src/pciinit.c

   1 // Initialize PCI devices (on emulators)
   2 //
   3 // Copyright (C) 2008  Kevin O'Connor <kevin@koconnor.net>
   4 // Copyright (C) 2006 Fabrice Bellard
   5 //
   6 // This file may be distributed under the terms of the GNU LGPLv3 license.
   7
   8 #include "util.h" // dprintf
   9 #include "pci.h" // pci_config_readl
  10 #include "biosvar.h" // GET_EBDA
  11 #include "pci_ids.h" // PCI_VENDOR_ID_INTEL
  12 #include "pci_regs.h" // PCI_COMMAND
  13 #include "dev-i440fx.h"
  14
  15 #define PCI_ROM_SLOT 6
  16 #define PCI_NUM_REGIONS 7
  17
  18 static void pci_bios_init_device_in_bus(int bus);
  19
  20 static u32 pci_bios_io_addr;
  21 static u32 pci_bios_mem_addr;
  22 static u32 pci_bios_prefmem_addr;
  23 /* host irqs corresponding to PCI irqs A-D */
  24 const u8 pci_irqs[4] = {
  25     10, 10, 11, 11
  26 };
  27
  28 static u32 pci_bar(u16 bdf, int region_num)
  29 {
  30     if (region_num != PCI_ROM_SLOT) {
  31         return PCI_BASE_ADDRESS_0 + region_num * 4;
  32     }
  33
  34 #define PCI_HEADER_TYPE_MULTI_FUNCTION 0x80
  35     u8 type = pci_config_readb(bdf, PCI_HEADER_TYPE);
  36     type &= ~PCI_HEADER_TYPE_MULTI_FUNCTION;
  37     return type == PCI_HEADER_TYPE_BRIDGE ? PCI_ROM_ADDRESS1 : PCI_ROM_ADDRESS;
  38 }
  39
  40 static void pci_set_io_region_addr(u16 bdf, int region_num, u32 addr)
  41 {
  42     u32 ofs, old_addr;
  43
  44     ofs = pci_bar(bdf, region_num);
  45
  46     old_addr = pci_config_readl(bdf, ofs);
  47
  48     pci_config_writel(bdf, ofs, addr);
  49     dprintf(1, "region %d: 0x%08x\n", region_num, addr);
  50 }
  51
  52 /*
  53  * return value
  54  *      0:     32bit BAR
  55  *      non 0: 64bit BAR
  56  */
  57 static int pci_bios_allocate_region(u16 bdf, int region_num)
  58 {
  59     u32 *paddr;
  60     u32 ofs = pci_bar(bdf, region_num);
  61
  62     u32 old = pci_config_readl(bdf, ofs);
  63     u32 mask;
  64     if (region_num == PCI_ROM_SLOT) {
  65         mask = PCI_ROM_ADDRESS_MASK;
  66         pci_config_writel(bdf, ofs, mask);
  67     } else {
  68         if (old & PCI_BASE_ADDRESS_SPACE_IO)
  69             mask = PCI_BASE_ADDRESS_IO_MASK;
  70         else
  71             mask = PCI_BASE_ADDRESS_MEM_MASK;
  72         pci_config_writel(bdf, ofs, ~0);
  73     }
  74     u32 val = pci_config_readl(bdf, ofs);
  75     pci_config_writel(bdf, ofs, old);
  76
  77     u32 size = (~(val & mask)) + 1;
  78     if (val != 0) {
  79         if (val & PCI_BASE_ADDRESS_SPACE_IO) {
  80             paddr = &pci_bios_io_addr;
  81             if (ALIGN(*paddr, size) + size >= 64 * 1024) {
  82                 dprintf(1,
  83                         "io region of (bdf 0x%x bar %d) can't be mapped.\n",
  84                         bdf, region_num);
  85                 size = 0;
  86             }
  87         } else if ((val & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_PREFETCH) &&
  88                  /* keep behaviour on bus = 0 */
  89                  pci_bdf_to_bus(bdf) != 0 &&
  90                  /* If pci_bios_prefmem_addr == 0, keep old behaviour */
  91                  pci_bios_prefmem_addr != 0) {
  92             paddr = &pci_bios_prefmem_addr;
  93             if (ALIGN(*paddr, size) + size >= BUILD_PCIPREFMEM_END) {
  94                 dprintf(1,
  95                         "prefmem region of (bdf 0x%x bar %d) can't be mapped. "
  96                         "decrease BUILD_PCIMEM_SIZE and recompile. size %x\n",
  97                         bdf, region_num, BUILD_PCIPREFMEM_SIZE);
  98                 size = 0;
  99             }
 100         } else {
 101             paddr = &pci_bios_mem_addr;
 102             if (ALIGN(*paddr, size) + size >= BUILD_PCIMEM_END) {
 103                 dprintf(1,
 104                         "mem region of (bdf 0x%x bar %d) can't be mapped. "
 105                         "increase BUILD_PCIMEM_SIZE and recompile. size %x\n",
 106                         bdf, region_num, BUILD_PCIMEM_SIZE);
 107                 size = 0;
 108             }
 109         }
 110         if (size > 0) {
 111             *paddr = ALIGN(*paddr, size);
 112             pci_set_io_region_addr(bdf, region_num, *paddr);
 113             *paddr += size;
 114         }
 115     }
 116
 117     int is_64bit = !(val & PCI_BASE_ADDRESS_SPACE_IO) &&
 118         (val & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_TYPE_MASK) == PCI_BASE_ADDRESS_MEM_TYPE_64;
 119     if (is_64bit) {
 120         if (size > 0) {
 121             pci_config_writel(bdf, ofs + 4, 0);
 122         } else {
 123             pci_config_writel(bdf, ofs + 4, ~0);
 124         }
 125     }
 126     return is_64bit;
 127 }
 128
 129 void pci_bios_allocate_regions(u16 bdf, void *arg)
 130 {
 131     int i;
 132     for (i = 0; i < PCI_NUM_REGIONS; i++) {
 133         int is_64bit = pci_bios_allocate_region(bdf, i);
 134         if (is_64bit){
 135             i++;
 136         }
 137     }
 138 }
 139
 140 /* return the global irq number corresponding to a given device irq
 141    pin. We could also use the bus number to have a more precise
 142    mapping. */
 143 static int pci_slot_get_pirq(u16 bdf, int irq_num)
 144 {
 145     int slot_addend = pci_bdf_to_dev(bdf) - 1;
 146     return (irq_num + slot_addend) & 3;
 147 }
 148
 149 static const struct pci_device_id pci_isa_bridge_tbl[] = {
 150     /* PIIX3/PIIX4 PCI to ISA bridge */
 151     PCI_DEVICE(PCI_VENDOR_ID_INTEL, PCI_DEVICE_ID_INTEL_82371SB_0,
 152                piix_isa_bridge_init),
 153     PCI_DEVICE(PCI_VENDOR_ID_INTEL, PCI_DEVICE_ID_INTEL_82371AB_0,
 154                piix_isa_bridge_init),
 155
 156     PCI_DEVICE_END
 157 };
 158
 159 #define PCI_IO_ALIGN            4096
 160 #define PCI_IO_SHIFT            8
 161 #define PCI_MEMORY_ALIGN        (1UL << 20)
 162 #define PCI_MEMORY_SHIFT        16
 163 #define PCI_PREF_MEMORY_ALIGN   (1UL << 20)
 164 #define PCI_PREF_MEMORY_SHIFT   16
 165
 166 static void pci_bios_init_device_bridge(u16 bdf, void *arg)
 167 {
 168     pci_bios_allocate_region(bdf, 0);
 169     pci_bios_allocate_region(bdf, 1);
 170     pci_bios_allocate_region(bdf, PCI_ROM_SLOT);
 171
 172     u32 io_old = pci_bios_io_addr;
 173     u32 mem_old = pci_bios_mem_addr;
 174     u32 prefmem_old = pci_bios_prefmem_addr;
 175
 176     /* IO BASE is assumed to be 16 bit */
 177     pci_bios_io_addr = ALIGN(pci_bios_io_addr, PCI_IO_ALIGN);
 178     pci_bios_mem_addr = ALIGN(pci_bios_mem_addr, PCI_MEMORY_ALIGN);
 179     pci_bios_prefmem_addr =
 180         ALIGN(pci_bios_prefmem_addr, PCI_PREF_MEMORY_ALIGN);
 181
 182     u32 io_base = pci_bios_io_addr;
 183     u32 mem_base = pci_bios_mem_addr;
 184     u32 prefmem_base = pci_bios_prefmem_addr;
 185
 186     u8 secbus = pci_config_readb(bdf, PCI_SECONDARY_BUS);
 187     if (secbus > 0) {
 188         pci_bios_init_device_in_bus(secbus);
 189     }
 190
 191     pci_bios_io_addr = ALIGN(pci_bios_io_addr, PCI_IO_ALIGN);
 192     pci_bios_mem_addr = ALIGN(pci_bios_mem_addr, PCI_MEMORY_ALIGN);
 193     pci_bios_prefmem_addr =
 194         ALIGN(pci_bios_prefmem_addr, PCI_PREF_MEMORY_ALIGN);
 195
 196     u32 io_end = pci_bios_io_addr;
 197     if (io_end == io_base) {
 198         pci_bios_io_addr = io_old;
 199         io_base = 0xffff;
 200         io_end = 1;
 201     }
 202     pci_config_writeb(bdf, PCI_IO_BASE, io_base >> PCI_IO_SHIFT);
 203     pci_config_writew(bdf, PCI_IO_BASE_UPPER16, 0);
 204     pci_config_writeb(bdf, PCI_IO_LIMIT, (io_end - 1) >> PCI_IO_SHIFT);
 205     pci_config_writew(bdf, PCI_IO_LIMIT_UPPER16, 0);
 206
 207     u32 mem_end = pci_bios_mem_addr;
 208     if (mem_end == mem_base) {
 209         pci_bios_mem_addr = mem_old;
 210         mem_base = 0xffffffff;
 211         mem_end = 1;
 212     }
 213     pci_config_writew(bdf, PCI_MEMORY_BASE, mem_base >> PCI_MEMORY_SHIFT);
 214     pci_config_writew(bdf, PCI_MEMORY_LIMIT, (mem_end -1) >> PCI_MEMORY_SHIFT);
 215
 216     u32 prefmem_end = pci_bios_prefmem_addr;
 217     if (prefmem_end == prefmem_base) {
 218         pci_bios_prefmem_addr = prefmem_old;
 219         prefmem_base = 0xffffffff;
 220         prefmem_end = 1;
 221     }
 222     pci_config_writew(bdf, PCI_PREF_MEMORY_BASE,
 223                       prefmem_base >> PCI_PREF_MEMORY_SHIFT);
 224     pci_config_writew(bdf, PCI_PREF_MEMORY_LIMIT,
 225                       (prefmem_end - 1) >> PCI_PREF_MEMORY_SHIFT);
 226     pci_config_writel(bdf, PCI_PREF_BASE_UPPER32, 0);
 227     pci_config_writel(bdf, PCI_PREF_LIMIT_UPPER32, 0);
 228
 229     dprintf(1, "PCI: br io   = [0x%x, 0x%x)\n", io_base, io_end);
 230     dprintf(1, "PCI: br mem  = [0x%x, 0x%x)\n", mem_base, mem_end);
 231     dprintf(1, "PCI: br pref = [0x%x, 0x%x)\n", prefmem_base, prefmem_end);
 232
 233     u16 cmd = pci_config_readw(bdf, PCI_COMMAND);
 234     cmd &= ~PCI_COMMAND_IO;
 235     if (io_end > io_base) {
 236         cmd |= PCI_COMMAND_IO;
 237     }
 238     cmd &= ~PCI_COMMAND_MEMORY;
 239     if (mem_end > mem_base || prefmem_end > prefmem_base) {
 240         cmd |= PCI_COMMAND_MEMORY;
 241     }
 242     cmd |= PCI_COMMAND_MASTER;
 243     pci_config_writew(bdf, PCI_COMMAND, cmd);
 244
 245     pci_config_maskw(bdf, PCI_BRIDGE_CONTROL, 0, PCI_BRIDGE_CTL_SERR);
 246 }
 247
 248 static void storage_ide_init(u16 bdf, void *arg)
 249 {
 250     /* IDE: we map it as in ISA mode */
 251     pci_set_io_region_addr(bdf, 0, PORT_ATA1_CMD_BASE);
 252     pci_set_io_region_addr(bdf, 1, PORT_ATA1_CTRL_BASE);
 253     pci_set_io_region_addr(bdf, 2, PORT_ATA2_CMD_BASE);
 254     pci_set_io_region_addr(bdf, 3, PORT_ATA2_CTRL_BASE);
 255 }
 256
 257 static void pic_ibm_init(u16 bdf, void *arg)
 258 {
 259     /* PIC, IBM, MPIC & MPIC2 */
 260     pci_set_io_region_addr(bdf, 0, 0x80800000 + 0x00040000);
 261 }
 262
 263 static void apple_macio_init(u16 bdf, void *arg)
 264 {
 265     /* macio bridge */
 266     pci_set_io_region_addr(bdf, 0, 0x80800000);
 267 }
 268
 269 static const struct pci_device_id pci_class_tbl[] = {
 270     /* STORAGE IDE */
 271     PCI_DEVICE_CLASS(PCI_VENDOR_ID_INTEL, PCI_DEVICE_ID_INTEL_82371SB_1,
 272                      PCI_CLASS_STORAGE_IDE, piix_ide_init),
 273     PCI_DEVICE_CLASS(PCI_VENDOR_ID_INTEL, PCI_DEVICE_ID_INTEL_82371AB,
 274                      PCI_CLASS_STORAGE_IDE, piix_ide_init),
 275     PCI_DEVICE_CLASS(PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, PCI_CLASS_STORAGE_IDE,
 276                      storage_ide_init),
 277
 278     /* PIC, IBM, MIPC & MPIC2 */
 279     PCI_DEVICE_CLASS(PCI_VENDOR_ID_IBM, 0x0046, PCI_CLASS_SYSTEM_PIC,
 280                      pic_ibm_init),
 281     PCI_DEVICE_CLASS(PCI_VENDOR_ID_IBM, 0xFFFF, PCI_CLASS_SYSTEM_PIC,
 282                      pic_ibm_init),
 283
 284     /* 0xff00 */
 285     PCI_DEVICE_CLASS(PCI_VENDOR_ID_APPLE, 0x0017, 0xff00, apple_macio_init),
 286     PCI_DEVICE_CLASS(PCI_VENDOR_ID_APPLE, 0x0022, 0xff00, apple_macio_init),
 287
 288     /* PCI bridge */
 289     PCI_DEVICE_CLASS(PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, PCI_CLASS_BRIDGE_PCI,
 290                      pci_bios_init_device_bridge),
 291
 292     /* default */
 293     PCI_DEVICE(PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, pci_bios_allocate_regions),
 294
 295     PCI_DEVICE_END,
 296 };
 297
 298 static const struct pci_device_id pci_device_tbl[] = {
 299     /* PIIX4 Power Management device (for ACPI) */
 300     PCI_DEVICE(PCI_VENDOR_ID_INTEL, PCI_DEVICE_ID_INTEL_82371AB_3,
 301                piix4_pm_init),
 302
 303     PCI_DEVICE_END,
 304 };
 305
 306 static void pci_bios_init_device(u16 bdf)
 307 {
 308     int pin, pic_irq, vendor_id, device_id;
 309
 310     vendor_id = pci_config_readw(bdf, PCI_VENDOR_ID);
 311     device_id = pci_config_readw(bdf, PCI_DEVICE_ID);
 312     dprintf(1, "PCI: bus=%d devfn=0x%02x: vendor_id=0x%04x device_id=0x%04x\n"
 313             , pci_bdf_to_bus(bdf), pci_bdf_to_devfn(bdf), vendor_id, device_id);
 314     pci_init_device(pci_class_tbl, bdf, NULL);
 315
 316     /* enable memory mappings */
 317     pci_config_maskw(bdf, PCI_COMMAND, 0, PCI_COMMAND_IO | PCI_COMMAND_MEMORY);
 318
 319     /* map the interrupt */
 320     pin = pci_config_readb(bdf, PCI_INTERRUPT_PIN);
 321     if (pin != 0) {
 322         pin = pci_slot_get_pirq(bdf, pin - 1);
 323         pic_irq = pci_irqs[pin];
 324         pci_config_writeb(bdf, PCI_INTERRUPT_LINE, pic_irq);
 325     }
 326
 327     pci_init_device(pci_device_tbl, bdf, NULL);
 328 }
 329
 330 static void pci_bios_init_device_in_bus(int bus)
 331 {
 332     int bdf, max;
 333     foreachpci_in_bus(bdf, max, bus) {
 334         pci_bios_init_device(bdf);
 335     }
 336 }
 337
 338 static void
 339 pci_bios_init_bus_rec(int bus, u8 *pci_bus)
 340 {
 341     int bdf, max;
 342     u16 class;
 343
 344     dprintf(1, "PCI: %s bus = 0x%x\n", __func__, bus);
 345
 346     /* prevent accidental access to unintended devices */
 347     foreachpci_in_bus(bdf, max, bus) {
 348         class = pci_config_readw(bdf, PCI_CLASS_DEVICE);
 349         if (class == PCI_CLASS_BRIDGE_PCI) {
 350             pci_config_writeb(bdf, PCI_SECONDARY_BUS, 255);
 351             pci_config_writeb(bdf, PCI_SUBORDINATE_BUS, 0);
 352         }
 353     }
 354
 355     foreachpci_in_bus(bdf, max, bus) {
 356         class = pci_config_readw(bdf, PCI_CLASS_DEVICE);
 357         if (class != PCI_CLASS_BRIDGE_PCI) {
 358             continue;
 359         }
 360         dprintf(1, "PCI: %s bdf = 0x%x\n", __func__, bdf);
 361
 362         u8 pribus = pci_config_readb(bdf, PCI_PRIMARY_BUS);
 363         if (pribus != bus) {
 364             dprintf(1, "PCI: primary bus = 0x%x -> 0x%x\n", pribus, bus);
 365             pci_config_writeb(bdf, PCI_PRIMARY_BUS, bus);
 366         } else {
 367             dprintf(1, "PCI: primary bus = 0x%x\n", pribus);
 368         }
 369
 370         u8 secbus = pci_config_readb(bdf, PCI_SECONDARY_BUS);
 371         (*pci_bus)++;
 372         if (*pci_bus != secbus) {
 373             dprintf(1, "PCI: secondary bus = 0x%x -> 0x%x\n",
 374                     secbus, *pci_bus);
 375             secbus = *pci_bus;
 376             pci_config_writeb(bdf, PCI_SECONDARY_BUS, secbus);
 377         } else {
 378             dprintf(1, "PCI: secondary bus = 0x%x\n", secbus);
 379         }
 380
 381         /* set to max for access to all subordinate buses.
 382            later set it to accurate value */
 383         u8 subbus = pci_config_readb(bdf, PCI_SUBORDINATE_BUS);
 384         pci_config_writeb(bdf, PCI_SUBORDINATE_BUS, 255);
 385
 386         pci_bios_init_bus_rec(secbus, pci_bus);
 387
 388         if (subbus != *pci_bus) {
 389             dprintf(1, "PCI: subordinate bus = 0x%x -> 0x%x\n",
 390                     subbus, *pci_bus);
 391             subbus = *pci_bus;
 392         } else {
 393             dprintf(1, "PCI: subordinate bus = 0x%x\n", subbus);
 394         }
 395         pci_config_writeb(bdf, PCI_SUBORDINATE_BUS, subbus);
 396     }
 397 }
 398
 399 static void
 400 pci_bios_init_bus(void)
 401 {
 402     u8 pci_bus = 0;
 403     pci_bios_init_bus_rec(0 /* host bus */, &pci_bus);
 404 }
 405
 406 void
 407 pci_setup(void)
 408 {
 409     if (CONFIG_COREBOOT)
 410         // Already done by coreboot.
 411         return;
 412
 413     dprintf(3, "pci setup\n");
 414
 415     pci_bios_io_addr = 0xc000;
 416     pci_bios_mem_addr = BUILD_PCIMEM_START;
 417     pci_bios_prefmem_addr = BUILD_PCIPREFMEM_START;
 418
 419     pci_bios_init_bus();
 420
 421     int bdf, max;
 422     foreachpci(bdf, max) {
 423         pci_init_device(pci_isa_bridge_tbl, bdf, NULL);
 424     }
 425     pci_bios_init_device_in_bus(0 /* host bus */);
 426 }