]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/10.git/blob - usr.sbin/bhyve/pci_emul.c
MFC 261904,261905,262143,262184,264921,265211,267169,267292,267294:
[FreeBSD/stable/10.git] / 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 <pthread.h>
38 #include <stdio.h>
39 #include <stdlib.h>
40 #include <string.h>
41 #include <strings.h>
42 #include <assert.h>
43 #include <stdbool.h>
44
45 #include <machine/vmm.h>
46 #include <vmmapi.h>
47
48 #include "acpi.h"
49 #include "bhyverun.h"
50 #include "inout.h"
51 #include "ioapic.h"
52 #include "mem.h"
53 #include "pci_emul.h"
54 #include "pci_lpc.h"
55
56 #define CONF1_ADDR_PORT    0x0cf8
57 #define CONF1_DATA_PORT    0x0cfc
58
59 #define CONF1_ENABLE       0x80000000ul
60
61 #define CFGWRITE(pi,off,val,b)                                          \
62 do {                                                                    \
63         if ((b) == 1) {                                                 \
64                 pci_set_cfgdata8((pi),(off),(val));                     \
65         } else if ((b) == 2) {                                          \
66                 pci_set_cfgdata16((pi),(off),(val));                    \
67         } else {                                                        \
68                 pci_set_cfgdata32((pi),(off),(val));                    \
69         }                                                               \
70 } while (0)
71
72 #define MAXBUSES        (PCI_BUSMAX + 1)
73 #define MAXSLOTS        (PCI_SLOTMAX + 1)
74 #define MAXFUNCS        (PCI_FUNCMAX + 1)
75
76 struct funcinfo {
77         char    *fi_name;
78         char    *fi_param;
79         struct pci_devinst *fi_devi;
80 };
81
82 struct intxinfo {
83         int     ii_count;
84         int     ii_ioapic_irq;
85 };
86
87 struct slotinfo {
88         struct intxinfo si_intpins[4];
89         struct funcinfo si_funcs[MAXFUNCS];
90 };
91
92 struct businfo {
93         uint16_t iobase, iolimit;               /* I/O window */
94         uint32_t membase32, memlimit32;         /* mmio window below 4GB */
95         uint64_t membase64, memlimit64;         /* mmio window above 4GB */
96         struct slotinfo slotinfo[MAXSLOTS];
97 };
98
99 static struct businfo *pci_businfo[MAXBUSES];
100
101 SET_DECLARE(pci_devemu_set, struct pci_devemu);
102
103 static uint64_t pci_emul_iobase;
104 static uint64_t pci_emul_membase32;
105 static uint64_t pci_emul_membase64;
106
107 #define PCI_EMUL_IOBASE         0x2000
108 #define PCI_EMUL_IOLIMIT        0x10000
109
110 #define PCI_EMUL_MEMLIMIT32     0xE0000000      /* 3.5GB */
111
112 #define PCI_EMUL_MEMBASE64      0xD000000000UL
113 #define PCI_EMUL_MEMLIMIT64     0xFD00000000UL
114
115 static struct pci_devemu *pci_emul_finddev(char *name);
116 static void     pci_lintr_update(struct pci_devinst *pi);
117
118 static struct mem_range pci_mem_hole;
119
120 /*
121  * I/O access
122  */
123
124 /*
125  * Slot options are in the form:
126  *
127  *  <bus>:<slot>:<func>,<emul>[,<config>]
128  *  <slot>[:<func>],<emul>[,<config>]
129  *
130  *  slot is 0..31
131  *  func is 0..7
132  *  emul is a string describing the type of PCI device e.g. virtio-net
133  *  config is an optional string, depending on the device, that can be
134  *  used for configuration.
135  *   Examples are:
136  *     1,virtio-net,tap0
137  *     3:0,dummy
138  */
139 static void
140 pci_parse_slot_usage(char *aopt)
141 {
142
143         fprintf(stderr, "Invalid PCI slot info field \"%s\"\n", aopt);
144 }
145
146 int
147 pci_parse_slot(char *opt)
148 {
149         struct businfo *bi;
150         struct slotinfo *si;
151         char *emul, *config, *str, *cp;
152         int error, bnum, snum, fnum;
153
154         error = -1;
155         str = strdup(opt);
156
157         emul = config = NULL;
158         if ((cp = strchr(str, ',')) != NULL) {
159                 *cp = '\0';
160                 emul = cp + 1;
161                 if ((cp = strchr(emul, ',')) != NULL) {
162                         *cp = '\0';
163                         config = cp + 1;
164                 }
165         } else {
166                 pci_parse_slot_usage(opt);
167                 goto done;
168         }
169
170         /* <bus>:<slot>:<func> */
171         if (sscanf(str, "%d:%d:%d", &bnum, &snum, &fnum) != 3) {
172                 bnum = 0;
173                 /* <slot>:<func> */
174                 if (sscanf(str, "%d:%d", &snum, &fnum) != 2) {
175                         fnum = 0;
176                         /* <slot> */
177                         if (sscanf(str, "%d", &snum) != 1) {
178                                 snum = -1;
179                         }
180                 }
181         }
182
183         if (bnum < 0 || bnum >= MAXBUSES || snum < 0 || snum >= MAXSLOTS ||
184             fnum < 0 || fnum >= MAXFUNCS) {
185                 pci_parse_slot_usage(opt);
186                 goto done;
187         }
188
189         if (pci_businfo[bnum] == NULL)
190                 pci_businfo[bnum] = calloc(1, sizeof(struct businfo));
191
192         bi = pci_businfo[bnum];
193         si = &bi->slotinfo[snum];
194
195         if (si->si_funcs[fnum].fi_name != NULL) {
196                 fprintf(stderr, "pci slot %d:%d already occupied!\n",
197                         snum, fnum);
198                 goto done;
199         }
200
201         if (pci_emul_finddev(emul) == NULL) {
202                 fprintf(stderr, "pci slot %d:%d: unknown device \"%s\"\n",
203                         snum, fnum, emul);
204                 goto done;
205         }
206
207         error = 0;
208         si->si_funcs[fnum].fi_name = emul;
209         si->si_funcs[fnum].fi_param = config;
210
211 done:
212         if (error)
213                 free(str);
214
215         return (error);
216 }
217
218 static int
219 pci_valid_pba_offset(struct pci_devinst *pi, uint64_t offset)
220 {
221
222         if (offset < pi->pi_msix.pba_offset)
223                 return (0);
224
225         if (offset >= pi->pi_msix.pba_offset + pi->pi_msix.pba_size) {
226                 return (0);
227         }
228
229         return (1);
230 }
231
232 int
233 pci_emul_msix_twrite(struct pci_devinst *pi, uint64_t offset, int size,
234                      uint64_t value)
235 {
236         int msix_entry_offset;
237         int tab_index;
238         char *dest;
239
240         /* support only 4 or 8 byte writes */
241         if (size != 4 && size != 8)
242                 return (-1);
243
244         /*
245          * Return if table index is beyond what device supports
246          */
247         tab_index = offset / MSIX_TABLE_ENTRY_SIZE;
248         if (tab_index >= pi->pi_msix.table_count)
249                 return (-1);
250
251         msix_entry_offset = offset % MSIX_TABLE_ENTRY_SIZE;
252
253         /* support only aligned writes */
254         if ((msix_entry_offset % size) != 0)
255                 return (-1);
256
257         dest = (char *)(pi->pi_msix.table + tab_index);
258         dest += msix_entry_offset;
259
260         if (size == 4)
261                 *((uint32_t *)dest) = value;
262         else
263                 *((uint64_t *)dest) = value;
264
265         return (0);
266 }
267
268 uint64_t
269 pci_emul_msix_tread(struct pci_devinst *pi, uint64_t offset, int size)
270 {
271         char *dest;
272         int msix_entry_offset;
273         int tab_index;
274         uint64_t retval = ~0;
275
276         /*
277          * The PCI standard only allows 4 and 8 byte accesses to the MSI-X
278          * table but we also allow 1 byte access to accomodate reads from
279          * ddb.
280          */
281         if (size != 1 && size != 4 && size != 8)
282                 return (retval);
283
284         msix_entry_offset = offset % MSIX_TABLE_ENTRY_SIZE;
285
286         /* support only aligned reads */
287         if ((msix_entry_offset % size) != 0) {
288                 return (retval);
289         }
290
291         tab_index = offset / MSIX_TABLE_ENTRY_SIZE;
292
293         if (tab_index < pi->pi_msix.table_count) {
294                 /* valid MSI-X Table access */
295                 dest = (char *)(pi->pi_msix.table + tab_index);
296                 dest += msix_entry_offset;
297
298                 if (size == 1)
299                         retval = *((uint8_t *)dest);
300                 else if (size == 4)
301                         retval = *((uint32_t *)dest);
302                 else
303                         retval = *((uint64_t *)dest);
304         } else if (pci_valid_pba_offset(pi, offset)) {
305                 /* return 0 for PBA access */
306                 retval = 0;
307         }
308
309         return (retval);
310 }
311
312 int
313 pci_msix_table_bar(struct pci_devinst *pi)
314 {
315
316         if (pi->pi_msix.table != NULL)
317                 return (pi->pi_msix.table_bar);
318         else
319                 return (-1);
320 }
321
322 int
323 pci_msix_pba_bar(struct pci_devinst *pi)
324 {
325
326         if (pi->pi_msix.table != NULL)
327                 return (pi->pi_msix.pba_bar);
328         else
329                 return (-1);
330 }
331
332 static int
333 pci_emul_io_handler(struct vmctx *ctx, int vcpu, int in, int port, int bytes,
334                     uint32_t *eax, void *arg)
335 {
336         struct pci_devinst *pdi = arg;
337         struct pci_devemu *pe = pdi->pi_d;
338         uint64_t offset;
339         int i;
340
341         for (i = 0; i <= PCI_BARMAX; i++) {
342                 if (pdi->pi_bar[i].type == PCIBAR_IO &&
343                     port >= pdi->pi_bar[i].addr &&
344                     port + bytes <= pdi->pi_bar[i].addr + pdi->pi_bar[i].size) {
345                         offset = port - pdi->pi_bar[i].addr;
346                         if (in)
347                                 *eax = (*pe->pe_barread)(ctx, vcpu, pdi, i,
348                                                          offset, bytes);
349                         else
350                                 (*pe->pe_barwrite)(ctx, vcpu, pdi, i, offset,
351                                                    bytes, *eax);
352                         return (0);
353                 }
354         }
355         return (-1);
356 }
357
358 static int
359 pci_emul_mem_handler(struct vmctx *ctx, int vcpu, int dir, uint64_t addr,
360                      int size, uint64_t *val, void *arg1, long arg2)
361 {
362         struct pci_devinst *pdi = arg1;
363         struct pci_devemu *pe = pdi->pi_d;
364         uint64_t offset;
365         int bidx = (int) arg2;
366
367         assert(bidx <= PCI_BARMAX);
368         assert(pdi->pi_bar[bidx].type == PCIBAR_MEM32 ||
369                pdi->pi_bar[bidx].type == PCIBAR_MEM64);
370         assert(addr >= pdi->pi_bar[bidx].addr &&
371                addr + size <= pdi->pi_bar[bidx].addr + pdi->pi_bar[bidx].size);
372
373         offset = addr - pdi->pi_bar[bidx].addr;
374
375         if (dir == MEM_F_WRITE) {
376                 if (size == 8) {
377                         (*pe->pe_barwrite)(ctx, vcpu, pdi, bidx, offset,
378                                            4, *val & 0xffffffff);
379                         (*pe->pe_barwrite)(ctx, vcpu, pdi, bidx, offset + 4,
380                                            4, *val >> 32);
381                 } else {
382                         (*pe->pe_barwrite)(ctx, vcpu, pdi, bidx, offset,
383                                            size, *val);
384                 }
385         } else {
386                 if (size == 8) {
387                         *val = (*pe->pe_barread)(ctx, vcpu, pdi, bidx,
388                                                  offset, 4);
389                         *val |= (*pe->pe_barread)(ctx, vcpu, pdi, bidx,
390                                                   offset + 4, 4) << 32;
391                 } else {
392                         *val = (*pe->pe_barread)(ctx, vcpu, pdi, bidx,
393                                                  offset, size);
394                 }
395         }
396
397         return (0);
398 }
399
400
401 static int
402 pci_emul_alloc_resource(uint64_t *baseptr, uint64_t limit, uint64_t size,
403                         uint64_t *addr)
404 {
405         uint64_t base;
406
407         assert((size & (size - 1)) == 0);       /* must be a power of 2 */
408
409         base = roundup2(*baseptr, size);
410
411         if (base + size <= limit) {
412                 *addr = base;
413                 *baseptr = base + size;
414                 return (0);
415         } else
416                 return (-1);
417 }
418
419 int
420 pci_emul_alloc_bar(struct pci_devinst *pdi, int idx, enum pcibar_type type,
421                    uint64_t size)
422 {
423
424         return (pci_emul_alloc_pbar(pdi, idx, 0, type, size));
425 }
426
427 /*
428  * Register (or unregister) the MMIO or I/O region associated with the BAR
429  * register 'idx' of an emulated pci device.
430  */
431 static void
432 modify_bar_registration(struct pci_devinst *pi, int idx, int registration)
433 {
434         int error;
435         struct inout_port iop;
436         struct mem_range mr;
437
438         switch (pi->pi_bar[idx].type) {
439         case PCIBAR_IO:
440                 bzero(&iop, sizeof(struct inout_port));
441                 iop.name = pi->pi_name;
442                 iop.port = pi->pi_bar[idx].addr;
443                 iop.size = pi->pi_bar[idx].size;
444                 if (registration) {
445                         iop.flags = IOPORT_F_INOUT;
446                         iop.handler = pci_emul_io_handler;
447                         iop.arg = pi;
448                         error = register_inout(&iop);
449                 } else 
450                         error = unregister_inout(&iop);
451                 break;
452         case PCIBAR_MEM32:
453         case PCIBAR_MEM64:
454                 bzero(&mr, sizeof(struct mem_range));
455                 mr.name = pi->pi_name;
456                 mr.base = pi->pi_bar[idx].addr;
457                 mr.size = pi->pi_bar[idx].size;
458                 if (registration) {
459                         mr.flags = MEM_F_RW;
460                         mr.handler = pci_emul_mem_handler;
461                         mr.arg1 = pi;
462                         mr.arg2 = idx;
463                         error = register_mem(&mr);
464                 } else
465                         error = unregister_mem(&mr);
466                 break;
467         default:
468                 error = EINVAL;
469                 break;
470         }
471         assert(error == 0);
472 }
473
474 static void
475 unregister_bar(struct pci_devinst *pi, int idx)
476 {
477
478         modify_bar_registration(pi, idx, 0);
479 }
480
481 static void
482 register_bar(struct pci_devinst *pi, int idx)
483 {
484
485         modify_bar_registration(pi, idx, 1);
486 }
487
488 /* Are we decoding i/o port accesses for the emulated pci device? */
489 static int
490 porten(struct pci_devinst *pi)
491 {
492         uint16_t cmd;
493
494         cmd = pci_get_cfgdata16(pi, PCIR_COMMAND);
495
496         return (cmd & PCIM_CMD_PORTEN);
497 }
498
499 /* Are we decoding memory accesses for the emulated pci device? */
500 static int
501 memen(struct pci_devinst *pi)
502 {
503         uint16_t cmd;
504
505         cmd = pci_get_cfgdata16(pi, PCIR_COMMAND);
506
507         return (cmd & PCIM_CMD_MEMEN);
508 }
509
510 /*
511  * Update the MMIO or I/O address that is decoded by the BAR register.
512  *
513  * If the pci device has enabled the address space decoding then intercept
514  * the address range decoded by the BAR register.
515  */
516 static void
517 update_bar_address(struct  pci_devinst *pi, uint64_t addr, int idx, int type)
518 {
519         int decode;
520
521         if (pi->pi_bar[idx].type == PCIBAR_IO)
522                 decode = porten(pi);
523         else
524                 decode = memen(pi);
525
526         if (decode)
527                 unregister_bar(pi, idx);
528
529         switch (type) {
530         case PCIBAR_IO:
531         case PCIBAR_MEM32:
532                 pi->pi_bar[idx].addr = addr;
533                 break;
534         case PCIBAR_MEM64:
535                 pi->pi_bar[idx].addr &= ~0xffffffffUL;
536                 pi->pi_bar[idx].addr |= addr;
537                 break;
538         case PCIBAR_MEMHI64:
539                 pi->pi_bar[idx].addr &= 0xffffffff;
540                 pi->pi_bar[idx].addr |= addr;
541                 break;
542         default:
543                 assert(0);
544         }
545
546         if (decode)
547                 register_bar(pi, idx);
548 }
549
550 int
551 pci_emul_alloc_pbar(struct pci_devinst *pdi, int idx, uint64_t hostbase,
552                     enum pcibar_type type, uint64_t size)
553 {
554         int error;
555         uint64_t *baseptr, limit, addr, mask, lobits, bar;
556
557         assert(idx >= 0 && idx <= PCI_BARMAX);
558
559         if ((size & (size - 1)) != 0)
560                 size = 1UL << flsl(size);       /* round up to a power of 2 */
561
562         /* Enforce minimum BAR sizes required by the PCI standard */
563         if (type == PCIBAR_IO) {
564                 if (size < 4)
565                         size = 4;
566         } else {
567                 if (size < 16)
568                         size = 16;
569         }
570
571         switch (type) {
572         case PCIBAR_NONE:
573                 baseptr = NULL;
574                 addr = mask = lobits = 0;
575                 break;
576         case PCIBAR_IO:
577                 baseptr = &pci_emul_iobase;
578                 limit = PCI_EMUL_IOLIMIT;
579                 mask = PCIM_BAR_IO_BASE;
580                 lobits = PCIM_BAR_IO_SPACE;
581                 break;
582         case PCIBAR_MEM64:
583                 /*
584                  * XXX
585                  * Some drivers do not work well if the 64-bit BAR is allocated
586                  * above 4GB. Allow for this by allocating small requests under
587                  * 4GB unless then allocation size is larger than some arbitrary
588                  * number (32MB currently).
589                  */
590                 if (size > 32 * 1024 * 1024) {
591                         /*
592                          * XXX special case for device requiring peer-peer DMA
593                          */
594                         if (size == 0x100000000UL)
595                                 baseptr = &hostbase;
596                         else
597                                 baseptr = &pci_emul_membase64;
598                         limit = PCI_EMUL_MEMLIMIT64;
599                         mask = PCIM_BAR_MEM_BASE;
600                         lobits = PCIM_BAR_MEM_SPACE | PCIM_BAR_MEM_64 |
601                                  PCIM_BAR_MEM_PREFETCH;
602                         break;
603                 } else {
604                         baseptr = &pci_emul_membase32;
605                         limit = PCI_EMUL_MEMLIMIT32;
606                         mask = PCIM_BAR_MEM_BASE;
607                         lobits = PCIM_BAR_MEM_SPACE | PCIM_BAR_MEM_64;
608                 }
609                 break;
610         case PCIBAR_MEM32:
611                 baseptr = &pci_emul_membase32;
612                 limit = PCI_EMUL_MEMLIMIT32;
613                 mask = PCIM_BAR_MEM_BASE;
614                 lobits = PCIM_BAR_MEM_SPACE | PCIM_BAR_MEM_32;
615                 break;
616         default:
617                 printf("pci_emul_alloc_base: invalid bar type %d\n", type);
618                 assert(0);
619         }
620
621         if (baseptr != NULL) {
622                 error = pci_emul_alloc_resource(baseptr, limit, size, &addr);
623                 if (error != 0)
624                         return (error);
625         }
626
627         pdi->pi_bar[idx].type = type;
628         pdi->pi_bar[idx].addr = addr;
629         pdi->pi_bar[idx].size = size;
630
631         /* Initialize the BAR register in config space */
632         bar = (addr & mask) | lobits;
633         pci_set_cfgdata32(pdi, PCIR_BAR(idx), bar);
634
635         if (type == PCIBAR_MEM64) {
636                 assert(idx + 1 <= PCI_BARMAX);
637                 pdi->pi_bar[idx + 1].type = PCIBAR_MEMHI64;
638                 pci_set_cfgdata32(pdi, PCIR_BAR(idx + 1), bar >> 32);
639         }
640         
641         register_bar(pdi, idx);
642
643         return (0);
644 }
645
646 #define CAP_START_OFFSET        0x40
647 static int
648 pci_emul_add_capability(struct pci_devinst *pi, u_char *capdata, int caplen)
649 {
650         int i, capoff, reallen;
651         uint16_t sts;
652
653         assert(caplen > 0);
654
655         reallen = roundup2(caplen, 4);          /* dword aligned */
656
657         sts = pci_get_cfgdata16(pi, PCIR_STATUS);
658         if ((sts & PCIM_STATUS_CAPPRESENT) == 0)
659                 capoff = CAP_START_OFFSET;
660         else
661                 capoff = pi->pi_capend + 1;
662
663         /* Check if we have enough space */
664         if (capoff + reallen > PCI_REGMAX + 1)
665                 return (-1);
666
667         /* Set the previous capability pointer */
668         if ((sts & PCIM_STATUS_CAPPRESENT) == 0) {
669                 pci_set_cfgdata8(pi, PCIR_CAP_PTR, capoff);
670                 pci_set_cfgdata16(pi, PCIR_STATUS, sts|PCIM_STATUS_CAPPRESENT);
671         } else
672                 pci_set_cfgdata8(pi, pi->pi_prevcap + 1, capoff);
673
674         /* Copy the capability */
675         for (i = 0; i < caplen; i++)
676                 pci_set_cfgdata8(pi, capoff + i, capdata[i]);
677
678         /* Set the next capability pointer */
679         pci_set_cfgdata8(pi, capoff + 1, 0);
680
681         pi->pi_prevcap = capoff;
682         pi->pi_capend = capoff + reallen - 1;
683         return (0);
684 }
685
686 static struct pci_devemu *
687 pci_emul_finddev(char *name)
688 {
689         struct pci_devemu **pdpp, *pdp;
690
691         SET_FOREACH(pdpp, pci_devemu_set) {
692                 pdp = *pdpp;
693                 if (!strcmp(pdp->pe_emu, name)) {
694                         return (pdp);
695                 }
696         }
697
698         return (NULL);
699 }
700
701 static int
702 pci_emul_init(struct vmctx *ctx, struct pci_devemu *pde, int bus, int slot,
703     int func, struct funcinfo *fi)
704 {
705         struct pci_devinst *pdi;
706         int err;
707
708         pdi = malloc(sizeof(struct pci_devinst));
709         bzero(pdi, sizeof(*pdi));
710
711         pdi->pi_vmctx = ctx;
712         pdi->pi_bus = bus;
713         pdi->pi_slot = slot;
714         pdi->pi_func = func;
715         pthread_mutex_init(&pdi->pi_lintr.lock, NULL);
716         pdi->pi_lintr.pin = 0;
717         pdi->pi_lintr.state = IDLE;
718         pdi->pi_lintr.ioapic_irq = 0;
719         pdi->pi_d = pde;
720         snprintf(pdi->pi_name, PI_NAMESZ, "%s-pci-%d", pde->pe_emu, slot);
721
722         /* Disable legacy interrupts */
723         pci_set_cfgdata8(pdi, PCIR_INTLINE, 255);
724         pci_set_cfgdata8(pdi, PCIR_INTPIN, 0);
725
726         pci_set_cfgdata8(pdi, PCIR_COMMAND,
727                     PCIM_CMD_PORTEN | PCIM_CMD_MEMEN | PCIM_CMD_BUSMASTEREN);
728
729         err = (*pde->pe_init)(ctx, pdi, fi->fi_param);
730         if (err == 0)
731                 fi->fi_devi = pdi;
732         else
733                 free(pdi);
734
735         return (err);
736 }
737
738 void
739 pci_populate_msicap(struct msicap *msicap, int msgnum, int nextptr)
740 {
741         int mmc;
742
743         CTASSERT(sizeof(struct msicap) == 14);
744
745         /* Number of msi messages must be a power of 2 between 1 and 32 */
746         assert((msgnum & (msgnum - 1)) == 0 && msgnum >= 1 && msgnum <= 32);
747         mmc = ffs(msgnum) - 1;
748
749         bzero(msicap, sizeof(struct msicap));
750         msicap->capid = PCIY_MSI;
751         msicap->nextptr = nextptr;
752         msicap->msgctrl = PCIM_MSICTRL_64BIT | (mmc << 1);
753 }
754
755 int
756 pci_emul_add_msicap(struct pci_devinst *pi, int msgnum)
757 {
758         struct msicap msicap;
759
760         pci_populate_msicap(&msicap, msgnum, 0);
761
762         return (pci_emul_add_capability(pi, (u_char *)&msicap, sizeof(msicap)));
763 }
764
765 static void
766 pci_populate_msixcap(struct msixcap *msixcap, int msgnum, int barnum,
767                      uint32_t msix_tab_size)
768 {
769         CTASSERT(sizeof(struct msixcap) == 12);
770
771         assert(msix_tab_size % 4096 == 0);
772
773         bzero(msixcap, sizeof(struct msixcap));
774         msixcap->capid = PCIY_MSIX;
775
776         /*
777          * Message Control Register, all fields set to
778          * zero except for the Table Size.
779          * Note: Table size N is encoded as N-1
780          */
781         msixcap->msgctrl = msgnum - 1;
782
783         /*
784          * MSI-X BAR setup:
785          * - MSI-X table start at offset 0
786          * - PBA table starts at a 4K aligned offset after the MSI-X table
787          */
788         msixcap->table_info = barnum & PCIM_MSIX_BIR_MASK;
789         msixcap->pba_info = msix_tab_size | (barnum & PCIM_MSIX_BIR_MASK);
790 }
791
792 static void
793 pci_msix_table_init(struct pci_devinst *pi, int table_entries)
794 {
795         int i, table_size;
796
797         assert(table_entries > 0);
798         assert(table_entries <= MAX_MSIX_TABLE_ENTRIES);
799
800         table_size = table_entries * MSIX_TABLE_ENTRY_SIZE;
801         pi->pi_msix.table = malloc(table_size);
802         bzero(pi->pi_msix.table, table_size);
803
804         /* set mask bit of vector control register */
805         for (i = 0; i < table_entries; i++)
806                 pi->pi_msix.table[i].vector_control |= PCIM_MSIX_VCTRL_MASK;
807 }
808
809 int
810 pci_emul_add_msixcap(struct pci_devinst *pi, int msgnum, int barnum)
811 {
812         uint32_t tab_size;
813         struct msixcap msixcap;
814
815         assert(msgnum >= 1 && msgnum <= MAX_MSIX_TABLE_ENTRIES);
816         assert(barnum >= 0 && barnum <= PCIR_MAX_BAR_0);
817         
818         tab_size = msgnum * MSIX_TABLE_ENTRY_SIZE;
819
820         /* Align table size to nearest 4K */
821         tab_size = roundup2(tab_size, 4096);
822
823         pi->pi_msix.table_bar = barnum;
824         pi->pi_msix.pba_bar   = barnum;
825         pi->pi_msix.table_offset = 0;
826         pi->pi_msix.table_count = msgnum;
827         pi->pi_msix.pba_offset = tab_size;
828         pi->pi_msix.pba_size = PBA_SIZE(msgnum);
829
830         pci_msix_table_init(pi, msgnum);
831
832         pci_populate_msixcap(&msixcap, msgnum, barnum, tab_size);
833
834         /* allocate memory for MSI-X Table and PBA */
835         pci_emul_alloc_bar(pi, barnum, PCIBAR_MEM32,
836                                 tab_size + pi->pi_msix.pba_size);
837
838         return (pci_emul_add_capability(pi, (u_char *)&msixcap,
839                                         sizeof(msixcap)));
840 }
841
842 void
843 msixcap_cfgwrite(struct pci_devinst *pi, int capoff, int offset,
844                  int bytes, uint32_t val)
845 {
846         uint16_t msgctrl, rwmask;
847         int off, table_bar;
848         
849         off = offset - capoff;
850         table_bar = pi->pi_msix.table_bar;
851         /* Message Control Register */
852         if (off == 2 && bytes == 2) {
853                 rwmask = PCIM_MSIXCTRL_MSIX_ENABLE | PCIM_MSIXCTRL_FUNCTION_MASK;
854                 msgctrl = pci_get_cfgdata16(pi, offset);
855                 msgctrl &= ~rwmask;
856                 msgctrl |= val & rwmask;
857                 val = msgctrl;
858
859                 pi->pi_msix.enabled = val & PCIM_MSIXCTRL_MSIX_ENABLE;
860                 pi->pi_msix.function_mask = val & PCIM_MSIXCTRL_FUNCTION_MASK;
861                 pci_lintr_update(pi);
862         } 
863         
864         CFGWRITE(pi, offset, val, bytes);
865 }
866
867 void
868 msicap_cfgwrite(struct pci_devinst *pi, int capoff, int offset,
869                 int bytes, uint32_t val)
870 {
871         uint16_t msgctrl, rwmask, msgdata, mme;
872         uint32_t addrlo;
873
874         /*
875          * If guest is writing to the message control register make sure
876          * we do not overwrite read-only fields.
877          */
878         if ((offset - capoff) == 2 && bytes == 2) {
879                 rwmask = PCIM_MSICTRL_MME_MASK | PCIM_MSICTRL_MSI_ENABLE;
880                 msgctrl = pci_get_cfgdata16(pi, offset);
881                 msgctrl &= ~rwmask;
882                 msgctrl |= val & rwmask;
883                 val = msgctrl;
884
885                 addrlo = pci_get_cfgdata32(pi, capoff + 4);
886                 if (msgctrl & PCIM_MSICTRL_64BIT)
887                         msgdata = pci_get_cfgdata16(pi, capoff + 12);
888                 else
889                         msgdata = pci_get_cfgdata16(pi, capoff + 8);
890
891                 mme = msgctrl & PCIM_MSICTRL_MME_MASK;
892                 pi->pi_msi.enabled = msgctrl & PCIM_MSICTRL_MSI_ENABLE ? 1 : 0;
893                 if (pi->pi_msi.enabled) {
894                         pi->pi_msi.addr = addrlo;
895                         pi->pi_msi.msg_data = msgdata;
896                         pi->pi_msi.maxmsgnum = 1 << (mme >> 4);
897                 } else {
898                         pi->pi_msi.maxmsgnum = 0;
899                 }
900                 pci_lintr_update(pi);
901         }
902
903         CFGWRITE(pi, offset, val, bytes);
904 }
905
906 void
907 pciecap_cfgwrite(struct pci_devinst *pi, int capoff, int offset,
908                  int bytes, uint32_t val)
909 {
910
911         /* XXX don't write to the readonly parts */
912         CFGWRITE(pi, offset, val, bytes);
913 }
914
915 #define PCIECAP_VERSION 0x2
916 int
917 pci_emul_add_pciecap(struct pci_devinst *pi, int type)
918 {
919         int err;
920         struct pciecap pciecap;
921
922         CTASSERT(sizeof(struct pciecap) == 60);
923
924         if (type != PCIEM_TYPE_ROOT_PORT)
925                 return (-1);
926
927         bzero(&pciecap, sizeof(pciecap));
928
929         pciecap.capid = PCIY_EXPRESS;
930         pciecap.pcie_capabilities = PCIECAP_VERSION | PCIEM_TYPE_ROOT_PORT;
931         pciecap.link_capabilities = 0x411;      /* gen1, x1 */
932         pciecap.link_status = 0x11;             /* gen1, x1 */
933
934         err = pci_emul_add_capability(pi, (u_char *)&pciecap, sizeof(pciecap));
935         return (err);
936 }
937
938 /*
939  * This function assumes that 'coff' is in the capabilities region of the
940  * config space.
941  */
942 static void
943 pci_emul_capwrite(struct pci_devinst *pi, int offset, int bytes, uint32_t val)
944 {
945         int capid;
946         uint8_t capoff, nextoff;
947
948         /* Do not allow un-aligned writes */
949         if ((offset & (bytes - 1)) != 0)
950                 return;
951
952         /* Find the capability that we want to update */
953         capoff = CAP_START_OFFSET;
954         while (1) {
955                 nextoff = pci_get_cfgdata8(pi, capoff + 1);
956                 if (nextoff == 0)
957                         break;
958                 if (offset >= capoff && offset < nextoff)
959                         break;
960
961                 capoff = nextoff;
962         }
963         assert(offset >= capoff);
964
965         /*
966          * Capability ID and Next Capability Pointer are readonly.
967          * However, some o/s's do 4-byte writes that include these.
968          * For this case, trim the write back to 2 bytes and adjust
969          * the data.
970          */
971         if (offset == capoff || offset == capoff + 1) {
972                 if (offset == capoff && bytes == 4) {
973                         bytes = 2;
974                         offset += 2;
975                         val >>= 16;
976                 } else
977                         return;
978         }
979
980         capid = pci_get_cfgdata8(pi, capoff);
981         switch (capid) {
982         case PCIY_MSI:
983                 msicap_cfgwrite(pi, capoff, offset, bytes, val);
984                 break;
985         case PCIY_MSIX:
986                 msixcap_cfgwrite(pi, capoff, offset, bytes, val);
987                 break;
988         case PCIY_EXPRESS:
989                 pciecap_cfgwrite(pi, capoff, offset, bytes, val);
990                 break;
991         default:
992                 break;
993         }
994 }
995
996 static int
997 pci_emul_iscap(struct pci_devinst *pi, int offset)
998 {
999         uint16_t sts;
1000
1001         sts = pci_get_cfgdata16(pi, PCIR_STATUS);
1002         if ((sts & PCIM_STATUS_CAPPRESENT) != 0) {
1003                 if (offset >= CAP_START_OFFSET && offset <= pi->pi_capend)
1004                         return (1);
1005         }
1006         return (0);
1007 }
1008
1009 static int
1010 pci_emul_fallback_handler(struct vmctx *ctx, int vcpu, int dir, uint64_t addr,
1011                           int size, uint64_t *val, void *arg1, long arg2)
1012 {
1013         /*
1014          * Ignore writes; return 0xff's for reads. The mem read code
1015          * will take care of truncating to the correct size.
1016          */
1017         if (dir == MEM_F_READ) {
1018                 *val = 0xffffffffffffffff;
1019         }
1020
1021         return (0);
1022 }
1023
1024 #define BUSIO_ROUNDUP           32
1025 #define BUSMEM_ROUNDUP          (1024 * 1024)
1026
1027 int
1028 init_pci(struct vmctx *ctx)
1029 {
1030         struct pci_devemu *pde;
1031         struct businfo *bi;
1032         struct slotinfo *si;
1033         struct funcinfo *fi;
1034         size_t lowmem;
1035         int bus, slot, func;
1036         int error;
1037
1038         pci_emul_iobase = PCI_EMUL_IOBASE;
1039         pci_emul_membase32 = vm_get_lowmem_limit(ctx);
1040         pci_emul_membase64 = PCI_EMUL_MEMBASE64;
1041
1042         for (bus = 0; bus < MAXBUSES; bus++) {
1043                 if ((bi = pci_businfo[bus]) == NULL)
1044                         continue;
1045                 /* 
1046                  * Keep track of the i/o and memory resources allocated to
1047                  * this bus.
1048                  */
1049                 bi->iobase = pci_emul_iobase;
1050                 bi->membase32 = pci_emul_membase32;
1051                 bi->membase64 = pci_emul_membase64;
1052
1053                 for (slot = 0; slot < MAXSLOTS; slot++) {
1054                         si = &bi->slotinfo[slot];
1055                         for (func = 0; func < MAXFUNCS; func++) {
1056                                 fi = &si->si_funcs[func];
1057                                 if (fi->fi_name == NULL)
1058                                         continue;
1059                                 pde = pci_emul_finddev(fi->fi_name);
1060                                 assert(pde != NULL);
1061                                 error = pci_emul_init(ctx, pde, bus, slot,
1062                                     func, fi);
1063                                 if (error)
1064                                         return (error);
1065                         }
1066                 }
1067
1068                 /*
1069                  * Add some slop to the I/O and memory resources decoded by
1070                  * this bus to give a guest some flexibility if it wants to
1071                  * reprogram the BARs.
1072                  */
1073                 pci_emul_iobase += BUSIO_ROUNDUP;
1074                 pci_emul_iobase = roundup2(pci_emul_iobase, BUSIO_ROUNDUP);
1075                 bi->iolimit = pci_emul_iobase;
1076
1077                 pci_emul_membase32 += BUSMEM_ROUNDUP;
1078                 pci_emul_membase32 = roundup2(pci_emul_membase32,
1079                     BUSMEM_ROUNDUP);
1080                 bi->memlimit32 = pci_emul_membase32;
1081
1082                 pci_emul_membase64 += BUSMEM_ROUNDUP;
1083                 pci_emul_membase64 = roundup2(pci_emul_membase64,
1084                     BUSMEM_ROUNDUP);
1085                 bi->memlimit64 = pci_emul_membase64;
1086         }
1087
1088         /*
1089          * The guest physical memory map looks like the following:
1090          * [0,              lowmem)             guest system memory
1091          * [lowmem,         lowmem_limit)       memory hole (may be absent)
1092          * [lowmem_limit,   4GB)                PCI hole (32-bit BAR allocation)
1093          * [4GB,            4GB + highmem)
1094          *
1095          * Accesses to memory addresses that are not allocated to system
1096          * memory or PCI devices return 0xff's.
1097          */
1098         error = vm_get_memory_seg(ctx, 0, &lowmem, NULL);
1099         assert(error == 0);
1100
1101         memset(&pci_mem_hole, 0, sizeof(struct mem_range));
1102         pci_mem_hole.name = "PCI hole";
1103         pci_mem_hole.flags = MEM_F_RW;
1104         pci_mem_hole.base = lowmem;
1105         pci_mem_hole.size = (4ULL * 1024 * 1024 * 1024) - lowmem;
1106         pci_mem_hole.handler = pci_emul_fallback_handler;
1107
1108         error = register_mem_fallback(&pci_mem_hole);
1109         assert(error == 0);
1110
1111         return (0);
1112 }
1113
1114 static void
1115 pci_prt_entry(int bus, int slot, int pin, int ioapic_irq, void *arg)
1116 {
1117         int *count;
1118
1119         count = arg;
1120         dsdt_line("  Package (0x04)");
1121         dsdt_line("  {");
1122         dsdt_line("    0x%X,", slot << 16 | 0xffff);
1123         dsdt_line("    0x%02X,", pin - 1);
1124         dsdt_line("    Zero,");
1125         dsdt_line("    0x%X", ioapic_irq);
1126         dsdt_line("  }%s", *count == 1 ? "" : ",");
1127         (*count)--;
1128 }
1129
1130 /*
1131  * A bhyve virtual machine has a flat PCI hierarchy with a root port
1132  * corresponding to each PCI bus.
1133  */
1134 static void
1135 pci_bus_write_dsdt(int bus)
1136 {
1137         struct businfo *bi;
1138         struct slotinfo *si;
1139         struct pci_devinst *pi;
1140         int count, slot, func;
1141
1142         /*
1143          * If there are no devices on this 'bus' then just return.
1144          */
1145         if ((bi = pci_businfo[bus]) == NULL) {
1146                 /*
1147                  * Bus 0 is special because it decodes the I/O ports used
1148                  * for PCI config space access even if there are no devices
1149                  * on it.
1150                  */
1151                 if (bus != 0)
1152                         return;
1153         }
1154
1155         dsdt_indent(1);
1156         dsdt_line("Scope (_SB)");
1157         dsdt_line("{");
1158         dsdt_line("  Device (PC%02X)", bus);
1159         dsdt_line("  {");
1160         dsdt_line("    Name (_HID, EisaId (\"PNP0A03\"))");
1161         dsdt_line("    Name (_ADR, Zero)");
1162
1163         dsdt_line("    Method (_BBN, 0, NotSerialized)");
1164         dsdt_line("    {");
1165         dsdt_line("        Return (0x%08X)", bus);
1166         dsdt_line("    }");
1167         dsdt_line("    Name (_CRS, ResourceTemplate ()");
1168         dsdt_line("    {");
1169         dsdt_line("      WordBusNumber (ResourceProducer, MinFixed, "
1170             "MaxFixed, PosDecode,");
1171         dsdt_line("        0x0000,             // Granularity");
1172         dsdt_line("        0x%04X,             // Range Minimum", bus);
1173         dsdt_line("        0x%04X,             // Range Maximum", bus);
1174         dsdt_line("        0x0000,             // Translation Offset");
1175         dsdt_line("        0x0001,             // Length");
1176         dsdt_line("        ,, )");
1177
1178         if (bus == 0) {
1179                 dsdt_indent(3);
1180                 dsdt_fixed_ioport(0xCF8, 8);
1181                 dsdt_unindent(3);
1182
1183                 dsdt_line("      WordIO (ResourceProducer, MinFixed, MaxFixed, "
1184                     "PosDecode, EntireRange,");
1185                 dsdt_line("        0x0000,             // Granularity");
1186                 dsdt_line("        0x0000,             // Range Minimum");
1187                 dsdt_line("        0x0CF7,             // Range Maximum");
1188                 dsdt_line("        0x0000,             // Translation Offset");
1189                 dsdt_line("        0x0CF8,             // Length");
1190                 dsdt_line("        ,, , TypeStatic)");
1191
1192                 dsdt_line("      WordIO (ResourceProducer, MinFixed, MaxFixed, "
1193                     "PosDecode, EntireRange,");
1194                 dsdt_line("        0x0000,             // Granularity");
1195                 dsdt_line("        0x0D00,             // Range Minimum");
1196                 dsdt_line("        0x%04X,             // Range Maximum",
1197                     PCI_EMUL_IOBASE - 1);
1198                 dsdt_line("        0x0000,             // Translation Offset");
1199                 dsdt_line("        0x%04X,             // Length",
1200                     PCI_EMUL_IOBASE - 0x0D00);
1201                 dsdt_line("        ,, , TypeStatic)");
1202
1203                 if (bi == NULL) {
1204                         dsdt_line("    })");
1205                         goto done;
1206                 }
1207         }
1208         assert(bi != NULL);
1209
1210         /* i/o window */
1211         dsdt_line("      WordIO (ResourceProducer, MinFixed, MaxFixed, "
1212             "PosDecode, EntireRange,");
1213         dsdt_line("        0x0000,             // Granularity");
1214         dsdt_line("        0x%04X,             // Range Minimum", bi->iobase);
1215         dsdt_line("        0x%04X,             // Range Maximum",
1216             bi->iolimit - 1);
1217         dsdt_line("        0x0000,             // Translation Offset");
1218         dsdt_line("        0x%04X,             // Length",
1219             bi->iolimit - bi->iobase);
1220         dsdt_line("        ,, , TypeStatic)");
1221
1222         /* mmio window (32-bit) */
1223         dsdt_line("      DWordMemory (ResourceProducer, PosDecode, "
1224             "MinFixed, MaxFixed, NonCacheable, ReadWrite,");
1225         dsdt_line("        0x00000000,         // Granularity");
1226         dsdt_line("        0x%08X,         // Range Minimum\n", bi->membase32);
1227         dsdt_line("        0x%08X,         // Range Maximum\n",
1228             bi->memlimit32 - 1);
1229         dsdt_line("        0x00000000,         // Translation Offset");
1230         dsdt_line("        0x%08X,         // Length\n",
1231             bi->memlimit32 - bi->membase32);
1232         dsdt_line("        ,, , AddressRangeMemory, TypeStatic)");
1233
1234         /* mmio window (64-bit) */
1235         dsdt_line("      QWordMemory (ResourceProducer, PosDecode, "
1236             "MinFixed, MaxFixed, NonCacheable, ReadWrite,");
1237         dsdt_line("        0x0000000000000000, // Granularity");
1238         dsdt_line("        0x%016lX, // Range Minimum\n", bi->membase64);
1239         dsdt_line("        0x%016lX, // Range Maximum\n",
1240             bi->memlimit64 - 1);
1241         dsdt_line("        0x0000000000000000, // Translation Offset");
1242         dsdt_line("        0x%016lX, // Length\n",
1243             bi->memlimit64 - bi->membase64);
1244         dsdt_line("        ,, , AddressRangeMemory, TypeStatic)");
1245         dsdt_line("    })");
1246
1247         count = pci_count_lintr(bus);
1248         if (count != 0) {
1249                 dsdt_indent(2);
1250                 dsdt_line("Name (_PRT, Package (0x%02X)", count);
1251                 dsdt_line("{");
1252                 pci_walk_lintr(bus, pci_prt_entry, &count);
1253                 dsdt_line("})");
1254                 dsdt_unindent(2);
1255         }
1256
1257         dsdt_indent(2);
1258         for (slot = 0; slot < MAXSLOTS; slot++) {
1259                 si = &bi->slotinfo[slot];
1260                 for (func = 0; func < MAXFUNCS; func++) {
1261                         pi = si->si_funcs[func].fi_devi;
1262                         if (pi != NULL && pi->pi_d->pe_write_dsdt != NULL)
1263                                 pi->pi_d->pe_write_dsdt(pi);
1264                 }
1265         }
1266         dsdt_unindent(2);
1267 done:
1268         dsdt_line("  }");
1269         dsdt_line("}");
1270         dsdt_unindent(1);
1271 }
1272
1273 void
1274 pci_write_dsdt(void)
1275 {
1276         int bus;
1277
1278         for (bus = 0; bus < MAXBUSES; bus++)
1279                 pci_bus_write_dsdt(bus);
1280 }
1281
1282 int
1283 pci_bus_configured(int bus)
1284 {
1285         assert(bus >= 0 && bus < MAXBUSES);
1286         return (pci_businfo[bus] != NULL);
1287 }
1288
1289 int
1290 pci_msi_enabled(struct pci_devinst *pi)
1291 {
1292         return (pi->pi_msi.enabled);
1293 }
1294
1295 int
1296 pci_msi_maxmsgnum(struct pci_devinst *pi)
1297 {
1298         if (pi->pi_msi.enabled)
1299                 return (pi->pi_msi.maxmsgnum);
1300         else
1301                 return (0);
1302 }
1303
1304 int
1305 pci_msix_enabled(struct pci_devinst *pi)
1306 {
1307
1308         return (pi->pi_msix.enabled && !pi->pi_msi.enabled);
1309 }
1310
1311 void
1312 pci_generate_msix(struct pci_devinst *pi, int index)
1313 {
1314         struct msix_table_entry *mte;
1315
1316         if (!pci_msix_enabled(pi))
1317                 return;
1318
1319         if (pi->pi_msix.function_mask)
1320                 return;
1321
1322         if (index >= pi->pi_msix.table_count)
1323                 return;
1324
1325         mte = &pi->pi_msix.table[index];
1326         if ((mte->vector_control & PCIM_MSIX_VCTRL_MASK) == 0) {
1327                 /* XXX Set PBA bit if interrupt is disabled */
1328                 vm_lapic_msi(pi->pi_vmctx, mte->addr, mte->msg_data);
1329         }
1330 }
1331
1332 void
1333 pci_generate_msi(struct pci_devinst *pi, int index)
1334 {
1335
1336         if (pci_msi_enabled(pi) && index < pci_msi_maxmsgnum(pi)) {
1337                 vm_lapic_msi(pi->pi_vmctx, pi->pi_msi.addr,
1338                              pi->pi_msi.msg_data + index);
1339         }
1340 }
1341
1342 static bool
1343 pci_lintr_permitted(struct pci_devinst *pi)
1344 {
1345         uint16_t cmd;
1346
1347         cmd = pci_get_cfgdata16(pi, PCIR_COMMAND);
1348         return (!(pi->pi_msi.enabled || pi->pi_msix.enabled ||
1349                 (cmd & PCIM_CMD_INTxDIS)));
1350 }
1351
1352 int
1353 pci_lintr_request(struct pci_devinst *pi)
1354 {
1355         struct businfo *bi;
1356         struct slotinfo *si;
1357         int bestpin, bestcount, irq, pin;
1358
1359         bi = pci_businfo[pi->pi_bus];
1360         assert(bi != NULL);
1361
1362         /*
1363          * First, allocate a pin from our slot.
1364          */
1365         si = &bi->slotinfo[pi->pi_slot];
1366         bestpin = 0;
1367         bestcount = si->si_intpins[0].ii_count;
1368         for (pin = 1; pin < 4; pin++) {
1369                 if (si->si_intpins[pin].ii_count < bestcount) {
1370                         bestpin = pin;
1371                         bestcount = si->si_intpins[pin].ii_count;
1372                 }
1373         }
1374
1375         /*
1376          * Attempt to allocate an I/O APIC pin for this intpin.  If
1377          * 8259A support is added we will need a separate field to
1378          * assign the intpin to an input pin on the PCI interrupt
1379          * router.
1380          */
1381         if (si->si_intpins[bestpin].ii_count == 0) {
1382                 irq = ioapic_pci_alloc_irq();
1383                 if (irq < 0)
1384                         return (-1);            
1385                 si->si_intpins[bestpin].ii_ioapic_irq = irq;
1386         } else
1387                 irq = si->si_intpins[bestpin].ii_ioapic_irq;
1388         si->si_intpins[bestpin].ii_count++;
1389
1390         pi->pi_lintr.pin = bestpin + 1;
1391         pi->pi_lintr.ioapic_irq = irq;
1392         pci_set_cfgdata8(pi, PCIR_INTLINE, irq);
1393         pci_set_cfgdata8(pi, PCIR_INTPIN, bestpin + 1);
1394         return (0);
1395 }
1396
1397 void
1398 pci_lintr_assert(struct pci_devinst *pi)
1399 {
1400
1401         assert(pi->pi_lintr.pin > 0);
1402
1403         pthread_mutex_lock(&pi->pi_lintr.lock);
1404         if (pi->pi_lintr.state == IDLE) {
1405                 if (pci_lintr_permitted(pi)) {
1406                         pi->pi_lintr.state = ASSERTED;
1407                         vm_ioapic_assert_irq(pi->pi_vmctx,
1408                             pi->pi_lintr.ioapic_irq);
1409                 } else
1410                         pi->pi_lintr.state = PENDING;
1411         }
1412         pthread_mutex_unlock(&pi->pi_lintr.lock);
1413 }
1414
1415 void
1416 pci_lintr_deassert(struct pci_devinst *pi)
1417 {
1418
1419         assert(pi->pi_lintr.pin > 0);
1420
1421         pthread_mutex_lock(&pi->pi_lintr.lock);
1422         if (pi->pi_lintr.state == ASSERTED) {
1423                 pi->pi_lintr.state = IDLE;
1424                 vm_ioapic_deassert_irq(pi->pi_vmctx, pi->pi_lintr.ioapic_irq);
1425         } else if (pi->pi_lintr.state == PENDING)
1426                 pi->pi_lintr.state = IDLE;
1427         pthread_mutex_unlock(&pi->pi_lintr.lock);
1428 }
1429
1430 static void
1431 pci_lintr_update(struct pci_devinst *pi)
1432 {
1433
1434         pthread_mutex_lock(&pi->pi_lintr.lock);
1435         if (pi->pi_lintr.state == ASSERTED && !pci_lintr_permitted(pi)) {
1436                 vm_ioapic_deassert_irq(pi->pi_vmctx, pi->pi_lintr.ioapic_irq);
1437                 pi->pi_lintr.state = PENDING;
1438         } else if (pi->pi_lintr.state == PENDING && pci_lintr_permitted(pi)) {
1439                 pi->pi_lintr.state = ASSERTED;
1440                 vm_ioapic_assert_irq(pi->pi_vmctx, pi->pi_lintr.ioapic_irq);
1441         }
1442         pthread_mutex_unlock(&pi->pi_lintr.lock);
1443 }
1444
1445 int
1446 pci_count_lintr(int bus)
1447 {
1448         int count, slot, pin;
1449         struct slotinfo *slotinfo;
1450
1451         count = 0;
1452         if (pci_businfo[bus] != NULL) {
1453                 for (slot = 0; slot < MAXSLOTS; slot++) {
1454                         slotinfo = &pci_businfo[bus]->slotinfo[slot];
1455                         for (pin = 0; pin < 4; pin++) {
1456                                 if (slotinfo->si_intpins[pin].ii_count != 0)
1457                                         count++;
1458                         }
1459                 }
1460         }
1461         return (count);
1462 }
1463
1464 void
1465 pci_walk_lintr(int bus, pci_lintr_cb cb, void *arg)
1466 {
1467         struct businfo *bi;
1468         struct slotinfo *si;
1469         struct intxinfo *ii;
1470         int slot, pin;
1471
1472         if ((bi = pci_businfo[bus]) == NULL)
1473                 return;
1474
1475         for (slot = 0; slot < MAXSLOTS; slot++) {
1476                 si = &bi->slotinfo[slot];
1477                 for (pin = 0; pin < 4; pin++) {
1478                         ii = &si->si_intpins[pin];
1479                         if (ii->ii_count != 0)
1480                                 cb(bus, slot, pin + 1, ii->ii_ioapic_irq, arg);
1481                 }
1482         }
1483 }
1484
1485 /*
1486  * Return 1 if the emulated device in 'slot' is a multi-function device.
1487  * Return 0 otherwise.
1488  */
1489 static int
1490 pci_emul_is_mfdev(int bus, int slot)
1491 {
1492         struct businfo *bi;
1493         struct slotinfo *si;
1494         int f, numfuncs;
1495
1496         numfuncs = 0;
1497         if ((bi = pci_businfo[bus]) != NULL) {
1498                 si = &bi->slotinfo[slot];
1499                 for (f = 0; f < MAXFUNCS; f++) {
1500                         if (si->si_funcs[f].fi_devi != NULL) {
1501                                 numfuncs++;
1502                         }
1503                 }
1504         }
1505         return (numfuncs > 1);
1506 }
1507
1508 /*
1509  * Ensure that the PCIM_MFDEV bit is properly set (or unset) depending on
1510  * whether or not is a multi-function being emulated in the pci 'slot'.
1511  */
1512 static void
1513 pci_emul_hdrtype_fixup(int bus, int slot, int off, int bytes, uint32_t *rv)
1514 {
1515         int mfdev;
1516
1517         if (off <= PCIR_HDRTYPE && off + bytes > PCIR_HDRTYPE) {
1518                 mfdev = pci_emul_is_mfdev(bus, slot);
1519                 switch (bytes) {
1520                 case 1:
1521                 case 2:
1522                         *rv &= ~PCIM_MFDEV;
1523                         if (mfdev) {
1524                                 *rv |= PCIM_MFDEV;
1525                         }
1526                         break;
1527                 case 4:
1528                         *rv &= ~(PCIM_MFDEV << 16);
1529                         if (mfdev) {
1530                                 *rv |= (PCIM_MFDEV << 16);
1531                         }
1532                         break;
1533                 }
1534         }
1535 }
1536
1537 static int cfgenable, cfgbus, cfgslot, cfgfunc, cfgoff;
1538
1539 static int
1540 pci_emul_cfgaddr(struct vmctx *ctx, int vcpu, int in, int port, int bytes,
1541                  uint32_t *eax, void *arg)
1542 {
1543         uint32_t x;
1544
1545         if (bytes != 4) {
1546                 if (in)
1547                         *eax = (bytes == 2) ? 0xffff : 0xff;
1548                 return (0);
1549         }
1550
1551         if (in) {
1552                 x = (cfgbus << 16) |
1553                     (cfgslot << 11) |
1554                     (cfgfunc << 8) |
1555                     cfgoff;
1556                 if (cfgenable)
1557                         x |= CONF1_ENABLE;             
1558                 *eax = x;
1559         } else {
1560                 x = *eax;
1561                 cfgenable = (x & CONF1_ENABLE) == CONF1_ENABLE;
1562                 cfgoff = x & PCI_REGMAX;
1563                 cfgfunc = (x >> 8) & PCI_FUNCMAX;
1564                 cfgslot = (x >> 11) & PCI_SLOTMAX;
1565                 cfgbus = (x >> 16) & PCI_BUSMAX;
1566         }
1567
1568         return (0);
1569 }
1570 INOUT_PORT(pci_cfgaddr, CONF1_ADDR_PORT, IOPORT_F_INOUT, pci_emul_cfgaddr);
1571
1572 static uint32_t
1573 bits_changed(uint32_t old, uint32_t new, uint32_t mask)
1574 {
1575
1576         return ((old ^ new) & mask);
1577 }
1578
1579 static void
1580 pci_emul_cmdwrite(struct pci_devinst *pi, uint32_t new, int bytes)
1581 {
1582         int i;
1583         uint16_t old;
1584
1585         /*
1586          * The command register is at an offset of 4 bytes and thus the
1587          * guest could write 1, 2 or 4 bytes starting at this offset.
1588          */
1589
1590         old = pci_get_cfgdata16(pi, PCIR_COMMAND);      /* stash old value */
1591         CFGWRITE(pi, PCIR_COMMAND, new, bytes);         /* update config */
1592         new = pci_get_cfgdata16(pi, PCIR_COMMAND);      /* get updated value */
1593
1594         /*
1595          * If the MMIO or I/O address space decoding has changed then
1596          * register/unregister all BARs that decode that address space.
1597          */
1598         for (i = 0; i <= PCI_BARMAX; i++) {
1599                 switch (pi->pi_bar[i].type) {
1600                         case PCIBAR_NONE:
1601                         case PCIBAR_MEMHI64:
1602                                 break;
1603                         case PCIBAR_IO:
1604                                 /* I/O address space decoding changed? */
1605                                 if (bits_changed(old, new, PCIM_CMD_PORTEN)) {
1606                                         if (porten(pi))
1607                                                 register_bar(pi, i);
1608                                         else
1609                                                 unregister_bar(pi, i);
1610                                 }
1611                                 break;
1612                         case PCIBAR_MEM32:
1613                         case PCIBAR_MEM64:
1614                                 /* MMIO address space decoding changed? */
1615                                 if (bits_changed(old, new, PCIM_CMD_MEMEN)) {
1616                                         if (memen(pi))
1617                                                 register_bar(pi, i);
1618                                         else
1619                                                 unregister_bar(pi, i);
1620                                 }
1621                                 break; 
1622                         default:
1623                                 assert(0); 
1624                 }
1625         }
1626
1627         /*
1628          * If INTx has been unmasked and is pending, assert the
1629          * interrupt.
1630          */
1631         pci_lintr_update(pi);
1632 }       
1633
1634 static int
1635 pci_emul_cfgdata(struct vmctx *ctx, int vcpu, int in, int port, int bytes,
1636                  uint32_t *eax, void *arg)
1637 {
1638         struct businfo *bi;
1639         struct slotinfo *si;
1640         struct pci_devinst *pi;
1641         struct pci_devemu *pe;
1642         int coff, idx, needcfg;
1643         uint64_t addr, bar, mask;
1644
1645         assert(bytes == 1 || bytes == 2 || bytes == 4);
1646
1647         if ((bi = pci_businfo[cfgbus]) != NULL) {
1648                 si = &bi->slotinfo[cfgslot];
1649                 pi = si->si_funcs[cfgfunc].fi_devi;
1650         } else
1651                 pi = NULL;
1652
1653         coff = cfgoff + (port - CONF1_DATA_PORT);
1654
1655 #if 0
1656         printf("pcicfg-%s from 0x%0x of %d bytes (%d/%d/%d)\n\r",
1657                 in ? "read" : "write", coff, bytes, cfgbus, cfgslot, cfgfunc);
1658 #endif
1659
1660         /*
1661          * Just return if there is no device at this cfgslot:cfgfunc,
1662          * if the guest is doing an un-aligned access, or if the config
1663          * address word isn't enabled.
1664          */
1665         if (!cfgenable || pi == NULL || (coff & (bytes - 1)) != 0) {
1666                 if (in)
1667                         *eax = 0xffffffff;
1668                 return (0);
1669         }
1670
1671         pe = pi->pi_d;
1672
1673         /*
1674          * Config read
1675          */
1676         if (in) {
1677                 /* Let the device emulation override the default handler */
1678                 if (pe->pe_cfgread != NULL) {
1679                         needcfg = pe->pe_cfgread(ctx, vcpu, pi,
1680                                                     coff, bytes, eax);
1681                 } else {
1682                         needcfg = 1;
1683                 }
1684
1685                 if (needcfg) {
1686                         if (bytes == 1)
1687                                 *eax = pci_get_cfgdata8(pi, coff);
1688                         else if (bytes == 2)
1689                                 *eax = pci_get_cfgdata16(pi, coff);
1690                         else
1691                                 *eax = pci_get_cfgdata32(pi, coff);
1692                 }
1693
1694                 pci_emul_hdrtype_fixup(cfgbus, cfgslot, coff, bytes, eax);
1695         } else {
1696                 /* Let the device emulation override the default handler */
1697                 if (pe->pe_cfgwrite != NULL &&
1698                     (*pe->pe_cfgwrite)(ctx, vcpu, pi, coff, bytes, *eax) == 0)
1699                         return (0);
1700
1701                 /*
1702                  * Special handling for write to BAR registers
1703                  */
1704                 if (coff >= PCIR_BAR(0) && coff < PCIR_BAR(PCI_BARMAX + 1)) {
1705                         /*
1706                          * Ignore writes to BAR registers that are not
1707                          * 4-byte aligned.
1708                          */
1709                         if (bytes != 4 || (coff & 0x3) != 0)
1710                                 return (0);
1711                         idx = (coff - PCIR_BAR(0)) / 4;
1712                         mask = ~(pi->pi_bar[idx].size - 1);
1713                         switch (pi->pi_bar[idx].type) {
1714                         case PCIBAR_NONE:
1715                                 pi->pi_bar[idx].addr = bar = 0;
1716                                 break;
1717                         case PCIBAR_IO:
1718                                 addr = *eax & mask;
1719                                 addr &= 0xffff;
1720                                 bar = addr | PCIM_BAR_IO_SPACE;
1721                                 /*
1722                                  * Register the new BAR value for interception
1723                                  */
1724                                 if (addr != pi->pi_bar[idx].addr) {
1725                                         update_bar_address(pi, addr, idx,
1726                                                            PCIBAR_IO);
1727                                 }
1728                                 break;
1729                         case PCIBAR_MEM32:
1730                                 addr = bar = *eax & mask;
1731                                 bar |= PCIM_BAR_MEM_SPACE | PCIM_BAR_MEM_32;
1732                                 if (addr != pi->pi_bar[idx].addr) {
1733                                         update_bar_address(pi, addr, idx,
1734                                                            PCIBAR_MEM32);
1735                                 }
1736                                 break;
1737                         case PCIBAR_MEM64:
1738                                 addr = bar = *eax & mask;
1739                                 bar |= PCIM_BAR_MEM_SPACE | PCIM_BAR_MEM_64 |
1740                                        PCIM_BAR_MEM_PREFETCH;
1741                                 if (addr != (uint32_t)pi->pi_bar[idx].addr) {
1742                                         update_bar_address(pi, addr, idx,
1743                                                            PCIBAR_MEM64);
1744                                 }
1745                                 break;
1746                         case PCIBAR_MEMHI64:
1747                                 mask = ~(pi->pi_bar[idx - 1].size - 1);
1748                                 addr = ((uint64_t)*eax << 32) & mask;
1749                                 bar = addr >> 32;
1750                                 if (bar != pi->pi_bar[idx - 1].addr >> 32) {
1751                                         update_bar_address(pi, addr, idx - 1,
1752                                                            PCIBAR_MEMHI64);
1753                                 }
1754                                 break;
1755                         default:
1756                                 assert(0);
1757                         }
1758                         pci_set_cfgdata32(pi, coff, bar);
1759
1760                 } else if (pci_emul_iscap(pi, coff)) {
1761                         pci_emul_capwrite(pi, coff, bytes, *eax);
1762                 } else if (coff == PCIR_COMMAND) {
1763                         pci_emul_cmdwrite(pi, *eax, bytes);
1764                 } else {
1765                         CFGWRITE(pi, coff, *eax, bytes);
1766                 }
1767         }
1768
1769         return (0);
1770 }
1771
1772 INOUT_PORT(pci_cfgdata, CONF1_DATA_PORT+0, IOPORT_F_INOUT, pci_emul_cfgdata);
1773 INOUT_PORT(pci_cfgdata, CONF1_DATA_PORT+1, IOPORT_F_INOUT, pci_emul_cfgdata);
1774 INOUT_PORT(pci_cfgdata, CONF1_DATA_PORT+2, IOPORT_F_INOUT, pci_emul_cfgdata);
1775 INOUT_PORT(pci_cfgdata, CONF1_DATA_PORT+3, IOPORT_F_INOUT, pci_emul_cfgdata);
1776
1777 /*
1778  * I/O ports to configure PCI IRQ routing. We ignore all writes to it.
1779  */
1780 static int
1781 pci_irq_port_handler(struct vmctx *ctx, int vcpu, int in, int port, int bytes,
1782                      uint32_t *eax, void *arg)
1783 {
1784         assert(in == 0);
1785         return (0);
1786 }
1787 INOUT_PORT(pci_irq, 0xC00, IOPORT_F_OUT, pci_irq_port_handler);
1788 INOUT_PORT(pci_irq, 0xC01, IOPORT_F_OUT, pci_irq_port_handler);
1789 SYSRES_IO(0xC00, 2);
1790
1791 #define PCI_EMUL_TEST
1792 #ifdef PCI_EMUL_TEST
1793 /*
1794  * Define a dummy test device
1795  */
1796 #define DIOSZ   8
1797 #define DMEMSZ  4096
1798 struct pci_emul_dsoftc {
1799         uint8_t   ioregs[DIOSZ];
1800         uint8_t   memregs[DMEMSZ];
1801 };
1802
1803 #define PCI_EMUL_MSI_MSGS        4
1804 #define PCI_EMUL_MSIX_MSGS      16
1805
1806 static int
1807 pci_emul_dinit(struct vmctx *ctx, struct pci_devinst *pi, char *opts)
1808 {
1809         int error;
1810         struct pci_emul_dsoftc *sc;
1811
1812         sc = malloc(sizeof(struct pci_emul_dsoftc));
1813         memset(sc, 0, sizeof(struct pci_emul_dsoftc));
1814
1815         pi->pi_arg = sc;
1816
1817         pci_set_cfgdata16(pi, PCIR_DEVICE, 0x0001);
1818         pci_set_cfgdata16(pi, PCIR_VENDOR, 0x10DD);
1819         pci_set_cfgdata8(pi, PCIR_CLASS, 0x02);
1820
1821         error = pci_emul_add_msicap(pi, PCI_EMUL_MSI_MSGS);
1822         assert(error == 0);
1823
1824         error = pci_emul_alloc_bar(pi, 0, PCIBAR_IO, DIOSZ);
1825         assert(error == 0);
1826
1827         error = pci_emul_alloc_bar(pi, 1, PCIBAR_MEM32, DMEMSZ);
1828         assert(error == 0);
1829
1830         return (0);
1831 }
1832
1833 static void
1834 pci_emul_diow(struct vmctx *ctx, int vcpu, struct pci_devinst *pi, int baridx,
1835               uint64_t offset, int size, uint64_t value)
1836 {
1837         int i;
1838         struct pci_emul_dsoftc *sc = pi->pi_arg;
1839
1840         if (baridx == 0) {
1841                 if (offset + size > DIOSZ) {
1842                         printf("diow: iow too large, offset %ld size %d\n",
1843                                offset, size);
1844                         return;
1845                 }
1846
1847                 if (size == 1) {
1848                         sc->ioregs[offset] = value & 0xff;
1849                 } else if (size == 2) {
1850                         *(uint16_t *)&sc->ioregs[offset] = value & 0xffff;
1851                 } else if (size == 4) {
1852                         *(uint32_t *)&sc->ioregs[offset] = value;
1853                 } else {
1854                         printf("diow: iow unknown size %d\n", size);
1855                 }
1856
1857                 /*
1858                  * Special magic value to generate an interrupt
1859                  */
1860                 if (offset == 4 && size == 4 && pci_msi_enabled(pi))
1861                         pci_generate_msi(pi, value % pci_msi_maxmsgnum(pi));
1862
1863                 if (value == 0xabcdef) {
1864                         for (i = 0; i < pci_msi_maxmsgnum(pi); i++)
1865                                 pci_generate_msi(pi, i);
1866                 }
1867         }
1868
1869         if (baridx == 1) {
1870                 if (offset + size > DMEMSZ) {
1871                         printf("diow: memw too large, offset %ld size %d\n",
1872                                offset, size);
1873                         return;
1874                 }
1875
1876                 if (size == 1) {
1877                         sc->memregs[offset] = value;
1878                 } else if (size == 2) {
1879                         *(uint16_t *)&sc->memregs[offset] = value;
1880                 } else if (size == 4) {
1881                         *(uint32_t *)&sc->memregs[offset] = value;
1882                 } else if (size == 8) {
1883                         *(uint64_t *)&sc->memregs[offset] = value;
1884                 } else {
1885                         printf("diow: memw unknown size %d\n", size);
1886                 }
1887                 
1888                 /*
1889                  * magic interrupt ??
1890                  */
1891         }
1892
1893         if (baridx > 1) {
1894                 printf("diow: unknown bar idx %d\n", baridx);
1895         }
1896 }
1897
1898 static uint64_t
1899 pci_emul_dior(struct vmctx *ctx, int vcpu, struct pci_devinst *pi, int baridx,
1900               uint64_t offset, int size)
1901 {
1902         struct pci_emul_dsoftc *sc = pi->pi_arg;
1903         uint32_t value;
1904
1905         if (baridx == 0) {
1906                 if (offset + size > DIOSZ) {
1907                         printf("dior: ior too large, offset %ld size %d\n",
1908                                offset, size);
1909                         return (0);
1910                 }
1911         
1912                 if (size == 1) {
1913                         value = sc->ioregs[offset];
1914                 } else if (size == 2) {
1915                         value = *(uint16_t *) &sc->ioregs[offset];
1916                 } else if (size == 4) {
1917                         value = *(uint32_t *) &sc->ioregs[offset];
1918                 } else {
1919                         printf("dior: ior unknown size %d\n", size);
1920                 }
1921         }
1922         
1923         if (baridx == 1) {
1924                 if (offset + size > DMEMSZ) {
1925                         printf("dior: memr too large, offset %ld size %d\n",
1926                                offset, size);
1927                         return (0);
1928                 }
1929         
1930                 if (size == 1) {
1931                         value = sc->memregs[offset];
1932                 } else if (size == 2) {
1933                         value = *(uint16_t *) &sc->memregs[offset];
1934                 } else if (size == 4) {
1935                         value = *(uint32_t *) &sc->memregs[offset];
1936                 } else if (size == 8) {
1937                         value = *(uint64_t *) &sc->memregs[offset];
1938                 } else {
1939                         printf("dior: ior unknown size %d\n", size);
1940                 }
1941         }
1942
1943
1944         if (baridx > 1) {
1945                 printf("dior: unknown bar idx %d\n", baridx);
1946                 return (0);
1947         }
1948
1949         return (value);
1950 }
1951
1952 struct pci_devemu pci_dummy = {
1953         .pe_emu = "dummy",
1954         .pe_init = pci_emul_dinit,
1955         .pe_barwrite = pci_emul_diow,
1956         .pe_barread = pci_emul_dior
1957 };
1958 PCI_EMUL_SET(pci_dummy);
1959
1960 #endif /* PCI_EMUL_TEST */