix_entry_offset % size) != 0)
 227                 return (-1);
 228
 229         dest = (char *)(pi->pi_msix.table + tab_index);
 230         dest += msix_entry_offset;
 231
 232         if (size == 4)
 233                 *((uint32_t *)dest) = value;
 234         else
 235                 *((uint64_t *)dest) = value;
 236
 237         return (0);
 238 }
 239
 240 uint64_t
 241 pci_emul_msix_tread(struct pci_devinst *pi, uint64_t offset, int size)
 242 {
 243         char *dest;
 244         int msix_entry_offset;
 245         int tab_index;
 246         uint64_t retval = ~0;
 247
 248         /*
 249          * The PCI standard only allows 4 and 8 byte accesses to the MSI-X
 250          * table but we also allow 1 byte access to accomodate reads from
 251          * ddb.
 252          */
 253         if (size != 1 && size != 4 && size != 8)
 254                 return (retval);
 255
 256         msix_entry_offset = offset % MSIX_TABLE_ENTRY_SIZE;
 257
 258         /* support only aligned reads */
 259         if ((msix_entry_offset % size) != 0) {
 260                 return (retval);
 261         }
 262
 263         tab_index = offset / MSIX_TABLE_ENTRY_SIZE;
 264
 265         if (tab_index < pi->pi_msix.table_count) {
 266                 /* valid MSI-X Table access */
 267                 dest = (char *)(pi->pi_msix.table + tab_index);
 268                 dest += msix_entry_offset;
 269
 270                 if (size == 1)
 271                         retval = *((uint8_t *)dest);
 272                 else if (size == 4)
 273                         retval = *((uint32_t *)dest);
 274                 else
 275                         retval = *((uint64_t *)dest);
 276         } else if (pci_valid_pba_offset(pi, offset)) {
 277                 /* return 0 for PBA access */
 278                 retval = 0;
 279         }
 280
 281         return (retval);
 282 }
 283
 284 int
 285 pci_msix_table_bar(struct pci_devinst *pi)
 286 {
 287
 288         if (pi->pi_msix.table != NULL)
 289                 return (pi->pi_msix.table_bar);
 290         else
 291                 return (-1);
 292 }
 293
 294 int
 295 pci_msix_pba_bar(struct pci_devinst *pi)
 296 {
 297
 298         if (pi->pi_msix.table != NULL)
 299                 return (pi->pi_msix.pba_bar);
 300         else
 301                 return (-1);
 302 }
 303
 304 static int
 305 pci_emul_io_handler(struct vmctx *ctx, int vcpu, int in, int port, int bytes,
 306                     uint32_t *eax, void *arg)
 307 {
 308         struct pci_devinst *pdi = arg;
 309         struct pci_devemu *pe = pdi->pi_d;
 310         uint64_t offset;
 311         int i;
 312
 313         for (i = 0; i <= PCI_BARMAX; i++) {
 314                 if (pdi->pi_bar[i].type == PCIBAR_IO &&
 315                     port >= pdi->pi_bar[i].addr &&
 316                     port + bytes <= pdi->pi_bar[i].addr + pdi->pi_bar[i].size) {
 317                         offset = port - pdi->pi_bar[i].addr;
 318                         if (in)
 319                                 *eax = (*pe->pe_barread)(ctx, vcpu, pdi, i,
 320                                                          offset, bytes);
 321                         else
 322                                 (*pe->pe_barwrite)(ctx, vcpu, pdi, i, offset,
 323                                                    bytes, *eax);
 324                         return (0);
 325                 }
 326         }
 327         return (-1);
 328 }
 329
 330 static int
 331 pci_emul_mem_handler(struct vmctx *ctx, int vcpu, int dir, uint64_t addr,
 332                      int size, uint64_t *val, void *arg1, long arg2)
 333 {
 334         struct pci_devinst *pdi = arg1;
 335         struct pci_devemu *pe = pdi->pi_d;
 336         uint64_t offset;
 337         int bidx = (int) arg2;
 338
 339         assert(bidx <= PCI_BARMAX);
 340         assert(pdi->pi_bar[bidx].type == PCIBAR_MEM32 ||
 341                pdi->pi_bar[bidx].type == PCIBAR_MEM64);
 342         assert(addr >= pdi->pi_bar[bidx].addr &&
 343                addr + size <= pdi->pi_bar[bidx].addr + pdi->pi_bar[bidx].size);
 344
 345         offset = addr - pdi->pi_bar[bidx].addr;
 346
 347         if (dir == MEM_F_WRITE)
 348                 (*pe->pe_barwrite)(ctx, vcpu, pdi, bidx, offset, size, *val);
 349         else
 350                 *val = (*pe->pe_barread)(ctx, vcpu, pdi, bidx, offset, size);
 351
 352         return (0);
 353 }
 354
 355
 356 static int
 357 pci_emul_alloc_resource(uint64_t *baseptr, uint64_t limit, uint64_t size,
 358                         uint64_t *addr)
 359 {
 360         uint64_t base;
 361
 362         assert((size & (size - 1)) == 0);       /* must be a power of 2 */
 363
 364         base = roundup2(*baseptr, size);
 365
 366         if (base + size <= limit) {
 367                 *addr = base;
 368                 *baseptr = base + size;
 369                 return (0);
 370         } else
 371                 return (-1);
 372 }
 373
 374 int
 375 pci_emul_alloc_bar(struct pci_devinst *pdi, int idx, enum pcibar_type type,
 376                    uint64_t size)
 377 {
 378
 379         return (pci_emul_alloc_pbar(pdi, idx, 0, type, size));
 380 }
 381
 382 /*
 383  * Register (or unregister) the MMIO or I/O region associated with the BAR
 384  * register 'idx' of an emulated pci device.
 385  */
 386 static void
 387 modify_bar_registration(struct pci_devinst *pi, int idx, int registration)
 388 {
 389         int error;
 390         struct inout_port iop;
 391         struct mem_range mr;
 392
 393         switch (pi->pi_bar[idx].type) {
 394         case PCIBAR_IO:
 395                 bzero(&iop, sizeof(struct inout_port));
 396                 iop.name = pi->pi_name;
 397                 iop.port = pi->pi_bar[idx].addr;
 398                 iop.size = pi->pi_bar[idx].size;
 399                 if (registration) {
 400                         iop.flags = IOPORT_F_INOUT;
 401                         iop.handler = pci_emul_io_handler;
 402                         iop.arg = pi;
 403                         error = register_inout(&iop);
 404                 } else
 405                         error = unregister_inout(&iop);
 406                 break;
 407         case PCIBAR_MEM32:
 408         case PCIBAR_MEM64:
 409                 bzero(&mr, sizeof(struct mem_range));
 410                 mr.name = pi->pi_name;
 411                 mr.base = pi->pi_bar[idx].addr;
 412                 mr.size = pi->pi_bar[idx].size;
 413                 if (registration) {
 414                         mr.flags = MEM_F_RW;
 415                         mr.handler = pci_emul_mem_handler;
 416                         mr.arg1 = pi;
 417                         mr.arg2 = idx;
 418                         error = register_mem(&mr);
 419                 } else
 420                         error = unregister_mem(&mr);
 421                 break;
 422         default:
 423                 error = EINVAL;
 424                 break;
 425         }
 426         assert(error == 0);
 427 }
 428
 429 static void
 430 unregister_bar(struct pci_devinst *pi, int idx)
 431 {
 432
 433         modify_bar_registration(pi, idx, 0);
 434 }
 435
 436 static void
 437 register_bar(struct pci_devinst *pi, int idx)
 438 {
 439
 440         modify_bar_registration(pi, idx, 1);
 441 }
 442
 443 /* Are we decoding i/o port accesses for the emulated pci device? */
 444 static int
 445 porten(struct pci_devinst *pi)
 446 {
 447         uint16_t cmd;
 448
 449         cmd = pci_get_cfgdata16(pi, PCIR_COMMAND);
 450
 451         return (cmd & PCIM_CMD_PORTEN);
 452 }
 453
 454 /* Are we decoding memory accesses for the emulated pci device? */
 455 static int
 456 memen(struct pci_devinst *pi)
 457 {
 458         uint16_t cmd;
 459
 460         cmd = pci_get_cfgdata16(pi, PCIR_COMMAND);
 461
 462         return (cmd & PCIM_CMD_MEMEN);
 463 }
 464
 465 /*
 466  * Update the MMIO or I/O address that is decoded by the BAR register.
 467  *
 468  * If the pci device has enabled the address space decoding then intercept
 469  * the address range decoded by the BAR register.
 470  */
 471 static void
 472 update_bar_address(struct  pci_devinst *pi, uint64_t addr, int idx, int type)
 473 {
 474         int decode;
 475
 476         if (pi->pi_bar[idx].type == PCIBAR_IO)
 477                 decode = porten(pi);
 478         else
 479                 decode = memen(pi);
 480
 481         if (decode)
 482                 unregister_bar(pi, idx);
 483
 484         switch (type) {
 485         case PCIBAR_IO:
 486         case PCIBAR_MEM32:
 487                 pi->pi_bar[idx].addr = addr;
 488                 break;
 489         case PCIBAR_MEM64:
 490                 pi->pi_bar[idx].addr &= ~0xffffffffUL;
 491                 pi->pi_bar[idx].addr |= addr;
 492                 break;
 493         case PCIBAR_MEMHI64:
 494                 pi->pi_bar[idx].addr &= 0xffffffff;
 495                 pi->pi_bar[idx].addr |= addr;
 496                 break;
 497         default:
 498                 assert(0);
 499         }
 500
 501         if (decode)
 502                 register_bar(pi, idx);
 503 }
 504
 505 int
 506 pci_emul_alloc_pbar(struct pci_devinst *pdi, int idx, uint64_t hostbase,
 507                     enum pcibar_type type, uint64_t size)
 508 {
 509         int error;
 510         uint64_t *baseptr, limit, addr, mask, lobits, bar;
 511
 512         assert(idx >= 0 && idx <= PCI_BARMAX);
 513
 514         if ((size & (size - 1)) != 0)
 515                 size = 1UL << flsl(size);       /* round up to a power of 2 */
 516
 517         /* Enforce minimum BAR sizes required by the PCI standard */
 518         if (type == PCIBAR_IO) {
 519                 if (size < 4)
 520                         size = 4;
 521         } else {
 522                 if (size < 16)
 523                         size = 16;
 524         }
 525
 526         switch (type) {
 527         case PCIBAR_NONE:
 528                 baseptr = NULL;
 529                 addr = mask = lobits = 0;
 530                 break;
 531         case PCIBAR_IO:
 532                 if (hostbase &&
 533                     pci_slotinfo[pdi->pi_slot][pdi->pi_func].si_legacy) {
 534                         assert(hostbase < PCI_EMUL_IOBASE);
 535                         baseptr = &hostbase;
 536                 } else {
 537                         baseptr = &pci_emul_iobase;
 538                 }
 539                 limit = PCI_EMUL_IOLIMIT;
 540                 mask = PCIM_BAR_IO_BASE;
 541                 lobits = PCIM_BAR_IO_SPACE;
 542                 break;
 543         case PCIBAR_MEM64:
 544                 /*
 545                  * XXX
 546                  * Some drivers do not work well if the 64-bit BAR is allocated
 547                  * above 4GB. Allow for this by allocating small requests under
 548                  * 4GB unless then allocation size is larger than some arbitrary
 549                  * number (32MB currently).
 550                  */
 551                 if (size > 32 * 1024 * 1024) {
 552                         /*
 553                          * XXX special case for device requiring peer-peer DMA
 554                          */
 555                         if (size == 0x100000000UL)
 556                                 baseptr = &hostbase;
 557                         else
 558                                 baseptr = &pci_emul_membase64;
 559                         limit = PCI_EMUL_MEMLIMIT64;
 560                         mask = PCIM_BAR_MEM_BASE;
 561                         lobits = PCIM_BAR_MEM_SPACE | PCIM_BAR_MEM_64 |
 562                                  PCIM_BAR_MEM_PREFETCH;
 563                         break;
 564                 } else {
 565                         baseptr = &pci_emul_membase32;
 566                         limit = PCI_EMUL_MEMLIMIT32;
 567                         mask = PCIM_BAR_MEM_BASE;
 568                         lobits = PCIM_BAR_MEM_SPACE | PCIM_BAR_MEM_64;
 569                 }
 570                 break;
 571         case PCIBAR_MEM32:
 572                 baseptr = &pci_emul_membase32;
 573                 limit = PCI_EMUL_MEMLIMIT32;
 574                 mask = PCIM_BAR_MEM_BASE;
 575                 lobits = PCIM_BAR_MEM_SPACE | PCIM_BAR_MEM_32;
 576                 break;
 577         default:
 578                 printf("pci_emul_alloc_base: invalid bar type %d\n", type);
 579                 assert(0);
 580         }
 581
 582         if (baseptr != NULL) {
 583                 error = pci_emul_alloc_resource(baseptr, limit, size, &addr);
 584                 if (error != 0)
 585                         return (error);
 586         }
 587
 588         pdi->pi_bar[idx].type = type;
 589         pdi->pi_bar[idx].addr = addr;
 590         pdi->pi_bar[idx].size = size;
 591
 592         /* Initialize the BAR register in config space */
 593         bar = (addr & mask) | lobits;
 594         pci_set_cfgdata32(pdi, PCIR_BAR(idx), bar);
 595
 596         if (type == PCIBAR_MEM64) {
 597                 assert(idx + 1 <= PCI_BARMAX);
 598                 pdi->pi_bar[idx + 1].type = PCIBAR_MEMHI64;
 599                 pci_set_cfgdata32(pdi, PCIR_BAR(idx + 1), bar >> 32);
 600         }
 601
 602         register_bar(pdi, idx);
 603
 604         return (0);
 605 }
 606
 607 #define CAP_START_OFFSET        0x40
 608 static int
 609 pci_emul_add_capability(struct pci_devinst *pi, u_char *capdata, int caplen)
 610 {
 611         int i, capoff, capid, reallen;
 612         uint16_t sts;
 613
 614         static u_char endofcap[4] = {
 615                 PCIY_RESERVED, 0, 0, 0
 616         };
 617
 618         assert(caplen > 0 && capdata[0] != PCIY_RESERVED);
 619
 620         reallen = roundup2(caplen, 4);          /* dword aligned */
 621
 622         sts = pci_get_cfgdata16(pi, PCIR_STATUS);
 623         if ((sts & PCIM_STATUS_CAPPRESENT) == 0) {
 624                 capoff = CAP_START_OFFSET;
 625                 pci_set_cfgdata8(pi, PCIR_CAP_PTR, capoff);
 626                 pci_set_cfgdata16(pi, PCIR_STATUS, sts|PCIM_STATUS_CAPPRESENT);
 627         } else {
 628                 capoff = pci_get_cfgdata8(pi, PCIR_CAP_PTR);
 629                 while (1) {
 630                         assert((capoff & 0x3) == 0);
 631                         capid = pci_get_cfgdata8(pi, capoff);
 632                         if (capid == PCIY_RESERVED)
 633                                 break;
 634                         capoff = pci_get_cfgdata8(pi, capoff + 1);
 635                 }
 636         }
 637
 638         /* Check if we have enough space */
 639         if (capoff + reallen + sizeof(endofcap) > PCI_REGMAX + 1)
 640                 return (-1);
 641
 642         /* Copy the capability */
 643         for (i = 0; i < caplen; i++)
 644                 pci_set_cfgdata8(pi, capoff + i, capdata[i]);
 645
 646         /* Set the next capability pointer */
 647         pci_set_cfgdata8(pi, capoff + 1, capoff + reallen);
 648
 649         /* Copy of the reserved capability which serves as the end marker */
 650         for (i = 0; i < sizeof(endofcap); i++)
 651                 pci_set_cfgdata8(pi, capoff + reallen + i, endofcap[i]);
 652
 653         return (0);
 654 }
 655
 656 static struct pci_devemu *
 657 pci_emul_finddev(char *name)
 658 {
 659         struct pci_devemu **pdpp, *pdp;
 660
 661         SET_FOREACH(pdpp, pci_devemu_set) {
 662                 pdp = *pdpp;
 663                 if (!strcmp(pdp->pe_emu, name)) {
 664                         return (pdp);
 665                 }
 666         }
 667
 668         return (NULL);
 669 }
 670
 671 static int
 672 pci_emul_init(struct vmctx *ctx, struct pci_devemu *pde, int slot, int func,
 673               char *params)
 674 {
 675         struct pci_devinst *pdi;
 676         int err;
 677
 678         pdi = malloc(sizeof(struct pci_devinst));
 679         bzero(pdi, sizeof(*pdi));
 680
 681         pdi->pi_vmctx = ctx;
 682         pdi->pi_bus = 0;
 683         pdi->pi_slot = slot;
 684         pdi->pi_func = func;
 685         pdi->pi_d = pde;
 686         snprintf(pdi->pi_name, PI_NAMESZ, "%s-pci-%d", pde->pe_emu, slot);
 687
 688         /* Disable legacy interrupts */
 689         pci_set_cfgdata8(pdi, PCIR_INTLINE, 255);
 690         pci_set_cfgdata8(pdi, PCIR_INTPIN, 0);
 691
 692         pci_set_cfgdata8(pdi, PCIR_COMMAND,
 693                     PCIM_CMD_PORTEN | PCIM_CMD_MEMEN | PCIM_CMD_BUSMASTEREN);
 694
 695         err = (*pde->pe_init)(ctx, pdi, params);
 696         if (err != 0) {
 697                 free(pdi);
 698         } else {
 699                 pci_emul_devices++;
 700                 pci_slotinfo[slot][func].si_devi = pdi;
 701         }
 702
 703         return (err);
 704 }
 705
 706 void
 707 pci_populate_msicap(struct msicap *msicap, int msgnum, int nextptr)
 708 {
 709         int mmc;
 710
 711         CTASSERT(sizeof(struct msicap) == 14);
 712
 713         /* Number of msi messages must be a power of 2 between 1 and 32 */
 714         assert((msgnum & (msgnum - 1)) == 0 && msgnum >= 1 && msgnum <= 32);
 715         mmc = ffs(msgnum) - 1;
 716
 717         bzero(msicap, sizeof(struct msicap));
 718         msicap->capid = PCIY_MSI;
 719         msicap->nextptr = nextptr;
 720         msicap->msgctrl = PCIM_MSICTRL_64BIT | (mmc << 1);
 721 }
 722
 723 int
 724 pci_emul_add_msicap(struct pci_devinst *pi, int msgnum)
 725 {
 726         struct msicap msicap;
 727
 728         pci_populate_msicap(&msicap, msgnum, 0);
 729
 730         return (pci_emul_add_capability(pi, (u_char *)&msicap, sizeof(msicap)));
 731 }
 732
 733 static void
 734 pci_populate_msixcap(struct msixcap *msixcap, int msgnum, int barnum,
 735                      uint32_t msix_tab_size, int nextptr)
 736 {
 737         CTASSERT(sizeof(struct msixcap) == 12);
 738
 739         assert(msix_tab_size % 4096 == 0);
 740
 741         bzero(msixcap, sizeof(struct msixcap));
 742         msixcap->capid = PCIY_MSIX;
 743         msixcap->nextptr = nextptr;
 744
 745         /*
 746          * Message Control Register, all fields set to
 747          * zero except for the Table Size.
 748          * Note: Table size N is encoded as N-1
 749          */
 750         msixcap->msgctrl = msgnum - 1;
 751
 752         /*
 753          * MSI-X BAR setup:
 754          * - MSI-X table start at offset 0
 755          * - PBA table starts at a 4K aligned offset after the MSI-X table
 756          */
 757         msixcap->table_info = barnum & PCIM_MSIX_BIR_MASK;
 758         msixcap->pba_info = msix_tab_size | (barnum & PCIM_MSIX_BIR_MASK);
 759 }
 760
 761 static void
 762 pci_msix_table_init(struct pci_devinst *pi, int table_entries)
 763 {
 764         int i, table_size;
 765
 766         assert(table_entries > 0);
 767         assert(table_entries <= MAX_MSIX_TABLE_ENTRIES);
 768
 769         table_size = table_entries * MSIX_TABLE_ENTRY_SIZE;
 770         pi->pi_msix.table = malloc(table_size);
 771         bzero(pi->pi_msix.table, table_size);
 772
 773         /* set mask bit of vector control register */
 774         for (i = 0; i < table_entries; i++)
 775                 pi->pi_msix.table[i].vector_control |= PCIM_MSIX_VCTRL_MASK;
 776 }
 777
 778 int
 779 pci_emul_add_msixcap(struct pci_devinst *pi, int msgnum, int barnum)
 780 {
 781         uint16_t pba_index;
 782         uint32_t tab_size;
 783         struct msixcap msixcap;
 784
 785         assert(msgnum >= 1 && msgnum <= MAX_MSIX_TABLE_ENTRIES);
 786         assert(barnum >= 0 && barnum <= PCIR_MAX_BAR_0);
 787
 788         tab_size = msgnum * MSIX_TABLE_ENTRY_SIZE;
 789
 790         /* Align table size to nearest 4K */
 791         tab_size = roundup2(tab_size, 4096);
 792
 793         pi->pi_msix.table_bar = barnum;
 794         pi->pi_msix.pba_bar   = barnum;
 795         pi->pi_msix.table_offset = 0;
 796         pi->pi_msix.table_count = msgnum;
 797         pi->pi_msix.pba_offset = tab_size;
 798
 799         /* calculate the MMIO size required for MSI-X PBA */
 800         pba_index = (msgnum - 1) / (PBA_TABLE_ENTRY_SIZE * 8);
 801         pi->pi_msix.pba_size = (pba_index + 1) * PBA_TABLE_ENTRY_SIZE;
 802
 803         pci_msix_table_init(pi, msgnum);
 804
 805         pci_populate_msixcap(&msixcap, msgnum, barnum, tab_size, 0);
 806
 807         /* allocate memory for MSI-X Table and PBA */
 808         pci_emul_alloc_bar(pi, barnum, PCIBAR_MEM32,
 809                                 tab_size + pi->pi_msix.pba_size);
 810
 811         return (pci_emul_add_capability(pi, (u_char *)&msixcap,
 812                                         sizeof(msixcap)));
 813 }
 814
 815 void
 816 msixcap_cfgwrite(struct pci_devinst *pi, int capoff, int offset,
 817                  int bytes, uint32_t val)
 818 {
 819         uint16_t msgctrl, rwmask;
 820         int off, table_bar;
 821
 822         off = offset - capoff;
 823         table_bar = pi->pi_msix.table_bar;
 824         /* Message Control Register */
 825         if (off == 2 && bytes == 2) {
 826                 rwmask = PCIM_MSIXCTRL_MSIX_ENABLE | PCIM_MSIXCTRL_FUNCTION_MASK;
 827                 msgctrl = pci_get_cfgdata16(pi, offset);
 828                 msgctrl &= ~rwmask;
 829                 msgctrl |= val & rwmask;
 830                 val = msgctrl;
 831
 832                 pi->pi_msix.enabled = val & PCIM_MSIXCTRL_MSIX_ENABLE;
 833                 pi->pi_msix.function_mask = val & PCIM_MSIXCTRL_FUNCTION_MASK;
 834         }
 835
 836         CFGWRITE(pi, offset, val, bytes);
 837 }
 838
 839 void
 840 msicap_cfgwrite(struct pci_devinst *pi, int capoff, int offset,
 841                 int bytes, uint32_t val)
 842 {
 843         uint16_t msgctrl, rwmask, msgdata, mme;
 844         uint32_t addrlo;
 845
 846         /*
 847          * If guest is writing to the message control register make sure
 848          * we do not overwrite read-only fields.
 849          */
 850         if ((offset - capoff) == 2 && bytes == 2) {
 851                 rwmask = PCIM_MSICTRL_MME_MASK | PCIM_MSICTRL_MSI_ENABLE;
 852                 msgctrl = pci_get_cfgdata16(pi, offset);
 853                 msgctrl &= ~rwmask;
 854                 msgctrl |= val & rwmask;
 855                 val = msgctrl;
 856
 857                 addrlo = pci_get_cfgdata32(pi, capoff + 4);
 858                 if (msgctrl & PCIM_MSICTRL_64BIT)
 859                         msgdata = pci_get_cfgdata16(pi, capoff + 12);
 860                 else
 861                         msgdata = pci_get_cfgdata16(pi, capoff + 8);
 862
 863                 /*
 864                  * XXX check delivery mode, destination mode etc
 865                  */
 866                 mme = msgctrl & PCIM_MSICTRL_MME_MASK;
 867                 pi->pi_msi.enabled = msgctrl & PCIM_MSICTRL_MSI_ENABLE ? 1 : 0;
 868                 if (pi->pi_msi.enabled) {
 869                         pi->pi_msi.cpu = (addrlo >> 12) & 0xff;
 870                         pi->pi_msi.vector = msgdata & 0xff;
 871                         pi->pi_msi.msgnum = 1 << (mme >> 4);
 872                 } else {
 873                         pi->pi_msi.cpu = 0;
 874                         pi->pi_msi.vector = 0;
 875                         pi->pi_msi.msgnum = 0;
 876                 }
 877         }
 878
 879         CFGWRITE(pi, offset, val, bytes);
 880 }
 881
 882 void
 883 pciecap_cfgwrite(struct pci_devinst *pi, int capoff, int offset,
 884                  int bytes, uint32_t val)
 885 {
 886
 887         /* XXX don't write to the readonly parts */
 888         CFGWRITE(pi, offset, val, bytes);
 889 }
 890
 891 #define PCIECAP_VERSION 0x2
 892 int
 893 pci_emul_add_pciecap(struct pci_devinst *pi, int type)
 894 {
 895         int err;
 896         struct pciecap pciecap;
 897
 898         CTASSERT(sizeof(struct pciecap) == 60);
 899
 900         if (type != PCIEM_TYPE_ROOT_PORT)
 901                 return (-1);
 902
 903         bzero(&pciecap, sizeof(pciecap));
 904
 905         pciecap.capid = PCIY_EXPRESS;
 906         pciecap.pcie_capabilities = PCIECAP_VERSION | PCIEM_TYPE_ROOT_PORT;
 907         pciecap.link_capabilities = 0x411;      /* gen1, x1 */
 908         pciecap.link_status = 0x11;             /* gen1, x1 */
 909
 910         err = pci_emul_add_capability(pi, (u_char *)&pciecap, sizeof(pciecap));
 911         return (err);
 912 }
 913
 914 /*
 915  * This function assumes that 'coff' is in the capabilities region of the
 916  * config space.
 917  */
 918 static void
 919 pci_emul_capwrite(struct pci_devinst *pi, int offset, int bytes, uint32_t val)
 920 {
 921         int capid;
 922         uint8_t capoff, nextoff;
 923
 924         /* Do not allow un-aligned writes */
 925         if ((offset & (bytes - 1)) != 0)
 926                 return;
 927
 928         /* Find the capability that we want to update */
 929         capoff = CAP_START_OFFSET;
 930         while (1) {
 931                 capid = pci_get_cfgdata8(pi, capoff);
 932                 if (capid == PCIY_RESERVED)
 933                         break;
 934
 935                 nextoff = pci_get_cfgdata8(pi, capoff + 1);
 936                 if (offset >= capoff && offset < nextoff)
 937                         break;
 938
 939                 capoff = nextoff;
 940         }
 941         assert(offset >= capoff);
 942
 943         /*
 944          * Capability ID and Next Capability Pointer are readonly
 945          */
 946         if (offset == capoff || offset == capoff + 1)
 947                 return;
 948
 949         switch (capid) {
 950         case PCIY_MSI:
 951                 msicap_cfgwrite(pi, capoff, offset, bytes, val);
 952                 break;
 953         case PCIY_MSIX:
 954                 msixcap_cfgwrite(pi, capoff, offset, bytes, val);
 955                 break;
 956         case PCIY_EXPRESS:
 957                 pciecap_cfgwrite(pi, capoff, offset, bytes, val);
 958                 break;
 959         default:
 960                 break;
 961         }
 962 }
 963
 964 static int
 965 pci_emul_iscap(struct pci_devinst *pi, int offset)
 966 {
 967         int found;
 968         uint16_t sts;
 969         uint8_t capid, lastoff;
 970
 971         found = 0;
 972         sts = pci_get_cfgdata16(pi, PCIR_STATUS);
 973         if ((sts & PCIM_STATUS_CAPPRESENT) != 0) {
 974                 lastoff = pci_get_cfgdata8(pi, PCIR_CAP_PTR);
 975                 while (1) {
 976                         assert((lastoff & 0x3) == 0);
 977                         capid = pci_get_cfgdata8(pi, lastoff);
 978                         if (capid == PCIY_RESERVED)
 979                                 break;
 980                         lastoff = pci_get_cfgdata8(pi, lastoff + 1);
 981                 }
 982                 if (offset >= CAP_START_OFFSET && offset <= lastoff)
 983                         found = 1;
 984         }
 985         return (found);
 986 }
 987
 988 static int
 989 pci_emul_fallback_handler(struct vmctx *ctx, int vcpu, int dir, uint64_t addr,
 990                           int size, uint64_t *val, void *arg1, long arg2)
 991 {
 992         /*
 993          * Ignore writes; return 0xff's for reads. The mem read code
 994          * will take care of truncating to the correct size.
 995          */
 996         if (dir == MEM_F_READ) {
 997                 *val = 0xffffffffffffffff;
 998         }
 999
1000         return (0);
1001 }
1002
1003 int
1004 init_pci(struct vmctx *ctx)
1005 {
1006         struct mem_range memp;
1007         struct pci_devemu *pde;
1008         struct slotinfo *si;
1009         size_t lowmem;
1010         int slot, func;
1011         int error;
1012
1013         pci_emul_iobase = PCI_EMUL_IOBASE;
1014         pci_emul_membase32 = vm_get_lowmem_limit(ctx);
1015         pci_emul_membase64 = PCI_EMUL_MEMBASE64;
1016
1017         /*
1018          * Allow ISA IRQs 5,10,11,12, and 15 to be available for
1019          * generic use
1020          */
1021         lirq[5].li_generic = 1;
1022         lirq[10].li_generic = 1;
1023         lirq[11].li_generic = 1;
1024         lirq[12].li_generic = 1;
1025         lirq[15].li_generic = 1;
1026
1027         for (slot = 0; slot < MAXSLOTS; slot++) {
1028                 for (func = 0; func < MAXFUNCS; func++) {
1029                         si = &pci_slotinfo[slot][func];
1030                         if (si->si_name != NULL) {
1031                                 pde = pci_emul_finddev(si->si_name);
1032                                 assert(pde != NULL);
1033                                 error = pci_emul_init(ctx, pde, slot, func,
1034                                             si->si_param);
1035                                 if (error)
1036                                         return (error);
1037                         }
1038                 }
1039         }
1040
1041         /*
1042          * The guest physical memory map looks like the following:
1043          * [0,              lowmem)             guest system memory
1044          * [lowmem,         lowmem_limit)       memory hole (may be absent)
1045          * [lowmem_limit,   4GB)                PCI hole (32-bit BAR allocation)
1046          * [4GB,            4GB + highmem)
1047          *
1048          * Accesses to memory addresses that are not allocated to system
1049          * memory or PCI devices return 0xff's.
1050          */
1051         error = vm_get_memory_seg(ctx, 0, &lowmem);
1052         assert(error == 0);
1053
1054         memset(&memp, 0, sizeof(struct mem_range));
1055         memp.name = "PCI hole";
1056         memp.flags = MEM_F_RW;
1057         memp.base = lowmem;
1058         memp.size = (4ULL * 1024 * 1024 * 1024) - lowmem;
1059         memp.handler = pci_emul_fallback_handler;
1060
1061         error = register_mem_fallback(&memp);
1062         assert(error == 0);
1063
1064         return (0);
1065 }
1066
1067 int
1068 pci_msi_enabled(struct pci_devinst *pi)
1069 {
1070         return (pi->pi_msi.enabled);
1071 }
1072
1073 int
1074 pci_msi_msgnum(struct pci_devinst *pi)
1075 {
1076         if (pi->pi_msi.enabled)
1077                 return (pi->pi_msi.msgnum);
1078         else
1079                 return (0);
1080 }
1081
1082 int
1083 pci_msix_enabled(struct pci_devinst *pi)
1084 {
1085
1086         return (pi->pi_msix.enabled && !pi->pi_msi.enabled);
1087 }
1088
1089 void
1090 pci_generate_msix(struct pci_devinst *pi, int index)
1091 {
1092         struct msix_table_entry *mte;
1093
1094         if (!pci_msix_enabled(pi))
1095                 return;
1096
1097         if (pi->pi_msix.function_mask)
1098                 return;
1099
1100         if (index >= pi->pi_msix.table_count)
1101                 return;
1102
1103         mte = &pi->pi_msix.table[index];
1104         if ((mte->vector_control & PCIM_MSIX_VCTRL_MASK) == 0) {
1105                 /* XXX Set PBA bit if interrupt is disabled */
1106                 vm_lapic_irq(pi->pi_vmctx,
1107                              (mte->addr >> 12) & 0xff, mte->msg_data & 0xff);
1108         }
1109 }
1110
1111 void
1112 pci_generate_msi(struct pci_devinst *pi, int msg)
1113 {
1114
1115         if (pci_msi_enabled(pi) && msg < pci_msi_msgnum(pi)) {
1116                 vm_lapic_irq(pi->pi_vmctx,
1117                              pi->pi_msi.cpu,
1118                              pi->pi_msi.vector + msg);
1119         }
1120 }
1121
1122 int
1123 pci_is_legacy(struct pci_devinst *pi)
1124 {
1125
1126         return (pci_slotinfo[pi->pi_slot][pi->pi_func].si_legacy);
1127 }
1128
1129 static int
1130 pci_lintr_alloc(struct pci_devinst *pi, int vec)
1131 {
1132         int i;
1133
1134         assert(vec < NLIRQ);
1135
1136         if (vec == -1) {
1137                 for (i = 0; i < NLIRQ; i++) {
1138                         if (lirq[i].li_generic &&
1139                             lirq[i].li_owner == NULL) {
1140                                 vec = i;
1141                                 break;
1142                         }
1143                 }
1144         } else {
1145                 if (lirq[vec].li_owner != NULL) {
1146                         vec = -1;
1147                 }
1148         }
1149         assert(vec != -1);
1150
1151         lirq[vec].li_owner = pi;
1152         pi->pi_lintr_pin = vec;
1153
1154         return (vec);
1155 }
1156
1157 int
1158 pci_lintr_request(struct pci_devinst *pi, int vec)
1159 {
1160
1161         vec = pci_lintr_alloc(pi, vec);
1162         pci_set_cfgdata8(pi, PCIR_INTLINE, vec);
1163         pci_set_cfgdata8(pi, PCIR_INTPIN, 1);
1164         return (0);
1165 }
1166
1167 void
1168 pci_lintr_assert(struct pci_devinst *pi)
1169 {
1170
1171         assert(pi->pi_lintr_pin);
1172         ioapic_assert_pin(pi->pi_vmctx, pi->pi_lintr_pin);
1173 }
1174
1175 void
1176 pci_lintr_deassert(struct pci_devinst *pi)
1177 {
1178
1179         assert(pi->pi_lintr_pin);
1180         ioapic_deassert_pin(pi->pi_vmctx, pi->pi_lintr_pin);
1181 }
1182
1183 /*
1184  * Return 1 if the emulated device in 'slot' is a multi-function device.
1185  * Return 0 otherwise.
1186  */
1187 static int
1188 pci_emul_is_mfdev(int slot)
1189 {
1190         int f, numfuncs;
1191
1192         numfuncs = 0;
1193         for (f = 0; f < MAXFUNCS; f++) {
1194                 if (pci_slotinfo[slot][f].si_devi != NULL) {
1195                         numfuncs++;
1196                 }
1197         }
1198         return (numfuncs > 1);
1199 }
1200
1201 /*
1202  * Ensure that the PCIM_MFDEV bit is properly set (or unset) depending on
1203  * whether or not is a multi-function being emulated in the pci 'slot'.
1204  */
1205 static void
1206 pci_emul_hdrtype_fixup(int slot, int off, int bytes, uint32_t *rv)
1207 {
1208         int mfdev;
1209
1210         if (off <= PCIR_HDRTYPE && off + bytes > PCIR_HDRTYPE) {
1211                 mfdev = pci_emul_is_mfdev(slot);
1212                 switch (bytes) {
1213                 case 1:
1214                 case 2:
1215                         *rv &= ~PCIM_MFDEV;
1216                         if (mfdev) {
1217                                 *rv |= PCIM_MFDEV;
1218                         }
1219                         break;
1220                 case 4:
1221                         *rv &= ~(PCIM_MFDEV << 16);
1222                         if (mfdev) {
1223                                 *rv |= (PCIM_MFDEV << 16);
1224                         }
1225                         break;
1226                 }
1227         }
1228 }
1229
1230 static int cfgbus, cfgslot, cfgfunc, cfgoff;
1231
1232 static int
1233 pci_emul_cfgaddr(struct vmctx *ctx, int vcpu, int in, int port, int bytes,
1234                  uint32_t *eax, void *arg)
1235 {
1236         uint32_t x;
1237
1238         if (bytes != 4) {
1239                 if (in)
1240                         *eax = (bytes == 2) ? 0xffff : 0xff;
1241                 return (0);
1242         }
1243
1244         if (in) {
1245                 x = (cfgbus << 16) |
1246                     (cfgslot << 11) |
1247                     (cfgfunc << 8) |
1248                     cfgoff;
1249                 *eax = x | CONF1_ENABLE;
1250         } else {
1251                 x = *eax;
1252                 cfgoff = x & PCI_REGMAX;
1253                 cfgfunc = (x >> 8) & PCI_FUNCMAX;
1254                 cfgslot = (x >> 11) & PCI_SLOTMAX;
1255                 cfgbus = (x >> 16) & PCI_BUSMAX;
1256         }
1257
1258         return (0);
1259 }
1260 INOUT_PORT(pci_cfgaddr, CONF1_ADDR_PORT, IOPORT_F_INOUT, pci_emul_cfgaddr);
1261
1262 static uint32_t
1263 bits_changed(uint32_t old, uint32_t new, uint32_t mask)
1264 {
1265
1266         return ((old ^ new) & mask);
1267 }
1268
1269 static void
1270 pci_emul_cmdwrite(struct pci_devinst *pi, uint32_t new, int bytes)
1271 {
1272         int i;
1273         uint16_t old;
1274
1275         /*
1276          * The command register is at an offset of 4 bytes and thus the
1277          * guest could write 1, 2 or 4 bytes starting at this offset.
1278          */
1279
1280         old = pci_get_cfgdata16(pi, PCIR_COMMAND);      /* stash old value */
1281         CFGWRITE(pi, PCIR_COMMAND, new, bytes);         /* update config */
1282         new = pci_get_cfgdata16(pi, PCIR_COMMAND);      /* get updated value */
1283
1284         /*
1285          * If the MMIO or I/O address space decoding has changed then
1286          * register/unregister all BARs that decode that address space.
1287          */
1288         for (i = 0; i < PCI_BARMAX; i++) {
1289                 switch (pi->pi_bar[i].type) {
1290                         case PCIBAR_NONE:
1291                         case PCIBAR_MEMHI64:
1292                                 break;
1293                         case PCIBAR_IO:
1294                                 /* I/O address space decoding changed? */
1295                                 if (bits_changed(old, new, PCIM_CMD_PORTEN)) {
1296                                         if (porten(pi))
1297                                                 register_bar(pi, i);
1298                                         else
1299                                                 unregister_bar(pi, i);
1300                                 }
1301                                 break;
1302                         case PCIBAR_MEM32:
1303                         case PCIBAR_MEM64:
1304                                 /* MMIO address space decoding changed? */
1305                                 if (bits_changed(old, new, PCIM_CMD_MEMEN)) {
1306                                         if (memen(pi))
1307                                                 register_bar(pi, i);
1308                                         else
1309                                                 unregister_bar(pi, i);
1310                                 }
1311                                 break;
1312                         default:
1313                                 assert(0);
1314                 }
1315         }
1316 }
1317
1318 static int
1319 pci_emul_cfgdata(struct vmctx *ctx, int vcpu, int in, int port, int bytes,
1320                  uint32_t *eax, void *arg)
1321 {
1322         struct pci_devinst *pi;
1323         struct pci_devemu *pe;
1324         int coff, idx, needcfg;
1325         uint64_t addr, bar, mask;
1326
1327         assert(bytes == 1 || bytes == 2 || bytes == 4);
1328
1329         if (cfgbus == 0)
1330                 pi = pci_slotinfo[cfgslot][cfgfunc].si_devi;
1331         else
1332                 pi = NULL;
1333
1334         coff = cfgoff + (port - CONF1_DATA_PORT);
1335
1336 #if 0
1337         printf("pcicfg-%s from 0x%0x of %d bytes (%d/%d/%d)\n\r",
1338                 in ? "read" : "write", coff, bytes, cfgbus, cfgslot, cfgfunc);
1339 #endif
1340
1341         /*
1342          * Just return if there is no device at this cfgslot:cfgfunc or
1343          * if the guest is doing an un-aligned access
1344          */
1345         if (pi == NULL || (coff & (bytes - 1)) != 0) {
1346                 if (in)
1347                         *eax = 0xffffffff;
1348                 return (0);
1349         }
1350
1351         pe = pi->pi_d;
1352
1353         /*
1354          * Config read
1355          */
1356         if (in) {
1357                 /* Let the device emulation override the default handler */
1358                 if (pe->pe_cfgread != NULL) {
1359                         needcfg = pe->pe_cfgread(ctx, vcpu, pi,
1360                                                     coff, bytes, eax);
1361                 } else {
1362                         needcfg = 1;
1363                 }
1364
1365                 if (needcfg) {
1366                         if (bytes == 1)
1367                                 *eax = pci_get_cfgdata8(pi, coff);
1368                         else if (bytes == 2)
1369                                 *eax = pci_get_cfgdata16(pi, coff);
1370                         else
1371                                 *eax = pci_get_cfgdata32(pi, coff);
1372                 }
1373
1374                 pci_emul_hdrtype_fixup(cfgslot, coff, bytes, eax);
1375         } else {
1376                 /* Let the device emulation override the default handler */
1377                 if (pe->pe_cfgwrite != NULL &&
1378                     (*pe->pe_cfgwrite)(ctx, vcpu, pi, coff, bytes, *eax) == 0)
1379                         return (0);
1380
1381                 /*
1382                  * Special handling for write to BAR registers
1383                  */
1384                 if (coff >= PCIR_BAR(0) && coff < PCIR_BAR(PCI_BARMAX + 1)) {
1385                         /*
1386                          * Ignore writes to BAR registers that are not
1387                          * 4-byte aligned.
1388                          */
1389                         if (bytes != 4 || (coff & 0x3) != 0)
1390                                 return (0);
1391                         idx = (coff - PCIR_BAR(0)) / 4;
1392                         mask = ~(pi->pi_bar[idx].size - 1);
1393                         switch (pi->pi_bar[idx].type) {
1394                         case PCIBAR_NONE:
1395                                 pi->pi_bar[idx].addr = bar = 0;
1396                                 break;
1397                         case PCIBAR_IO:
1398                                 addr = *eax & mask;
1399                                 addr &= 0xffff;
1400                                 bar = addr | PCIM_BAR_IO_SPACE;
1401                                 /*
1402                                  * Register the new BAR value for interception
1403                                  */
1404                                 if (addr != pi->pi_bar[idx].addr) {
1405                                         update_bar_address(pi, addr, idx,
1406                                                            PCIBAR_IO);
1407                                 }
1408                                 break;
1409                         case PCIBAR_MEM32:
1410                                 addr = bar = *eax & mask;
1411                                 bar |= PCIM_BAR_MEM_SPACE | PCIM_BAR_MEM_32;
1412                                 if (addr != pi->pi_bar[idx].addr) {
1413                                         update_bar_address(pi, addr, idx,
1414                                                            PCIBAR_MEM32);
1415                                 }
1416                                 break;
1417                         case PCIBAR_MEM64:
1418                                 addr = bar = *eax & mask;
1419                                 bar |= PCIM_BAR_MEM_SPACE | PCIM_BAR_MEM_64 |
1420                                        PCIM_BAR_MEM_PREFETCH;
1421                                 if (addr != (uint32_t)pi->pi_bar[idx].addr) {
1422                                         update_bar_address(pi, addr, idx,
1423                                                            PCIBAR_MEM64);
1424                                 }
1425                                 break;
1426                         case PCIBAR_MEMHI64:
1427                                 mask = ~(pi->pi_bar[idx - 1].size - 1);
1428                                 addr = ((uint64_t)*eax << 32) & mask;
1429                                 bar = addr >> 32;
1430                                 if (bar != pi->pi_bar[idx - 1].addr >> 32) {
1431                                         update_bar_address(pi, addr, idx - 1,
1432                                                            PCIBAR_MEMHI64);
1433                                 }
1434                                 break;
1435                         default:
1436                                 assert(0);
1437                         }
1438                         pci_set_cfgdata32(pi, coff, bar);
1439
1440                 } else if (pci_emul_iscap(pi, coff)) {
1441                         pci_emul_capwrite(pi, coff, bytes, *eax);
1442                 } else if (coff == PCIR_COMMAND) {
1443                         pci_emul_cmdwrite(pi, *eax, bytes);
1444                 } else {
1445                         CFGWRITE(pi, coff, *eax, bytes);
1446                 }
1447         }
1448
1449         return (0);
1450 }
1451
1452 INOUT_PORT(pci_cfgdata, CONF1_DATA_PORT+0, IOPORT_F_INOUT, pci_emul_cfgdata);
1453 INOUT_PORT(pci_cfgdata, CONF1_DATA_PORT+1, IOPORT_F_INOUT, pci_emul_cfgdata);
1454 INOUT_PORT(pci_cfgdata, CONF1_DATA_PORT+2, IOPORT_F_INOUT, pci_emul_cfgdata);
1455 INOUT_PORT(pci_cfgdata, CONF1_DATA_PORT+3, IOPORT_F_INOUT, pci_emul_cfgdata);
1456
1457 /*
1458  * I/O ports to configure PCI IRQ routing. We ignore all writes to it.
1459  */
1460 static int
1461 pci_irq_port_handler(struct vmctx *ctx, int vcpu, int in, int port, int bytes,
1462                      uint32_t *eax, void *arg)
1463 {
1464         assert(in == 0);
1465         return (0);
1466 }
1467 INOUT_PORT(pci_irq, 0xC00, IOPORT_F_OUT, pci_irq_port_handler);
1468 INOUT_PORT(pci_irq, 0xC01, IOPORT_F_OUT, pci_irq_port_handler);
1469
1470 #define PCI_EMUL_TEST
1471 #ifdef PCI_EMUL_TEST
1472 /*
1473  * Define a dummy test device
1474  */
1475 #define DIOSZ   20
1476 #define DMEMSZ  4096
1477 struct pci_emul_dsoftc {
1478         uint8_t   ioregs[DIOSZ];
1479         uint8_t   memregs[DMEMSZ];
1480 };
1481
1482 #define PCI_EMUL_MSI_MSGS        4
1483 #define PCI_EMUL_MSIX_MSGS      16
1484
1485 static int
1486 pci_emul_dinit(struct vmctx *ctx, struct pci_devinst *pi, char *opts)
1487 {
1488         int error;
1489         struct pci_emul_dsoftc *sc;
1490
1491         sc = malloc(sizeof(struct pci_emul_dsoftc));
1492         memset(sc, 0, sizeof(struct pci_emul_dsoftc));
1493
1494         pi->pi_arg = sc;
1495
1496         pci_set_cfgdata16(pi, PCIR_DEVICE, 0x0001);
1497         pci_set_cfgdata16(pi, PCIR_VENDOR, 0x10DD);
1498         pci_set_cfgdata8(pi, PCIR_CLASS, 0x02);
1499
1500         error = pci_emul_add_msicap(pi, PCI_EMUL_MSI_MSGS);
1501         assert(error == 0);
1502
1503         error = pci_emul_alloc_bar(pi, 0, PCIBAR_IO, DIOSZ);
1504         assert(error == 0);
1505
1506         error = pci_emul_alloc_bar(pi, 1, PCIBAR_MEM32, DMEMSZ);
1507         assert(error == 0);
1508
1509         return (0);
1510 }
1511
1512 static void
1513 pci_emul_diow(struct vmctx *ctx, int vcpu, struct pci_devinst *pi, int baridx,
1514               uint64_t offset, int size, uint64_t value)
1515 {
1516         int i;
1517         struct pci_emul_dsoftc *sc = pi->pi_arg;
1518
1519         if (baridx == 0) {
1520                 if (offset + size > DIOSZ) {
1521                         printf("diow: iow too large, offset %ld size %d\n",
1522                                offset, size);
1523                         return;
1524                 }
1525
1526                 if (size == 1) {
1527                         sc->ioregs[offset] = value & 0xff;
1528                 } else if (size == 2) {
1529                         *(uint16_t *)&sc->ioregs[offset] = value & 0xffff;
1530                 } else if (size == 4) {
1531                         *(uint32_t *)&sc->ioregs[offset] = value;
1532                 } else {
1533                         printf("diow: iow unknown size %d\n", size);
1534                 }
1535
1536                 /*
1537                  * Special magic value to generate an interrupt
1538                  */
1539                 if (offset == 4 && size == 4 && pci_msi_enabled(pi))
1540                         pci_generate_msi(pi, value % pci_msi_msgnum(pi));
1541
1542                 if (value == 0xabcdef) {
1543                         for (i = 0; i < pci_msi_msgnum(pi); i++)
1544                                 pci_generate_msi(pi, i);
1545                 }
1546         }
1547
1548         if (baridx == 1) {
1549                 if (offset + size > DMEMSZ) {
1550                         printf("diow: memw too large, offset %ld size %d\n",
1551                                offset, size);
1552                         return;
1553                 }
1554
1555                 if (size == 1) {
1556                         sc->memregs[offset] = value;
1557                 } else if (size == 2) {
1558                         *(uint16_t *)&sc->memregs[offset] = value;
1559                 } else if (size == 4) {
1560                         *(uint32_t *)&sc->memregs[offset] = value;
1561                 } else if (size == 8) {
1562                         *(uint64_t *)&sc->memregs[offset] = value;
1563                 } else {
1564                         printf("diow: memw unknown size %d\n", size);
1565                 }
1566
1567                 /*
1568                  * magic interrupt ??
1569                  */
1570         }
1571
1572         if (baridx > 1) {
1573                 printf("diow: unknown bar idx %d\n", baridx);
1574         }
1575 }
1576
1577 static uint64_t
1578 pci_emul_dior(struct vmctx *ctx, int vcpu, struct pci_devinst *pi, int baridx,
1579               uint64_t offset, int size)
1580 {
1581         struct pci_emul_dsoftc *sc = pi->pi_arg;
1582         uint32_t value;
1583
1584         if (baridx == 0) {
1585                 if (offset + size > DIOSZ) {
1586                         printf("dior: ior too large, offset %ld size %d\n",
1587                                offset, size);
1588                         return (0);
1589                 }
1590
1591                 if (size == 1) {
1592                         value = sc->ioregs[offset];
1593                 } else if (size == 2) {
1594                         value = *(uint16_t *) &sc->ioregs[offset];
1595                 } else if (size == 4) {
1596                         value = *(uint32_t *) &sc->ioregs[offset];
1597                 } else {
1598                         printf("dior: ior unknown size %d\n", size);
1599                 }
1600         }
1601
1602         if (baridx == 1) {
1603                 if (offset + size > DMEMSZ) {
1604                         printf("dior: memr too large, offset %ld size %d\n",
1605                                offset, size);
1606                         return (0);
1607                 }
1608
1609                 if (size == 1) {
1610                         value = sc->memregs[offset];
1611                 } else if (size == 2) {
1612                         value = *(uint16_t *) &sc->memregs[offset];
1613                 } else if (size == 4) {
1614                         value = *(uint32_t *) &sc->memregs[offset];
1615                 } else if (size == 8) {
1616                         value = *(uint64_t *) &sc->memregs[offset];
1617                 } else {
1618                         printf("dior: ior unknown size %d\n", size);
1619                 }
1620         }
1621
1622
1623         if (baridx > 1) {
1624                 printf("dior: unknown bar idx %d\n", baridx);
1625                 return (0);
1626         }
1627
1628         return (value);
1629 }
1630
1631 struct pci_devemu pci_dummy = {
1632         .pe_emu = "dummy",
1633         .pe_init = pci_emul_dinit,
1634         .pe_barwrite = pci_emul_diow,
1635         .pe_barread = pci_emul_dior
1636 };
1637 PCI_EMUL_SET(pci_dummy);
1638
1639 #endif /* PCI_EMUL_TEST */