sys/arm/versatile/versatile_pci.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2012 Oleksandr Tymoshenko <gonzo@freebsd.org>
   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 THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``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 THE AUTHOR 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
  27 #include <sys/cdefs.h>
  28 __FBSDID("$FreeBSD$");
  29
  30 #include <sys/param.h>
  31 #include <sys/systm.h>
  32 #include <sys/bus.h>
  33 #include <sys/kernel.h>
  34 #include <sys/module.h>
  35 #include <sys/malloc.h>
  36 #include <sys/rman.h>
  37 #include <sys/watchdog.h>
  38 #include <machine/bus.h>
  39 #include <machine/cpu.h>
  40 #include <machine/frame.h>
  41 #include <machine/intr.h>
  42
  43 #include <dev/pci/pcivar.h>
  44 #include <dev/pci/pcireg.h>
  45
  46 #include <dev/pci/pcib_private.h>
  47 #include "pcib_if.h"
  48
  49 #include <dev/fdt/fdt_common.h>
  50 #include <dev/ofw/openfirm.h>
  51 #include <dev/ofw/ofw_bus.h>
  52 #include <dev/ofw/ofw_bus_subr.h>
  53
  54 #include <machine/bus.h>
  55 #include <machine/fdt.h>
  56
  57 #include <arm/versatile/versatile_pci_bus_space.h>
  58
  59 #define MEM_SYS         0
  60 #define MEM_CORE        1
  61 #define MEM_BASE        2
  62 #define MEM_CONF_BASE   3
  63 #define MEM_REGIONS     4
  64
  65 #define SYS_PCICTL              0x00
  66
  67 #define PCI_CORE_IMAP0          0x00
  68 #define PCI_CORE_IMAP1          0x04
  69 #define PCI_CORE_IMAP2          0x08
  70 #define PCI_CORE_SELFID         0x0C
  71 #define PCI_CORE_SMAP0          0x10
  72 #define PCI_CORE_SMAP1          0x14
  73 #define PCI_CORE_SMAP2          0x18
  74
  75 #define VERSATILE_PCI_DEV       0x030010ee
  76 #define VERSATILE_PCI_CLASS     0x0b400000
  77
  78 #define PCI_IO_WINDOW           0x44000000
  79 #define PCI_IO_SIZE             0x0c000000
  80 #define PCI_NPREFETCH_WINDOW    0x50000000
  81 #define PCI_NPREFETCH_SIZE      0x10000000
  82 #define PCI_PREFETCH_WINDOW     0x60000000
  83 #define PCI_PREFETCH_SIZE       0x10000000
  84
  85 #define VERSATILE_PCI_IRQ_START 27
  86 #define VERSATILE_PCI_IRQ_END   30
  87
  88 #ifdef DEBUG
  89 #define dprintf(fmt, args...) do { printf("%s(): ", __func__);   \
  90     printf(fmt,##args); } while (0)
  91 #else
  92 #define dprintf(fmt, args...)
  93 #endif
  94
  95
  96 #define versatile_pci_sys_read_4(reg)   \
  97         bus_read_4(sc->mem_res[MEM_SYS], (reg))
  98 #define versatile_pci_sys_write_4(reg, val)     \
  99         bus_write_4(sc->mem_res[MEM_SYS], (reg), (val))
 100
 101 #define versatile_pci_core_read_4(reg)  \
 102         bus_read_4(sc->mem_res[MEM_CORE], (reg))
 103 #define versatile_pci_core_write_4(reg, val)    \
 104         bus_write_4(sc->mem_res[MEM_CORE], (reg), (val))
 105
 106 #define versatile_pci_read_4(reg)       \
 107         bus_read_4(sc->mem_res[MEM_BASE], (reg))
 108 #define versatile_pci_write_4(reg, val) \
 109         bus_write_4(sc->mem_res[MEM_BASE], (reg), (val))
 110
 111 #define versatile_pci_conf_read_4(reg)  \
 112         bus_read_4(sc->mem_res[MEM_CONF_BASE], (reg))
 113 #define versatile_pci_conf_write_4(reg, val)    \
 114         bus_write_4(sc->mem_res[MEM_CONF_BASE], (reg), (val))
 115 #define versatile_pci_conf_write_2(reg, val)    \
 116         bus_write_2(sc->mem_res[MEM_CONF_BASE], (reg), (val))
 117 #define versatile_pci_conf_write_1(reg, val)    \
 118         bus_write_1(sc->mem_res[MEM_CONF_BASE], (reg), (val))
 119
 120 struct versatile_pci_softc {
 121         struct resource*        mem_res[MEM_REGIONS];
 122         struct resource*        irq_res;
 123         void*                   intr_hl;
 124
 125         int                     pcib_slot;
 126
 127         /* Bus part */
 128         int                     busno;
 129         struct rman             io_rman;
 130         struct rman             irq_rman;
 131         struct rman             mem_rman;
 132
 133         struct mtx              mtx;
 134 };
 135
 136 static struct resource_spec versatile_pci_mem_spec[] = {
 137         { SYS_RES_MEMORY, 0, RF_ACTIVE },
 138         { SYS_RES_MEMORY, 1, RF_ACTIVE },
 139         { SYS_RES_MEMORY, 2, RF_ACTIVE },
 140         { SYS_RES_MEMORY, 3, RF_ACTIVE },
 141         { -1, 0, 0 }
 142 };
 143
 144 static int
 145 versatile_pci_probe(device_t dev)
 146 {
 147
 148         if (ofw_bus_is_compatible(dev, "versatile,pci")) {
 149                 device_set_desc(dev, "Versatile PCI controller");
 150                 return (BUS_PROBE_DEFAULT);
 151         }
 152
 153         return (ENXIO);
 154 }
 155
 156 static int
 157 versatile_pci_attach(device_t dev)
 158 {
 159         struct versatile_pci_softc *sc = device_get_softc(dev);
 160         int err;
 161         int slot;
 162         uint32_t vendordev_id, class_id;
 163         uint32_t val;
 164
 165         /* Request memory resources */
 166         err = bus_alloc_resources(dev, versatile_pci_mem_spec,
 167                 sc->mem_res);
 168         if (err) {
 169                 device_printf(dev, "Error: could not allocate memory resources\n");
 170                 return (ENXIO);
 171         }
 172
 173         /*
 174          * Setup memory windows
 175          */
 176         versatile_pci_core_write_4(PCI_CORE_IMAP0, (PCI_IO_WINDOW >> 28));
 177         versatile_pci_core_write_4(PCI_CORE_IMAP1, (PCI_NPREFETCH_WINDOW >> 28));
 178         versatile_pci_core_write_4(PCI_CORE_IMAP2, (PCI_PREFETCH_WINDOW >> 28));
 179
 180         /*
 181          * XXX: this is SDRAM offset >> 28
 182          * Unused as of QEMU 1.5
 183          */
 184         versatile_pci_core_write_4(PCI_CORE_SMAP0, (PCI_IO_WINDOW >> 28));
 185         versatile_pci_core_write_4(PCI_CORE_SMAP1, (PCI_NPREFETCH_WINDOW >> 28));
 186         versatile_pci_core_write_4(PCI_CORE_SMAP2, (PCI_NPREFETCH_WINDOW >> 28));
 187
 188         versatile_pci_sys_write_4(SYS_PCICTL, 1);
 189
 190         for (slot = 0; slot <= PCI_SLOTMAX; slot++) {
 191                 vendordev_id = versatile_pci_read_4((slot << 11) + PCIR_DEVVENDOR);
 192                 class_id = versatile_pci_read_4((slot << 11) + PCIR_REVID);
 193                 if ((vendordev_id == VERSATILE_PCI_DEV) &&
 194                     (class_id == VERSATILE_PCI_CLASS))
 195                         break;
 196         }
 197
 198         if (slot == (PCI_SLOTMAX + 1)) {
 199                 bus_release_resources(dev, versatile_pci_mem_spec,
 200                     sc->mem_res);
 201                 device_printf(dev, "Versatile PCI core not found\n");
 202                 return (ENXIO);
 203         }
 204
 205         sc->pcib_slot = slot;
 206         device_printf(dev, "PCI core at slot #%d\n", slot);
 207
 208         versatile_pci_core_write_4(PCI_CORE_SELFID, slot);
 209         val = versatile_pci_conf_read_4((slot << 11) + PCIR_COMMAND);
 210         val |= (PCIM_CMD_BUSMASTEREN | PCIM_CMD_MEMEN | PCIM_CMD_MWRICEN);
 211         versatile_pci_conf_write_4((slot << 11) + PCIR_COMMAND, val);
 212
 213         /* Again SDRAM start >> 28  */
 214         versatile_pci_write_4((slot << 11) + PCIR_BAR(0), 0);
 215         versatile_pci_write_4((slot << 11) + PCIR_BAR(1), 0);
 216         versatile_pci_write_4((slot << 11) + PCIR_BAR(2), 0);
 217
 218         /* Prepare resource managers */
 219         sc->mem_rman.rm_type = RMAN_ARRAY;
 220         sc->mem_rman.rm_descr = "versatile PCI memory window";
 221         if (rman_init(&sc->mem_rman) != 0 ||
 222             rman_manage_region(&sc->mem_rman, PCI_NPREFETCH_WINDOW,
 223                 PCI_NPREFETCH_WINDOW + PCI_NPREFETCH_SIZE - 1) != 0) {
 224                 panic("versatile_pci_attach: failed to set up memory rman");
 225         }
 226
 227         bootverbose = 1;
 228         sc->io_rman.rm_type = RMAN_ARRAY;
 229         sc->io_rman.rm_descr = "versatile PCI IO window";
 230         if (rman_init(&sc->io_rman) != 0 ||
 231             rman_manage_region(&sc->io_rman, PCI_IO_WINDOW,
 232                 PCI_IO_WINDOW + PCI_IO_SIZE - 1) != 0) {
 233                 panic("versatile_pci_attach: failed to set up I/O rman");
 234         }
 235
 236         sc->irq_rman.rm_type = RMAN_ARRAY;
 237         sc->irq_rman.rm_descr = "versatile PCI IRQs";
 238         if (rman_init(&sc->irq_rman) != 0 ||
 239             rman_manage_region(&sc->irq_rman, VERSATILE_PCI_IRQ_START,
 240                 VERSATILE_PCI_IRQ_END) != 0) {
 241                 panic("versatile_pci_attach: failed to set up IRQ rman");
 242         }
 243
 244         mtx_init(&sc->mtx, device_get_nameunit(dev), "versatilepci",
 245                         MTX_SPIN);
 246
 247         val = versatile_pci_conf_read_4((12 << 11) + PCIR_COMMAND);
 248
 249         for (slot = 0; slot <= PCI_SLOTMAX; slot++) {
 250                 vendordev_id = versatile_pci_read_4((slot << 11) + PCIR_DEVVENDOR);
 251                 class_id = versatile_pci_read_4((slot << 11) + PCIR_REVID);
 252
 253                 if (slot == sc->pcib_slot)
 254                         continue;
 255
 256                 if ((vendordev_id == 0xffffffff) &&
 257                     (class_id == 0xffffffff))
 258                         continue;
 259
 260                 val = versatile_pci_conf_read_4((slot << 11) + PCIR_COMMAND);
 261                 val |= PCIM_CMD_MEMEN | PCIM_CMD_PORTEN;
 262                 versatile_pci_conf_write_4((slot << 11) + PCIR_COMMAND, val);
 263         }
 264
 265         device_add_child(dev, "pci", 0);
 266         return (bus_generic_attach(dev));
 267 }
 268
 269 static int
 270 versatile_pci_read_ivar(device_t dev, device_t child, int which,
 271     uintptr_t *result)
 272 {
 273         struct versatile_pci_softc *sc = device_get_softc(dev);
 274
 275         switch (which) {
 276         case PCIB_IVAR_DOMAIN:
 277                 *result = 0;
 278                 return (0);
 279         case PCIB_IVAR_BUS:
 280                 *result = sc->busno;
 281                 return (0);
 282         }
 283
 284         return (ENOENT);
 285 }
 286
 287 static int
 288 versatile_pci_write_ivar(device_t dev, device_t child, int which,
 289     uintptr_t result)
 290 {
 291         struct versatile_pci_softc * sc = device_get_softc(dev);
 292
 293         switch (which) {
 294         case PCIB_IVAR_BUS:
 295                 sc->busno = result;
 296                 return (0);
 297         }
 298
 299         return (ENOENT);
 300 }
 301
 302 static struct resource *
 303 versatile_pci_alloc_resource(device_t bus, device_t child, int type, int *rid,
 304     u_long start, u_long end, u_long count, u_int flags)
 305 {
 306
 307         struct versatile_pci_softc *sc = device_get_softc(bus);
 308         struct resource *rv;
 309         struct rman *rm;
 310
 311         dprintf("Alloc resources %d, %08lx..%08lx, %ld\n", type, start, end, count);
 312
 313         switch (type) {
 314         case SYS_RES_IOPORT:
 315                 rm = &sc->io_rman;
 316                 break;
 317         case SYS_RES_IRQ:
 318                 rm = &sc->irq_rman;
 319                 break;
 320         case SYS_RES_MEMORY:
 321                 rm = &sc->mem_rman;
 322                 break;
 323         default:
 324                 return (NULL);
 325         }
 326
 327         rv = rman_reserve_resource(rm, start, end, count, flags, child);
 328
 329         if (rv == NULL)
 330                 return (NULL);
 331
 332         rman_set_rid(rv, *rid);
 333
 334         if (flags & RF_ACTIVE) {
 335                 if (bus_activate_resource(child, type, *rid, rv)) {
 336                         rman_release_resource(rv);
 337                         return (NULL);
 338                 }
 339         }
 340         return (rv);
 341 }
 342
 343 static int
 344 versatile_pci_activate_resource(device_t bus, device_t child, int type, int rid,
 345     struct resource *r)
 346 {
 347         vm_offset_t vaddr;
 348         int res;
 349
 350         switch(type) {
 351         case SYS_RES_MEMORY:
 352         case SYS_RES_IOPORT:
 353                 vaddr = (vm_offset_t)pmap_mapdev(rman_get_start(r),
 354                                 rman_get_size(r));
 355                 rman_set_bushandle(r, vaddr);
 356                 rman_set_bustag(r, versatile_bus_space_pcimem);
 357                 res = rman_activate_resource(r);
 358                 break;
 359         case SYS_RES_IRQ:
 360                 res = (BUS_ACTIVATE_RESOURCE(device_get_parent(bus),
 361                     child, type, rid, r));
 362                 break;
 363         }
 364
 365         return (res);
 366 }
 367
 368 static int
 369 versatile_pci_setup_intr(device_t bus, device_t child, struct resource *ires,
 370             int flags, driver_filter_t *filt, driver_intr_t *handler,
 371             void *arg, void **cookiep)
 372 {
 373
 374         return BUS_SETUP_INTR(device_get_parent(bus), bus, ires, flags,
 375             filt, handler, arg, cookiep);
 376 }
 377
 378 static int
 379 versatile_pci_teardown_intr(device_t dev, device_t child, struct resource *ires,
 380     void *cookie)
 381 {
 382
 383         return BUS_TEARDOWN_INTR(device_get_parent(dev), dev, ires, cookie);
 384 }
 385
 386
 387
 388 static int
 389 versatile_pci_maxslots(device_t dev)
 390 {
 391
 392         return (PCI_SLOTMAX);
 393 }
 394
 395 static int
 396 versatile_pci_route_interrupt(device_t pcib, device_t device, int pin)
 397 {
 398
 399         return (27 + ((pci_get_slot(device) + pin - 1) & 3));
 400 }
 401
 402 static uint32_t
 403 versatile_pci_read_config(device_t dev, u_int bus, u_int slot, u_int func,
 404     u_int reg, int bytes)
 405 {
 406         struct versatile_pci_softc *sc = device_get_softc(dev);
 407         uint32_t data;
 408         uint32_t shift, mask;
 409         uint32_t addr;
 410
 411         if (sc->pcib_slot == slot) {
 412                 switch (bytes) {
 413                         case 4:
 414                                 return (0xffffffff);
 415                                 break;
 416                         case 2:
 417                                 return (0xffff);
 418                                 break;
 419                         case 1:
 420                                 return (0xff);
 421                                 break;
 422                 }
 423         }
 424
 425         addr = (bus << 16) | (slot << 11) | (func << 8) | (reg & ~3);
 426
 427         /* register access is 32-bit aligned */
 428         shift = (reg & 3) * 8;
 429
 430         /* Create a mask based on the width, post-shift */
 431         if (bytes == 2)
 432                 mask = 0xffff;
 433         else if (bytes == 1)
 434                 mask = 0xff;
 435         else
 436                 mask = 0xffffffff;
 437
 438         dprintf("%s: tag (%x, %x, %x) reg %d(%d)\n", __func__, bus, slot,
 439             func, reg, bytes);
 440
 441         mtx_lock_spin(&sc->mtx);
 442         data = versatile_pci_conf_read_4(addr);
 443         mtx_unlock_spin(&sc->mtx);
 444
 445         /* get request bytes from 32-bit word */
 446         data = (data >> shift) & mask;
 447
 448         dprintf("%s: read 0x%x\n", __func__, data);
 449
 450         return (data);
 451 }
 452
 453 static void
 454 versatile_pci_write_config(device_t dev, u_int bus, u_int slot, u_int func,
 455     u_int reg, uint32_t data, int bytes)
 456 {
 457
 458         struct versatile_pci_softc *sc = device_get_softc(dev);
 459         uint32_t addr;
 460
 461         dprintf("%s: tag (%x, %x, %x) reg %d(%d)\n", __func__, bus, slot,
 462             func, reg, bytes);
 463
 464         if (sc->pcib_slot == slot)
 465                 return;
 466
 467         addr = (bus << 16) | (slot << 11) | (func << 8) | reg;
 468         mtx_lock_spin(&sc->mtx);
 469         switch (bytes) {
 470                 case 4:
 471                         versatile_pci_conf_write_4(addr, data);
 472                         break;
 473                 case 2:
 474                         versatile_pci_conf_write_2(addr, data);
 475                         break;
 476                 case 1:
 477                         versatile_pci_conf_write_1(addr, data);
 478                         break;
 479         }
 480         mtx_unlock_spin(&sc->mtx);
 481 }
 482
 483 static device_method_t versatile_pci_methods[] = {
 484         DEVMETHOD(device_probe,         versatile_pci_probe),
 485         DEVMETHOD(device_attach,        versatile_pci_attach),
 486
 487         /* Bus interface */
 488         DEVMETHOD(bus_read_ivar,        versatile_pci_read_ivar),
 489         DEVMETHOD(bus_write_ivar,       versatile_pci_write_ivar),
 490         DEVMETHOD(bus_alloc_resource,   versatile_pci_alloc_resource),
 491         DEVMETHOD(bus_release_resource, bus_generic_release_resource),
 492         DEVMETHOD(bus_activate_resource, versatile_pci_activate_resource),
 493         DEVMETHOD(bus_deactivate_resource, bus_generic_deactivate_resource),
 494         DEVMETHOD(bus_setup_intr,       versatile_pci_setup_intr),
 495         DEVMETHOD(bus_teardown_intr,    versatile_pci_teardown_intr),
 496
 497         /* pcib interface */
 498         DEVMETHOD(pcib_maxslots,        versatile_pci_maxslots),
 499         DEVMETHOD(pcib_read_config,     versatile_pci_read_config),
 500         DEVMETHOD(pcib_write_config,    versatile_pci_write_config),
 501         DEVMETHOD(pcib_route_interrupt, versatile_pci_route_interrupt),
 502
 503         DEVMETHOD_END
 504 };
 505
 506 static driver_t versatile_pci_driver = {
 507         "pcib",
 508         versatile_pci_methods,
 509         sizeof(struct versatile_pci_softc),
 510 };
 511
 512 static devclass_t versatile_pci_devclass;
 513
 514 DRIVER_MODULE(versatile_pci, simplebus, versatile_pci_driver, versatile_pci_devclass, 0, 0);