usr.sbin/bhyve/pci_emul.h

   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 #ifndef _PCI_EMUL_H_
  30 #define _PCI_EMUL_H_
  31
  32 #include <sys/types.h>
  33 #include <sys/queue.h>
  34 #include <sys/kernel.h>
  35
  36 #include <dev/pci/pcireg.h>
  37
  38 #include <assert.h>
  39
  40 #define PCI_BARMAX      PCIR_MAX_BAR_0  /* BAR registers in a Type 0 header */
  41 #define PCIY_RESERVED   0x00
  42
  43 struct vmctx;
  44 struct pci_devinst;
  45 struct memory_region;
  46
  47 struct pci_devemu {
  48         char      *pe_emu;              /* Name of device emulation */
  49
  50         /* instance creation */
  51         int       (*pe_init)(struct vmctx *, struct pci_devinst *,
  52                              char *opts);
  53
  54         /* config space read/write callbacks */
  55         int     (*pe_cfgwrite)(struct vmctx *ctx, int vcpu,
  56                                struct pci_devinst *pi, int offset,
  57                                int bytes, uint32_t val);
  58         int     (*pe_cfgread)(struct vmctx *ctx, int vcpu,
  59                               struct pci_devinst *pi, int offset,
  60                               int bytes, uint32_t *retval);
  61
  62         /* BAR read/write callbacks */
  63         void      (*pe_barwrite)(struct vmctx *ctx, int vcpu,
  64                                  struct pci_devinst *pi, int baridx,
  65                                  uint64_t offset, int size, uint64_t value);
  66         uint64_t  (*pe_barread)(struct vmctx *ctx, int vcpu,
  67                                 struct pci_devinst *pi, int baridx,
  68                                 uint64_t offset, int size);
  69 };
  70 #define PCI_EMUL_SET(x)   DATA_SET(pci_devemu_set, x);
  71
  72 enum pcibar_type {
  73         PCIBAR_NONE,
  74         PCIBAR_IO,
  75         PCIBAR_MEM32,
  76         PCIBAR_MEM64,
  77         PCIBAR_MEMHI64
  78 };
  79
  80 struct pcibar {
  81         enum pcibar_type        type;           /* io or memory */
  82         uint64_t                size;
  83         uint64_t                addr;
  84 };
  85
  86 #define PI_NAMESZ       40
  87
  88 struct msix_table_entry {
  89         uint64_t        addr;
  90         uint32_t        msg_data;
  91         uint32_t        vector_control;
  92 } __packed;
  93
  94 /*
  95  * In case the structure is modified to hold extra information, use a define
  96  * for the size that should be emulated.
  97  */
  98 #define MSIX_TABLE_ENTRY_SIZE   16
  99 #define MAX_MSIX_TABLE_ENTRIES  2048
 100 #define PBA_TABLE_ENTRY_SIZE    8
 101
 102 struct pci_devinst {
 103         struct pci_devemu *pi_d;
 104         struct vmctx *pi_vmctx;
 105         uint8_t   pi_bus, pi_slot, pi_func;
 106         int8_t    pi_lintr_pin;
 107         char      pi_name[PI_NAMESZ];
 108         int       pi_bar_getsize;
 109
 110         struct {
 111                 int     enabled;
 112                 int     cpu;
 113                 int     vector;
 114                 int     msgnum;
 115         } pi_msi;
 116
 117         struct {
 118                 int     enabled;
 119                 int     table_bar;
 120                 int     pba_bar;
 121                 size_t  table_offset;
 122                 int     table_count;
 123                 size_t  pba_offset;
 124                 size_t  pba_size;
 125                 int     function_mask;
 126                 struct msix_table_entry *table; /* allocated at runtime */
 127         } pi_msix;
 128
 129         void      *pi_arg;              /* devemu-private data */
 130
 131         u_char    pi_cfgdata[PCI_REGMAX + 1];
 132         struct pcibar pi_bar[PCI_BARMAX + 1];
 133 };
 134
 135 struct msicap {
 136         uint8_t         capid;
 137         uint8_t         nextptr;
 138         uint16_t        msgctrl;
 139         uint32_t        addrlo;
 140         uint32_t        addrhi;
 141         uint16_t        msgdata;
 142 } __packed;
 143
 144 struct msixcap {
 145         uint8_t         capid;
 146         uint8_t         nextptr;
 147         uint16_t        msgctrl;
 148         uint32_t        table_info;     /* bar index and offset within it */
 149         uint32_t        pba_info;       /* bar index and offset within it */
 150 } __packed;
 151
 152 struct pciecap {
 153         uint8_t         capid;
 154         uint8_t         nextptr;
 155         uint16_t        pcie_capabilities;
 156
 157         uint32_t        dev_capabilities;       /* all devices */
 158         uint16_t        dev_control;
 159         uint16_t        dev_status;
 160
 161         uint32_t        link_capabilities;      /* devices with links */
 162         uint16_t        link_control;
 163         uint16_t        link_status;
 164
 165         uint32_t        slot_capabilities;      /* ports with slots */
 166         uint16_t        slot_control;
 167         uint16_t        slot_status;
 168
 169         uint16_t        root_control;           /* root ports */
 170         uint16_t        root_capabilities;
 171         uint32_t        root_status;
 172
 173         uint32_t        dev_capabilities2;      /* all devices */
 174         uint16_t        dev_control2;
 175         uint16_t        dev_status2;
 176
 177         uint32_t        link_capabilities2;     /* devices with links */
 178         uint16_t        link_control2;
 179         uint16_t        link_status2;
 180
 181         uint32_t        slot_capabilities2;     /* ports with slots */
 182         uint16_t        slot_control2;
 183         uint16_t        slot_status2;
 184 } __packed;
 185
 186 int     init_pci(struct vmctx *ctx);
 187 void    msicap_cfgwrite(struct pci_devinst *pi, int capoff, int offset,
 188             int bytes, uint32_t val);
 189 void    msixcap_cfgwrite(struct pci_devinst *pi, int capoff, int offset,
 190             int bytes, uint32_t val);
 191 void    pci_callback(void);
 192 int     pci_emul_alloc_bar(struct pci_devinst *pdi, int idx,
 193             enum pcibar_type type, uint64_t size);
 194 int     pci_emul_alloc_pbar(struct pci_devinst *pdi, int idx,
 195             uint64_t hostbase, enum pcibar_type type, uint64_t size);
 196 int     pci_emul_add_msicap(struct pci_devinst *pi, int msgnum);
 197 int     pci_emul_add_pciecap(struct pci_devinst *pi, int pcie_device_type);
 198 int     pci_is_legacy(struct pci_devinst *pi);
 199 void    pci_generate_msi(struct pci_devinst *pi, int msgnum);
 200 void    pci_generate_msix(struct pci_devinst *pi, int msgnum);
 201 void    pci_lintr_assert(struct pci_devinst *pi);
 202 void    pci_lintr_deassert(struct pci_devinst *pi);
 203 int     pci_lintr_request(struct pci_devinst *pi, int ivec);
 204 int     pci_msi_enabled(struct pci_devinst *pi);
 205 int     pci_msix_enabled(struct pci_devinst *pi);
 206 int     pci_msix_table_bar(struct pci_devinst *pi);
 207 int     pci_msix_pba_bar(struct pci_devinst *pi);
 208 int     pci_msi_msgnum(struct pci_devinst *pi);
 209 int     pci_parse_slot(char *opt, int legacy);
 210 void    pci_populate_msicap(struct msicap *cap, int msgs, int nextptr);
 211 int     pci_emul_add_msixcap(struct pci_devinst *pi, int msgnum, int barnum);
 212 int     pci_emul_msix_twrite(struct pci_devinst *pi, uint64_t offset, int size,
 213                              uint64_t value);
 214 uint64_t pci_emul_msix_tread(struct pci_devinst *pi, uint64_t offset, int size);
 215
 216 static __inline void
 217 pci_set_cfgdata8(struct pci_devinst *pi, int offset, uint8_t val)
 218 {
 219         assert(offset <= PCI_REGMAX);
 220         *(uint8_t *)(pi->pi_cfgdata + offset) = val;
 221 }
 222
 223 static __inline void
 224 pci_set_cfgdata16(struct pci_devinst *pi, int offset, uint16_t val)
 225 {
 226         assert(offset <= (PCI_REGMAX - 1) && (offset & 1) == 0);
 227         *(uint16_t *)(pi->pi_cfgdata + offset) = val;
 228 }
 229
 230 static __inline void
 231 pci_set_cfgdata32(struct pci_devinst *pi, int offset, uint32_t val)
 232 {
 233         assert(offset <= (PCI_REGMAX - 3) && (offset & 3) == 0);
 234         *(uint32_t *)(pi->pi_cfgdata + offset) = val;
 235 }
 236
 237 static __inline uint8_t
 238 pci_get_cfgdata8(struct pci_devinst *pi, int offset)
 239 {
 240         assert(offset <= PCI_REGMAX);
 241         return (*(uint8_t *)(pi->pi_cfgdata + offset));
 242 }
 243
 244 static __inline uint16_t
 245 pci_get_cfgdata16(struct pci_devinst *pi, int offset)
 246 {
 247         assert(offset <= (PCI_REGMAX - 1) && (offset & 1) == 0);
 248         return (*(uint16_t *)(pi->pi_cfgdata + offset));
 249 }
 250
 251 static __inline uint32_t
 252 pci_get_cfgdata32(struct pci_devinst *pi, int offset)
 253 {
 254         assert(offset <= (PCI_REGMAX - 3) && (offset & 3) == 0);
 255         return (*(uint32_t *)(pi->pi_cfgdata + offset));
 256 }
 257
 258 #endif /* _PCI_EMUL_H_ */